Способ ультразвукового контроля толстолистового проката в процессе перемещения листа по рольгангу
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии толстолистового проката в потоке производства Цель изобретения - повышение достоверности контроля Это достигается за счет «беспечения беспрепятственного прохождения звука через струйный контакт при сквозном прозвучивании изделия путем выбора соответствующих режимов работы верхнего и нижнего струеобразукхцих устройств. 3 ия
<в) Щ (1ц (5Ц О Х29 08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (2t) 4947352/28 (22) 38.06.91 (4б) ЗОБО.93 Беп. Иа 39-40 (73) Санкт-Петербургский государственныйэлектротехнический университет икВИУльянова (Ленина) (72) Каширин SA (73) Санкт--Петербургский государственнь|й электротехнюеский университет им.ВИУльянова (Ленина) (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ
ТОЛСТОЛИСТОВОГО ПРОКАТА В ПРОЦЕССЕ
- ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЛИСТА ПО РОЛЬГАНГУ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дпя ультразвуковой дефектоскопии толст олистово го проката в потоке прОизводства Цель изобретения
- повышение достоверности контроля Это достигается за счет обеотечения беспрепятственного прохождения звука через струйный контакт при сквозном прозвучивании изделия путем выбора соответствукхдих рекимов работы верхнего и нижнего струеобразукхцих устройста 3 ил.
2002257
Изобретение относится к контрольно-из- мерительной технике и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии толстолистового проката в потоке производства. 5
Известен способ ультразвукового контроля в потоке производства с использованием струйных контактов.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ, за- 10 ключающийся в сквозном прозвучивании изделия через струи контактной жидкости, подаваемые через два струеобразующих устройства с соплами, расположенными одно над другим по разные стороны контролируемого изделия (1).
Недостатком известного способа является неудовлетворительная достоверность ультразвукового контроля, вызванная тем. что в изобретении не предусматривается определение факта наличия или отсутствия прикромочных участков металла под струйными контактами, В результате при смещении листа относительно предполагаемого положения возникают как зоны, для кото- 25 рых не выполнен контроль, так и зоны фактического отсутствия листового проката, отнесенные к дефектным (из-за разрушения струйного контакта.в месте отсутствия металла, что может восприниматься как гру- 30 быи дефект), е
Целью изобретения является повышение достоверности контроля для обеспечения беспрепятственного прохождения звука через струйный контакт при отсутст- 35 вии листа.
Это достигается тем, что давление на входе каждого сопла верхнего струеобразующего устройства выбирают выше разницы давления на.входе соответствующего сопла 40 нижнего струеобразующего устройства и величиной
А= pgH где р- плотность контактной жидкости (например, воды); g — ускорение свободного падения; Н вЂ” расстояние между верхними и нижними соплами, а расстояние между центрами крайних сопл каждой камеры выбирают из соотношения:
Go>2h+IslA P+dCOS P где h — максимальное боковое смещение листа при транспортировке по рольгангу; р — максимальное угловое смещение листа при транспортировке по рольгангу;
l — максимальная длина листа;
d — максимальная ширина листа (d На фиг. 3 изображена схема реализации предложенного устройства. Верхнее струеобразующее устройство 2 включает камеру 3 и ряд сопл 4 с акустическими преобразователями, нижнее струеобразующее устройство 5 — камеру 6 и ряд сопл 7 с акустическими преобразователями. Позициями 8, 9 изображен водосборник, накопитель-отстойник 10, 11, устройства 12 автоматического регулирования давления, насос 13, фильтр 14 и электронный блок, включающий блок 15 управления синхронизации, генераторный блок 16 и усилительнорегистрирующий блок 17, Способ осуществляется следующим образом, В процессе перемещения листа по рольгангу осуществляют сквозное прозвучивание изделия. Для осуществления струйного контакта контактную жидкость подают через два струеобразующих устройства, расположенных одно над другим по разные стороны изделия. Для выполнения ультразвукового контроля первоначально устанавливают давление на входе каждого нижнего сопла из условия получения высоты струи, обеспечивающей акустический контакт с нижней поверхностью контролируемого листа. Для этого в отсутствии толстолистового проката в устройстве 11 автоматического регулирования давления устанавливают такое давление,-при котором струи, истекающие иэ нижнего струеобразуюшего устройства, поднимаются на высоту большую, чем плоскость транспортировки листа (верхнее струеобразующее устройство при этом отключаетсяся). Благодаря наличию устройства автоматического регулирования давления давление. установленное при настройке, будет поддерживаться независимо от количества потребляемой воды и уровня воды в накопителе 9. Затем давление на входе каждого верхнего сопла выбирают выше разницы 2002257 2h+IsIn dcos р, 45 55 между давлением на входе соответствующего нижнего сопла и величиной А= роН. где р — плотность воды; g — ускорение свободного падения; Н вЂ” расстояние между верхними и нижними соплами. Для этого в отсутствии толстолистового проката между верхним 2 и нижним 5 струеобраэующим устройствами начинают с помощью устройства 10 автоматического регулирования давления увеличивать давление воды в камере 3 верхнего струеобразующего устройства, наблюдая за поведением истекающих иэ камеры струй. В месте соприкосновения соответствующих струй, истекающих из верхней 3 и нижней 6 камер, образуется бурун, препятствующий прохождению звука по струе. При увеличении давления воды на выходе устройства 10 автоматического регулирования давления бурун приближается к нижнему струеобразующему устройству 5. Давление увеличивают до тех пор, пока бурун не исчезнет, т.е. пока каждая из верхних струй не подавит соответствующую нижнюю (в этом случае акустический контакт обеспечивается за счет верхнего струеобраэующего устройства). При этом разница давлений на входах соответствующих нижних и верхних сопл оказывается выше величины А и не будет зависеть от того, находится или нет толстолистовой прокат между верхним 2 и нижним 5 струеобраэующими устройствами. В процессе проведения контроля расстояние ао между центрами крайних струйных контактов выбирают таким образом, чтобы в любой момент времени размер тол-. столистового проката поперек направления движения был меньше ао, т.е. чтобы была возможность по результатам измерений очертить контур толстолистового проката. Для этого величина ао выбирается в соответствии с выражением, приведенным в формуле изобретения. Способ измерений основан на сквозном прозвучивании движущегося толстолистового проката через струйные контакты. Струйный контакт в дополнение к вышеописанному обеспечивается за счет непрерывной циркуляции воды в устройстве, показанном на фиг, 3, Из накопителя-отстойника 9, в котором вода отстаивается для удаления газовых пузырьков и который служит также основным хранилищем воды, вода через устройства 10, 11 автоматического регулирования давления поступает в верхнее 2 и нижнее 5 струеобрэзующие устройства, последние обеспечивают акустический контакт с конт5 35 ролируемым прокатом. Стекающая вода оказывается в водосборнике 8, откуда с по мощью насоса 12 через фильтр 13, отфильтровывающий взвешенные частицы, снова поступает в накопитель-отстойник 9. Сквозное прозвучивание осуществляется с использованием электронного блока 14 и акустических преобразователей, конструктивно расположенных в рядах сопл 4 и 7. Можно использовать теневой, эхо-сквозной и многократно теневой методы контроля. При этом усилительно-регистрирующий блок 17, входящий в электронный блок 14 за счет емплитудно-временного селектирования поступающего на его вход сигнала, определяет факт наличия или отсутствия металла в данной области контроля и в случае наличия металла факт отсутствия или наличия дефекта. При перемещении листа под рольгангу возможно возникновение боковых и угловых смещений листа. Боковое смещение может возникнуть, например, при подаче раскатов или листов со шлеппера на рольганг, угловое смещение — при наличии несимметричного проскальзывания при движении проката, Размер (ширина) акустической системы должна выбираться из условия наиболее неблагоприятной ориентации и положения листа при прохождении через участок ультразвукового контроля, Наименьший размер акустической системы, соответствующий расстоянию между крайними струйными контактами, выбирают равным удвоенному максимальному боковому смещению h плюс размер листа поперек движения при максимальном угловом смещении р, что соответствует выражению: где I.d — максимальные длина и ширина листа. Для электронного определения границ раскатов или листов требуется различать факт прохождения сигнала через металл от прохождения сигнала по струйному контакту. Для реализации этой возможности обеспечивают два режима измерений. В первом режиме верхнее струеобразующее устройство обеспечивает контакт с верхней поверхностью листового проката, нижнее — c нижней поверхностью, Для обеспечения второго режима (при отсутствии листового проката) осуществляют беспрепятственное прохождение звука от излучателя до приемника через струйный контакт. При этом, чтобы не возникли эффекты разрушения струйного контакта (в ре2002257 зультате столкновения струй). используют условие, при котором струя из верхнего струеобразующего устройства передавливает струю, исходящую из нижнего струеобразующего устройства как только между 5 этими устройствами не находитгя лист металла. Действительно, давление столба воды на нижнем струеобразующем устройстве при отсутствии металла складывается из давления столба воды высоты Н (т,е. pgH, 10 где p — плотность контактной жидкости, обычно воды; g — ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с ) и давления в верхней части столба, Если в любой момент времени давление 15 на входе нижнего струеобрэзующего устройства меньше давления. создаваемого струей верхнего струеобразующего устройства, то не возникает турбулентных потоков и акустический контакт обеспечивается за 20 счет верхнего струеобразующего устройства. Этому режиму соответствует выбор давления на входе каждого верхнего сопла выше разницы между давлением на входе 25 устройства и величиной А = pgH, где рплотность контактной жидкости, д - ускорение свободного падения, Н - расстояние З0 между верхними и нижними соплами, а расстояние между центрами крайних сопл каждой камеры ао выбирают из соотноше.ния ao > 2h + lsinp + dcosp„ где h - максимальное боковое смещение листа при транспортировке по рольгангу; p - максимальное угловое смещение листа при транспортировке по рольгангу; 1- максимальная длина листа; d - максимальная ширина листа (d < I), и судят о наличии листа и его дефектности по изменению степени ослабления звука в 45 струйном канале. Формула изобретения СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ТОЛСТОЛИСТОВОГО ПРОКАТА В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЛИСТА ПО РОЛЪГАНГУ, заключающийся в сквозном прозвучивании изделия через струи контактной жидкости, подаваемые через два струеобразующих устройства с соплами, расположенными одно над другим по разные стороны контролируемого изделия. отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля путем обеспечения беспрепятственного прохождения звука через струйный контакт при отсутствии листа, давление на входе каждого сопла верхнего струеобразующего выбирают выше разницы давлений на входе соответствующего сопла нижнего струеобразующего соответствующего нижнего сопла и величиной pgH, При наличии устойчивого акустического контакта не возникает принципиальных трудностей по распознаванию присутствия листового проката. Как видно из фиг. 2, на которой условно показаны лучи, первый прошедший сигнал (1) при наличии металла испытывает два отражения от границ металла, а счет чего существенно ослабляются. Таким образом, по уровню первого прошедшего сигнала можно судить о наличии металла, Использование струеобразующих устройств с плотным расположением струй (П) позволяет практически со 100 -ной плотностью осуществить, контроль толстолистового проката, с высокой степенью точности определить местоположение границ раскатов (листов), а следовательно и местоположение обнаруженных внутренних дефектов в металле. (56) 1. Авторское свидетельство СССР 1Ф 838557, кл, G 01 N 29/04, 1981. 2002257 2002257 Составитель О. Антонова Редактор Л. Народная Техред М.Моргентал Корректор С. Шекмар Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5 Заказ 3171 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Га япина. 101
