Ультразвуковой способ обнаружения трещин в стенках отверстий изделий

 

Использование: при выявлении трещин в болтовых отверстиях железнодорожных рельсов. Цель - повышение достоверности и производительности контроля при одновременном упрощении реализации способа - достигается путем возбуждения ультразвуковых колебаний в контролируемом изделии под двумя разными углами, приема в одном цикле излучения - приема двух эхо - сигналов (от стенок отверстия и трещины) и определения по ним дефективности изделия. Углы ввода - приема ультразвуковых пучков и их диаграммы направленности выбирают из условия получения максимальных эхо - сигналов от искомых трещин по расчетным выражениям так, чтобы перекрытие диаграмм направленности осуществлялось в области оптимального угла озвучивания трещин, а временное смещение принимаемых от трещины и стенки отверстия эхо - сигналов не превышало расчетной величины. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии, а более конкретно к ультразвуковому контролю материалов и изделий, в конструкции которых предусмотрены отверстия, и может быть применено, при выявлении трещин в стенках болтовых отверстий в зоне стыков железнодорожных рельсов.

Усталостная трещина, выходящая из болтового отверстия в шейке рельса под углом около 45^о к оси рельса (дефект 53.1 по "Классификации дефектов и повреждений рельсов, РТМ 32/ЦП-1-66". М. Транспорт, 1957, с. 38), является одной из причин изъятия рельса из пути. В настоящее время из всех дефектных рельсов, изымаемых из пути, 41% изымается из-за обнаружения в них трещин, развивающихся от болтовых отверстий. В результате развития такой трещины с торца выкалывается кусок головки рельса длиной примерно равной высоте рельса, что может привести к сходу подвижного состава (Тырин В. П. и др. Трещиностойкость рельса в зоне болтовых отверстий //Вестник ВНИИЖТа, 1991, N 6, с. 36-40). Поэтому разработка способов своевременного обнаружения указанных усталостных трещин является важнейшей задачей.

Известен способ ультразвукового (УЗ) контроля трещин в стенках отверстий изделия с плоскопараллельными поверхностями, в частности рельсов, заключающийся в том, что перпендикулярно к поверхности изделия (угол ввода УЗ колебаний 0^о) вводят УЗ колебания, принимают отраженные от противоположной поверхности изделия (донной поверхности) эхо-сигналы (донный импульс), наблюдают появление эхо-сигналов во временном интервале между зондирующим и донным импульсами, и о наличии трещины судят по исчезновению (или уменьшению) донного сигнала и появлению эхо-сигнала в указанном промежутке при расположении электроакустического преобразователя не над отверстием в изделии.

Известный способ обладает низкой достоверностью и пригоден только для контроля изделий с эквидистантными поверхностями и выявления сильно развитых трещин.

Известен ультразвуковой способ обнаружения трещин в стенках отверстий изделий, заключающийся в том, что изделие озвучивают двумя электроакустическими преобразователями, которые излучают под углом 0^о и принимают отраженные от донной поверхности импульсы (донные импульсы) в двух точках на расстоянии друг от друга, несколько превышающем диаметр отверстия в изделии. О наличии трещины, развивающейся от стенок отверстия, судят по одновременному исчезновению (или уменьшению ниже заданного порога) донных импульсов в обоих преобразователях.

Известный способ обладает низкой достоверностью и недостаточной чувствительностью контроля, так как позволяет выявлять только трещины, имеющие значительные размеры, проекция которых выходит за пределы проекции отверстия. Кроме того, при некотором отличии параметров отверстий изделия от номинальных значений или нарушении округлости отверстия (например, вследствие износа цилиндрическое отверстие принимает эллипсоидную форму) возможно ложное срабатывание индикаторов дефектоскопа и перебраковка изделия.

Известен способ ультразвукового контроля качества сборки деталей, соединенных по цилиндрической поверхности с натягом, заключающийся в том, что на поверхности изделия устанавливают излучающий и приемный наклонные преобразователи с параллельными акустическими осями, излучают ультразвуковые (УЗ колебания под углом к цилиндрической поверхности и принимают поперечные УЗ колебания, трансформированные из обегающих вокруг отверстия неоднородных поверхностных колебаний, последовательно устанавливают указанную пару преобразователей на плоскопараллельные поверхности так, чтобы прозвучивание осуществлялось во встречных направлениях. Качество сборки определяют по средней арифметической амплитуд, полученных при прозвучивании с каждой из поверхностей.

Известный способ, хотя и близок к заявленному изобретению, но обладает рядом недостатков и, кроме того, не пригоден для обнаружения трещин в стенках отверстий изделия. Способ требует двухстороннего доступа к изделию. Как показывают экспериментальные исследования, амплитуда принимаемых сигналов, сформированных из волны обегания цилиндрической поверхности отверстия, имеет весьма малое значение по сравнению с эхо-сигналом от поверхности стенки отверстия и существенно зависит как от диаметра отверстия, так и от состояния поверхности отверстия. В реальных ситуациях стенка отверстия изделия может иметь микротрещины и заржавленную поверхность, что полностью исключает прием волны обегания и реализацию известного способа.

Наиболее близким к заявленному техническому решению и принятым за прототип способом является способ обнаружения трещин в стенках отверстий изделия, применяемый для выявления трещин от стенок болтовых отверстий в зоне стыковых накладок железнодорожных рельсов вагонами-дефектоскопами зарубежных фирм и отечественной разработки. Известный способ заключается в том, что в контролируемое изделие под углом к поверхности изделия излучают импульсные у. з. колебания, принимают отраженные от поверхности отверстия и возможной трещины УЗ колебания, и по их временному положению относительно зондирующего импульса, а также по изменению этого положения по мере перемещения преобразователя судят о наличии трещины, развивающейся от стенки отверстия. Известный способ позволяет выявлять указанные трещины на достаточно ранней стадии развития, однако, сложен в реализации, так как требует анализа временного положения эхо-сигналов от стенок отверстия и от возможных трещин в нескольких циклах излучения-приема УЗ колебаний. Для создания возможности этого анализа применяют формирование развертки типа В (в координатах времени распространения t_p УЗ колебаний в изделии и времени движения t_xприемно-излучающей системы по поверхности контролируемого изделия) с яркостной модуляцией луча ЭЛТ при появлении эхо-сигналов и регистрации этой ультразвукограммы на определенный носитель информации (на кинопленку или бумажную ленту). Запоминание и анализ временных положений принимаемых эхо-сигналов в нескольких циклах излучения-приема УЗ колебаний возможны также с помощью современных электронно-вычислительных средств (например, ЭВМ). Озвучивание стенок отверстия с потенциальными трещинами только под одним фиксированным углом обусловливает низкую достоверность контроля, так как максимальный эхо-сигнал от трещины формируется при озвучивании УЗ лучом, акустическая ось которого ориентирована нормально к поверхности трещины.

Известный способ обладает недостаточной производительностью и низкой помехоустойчивостью, так как требование анализа эхо-сигналов в нескольких тактах излучения-приема (в десятках и более) для последующего их анализа ограничивает скорость контроля (особенно при скоростном контроле рельсов с помощью вагонов-дефектоскопов) и может привести при приеме в нескольких тактах импульсов помех взамен эхо-сигналов от трещин к перебраковке изделия.

Цель изобретения повышение достоверности и производительности контроля и упрощение реализации способа обнаружения трещин в стенках отверстий изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в контролируемом изделии под углом к сканируемой поверхности изделия возбуждают импульсные ультразвуковые колебания, в ходе перемещения приемно-излучающего преобразователя принимают отраженные от стенок отверстия и трещины эхо-сигналы, измеряют их параметры и определяют по ним дефектность изделия. Осуществляют дополнительное излучение и прием ультразвуковых колебаний под другим углом, отличающимся от первого на некоторую величину. О наличии трещины судят по приему в одном цикле излучения-приема двух эхо-сигналов, временной сдвиг между которыми не превышает расчетной величины. Обеспечивают совпадение точек излучения и приема ультразвуковых колебаний под обоими углами. Углы ввода α₁ и α ₂и углы раскрытия 2ϕ₁ и 2ϕ₂ ультразвуковых лучей выбирают из условия получения максимальных эхо-сигналов от искомых трещин по соотношениям: α₁ 1/2 (Θ + A), 2ϕ ₁ ≥ A Θ (1) α₂ 1/2 (Θ + B), 2ϕ ₂ ≥ Θ B. (2) Временной сдвиг между принимаемыми эхо-сигналами (от стенок отверстия и от трещины) не превышает величины Δt≅ 2R/C, (3) где С скорость распространения УЗ колебаний в изделии; Θ угол преимущественной ориентации трещин относительно продольной оси изделия; R радиус отверстия в изделии; Δt временной интервал между принимаемыми эхо-сигналами; А arctg (tgΘ + Д) (4) В arctg (tgΘ Д) (5) где Д R/h_ц cosΘ h_ц глубина залегания центра отверстия в изделии.

На фиг. 1 представлена схема прозвучивания изделия и параметры излучаемых УЗ пучков; на фиг. 2 временное положение эхо-сигналов при озвучивании отверстия с радиальной трещиной.

Способ ультразвукового обнаружения трещин в стенках отверстий изделий реализуется следующим образом.

С поверхности контролируемого изделия 1 (фиг. 1) с отверстием 2 и радиальными трещинами 3 и 4 возбуждают с помощью излучателей-приемников 5 и 6 УЗ колебания в виде пучков 7 и 8. В процессе перемещения системы, состоящей из соединенных между собой преобразователей 5 и 6, по поверхности изделия 1 УЗ пучки 7 и 8 последовательно озвучивают трещину 3, стенку отверстия 2 и трещину 8. Параметры приемно-излучающей системы (углы ввода α₁ и α ₂ УЗ пучков 7 и 8 и углы 2ϕ₁ и 2ϕ₂ раскрытия этих пучков) выбирают таким образом, чтобы обеспечивался прием двух эхо-сигналов 9 и 10 (фиг. 2) в одном цикле излучения-приема: от стенки отверстия 2 и от трещин 3 или 4. При выборе углов ввода α₁ и α₂учитывают преимущественную ориентацию радиальных трещин 3 и 4 угол Θ относительно продольной оси изделия (фиг. 1) и параметры h_ц глубину залегания центра и R радиус отверстия в изделии. 0 наличии трещины, развивающейся от стенки отверстия, судят по появлению двух эхо-сигналов с амплитудами выше порогового уровня 11 в заданном временном интервале 12 относительно зондирующего импульса 13, имеющих временной сдвиг между собой не более расчетной величины Δt (фиг. 2).

При перемещении системы электроакустических преобразователей 5 и 6 по поверхности изделия 1 над бездефектным отверстием 2 стенка отверстия также последовательно будет озвучиваться УЗ пучками 7 и 8. Однако при любом положении преобразователей 5 и 6 относительно отверстия в каждом цикле излучения будет приниматься только один эхо-импульс, что свидетельствует об отсутствии трещины вблизи отверстия и о бездефектности контролируемого изделия.

При необходимости выявления трещин, ориентированных под углом Θ + π /2 по отношению к принятой на фиг. 1 продольной (горизонтальной) оси, можно развернуть систему преобразователей 5 и 6 на 180^о, или же осуществить возбуждение и прием УЗ колебаний с помощью дополнительной пары преобразователей 5' и 6' (фиг. 1). При сплошном контроле изделий с отверстиями, ориентация трещин от которых заранее точно не известна, целесообразно вести контроль с помощью двух пар преобразователей 5-6 и 5'-6', излучающих УЗ колебания во взаимно противоположных направлениях.

В связи с тем, что углы раскрытия возбуждаемых УЗ пучков имеют определенный сектор, выявление трещин заявленным способом будет осуществляться не только под углами Θ и Θ + π/2, но и под другими углами практически по всей образующей отверстия, исключая нижнюю четверть. При расположении основания трещины вблизи точки отражения УЗ колебаний от поверхности стенки отверстия возможно получение двойных эхо-сигналов (в одном цикле излучения-приема) даже при озвучивании их одним из преобразователей. Например, для вертикально ориентированных трещин, распространяющихся от верхней стенки отверстия, прием двух эхо-сигналов в одном цикле излучения-приема осуществляется при озвучивании одним из преобразователей, например, с углом ввода α₁ Естественно, при этом временной интервал между принимаемыми эхо-сигналами (от стенки отверстия и трещины) меньше, чем значение времени, определяемое по выражению (3). Включение же дополнительного преобразователя (с учетом ввода УЗ лучей α₂) значительно расширяет зону стенки отверстия, в которой фиксируются эхо-сигналы от возможных радиальных трещин, при одновременном приеме отражений от стенки отверстия. Наличие в диаграммах направленности преобразователей с углами ввода α₁ и α₂ общего участка (сектора), включающего угол α_оptоптимального озвучивания трещин преимущественной ориентации Θ позволяет получить от искомых дефектов максимальный эхо-сигнал, сравнимый или превышающий эхо-импульс от стенки отверстия. Это позволяет устанавливать порог 11 (U_пор) амплитудной селекции эхо-сигналов на достаточно высоком уровне (фиг. 2), что повышает помехозащищенность и достоверность контроля.

Вывод выражений (1-5), позволяющих определить практически все параметры приемно-излучающей системы, выполнен исходя из следующих предпосылок:
для получения максимального эхо-сигнала от трещины необходимо ориентировать УЗ лучи под оптимальным углом α_орt, обеспечивающим падение луча на отражающую плоскость трещины под углом, близким к 90^о. При этом угол ввода луча должен быть близким к углу Θ трещины (угол Θ отсчитывается от продольной оси изделия, а угол α как принято в УЗ дефектоскопии, от нормали к санируемой поверхности), т.е. α_орt ≈ Θ;
для получения в одном цикле излучения-приема эхо-сигналов от трещины и от стенки отверстия преобразователи 5 и 6 должны обеспечивать одновременное прохождение хотя бы одного луча в пределах диаграммы направленности одного из преобразователей через центр отверстия, второго преобразователя падение луча на поверхность трещины под углом 90^о;
для выявления трещины на ранней стадии развития, т.е. когда ее размеры не превышают нескольких миллиметров, обязательно условие одновременного озвучивания: углового отражателя, преобразованного корнем трещины и стенкой отверстия одним из преобразователей, и другим преобразователем вторую точку на стенке отверстия, находящуюся на условной линии, проходящей через точку ввода УЗ лучей и центр отверстия (этот случай показан на фиг. 1);
при ориентации трещины под любым углом Θ относительно продольной оси изделия и озвучивания трещины под углом 90^о расстояние между двумя точками отражения на поверхности отверстия и трещины не превышает радиуса R отверстия.

Исходя из перечисленных предпосылок на основе геометрической акустики (фиг. 1) и физических основ УЗ дефектоскопии, получены следующие выражения (6-10) для расчета искомых параметров. Углы α₁ и α ₂ввода УЗ лучей и, соответственно, углы их раскрытий 2ϕ₁ и 2ϕ₂:
α₁= (Θ+A), 2ϕ≥A-Θ (6)
α₂= (Θ+B) 2ϕ₂≥Θ-B (7) где: A arctg (tgΘ + Д) (8)
В arctg (tgΘ Д) (9) а Д коэффициент, зависящий от параметров отверстия (радиуса R и глубины залегания центра h_ц) и трещины (угла Θ ориентации ее относительно продольной оси изделия), причем
Д R/h_ц ˙cos Θ (10)
По физическому смыслу коэффициенты А и В представляют собой минимально необходимые крайние лучи в пределах диаграмм направленности преобразователей 5 и 6 (на уровне, определяющем уровень амплитудного порога 11). Как следует из изложенных предпосылок, в секторе углов УЗ пучков 7 и 8 должны содержаться углы α_iΘ Поэтому можно принять, что для УЗ пучка 8 как минимум одним из крайних (верхний на фиг. 1) лучей должен быть угол α_В2 Θ а нижний угол сектора пучка 8 определяется углом α_Н2 В. Выражение (9) для В получается из решения треугольника аов при известных R, h_ц и заданном угле α_В2 Θ (фиг. 1).

Аналогично крайние лучи А и В УЗ пучков 7 и 8 и полагая, что диаграммы направленности их осесимметричны в соответствии с выражениями (6) и (7) как полусумма значений крайних углов пучка, получаем значения углов ввода УЗ пучков α₁ и α₂, а как разности крайних значений секторов значения углов 2ϕ₁ и 2ϕ₂ раскрытия диаграмм направленности пучков.

Условие, определяющее максимально возможный временный сдвиг Δt между эхо-сигналами, очевидно из анализа предпосылок. Ограничение снизу вытекает из возможности однозначности разделения двух эхо-сигналов и определяется, в основном, длительностью τ₃ зондирующего (а значит, и эхо-импульса. Для современных дефектоскопов Δt_min≈τ₃ составляет 1-3 мкс.

Основной идеей заявленного способа является одновременный прием двух эхо-сигналов примерно одинаковой амплитуды в одном цикле излучения-приема от дефектного отверстия путем формирования соответствующей диаграммы направленности, содержащей УЗ луч (сектор), обеспечивающий озвучивание возможной трещины под оптимальным углом. В заявленном техническом решении эта задача решается с помощью двух электроакустических преобразователей, излучающих и принимающих УЗ колебания под двумя разными, взаимно раздвинутыми углами. Диаграммы направленности этих преобразователей имеют взаимно перекрывающийся участок, содержащий оптимальный угол озвучивания трещины, а ширина диаграммы направленности каждого из преобразователей имеет величину линейного раскрыва на глубине залегания отверстия, равную или несколько большую величину радиуса отверстия. Это обеспечивает уверенный прием сдвоенных эхо-сигналов (от стенки отверстия и плоскости трещины) достаточно большими и примерно одинаковыми амплитудами при любом направлении развития трещины (вверх или вниз от стенки отверстия).

Эту задачу можно решить и с помощью одного преобразователя, имеющего достаточно широкий раскрыв (от α_Н2 до α _В1) и содержащего в пределах диаграммы направленности угол α_орt Θ Однако при этом не обеспечивается одновременный прием эхо-сигналов от трещины и от стенки отверстия с примерно равными амплитудами. Эхо-сигнал от трещины будет во много раз меньше, чем эхо-импульс от стенки отверстия. Это потребует резкого снижения порогового уровня 11 (фиг. 2) амплитудного селектора двойных импульсов и приведет к уменьшению помехозащищенности и достоверности результатов контроля. Получение достаточно широких диаграмм направленности УЗ преобразователей обычно достигается путем уменьшения линейных размеров излучающего элемента (пьезопластины), что резко уменьшает интенсивность излучаемых и принимаемых колебаний. Это дополнительно снижает помехозащищенность и достоверность контроля. Как показывают экспериментальные исследования, при попытке расширить диаграмму направленности известными способами, отрицательным фактором является также то, что повышаются уровни боковых лепестков диаграммы, что приводит к приему мешающих сигналов (в частности, вызванных поверхностными волнами), приводящих к появлению вторых импульсов в ожидаемой зоне временной селекции при озвучивании бездефектных отверстий. Этот фактор практически исключает реализацию способа для выделения трещин от стенок отверстий с помощью одного преобразователя с широкой диаграммой направленности.

Поэтому в заявленном способе применяются два преобразователя с совмещенными точками излучения-приема и обеспечивающими возбуждение УЗ колебаний под двумя разными углами. Перекрытие их диаграмм направленности в области оптимального угла озвучивания возможных трещин способствует суммированию интенсивностей излучаемых колебаний в этом секторе углов и получение эхо-сигналов достаточной амплитуды от трещин даже в неблагоприятных условиях (например при диффузной поверхности трещины или при отклонении ее ориентации от ожидаемой). В связи с этим при всех реальных ситуациях амплитуды эхо-сигналов от трещин и от стенок отверстия примерно одинаковы и, как показывает эксперимент, для болтовых отверстий рельсов с трещинами их отличие составляет не более 8 дБ.

В качестве примера приведем расчет параметров системы прозвучивания для реализации предложенного способа при контроле железнодорожных рельсов (выявлении трещин вблизи болтовых отверстий стыков) для следующих исходных параметров: радиус болтового отверстия R 17,5 мм; глубина залегания центра отверстия h_ц 83,5 мм; угол преимущественной ориентации трещин Θ 45^о; скорость pаспространения сдвиговых УЗ колебаний в стали С 3260 м/с.

Расчет по выражениям (6-10) дает следующие значения: коэффициент Д в соответствии с (10) имеет значение 0,296; углы А и В в соответствии с выражениями (8) и (9) составляют: А 52,35^о; В=35,15^о; угол ввода α₁ первого УЗ пучка и его угол раскрытия 2ϕ₁ в соответствии с (6): α₁ 48,7^o; 2ϕ₁ ≥7,35^o; угол ввода α₂ и 2ϕ₂ в соответствии с (7): α₂ 40,1^о; 2ϕ₂ ≥ 9,85^о.

Углы раскрытия 2ϕ основного лепестка диаграмм направленности УЗ пучков сверху обычно ограничиваются частотой применяемых УЗ колебаний, стандартными размерами пьезопластин и для типовых пьезоэлектрических преобразователей на частоте 2,5 мГц и призме из органического стекла не превышают 10-12^о (Гурвич А. К. Кузьмина Л. И. Справочные диаграммы направленности искателей ультразвуковых дефектоскопов. Киев: Техника, 1980).

Временной сдвиг между эхо-сигналами (от стенок отверстия и трещины) не превышает величины Δt≅ 10,7 мкс.

Полученные значения хорошо согласуются с экспериментальными данными, полученными при УЗ контроле железнодорожного рельса типа Р 50 с реальной трещиной длиной 3,8 мм и под углом Θ≈43^о от болтового отверстия.

Реализация заявленного способа в практике УЗ контроля изделий не вызывает особых затруднений и может быть осуществлена с помощью использования типовых пьезоэлектрических наклонных преобразователей. Для реализации способа в рассмотренном примере изготовлен специальный преобразователь, состоящий из двух склепленных вместе по боковому торцу призм из органического стекла с углами α₁ 39^о и α ₂ 32^о, рассчитанными в соответствии с формулой Снеллиуса. На призмы наклеены пьезопластины ЦТС-19 размерами 8 х 12 мм на частоту УЗ колебаний 2,5 МГц. В процессе склейки призм точки выхода УЗ колебаний призм совмещены.

Не исключается возможность возбуждения УЗ колебаний другими известными способами, например с помощью электромагнитоакустического (ЭМА) преобразования или лазера.

Предложенный УЗ способ обнаружения трещин в стенках отверстий изделия и полученные расчетные выражения проверены экспериментально на моделях и реальных трещинах, развивающихся в стенках болтовых отверстий железнодорожных рельсов. Установлено, что чувствительность способа весьма высока и позволяет выявлять трещины на ранней стадии развития (от 1,5 мм и более), в то время, как известные способы обнаруживают при превышении их длины 5-10 мм. Весьма надежно выявляются трещины, развивающиеся практически во всех направлениях (нормально к поверхности катания, вдоль продольной оси рельса и т.п.), кроме нижнего сектора стенки отверстия с углом около 15^о. В то же время по данным статистики, в частности в рельсах, трещины, развивающиеся с нижней части отверстия, весьма редки (не более 0,03% от всех дефектов). Причем не исключается возможность их обнаружения предложенным способом с помощью УЗ лучей, претерпевших однократное отражение от подошвы (дна) рельса.

Возможность распознавания сигналов от дефектов по появлению парных эхо-импульсов в одном такте излучения-приема позволяет повышать скорость контроля до 90 км/ч. Одновременно расположение излучаемых УЗ пучков указанным в предложенном способе образом позволяет уверенно получать парные эхо-сигналы примерно одинаковой амплитуды в нескольких тактах излучения-приема даже при небольших трещинах и тем самым повысить помехозащищенность и достоверность контроля. Достаточно простой признак дефектности изделия появление двух импульсов в одном цикле излучения-приема с известным временным смещением относительно друг друга существенно по сравнению с прототипом упрощает обработку принимаемых сигналов, не требует формирования В развертки и многоциклового анализа как в прототипе. Это позволяет реализовать предложенный способ с использованием типового УЗ дефектоскопа с некоторым совершенствованием блока автоматической сигнализации дефектов (АСД) путем включения в него селектора парных импульсов.

Формула изобретения

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ТРЕЩИН В СТЕНКАХ ОТВЕРСТИЙ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что в контролируемом изделии с помощью приемно-излучающего преобразователя под углом к поверхности изделия по направлению к отверстию возбуждают импульсные ультразвуковые колебания, перемещают приемно-излучающий преобразователь по поверхности изделия, принимают эхо-сигналы от стенок отверстия и трещины, измеряют параметры принятых эхо-сигналов и определяют по ним дефектность изделия, отличающийся тем, что дополнительно возбуждают аналогичные колебания в точках возбуждения первых, но под углом, отличным от угла их ввода, о наличии трещины судят по появлению в одном цикле излучения-приема эхо-сигналов от стенок отверстия и трещины, временной сдвиг между которыми не превышает расчетной величины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что углы ввода и углы раскрытия ультразвуковых лучей выбирают из условия получения максимальных эхо-сигналов от трещин по соотношениям
α₁=1/2(Θ+A), 2ϕ₁≥A-Θ,
α₂=1/2(Θ+B), 2ϕ₂≥ Θ-B,
а временной сдвиг между принимаемыми эхо-сигналами в одном цикле излучения-приема колебаний не превышает величину
Δt≅ 2R/C,
где α₁ и α₂ - углы ввода колебаний;
2ϕ₁ и 2ϕ₂ - углы раскрытия ультразвуковых лучей соответственно;
Θ - угол преимущественной ориентации трещин относительно продольной оси изделия;
Dt - временной сдвиг между эхо-сигналами в одном цикле излучения-приема колебаний;
R - радиус отверстия в изделии;
C - скорость распространения ультразвуковых колебаний в изделии;
A и B - угловые коэффициенты, определяемые выражениями
A=arctg(tgΘ+D),
B=arctg(tgΘ-D),
где D=R/h_ц·cosΘ,
h_ц - глубина залегания центра отверстия в изделии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

NF4A Восстановление действия патента

Дата прекращения действия патента: 30.10.2009

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.08.2011

Дата публикации: 10.08.2011

---