Способ ультразвукового контроля изделий

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет более точной установки строб-импульса, в котором производится регистрация эхо-сигналов, для наклонного преобразователя по результатам прозвучивания изделия прямым преобразователем. Над поверхностью изделия устанавливают прямой и наклонный преобразователи на одном уровне и совмещают их точки ввода. Излучают прямым преобразователем импульс продольных колебаний и принимают эхо-сигналы от поверхности ввода и донной поверхности изделия. Формируют между этими эхо-сигналами строб-импульс. Через время, большее времени прихода эхо-сигнала от донной поверхности изделия, возбуждают наклонный преобразователь. Формируют путем пересчета по скорости поперечных колебаний, возбуждаемых в изделии наклонным преобразователем, по аналогии с основным дополнительный строб-импульс. Регистрируют принятые преобразователями эхо-сигналы в строб-импульсах и по их параметрам определяют наличие и характеристики дефектов изделия. 2 ил.

COf03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 И 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4350530/25-28 (22) 28.12.87 (46) 30.06.89. Бюл. № 24 (72) P.È.Øîêîâ, В.К.10ллинен, А.Ф.Моряков и M.Ã.Òàðàñîí (53) 620. 179. 16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 181861, кл. G 01 N 29!04, 1965. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение достоверности кэнтроля за счет более точной установки строб-импульса, в котором производится регистрация эхосигналов, для наклонного преобразователя по результатам прозвучивания изделия прямым преобразователем. Над поверхностью иэделия устаИзобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии иэделий.

Цель изобретения — повышение достоверности контрсля за счет повышения точности установки интервалов времени, в течение которых осуществляют регистрацию эхосигналов.

На фиг.1 представлена схема ввода

УЗ-колебаний в изделие; на фиг,2 временные диаграммы периодического излучения импульсов УЗ-колебаний и интервалов времени, н течение которых ос ущест нля е тс я р егис тра ция эхосигналов.

ÄÄSUÄÄ 1490 29 А1

2 навливают прямой и наклонный преобразователи на одном уровне и совмещают их точки ввода. Излучают прямым преобразователем импульс продольных колебаний и принимают эхосигналы от поверхности ввода и донной поверхности иэделия. Формируют между этими эхосигналами строб-импульс. Через время, большее времени прихода эхосигнала от донной поверхности изделия, возбуждают наклонный преобразователь. Формируют путем пересчета по скорости поперечных колебаний, возбуждаемых в изделии наклонным иреобразова1елем, по аналогии с основным дополнительный строб-импульс. Регистрируют принятые преобразонателями эхосигналы в строб-импульсах и по их параметрам определяют наличие и характеристи ки дефектов изделия. 2 ил .

Способ УЗ-контроля изделий заключается в следующем.

Над поверхностью изделия устанавливают прямой и наклонный пьезоэлектрические преобразователи так, что их акустические центры лежат на одном уровне h над изделием. Ориентируют акустическую ось прямого преобразователя перпендикулярно поверхности изделия, а «кустическую ось наклонного преобразователя ориентиII руют под углом --- — к поверхно2 сти изделия и совмещают точки ввода преобразователей Ild поверхности из1490629 делия. Излучают импульсы продольных УЗ-колебаний прямым преобразователем и вводят их в изделие через промежуточную среду. Принимают прямым преобразователем отраженные изделием эхосигналы> усиливают их и регистрируют в интервале времени, начало которого и конец отстоят от момента излучения импульса прямым преобразователем на время Т< и Т > соответственно ° Значения Т, и Т> определяют из выражений:

Т< = 2tо> Т3 2со + 2t,, 15

То 2с + 2с„

Принимают наклонным преобразователем отраженные изделием эхосигналы, усиливают их и регистрируют в интервале времени, начало которого и конец отстоят от момента излучения импульса наклонным преобразователем на время Т и Т > соответственно. Значение Т и Т определяют из выражений:

55

2t<< 2to 2t< С

Т Т + «)

1 cos<> . 4 coscC С <«cosP где С вЂ” скорость распространения где t — время прохождения импуль<) сами продольных колебаний расстояния в промежуточной среде между прямым пре- 20 образователем и поверхностью ввода колебаний в иэделие; время прохождения импуль1 сами продольных колебаний 25 расстояния в изделии между поверхностью ввода колебаний в изделие и его донной поверхностью.

Излучают импульсы продольных УЗколебаний наклонным преобразователем и вводят их в изделие через промежуточную среду в виде полученных в результате трансформации на границу раздела промежуточная среда — материал изделия поперечных колебаний

35 под углом . Излучение импульсов наклонным преобразователем осуществляют с задержкой Т относительно момента излучения импульсов прямым преобразователем. Значение Т выбирают удовлетворяющим условию поперечных колебаний в материале иэделия;

С > — скорость распространения продольных колебаний в материале изделия, Измеряют параметры зарегистрированных эхосигналов и по ним определяют качество изделия.

Способ УЗ-контроля изделий реализуется следующим образом.

Устанавливают над поверхностью . изделия 1 прямой УЗ-преобразователь

2 на высоте h относительно поверхности ввода изделия 1 и ориентируют

его ось перпендикулярно к этой поверхности. Сбоку от него устанавливают наклонный преобразователь 3 так, чтобы его акустический центр также находился на расстоянии h от поверхности ввода иэделия 1 и отстоял от акустического центра прямого преобразователя 2 на расстоянии

r = h -tgoC, где Ы вЂ” угол падения для наклонного преобразователя 3. Задают импульсы синхронизации (диаграм" ма а, фиг.2) и в момент времени, совпадающий с импульсами синхронизации, возбуждают прямой преобразователь 2 (диаграмма б, фиг.2). Импульс продольных УЗ-колебаний проходит через промежуточную среду 4, например воду, и вводится в изделие 1. Часть .

УЗ-энергии отражается от поверхности ввода и донной поверхности изделия 1, принимается преобразователем

2 и усиливается (диаграмма в,фиг.2).

Эхосигнал от поверхности ввода приходит через время 2t,à эхосигнал от донной поверхности — через время

2с + 2с, относительно синхронизи" рующих импульсов, В случае наличия горизонтального дефекта 5 иэделия эхосигнал от него приходит в интервале времени от 2со до 2с + 2t, .

Через время Т > 2t + 2с„ относительно синхрониэирующих импульсов возбуждают наклонный преобразователь

3 (диаграмма r, фиг.2). Излученные преобразователем 3 продольные У3-колебания подаются на поверхностЬ ввода изделия 1 и трансформируются на ней в поперечные УЗ-колебания,распространяющиеся в изделии 1 под углом ф . При достаточно чистых поверхностях иэделия 1 эхосигналы от них практически отсутствуют и преобразователь 3 принимает только эхосиг" налы, отраженные наклонным дефек5 14906 том Ь изделия 1 (диаграмма д,фиг.2) .

Формируют строб-импульс для преобразователя 2, начало которого отстоит на время Т, = 2t, от синхронизирующего импульса, а конце — на время

Т> 2to + 2t,, т.е. его длительность равна 2t, (диаграмма е, фиг.2), Формируют строб-импульс для преобразователя 2, начало которого отстоит 10

2йо на время Т = Т + — -- от синхросовЫ, конец — на

2t< С 15

CZ сов ниэирующего импульса, а

2to время Т = Т + — -- + соей т.е. его длительность равна

2t< Сс (диаграмма ж, фиг.2) . Дпя 20

С сое металлов длительность второго стробимпульса может. быть определена из

2 64 выражения - - †- . В каждом стробc0sP

Ф о р м У л G и з о б P e т е н и я 45

Способ ультразвукового контроля изделий, заключающийся в установке над поверхностью изделия двух пьезоэлектрических преобразователей с общей точкой ввода, излучении пьезоэлектрическими преобразователями импульсов продольных ультразвуковых колебаний через промежуточную среду в изделие с задержкой один относительно другого так, что от одного из преобразователей в изделие вводятся поперечные колебания под углом, принимают преобразователями

55 импульсе формируют необходимую характеристику временной регулировки усиления (диаграмма з, фиг.2), выравнивающую чувствительность по глу- 30 бине. В обоих строб-импульсах регистрируют эхосигналы и определяют по ним наличие дефектов 5 и 6 в изделии 1.

Способ УЗ-контроля изделий поэво35 ляет одновременно выявить раэноориен" тированные дефекты и осуществить точную установку строб-импульса для наклонного преобразователя, позволяя более полно использовать присущЕе 40 . ему свойство — проводить контроль с высокой чувствительностью без

"мертвой эоны". где

> 2 + 2t<, о т< - 2to

Т) = 2to + 2t<, Т< = 2С,/cosoC;

2to 2t < Сс

Т + )

4 сов о С < cosf3

t — время прохождения импульО сами продольных колебаний расстояния в промежуточной среде между прямым преобразователем и поверхностью ввода изделия;

t — время прохождения импуль< сами продольных колебаний расстояния в изделии между поверхностью ввода и донной поверхностью;

М вЂ” угол падения колебаний наклонного преобразователя на поверхность ввода иэделия;

С вЂ” скорость распространения

t поперечных колебаний в материале изделия;

С вЂ” скорость распространения

8 продольных колебаний в материале иэделия.

29 отраженные иэделием эхосигналы, усиливают принятые:<хосигналы, регистрируют эхосигналы в заданных для каждого из преобразователей интервалах времени, измеряют параметры зарегистрированных эхосигналов и по ним определяют качество изделия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, один иэ преобразователей устанавливают так, что в изделие вводятся продольные колебания под прямым углом, преобразователи устанавливают так, что их акустические центры лежат на одном уровне над изделием, а время Т задержки излучения импульсов наклонного преобразователя относительно импульсов прямого, время

Т, и Т начала регистрации эхосигналов для прямого и наклонного преобразователей относительно моментов излучения ими импульсов и время Т> и

Т окончания регистрации эхоимпульсов для прямого и наклонного преобразователей относительно моментов излучения ими импульсов определяют иэ выражений:

1490Ь29

Фив.!

Фиа. 1

Составитель В. Гондаревский

Редактор А.Андрушенко Техред М. Ходанич Корректор М.Самборская

Заказ 3750/53

Тираж 789

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101