Устройство для ультразвукового контроля сварных стыков цилиндрических изделий

 

Изобретение относится к неразрушающим средствам контроля и может быть использовано для ультразвукового контроля стыков трудопроводов. Задача изобретения - повышение помехозащищенности преобразователя путем устранения поверхностной волны, возбуждаемой вдоль поверхности изделия. Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве волноводы с закрепленными на них излучающей и приемной пьезопластинами выполнены из единой заготовки в виде двух цилиндров с общей осью и различными диаметрами. Пьезопластины располагаются на цилиндрах большего диаметра, а цилиндры меньшего диаметра прилегают к изделию. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к неразрушающим средствам контроля и может быть использовано для ультразвукового контроля стыков трубопроводов.

Известно устройство для контроля, в котором волновод выполнен в виде двух сопряженных цилиндров [1] Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ультразвукового контроля сварных стыков цилиндрических изделий, содержащее корпус, демпфирующую массу, излучающую и приемную пьезопластины, закрепленные на волноводах, располагаемых с одной стоpоны шва и ориентированных в пространстве так, что направления излучения и приема ультразвуковых колебаний расположены в одной плоскости [2] Недостаток этого устройства, заключается в том, что волноводы, используемые в устройстве, имеют большую площадь касания к поверхности изделия. Вследствие кривизны изделия ультразвуковая волна падает на границу раздела под разными углами, в том числе под углами, близкими к второму критическому, что приводит к интенсивному возбуждению поверхностной волны вдоль поверхности изделия. Кроме того, произвольный выбор состава материала между корпусом и призмой нежелателен, так как при возбуждении поверхностной волны она может быть им уменьшена или оставлена без изменений.

Задачей изобретения является повышение помехозащищенности преобразователя путем устранения поверхностной волны, возбуждаемой вдоль поверхности изделия.

Это достигается тем, что в устройстве для ультразвукового контроля сварных стыков цилиндрических изделий, содержащем корпус, демпфирующую массу, излучающую и приемную пьезопластины, закрепленные на волноводах, располагаемых с одной стороны шва и ориентированных в пространстве так, что направления излучения и приема ультразвуковых колебаний расположены в одной плоскости, каждый волновод выполнен из единой заготовки в виде двух цилиндров с общей осью и различными диаметрами, причем пьезопластина располагается на цилиндре большего диаметра, а цилиндр меньшего диаметра прилегает к изделию.

Кроме того, демпфирующая масса представляет собой силоксановую композицию резины низкотемпературной вулканизации.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус 1, демпфирующую массу 2, в которой расположены волноводы 3 и 4 с закрепленными на них излучающей пьезопластиной 5 и приемной пьезопластиной 6. Волноводы 3 и 4 выполнены из единой заготовки в виде двух цилиндров с общей осью и различными диаметрами. При этом пьезопластины 5 и 6 располагаются на цилиндре большего диаметра, а цилиндр меньшего диаметра прилегает к изделию 7. При этом больший диаметр обусловлен диаметром применяемой пьезопластины, а меньший зависит от диаметра контролируемого изделия (они прямо пропорциональны).

Устройство работает следующим образом.

Излучающая пьезопластина 5 (фиг. 1) излучает ультразвуковые (УЗ) импульсы в волновод 3, на котором она расположена. УЗ волны распространяются в призме до поверхности контролируемого изделия 7 и, преломляясь на этой поверхности, вводятся в изделие в плоскости, параллельной оси контролируемого изделия 7. Далее УЗ волны распространяется в изделии 7 и сварном шве. В случае, если в последнем имеются дефекты, УЗ волны отражаются от них и распространяются в изделии в направлении на волновод 4, на котором расположена приемная пьезопластина 6. При этом направления излучения и приема УЗ волн лежат в плоскости, параллельной оси контролируемой трубы (изделия 7). Это обеспечивает отсутствие сигналов, отражающихся от валиков усиления сварного шва (пространственное селектирование сигналов, отражающихся от дефектов в сварном шве, от сигналов, отражающихся от валиков усиления сварного шва). Наличие демпфирующей массы 2 между волноводами 3 и 4 исключает прямое проникновение УЗ волн от излучающей пьезопластины 5 на приемную пьезопластину 6.

Уменьшение диаметра цилиндра, прилегающего к поверхности изделия, по сравнению с диаметром цилиндра, прилегающего к пьезопластине, уменьшает разброс углов падения УЗ волн на поверхность изделия и, что наиболее существенно, уменьшает максимальный угол падения УЗ лучей из призмы на поверхность изделия 7. При этом уменьшается интенсивность поверхностной волны, возбуждаемой на поверхности изделия, соответственно, помехи, создаваемые этой волной, также уменьшаются, что повышает помехозащищенность ультразвукового контроля и, как следствие, упрощает технологию настройки и контроля.

Дальнейшее снижение интенсивности поверхностной волны достигается за счет выбора демпфирующей массы 2, представляющей собой силоксановую композицию резины низкотемпературной вулканизации. В этом случае поверхность демпфирующей массы, прилегающая к контролируемому изделию, поглощает ту поверхностную волну, которая все-таки возбуждается на поверхности контролируемого изделия. Таким образом достигаются дальнейшее повышение помехозащищенности контроля и дальнейшее упрощение технологии настройки и контроля.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СТЫКОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, содержащее корпус, демпфирующую массу, излучающую и приемную пьезопластины, закрепленные на волноводах, располагаемых с одной стороны шва и ориентированных в пространстве так, что направления излучения и приема ультразвуковых колебаний расположены в одной плоскости, отличающееся тем, что каждый волновод выполнен из единой заготовки в виде двух цилиндров с общей осью и различными диаметрами, пьезопластина располагается на цилиндре большего диаметра, а цилиндр меньшего диаметра предназначен для прилегания к изделию.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что демпфирующая масса представляет собой силоксановую композицию резины низкотемпературной вулканизации.

РИСУНКИ

Рисунок 1