Способ ультразвукового контроля



Способ ультразвукового контроля
Способ ультразвукового контроля
Способ ультразвукового контроля
Способ ультразвукового контроля
Способ ультразвукового контроля

Владельцы патента RU 2596242:

Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") (RU)
Акционерное общество "Транснефть-Диаскан" (АО "Транснефть-Диаскан") (RU)

Использование: для обнаружения дефектов при ручном и автоматическом контроле. Сущность изобретения заключается в том, что возбуждают с помощью ультразвукового преобразователя в контактной среде импульс продольной волны, которая падает на поверхность объекта контроля под углом, значение которого больше первого критического угла и меньше второго критического угла, анализируют амплитуду зарегистрированных эхосигналов. Согласно изобретению с целью повышения достоверности оценки глубины дефектов измеряют угол падения ультразвуковых импульсов на поверхность объекта контроля, измеряют амплитуду наибольшего эхосигнала и амплитуду эхосигнала при угле ввода 45…50°, а о глубине дефекта судят по величине отличия измеренных амплитуд. Технический результат: повышение достоверности диагностических данных при оценке глубины мелких трещин трубопровода в процессе ультразвукового неразрушаюшего контроля. 4 ил.

 

Изобретение относится к области ультразвукового неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано для обнаружения дефектов при ручном и автоматическом контроле, например, при внутритрубном контроле стенки трубопровода перекачивающих жидкости.

Известны способ и устройство для ультразвуковой диагностики труб и трубопроводов (RU 2149394, МПК G01N 29/04, приоритет с 07.09.1999), где в контролируемой трубе со стороны внутренней поверхности через жидкий транспортируемый продукт возбуждают импульсы ультразвуковых колебаний в виде синфазной осесимметричной, замкнутой по окружности в поперечном сечении волны, состоящей из сдвиговой и нормальной компонент, принимают прошедшие в материале трубы и постоянно переизлучаемые вдоль трубы пары импульсов и одиночные, локально переизлучаемые импульсы; измеряют амплитуды одиночного импульса и импульсов в парах, времена прихода первых импульсов в парах и временные интервалы между импульсами в парах и по измеренным параметрам судят о наличии дефектов и состоянии трубы, способ, отличающийся тем, что дополнительно измеряют длительности каждого импульса в парах и вычисляют отношения длительностей импульсов к временному интервалу в парах, по которым определяют наличие аномальной зоны, являющейся зародышем будущего дефекта. Устройство, отличающееся тем, что пьезоэлемент излучающего преобразователя выполнен в виде монолитного плоского кольца.

Известен способ внутритрубной ультразвуковой дефектоскопии (RU 2182331, МПК G01N 29/04, приоритет С 25.05.2015), состоит в том, что в процессе преобразования диагностических данных находят область значений некоторой ширины, в которой лежит наибольшее число полученных значений указанной последовательности, определяют указанный диапазон значений, записывают в указанный накопитель также код, однозначно соответствующий указанной области значений и/или указанному диапазону значений.

Известен способ внутритрубного ультразвукового контроля (RU 2194274, МПК G01N 29/04, приоритет с 18.09.2001), состоящий в том, что в процессе пропуска с периодом не менее периода следования зондирующих импульсов устанавливают как функцию по крайней мере двух определенных в процессе пропуска значений скорости инспекционного снаряда.

Известен способ ультразвукового контроля (Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т./Под общ. ред. В.В. Клюева. Т. 3. И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге, Ультразвуковой контроль - 2-е издание., испр. - М.: Машиностроение, 2008-864 с: ил.), в котором возбуждают с помощью ультразвукового преобразователя в контактной среде импульс продольной волны, которая падает на поверхность объекта под углом, значение которого больше первого критического угла и меньше второго критического угла, анализируют амплитуду зарегистрированного эхосигнала и по ее величине судят о размерах дефектов.

Недостатком способа является низкая достоверность контроля, так как амплитуда эхосигнала зависит от многих факторов. Помимо глубины дефекта на амплитуду будет влиять изменение отражательной способности дефекта. Например, из-за наклона плоскости трещины относительно поверхности объекта контроля. Кроме того, при внутритрубном контроле непостоянство скорости звука в жидкости будет приводить к изменению угла ввода ультразвуковых импульсов в стенку трубы, что также приводит к изменению амплитуды эхосигнала.

Технический результат заявленного способа состоит в повышении достоверности диагностических данных при оценке глубины мелких трещин трубопровода в процессе ультразвукового неразрушаюшего контроля.

Технический результат достигается за счет того, что в способе ультразвукового контроля, в котором возбуждают с помощью ультразвукового преобразователя в контактной среде импульс продольной волны, которая падает на поверхность объекта контроля под углом, значение которого больше первого критического угла и меньше второго критического угла, анализируют амплитуду зарегистрированных эхосигналов, отличающийся тем, что с целью повышения достоверности оценки глубины дефектов измеряют угол падения ультразвуковых импульсов на поверхность объекта контроля, измеряют амплитуду наибольшего эхосигнала и амплитуду эхосигнала при угле ввода 45…500, а о глубине дефекта судят по величине отличия измеренных амплитуд.

Дополнительно, с целью проведения внутритрубного контроля при перекачивании по трубопроводу разнородных жидкостей, измеряют скорость звука Сж в перекачиваемой жидкости во время неразрушающего контроля трубопровода, а неразрушающий контроль трубопровода производят при изменении угла падения в диапазоне от arcsin[Сжsin(45…50°)/Ct] до arcsin(Сж/Cl, где Cl и Ст - скорость звука в поперечной и продольной волн в объекте контроля.

На фиг. 1 изображена стандартная схема ультразвукового контроля.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1. Пьезоэлектрический преобразователь.

2. Контактная среда.

3. Объект контроля.

4. Дефект.

5. α - угол ввода.

6. β - угол падения.

На фиг. 2 изображены зависимости амплитуды эхосигнала от прямоугольного паза разной глубины при изменении угла ввода ультразвукового импульса в стальную пластину при контроле в воде под прямым углом.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:

7. Глубина - 1 мм.

8. Глубина - 4 мм.

9. ΔΑ - отличие амплитуды наибольшего эхосигнала от амплитуды при угле ввода 45°.

На фиг. 3 изображена усредненная по большому количеству экспериментальных данных зависимость значения ΔΑ наибольшей амплитуды эхосигнала от дефекта к амплитуде эхосигнала от дефекта при угле ввода 45° от глубины дефекта.

На фиг. 4 изображена блок - схема устройства, позволяющая реализовывать заявленный способ контроля внутритрубной дефектоскопии.

На фиг. 4 приняты следующие обозначения:

5. α - угол ввода.

6. β - угол падения.

10. Измеритель скорости звука.

11. Блок управления фазированной решеткой.

12. Ультразвуковая фазированная решетка.

13. Блок обработки.

14. Ультразвуковой преобразователь.

15. Плоский отражатель.

16. Объект контроля.

17. Герметичный корпус дефектоскопа.

Схема, изображенная на фиг. 1, работает следующим образом: ультразвуковой преобразователь 1 (фиг. 1) возбуждает в контактной среде 2 (фиг. 2) импульс продольной волны, которая падает под заданным углом 6 (фиг. 1) на поверхность контроля 3 (фиг. 1). В контролируемом изделии 3 (фиг. 1) возбуждается ультразвуковой импульс под углом 5 (фиг. 1). При наличии дефекта 4 (фиг. 1) часть ультразвуковых лучей отражается от него и регистрируется ультразвуковым преобразователем 1 (фиг. 1).

Схема, изображенная на фиг. 1, применяются как при ручном, так и автоматическом контроле и позволяет наиболее эффективно выявлять дефекты, выходящие на поверхность объекта контроля, включая несплавление по разделке сварного шва.

Для упрощения процесса интерпретации данных используются углы 6 (фиг. 1), при которых в объекте возбуждается только волна поперечного типа, при условии, что угол падения β больше первого критического угла βкр1 и меньше второго критического угла βкр2, значение которых определяется по формулам, полученными из известного соотношения Снеллиуса для случая, когда угол ввода для продольной волны в объекте контроля равен 90°, продольная волна в объекте контроля не распространяется и когда угол ввода α для поперечной волны в объекте контроля равен 90°:

βкр1=arcsin(Cl2/Cl3);

βкр2=arcsin(Cl2/Cl3),

где

Cl2 и Cl3 - скорость продольной волны в среде 2 и 3 соответственно;

Ст3 - скорость поперечной волны в среде 3.

При контактном контроле ультразвуковой преобразователь возбуждает продольную волну в призме и из материала типа органического стекла, установленной на поверхность объекта контроля. При иммерсионном контроле продольная волна возбуждается в жидкости, заполняющей зазор между преобразователем и объектом контроля. При иммерсионном внутритрубном контроле амплитуда эхосигналов может изменяться в результате изменения затухания в перекачиваемой по трубопроводу жидкости и от загрязнения рабочей поверхности преобразователя парафином.

Кроме того, амплитуда эхосигнала от дефекта, выходящего на поверхность, зависит от значения угла ввода α, при этом на вид зависимости влияет глубина отражателя. Экспериментальный зависимости амплитуды эхосигнала от прямоугольного паза разной глубины при изменении угла ввода α в стальную пластину при контроле в воде прямым лучом. Зависимость 7 (фиг. 2) показывает изменение амплитуды эхосигнала от паза глубиной 1 мм, зависимость 8 (фиг. 2) показывает изменение амплитуды эхосигнала от паза глубиной 4 мм. За ноль децибел принята максимальная амплитуда от паза глубиной 4 мм. Экспериментальные исследования показали, что амплитуда эхосигнала от дефекта, выходящего на поверхность, определяется только углом ввода ультразвуковых колебаний в объект контроля из данного материала и не зависит от типа жидкости, а также общий вид зависимостей фиг. 2 сохраняется при изменении условий контроля: при разной толщине объекта контроля, при отражении от дефектов, расположенных на обеих поверхностях объекта контроля, а также при наклоне паза относительно поверхности образца.

В заявленном способе ультразвукового контроля измеряют угол ввода ультразвуковых импульсов в объект контроля, измеряют амплитуду наибольшего эхосигнала от дефекта и амплитуду эхосигнала при угле ввода 45…50°, а о глубине дефекта судят по величине отличия измеренных амплитуд.

На фиг. 3 изображена усредненная по большому количеству экспериментальных данных зависимость отношения максимальной амплитуды эхосигнала к амплитуде при угле ввода 45° (ΔΑ) от глубины искусственных -дефектов в виде паза на стальных образцах, при этом, чем меньше глубина паза, тем больше значение ΔΑ. Данная зависимость может быть использована при оценке глубины мелких дефектов, и наиболее применима в трубопроводной диагностике.

Значение ΔΑ должно отражать отличие значений амплитуды эхосигнала, полученные при разных углах ввода, при этом не имеет значения способ измерения амплитуды: в вольтах как разность амплитуд эхосигналом или как их отношение; или в децибелах, как это реализовано в большинстве ультразвуковых дефектоскопов, как разницу измеренных амплитуд.

Эксперименты показали, что угол ввод, при котором наблюдается максимальная амплитуда эхосигнала, не остается постоянным. При уменьшении глубины паза его значение незначительно уменьшается, а при увеличении толщины объекта контроля - незначительно увеличивается. В результате, чтобы гарантировано реализовать заявленный способ ультразвукового контроля, то есть получить максимальную амплитуду эхосигнала, минимальное значение угла падения при контроле объекта должно быть равно первому критическому углу βкр1, при этом иметь некоторый запас значения.

В заявленном способе ультразвукового контроля предлагается производить измерение амплитуды эхосигнала при угле ввода ультразвуковых колебаний в объект контроля, выбранного из диапазона 45…50°, так как при углах меньших 45° амплитуда эхосигнала от мелкого дефекта начинает быстро увеличиваться, что приводит к уменьшению значения ΔΑ, как это изображено на фиг. 2, зависимость, изображенная на фиг. 3, станет более пологой, что приведет к увеличению погрешности оценки глубины дефектов.

Использование угла ввода из диапазона 45…50° практически не скажется на виде зависимости, изображенной на фиг. 3, при этом при угле ввода вблизи 45°, эхосигнал от трещины, выходящей на поверхность, формируется только по законам геометрической акустики, поэтому амплитуда сигнала находится в прямой пропорциональной зависимости от глубины. Это значительно облегчает интерпретацию диагностических данных.

Заявленный способ ультразвукового контроля используется для оценки глубины мелких трещин - менее 3 мм, и используется совместно с традиционным способ оценки глубины дефекта по абсолютному значению амплитуды, что позволяет повысить достоверность контроля.

Заявленный способ ультразвукового контроля реализуется как при автоматическом, так и при ручном контроле, при этом ручном контроле независимо от способа контакта, требуется использование ультразвуковых преобразователей с переменным углом падения ультразвуковых колебаний на поверхность объема контроля. Угол падения, при котором угол ввода ультразвуковых колебаний в объект контроля равен 45…50°, рассчитывается по следующей формуле:

β=arcsin(CL2sin45…50°/CT3),

где

CL2 и CT3 - скорости звука продольной волны в среде 2 и поперечной волны в среде 3 (фиг. 1).

Для проведения расчетов заявленным способом необходимо:

- скорость звука в материале призмы преобразователя, при контактном способе контроля, или в жидкости, при иммерсионном контроле;

- скорость поперечной волны в материале контроля.

Заявленный способ ультразвукового контроля при внутритрубном контроле реализуется по следующему алгоритму:

1. Во время контроля трубопроводного контроля измерять скорость звука в перекачиваемой жидкости СЖ;

2. Контроль трубопровода проводить при изменении угла падения в диапазоне от arcsin[Cжsin(45…50°) Ct] до arcsin(Сж/Cl), где Cl и Ст - скорость звука в поперечной и продольной волн в объекте контроля.

Наиболее эффективная реализация заявленного способа при использовании ультразвуковой фазированной решетки. На фиг. 4 изображена блок-схема, позволяющая реализовать заявленный способ ультразвукового контроля при внутритрубной дефектоскопии. Устройство состоит из измерителя скорости звука 10 (фиг. 4), блока управления фазированной решеткой 11 (фиг. 4), ультразвуковой фазированной решетки 12 (фиг. 4) и блока обработки 13 (фиг. 4). Измеритель скорости звука 10 (фиг. 4) и ультразвуковая фазированная решетка 12 (фиг. 4) расположена в перекачиваемой жидкости. Блок управления фазированной решеткой 11 (фиг. 4) и блок обработки 13 (фиг. 4) расположены в герметичном корпусе внутритрубногодефектоскопа 17 (фиг. 4).

Устройство измерения скорости звука (фиг. 4), состоящее из ультразвукового преобразователя 14 (фиг. 4), акустическая ось которого направлена по нормали к поверхности плоского отражателя 15 (фиг. 4), расположенного в фиксированном расстоянии, устанавливают на корпусе внутритрубного дефектоскопа с возможностью попадания в зазор между ультразвуковым преобразователем 14 (фиг. 4) и плоским отражателем 15 (фиг. 4) перекачиваемой жидкости. После возбуждения ультразвукового преобразователя 14 (фиг. 4) измеряется время регистрации эхосигнала от плоского отражателя 15 (фиг. 4). Скорость звука (Сж) рассчитывается как отношение пути, пройденного ультразвуковым импульсом, к измеренному времени.

Измеренное значение Сж передается в блок управления фазированной решеткой, в котором рассчитывается требуемый диапазон изменения углов падения 6 (фиг. 1 и фиг. 4), возбуждаемых ультразвуковой фазированной решеткой 12 (фиг. 4), на внутреннюю поверхность стенки трубопровода 16 (фиг. 4) по следующим формулам:

arcsin[Cжsin(45…50°)/Ct]

arcsin(Сж/Cl),

где

Cl и Ст - скорость звука в поперечной и продольной волн в объекте контроля.

Ультразвуковая фазированная решетка 12 (фиг. 4) возбуждает ультразвуковые импульсы при рассчитанных углах падения и регистрирует эхосигналы. В блоке обработки 13 (фиг. 4) анализируется амплитуда зарегистрированных эхосигналов, фиксируется значение наибольшей амплитуды эхоимпульсов, фиксируется значение наибольшей амплитуды эхоимпульса от дефекта и амплитуда эхосигнала при угле ввода из диапазона 45…50°. При интерпретации диагностической информации определяется отличие значения измеренных амплитуд эхосигналов, которое используется при оценке глубины дефекта.

Способ ультразвукового контроля, в котором возбуждают с помощью ультразвукового преобразователя в контактной среде импульс продольной волны, которая падает на поверхность объекта контроля под углом, значение которого больше первого критического угла и меньше второго критического угла, анализируют амплитуду зарегистрированных эхосигналов, отличающийся тем, что с целью повышения достоверности оценки глубины дефектов измеряют угол падения ультразвуковых импульсов на поверхность объекта контроля измеряют амплитуду наибольшего эхосигнала и амплитуду эхосигнала при угле ввода 45…50º, а о глубине дефекта судят по величине отличия измеренных амплитуд, при этом зависимость отношения максимальной амплитуды эхосигнала к амплитуде при угле ввода 45° от глубины искусственных дефектов в виде паза на стальных образцах состоит в том, что чем меньше глубина паза, тем больше значение зависимости отношения максимальной амплитуды эхосигнала к амплитуде при угле ввода 45°, которая отражает отличие значений амплитуды эхосигнала, полученные при разных углах ввода; а также амплитуда эхосигнала от дефекта, выходящего на поверхность определяется только углом ввода ультразвуковых колебаний в объект контроля из данного материала и не зависит от типа жидкости, дополнительно, с целью проведения внутритрубного контроля при перекачивании по трубопроводу разнородных жидкостей, измеряют скорость звука Сжв перекачиваемой жидкости во время неразрушающего контроля трубопровода, а неразрушающий контроль трубопровода производят при изменении угла падения в диапазоне от arcsin[Сж sin(45…50°)/Ct] до arcsin(Сж/Cl), где Cl и Ст - скорость звука в поперечной и продольной волн в объекте контроля, при этом измерения производят по средством устройства измерения скорости звука, установленного на корпусе внутритрубного дефектоскопа с возможностью в зазор между ультразвуковым преобразователем и плоским отражателем перекачиваемой жидкости и состоящего из ультразвукового преобразователя, акустическая ось которого направлена по нормали к поверхности плоского отражателя, расположенного в фиксированном расстоянии, при этом скорость звука рассчитывается как отношение пути, пройденного ультразвуковым импульсом, к измеренному времени; при этом способ ультразвукового контроля реализуется как при автоматическом, так и при ручном неразрушающем контроле, и ручном неразрушающем контроле независимо от способа контакта, требуется использование ультразвуковых преобразователей с переменным углом падения ультразвуковых колебаний на поверхность объема неразрушающего контроля, который рассчитывается при угле ввода 45…50°, и угол падения рассчитывается по формуле; β=arcsin(CL2sin45…50°/CT3), где CL2 и СТ3 - скорости звука продольной волны в контактной среде и поперечной волны в среде объекта контроля; при этом способ реализуется по средством ультразвуковой фазированной решетки, входящей в состав устройства, состоящего из измерителя скорости звука, блока управления фазированной решеткой, ультразвуковой фазированной решетки и блока обработки, при этом измеритель скорости звука) и ультразвуковая фазированная решетка расположены в перекачиваемой жидкости, блок управления фазированной решеткой и блок обработки расположены в герметичном корпусе внутритрубного дефектоскопа, при этом устройство измерения скорости звука состоит из ультразвукового преобразователя, акустическая ось которого направлена по нормали к поверхности плоского отражателя, расположенного в фиксированном расстоянии, и установлен на корпусе внутритрубного дефектоскопа с возможностью попадания в зазор между ультразвуковым преобразователем и плоским отражателем перекачиваемой жидкости, при этом после возбуждения ультразвукового преобразователя измеряется время регистрации эхосигнала от плоского отражателя, а скорость звука рассчитывается как отношение пути, пройденного ультразвуковым импульсом, к измеренному времени; ультразвуковая фазированная решетка возбуждает ультразвуковые импульсы при рассчитанных углах падения и регистрирует эхосигналы, а в блоке обработки анализируется амплитуда зарегистрированных эхосигналов, фиксируется значение наибольшей амплитуды эхоимпульсов, фиксируется значение наибольшей амплитуды эхоимпульса от дефекта и амплитуда эхосигнала при угле ввода из диапазона 45…50º, далее при интерпретации диагностической информации определяется отличие значения измеренных амплитуд эхосигналов, которое используется при оценке глубины дефекта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геофизическим, в частности сейсмоакустическим, методам исследований и может быть использовано для калибровки характеристик сейсмоакустических преобразователей.

Изобретение относится к геофизическим, в частности сейсмоакустическим, устройствам исследований и может быть использовано для контроля характеристик преобразователей, применяющихся при мониторинге различных технических объектов.

Использование: для оценки качества участка сварки в стальном материале неразрушающим методом с использованием ультразвуковых волн. Сущность изобретения заключается в том, что модуль задания точки измерений задает произвольную точку измерений рядом с участком сварки внутри стального материала и предполагает виртуальную отражающую поверхность, которая содержит эту точку измерений и параллельна направлению линии сварки.

Использование: для определения среднего диаметра зерна металлических изделий посредством ультразвукового излучения. Сущность изобретения заключается в том, что определение среднего диаметра зерна DЗ металла выполняют с использованием градуировочного графика отношения U′ величины структурного шума USN к импульсу релеевской волны UR, описываемого линейной зависимостью DЗ=a+b·U′, где a и b - структурные коэффициенты.

Использование: для исследования дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что способ исследования дефектов включает в себя: первый этап подачи высокочастотного сигнала во множество катушек индуктивности, которые расположены смежно по отношению друг к другу таким образом, что они частично накладываются друг на друга, в электромагнитном ультразвуковом зонде для генерации ультразвукового колебания в исследуемом объекте; второй этап приема B-эха ультразвукового колебания с использованием каждой из множества катушек индуктивности; третий этап приема F-эха ультразвукового колебания с использованием каждой из множества катушек индуктивности; четвертый этап корректировки интенсивности сигнала B-эха, принятого каждой из множества катушек индуктивности, на основе рабочего состояния каждой из множества катушек индуктивности; и пятый этап вычисления отношения посредством деления интенсивности сигнала F-эха на интенсивность скорректированного сигнала B-эха для каждой из множества катушек индуктивности и оценки внутреннего дефекта исследуемого объекта на основе результата вычисления отношения.

Использование: для обнаружения и контроля дефектов изделий из металла. Сущность изобретения заключается в том, что металлическое изделие сканируют зондирующим сигналом, формирующимся передающим устройством, а возникающий в дефектном металлическом изделии сигнал принимают с помощью приемного устройства, при этом зондирующий сигнал формируют в виде 1-й гармоники сигнала, а в качестве отраженного от металлического изделия принимают 3-ю гармонику этого сигнала, возникающую в дефекте.

Использование: для неразрушающего контроля литых корпусных деталей. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют секторное сканирование датчиком ФАР посредством качания луча с одновременным перемещением датчика ФАР по участку контроля сначала в поперечной, а затем в продольной плоскости в прямом и обратном направлении, причем направление перемещения датчика ФАР осуществляют в плоскости качания луча, проводят автоматическую запись результатов ультразвукового контроля совместно с записью координат перемещений датчика ФАР на поверхности участка контроля, посредством анализа записанных данных для каждого угла ввода секторного сканирования находят координаты ФАР на поверхности участка контроля, в которых амплитуда эхо-сигнала превышает уровень фиксации амплитуды эхо-сигнала, соответствующий дефекту, по найденным координатам на поверхности участка контроля и с учетом углов ввода секторного сканирования для каждой координаты, на которых определена максимальная амплитуда эхо-сигнала, определяют координаты точек в сечении отливки с амплитудой эхо-сигнала, превышающей уровень фиксации, причем условную протяженность дефекта определяют как расстояние между крайними положениями проекции определенных точек на плоскость сканирования.

Изобретение относится к способам оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) и может быть использовано для определения механических напряжений и деформаций элементов сложных конструкций расчетно-экспериментальным методом.

Использование: для ультразвукового контроля изделия по всему сечению. Сущность: заключается в том, что на поверхность контролируемого изделия устанавливают систему пьезоэлектрических преобразователей, чередующих работу совмещенного и раздельного режимов излучения-приема ультразвуковых колебаний и, перемещая систему пьезоэлектрических преобразователей вдоль продольной оси контролируемого изделия, излучают в него наклонным пьезоэлектрическим преобразователем ультразвуковые колебания и регистрируют эхо-сигналы, отраженные от вертикальных, вертикально ориентированных, горизонтальных и горизонтально ориентированных стандартных и нестандартных отражателей (дефектов), расположенными в проекции плоскости распространения ультразвуковых колебаний в контролируемом изделии одним или множеством прямых пьезоэлектрических преобразователей, при этом излучение ультразвуковых колебаний в контролируемое изделие производится одним пьезоэлектрическим преобразователем с заданным углом ввода ультразвуковых колебаний, а прием эхо-сигналов одним или множеством прямых пьезоэлектрических преобразователей с углом приема эхо-сигналов 0° в одном цикле.

Использование: для неразрушающего контроля изделий из ферромагнитных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что электромагнитно-акустический преобразователь для контроля изделий из ферромагнитного материала содержит каркас из немагнитного материала, в котором закреплены узел подмагничивания и выполненные в виде последовательно разнесенных в пространстве решеток излучатель и приемник, при этом приемник размещен на обращенном к изделию полюсе постоянного магнита или электромагнита узла намагничивания, а излучатель размещен на держателе, закрепленном в корпусе, при этом шаг между синфазными проводниками приемника пропорционален длине возбуждаемой волны, а шаг между синфазными проводниками излучателя пропорционален удвоенной длине возбуждаемой волны.

Использование: для оценки исчерпания ресурса деталей из металлов и их сплавов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют установку на поверхность контролируемой детали в месте контроля материала детали раздельно-совмещенного пьезоэлектрического преобразователя, ввод импульсов ультразвуковых колебаний в материал детали через ее внешнюю поверхность и прием смеси отраженных ультразвуковых колебаний от неоднородностей структуры материала детали, причем при приеме смеси отраженных ультразвуковых колебаний от неоднородностей структуры материала детали дискретно измеряют величины сигналов с момента заданного времени t1 по момент заданного времени t2 с дискретностью (t2-t1)/n, где n число измерений в интервале времени от t1 до t2, запоминают величины измеренных значений, определяют среднее значение измеренных значений отраженных ультразвуковых колебаний и стандартное отклонение смеси отраженных ультразвуковых колебаний относительно вычисленного среднего значения в интервале времени (t2-t1), после чего определяют стандартное отклонение смеси отраженных ультразвуковых колебаний Uпр для детали, соответствующей предельному состоянию материала, которое определяют экспериментально, доводя материал детали до состояния, предшествующего ее разрушению, что приводит к невозможности эксплуатации детали, далее определяют первую величину стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U1 для детали после выпуска из производства из того же материала, что и деталь, соответствующая предельному состоянию материала, затем определяют вторую величину стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U2 для детали из того же материала, по времени эксплуатации соответствующей первому плановому обслуживанию, далее по двум измеренным предыдущим значениям стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U1 и стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний U2 определяют линейную зависимость времени эксплуатации детали от стандартного отклонения смеси отраженных ультразвуковых колебаний T(U), далее на основании полученных параметров проводят оценку исчерпания ресурса деталей из металлов и их сплавов. Технический результат: обеспечение определения возможности дальнейшей эксплуатации детали. 11 ил.

Использование: для контроля качества изготовления и оценки усталостной прочности литых лопаток с направленной кристаллизацией высокотемпературных турбомашин. Сущность изобретения заключается в том, что возбуждают в материале изделия поверхностные ультразвуковые механические импульсы, фиксируют изменение времени прохождения ультразвуковыми механическими волнами определенного расстояния по поверхности изделия и по количеству и местоположению зафиксированных изменений времени распространения определяют количество макрозерен и местоположение границ макрозерен. Технический результат: увеличение точности оценки физико-механических свойств материалов и изделий, состоящих из нескольких макрозерен, каждое из которых обладает своей собственной и неизвестной ориентацией в пространстве и/или физико-механическими свойствами, отличающимися от других макрозерен. 1 ил.

Использование: для коррекции позиции дефекта. Сущность изобретения заключается в том, что способ коррекции позиции дефекта включает в себя: генерацию ультразвуковой вибрации на поверхности объекта обследования, к которому присоединена проводящая лента; регистрацию F-эхосигнала и B-эхосигнала ультразвуковой вибрации; выявление псевдодефектов с помощью проводящей ленты на основании обнаруженных значений F-эхосигнала и B-эхосигнала; получение позиционной информации псевдодефектов; получение разности между фрагментами позиционной информации псевдодефектов на основании позиционной информации псевдодефектов; и коррекцию позиционной информации внутренних дефектов на основании разности. Технический результат: повышение точности определения позиции дефекта. 6 з.п. ф-лы, 29 ил.

Использование: для определения остаточных механических напряжений в сварных соединениях различных трубопроводов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение эхо-методом времен распространения продольных и поперечных упругих волн, при этом для оценки напряжений используются коэффициенты Пуассона ν31 и ν32 материала, определяемые через времена распространения продольных и поперечных упругих волн. В зонах трубопровода, где отсутствуют остаточные напряжения, имеет место линейная зависимость между коэффициентами Пуассона ν31 и ν32. Присутствие остаточных сварочных напряжений приводит к отклонению точек {ν31; ν32} от исходной линейной зависимости. По величине отклонения оценивают разность кольцевых и осевых напряжений σ2-σ1. Технический результат - определение распределения разности осевого и кольцевого главных напряжений на исследуемом участке трубопровода в режиме, не требующем разгрузки конструкции. Технический результат: обеспечение возможности определения распределения разности осевого и кольцевого главных напряжений на исследуемом участке трубопровода в режиме, не требующем разгрузки конструкции. 3 ил.

Изобретение может быть использовано при восстановлении наплавкой крупногабаритных деталей типа валов, в частности судовых гребных и промежуточных валов. После предварительного контроля восстанавливаемой поверхности на наличие дефектов в виде несплошностей металла исследуют неразрушающим методом контроля макроструктуру металла в поперечном сечении детали на предполагаемом участке перехода от металла наплавки к основному металлу, соответствующем опасному сечению детали. В упомянутом поперечном сечении детали определяют границы обезуглероживания участков металла, окаймляющих выявленные неметаллические включения. С учетом расположения скоплений неметаллических включений определяют участки начала и окончания наплавочного процесса на расстоянии К≥с от ближайшей границы обезуглероживания, где с - зона его термического влияния. Способ обеспечивает повышение надежности и долговечности эксплуатации отремонтированных валов. 5 ил.

Использование: для измерения внутренних механических напряжений при ультразвуковом неразрушающем контроле. Сущность изобретения заключается в том, что в нагруженный исследуемый объект и ненагруженный его аналог вводят импульсы ультразвуковых продольных и поперечных волн, принимают приемным преобразователем прошедшие сигналы и дополнительно принимают трансформированные поперечные волны от падающих на исследуемый объект продольных волн и трансформированные продольные волны от падающих на исследуемых объект поперечных волн, измеряют времена прохождения этих волн в нагруженном и ненагруженном объекте, определяют изменение времени задержки прошедших сигналов, а величину напряжения определяют по определенному математическому выражению, причем используют приемный и излучающий преобразователи с углом ввода продольных ультразвуковых колебаний, равным 18°. Технический результат: обеспечение возможности существенного упрощения процесса определения напряжения и повышение достоверности контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к динамической локализации дефекта в дефектном изделии, полученном ковкой. Система локализации дефекта содержит средства обработки для моделирования операции ковки при помощи численного решения уравнений с получением набора моделей формования изделия, средства ввода для предоставления указанному средству обработки данных относительно дефекта в изделии, средства обработки для добавления к первой модели из набора отметчика дефекта и средства визуализации для отслеживания во времени отметчика дефекта. Отслеживание ведут на основе первой отмеченной модели ретроспективно или в перспективе. В результате обеспечивается возможность диагностировать распределение дефекта внутри изделия. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Использование: для контроля дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что способ контроля дефектов включает в себя: первый процесс формирования ультразвуковых колебаний в поверхности стального листа; второй процесс обнаружения эхо-сигнала F и эхо-сигнала B в ультразвуковых колебаниях; третий процесс корректировки значения обнаружения эхо-сигнала B, обнаруженного на конце стального листа, на основе значения обнаружения эхо-сигнала B, обнаруженного в области общей оценки, причем область общей оценки является областью иной, чем конец стального листа; и четвертый процесс оценивания внутреннего дефекта стального листа на основе значения обнаружения эхо-сигнала F, полученного во втором процессе, и значения обнаружения эхо-сигнала B, скорректированного в третьем процессе на конце стального листа. Технический результат: обеспечение возможности точно обнаруживать отраженные волны в окрестности кромки контролируемого объекта при электромагнитной ультразвуковой дефектоскопии. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 21 ил., 1 табл.

Использование: для определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов состоит из следующих этапов: предварительная загрузка данных о потерях металла; разбиение на зоны в каждой области потери металла с вычислением объема каждой зоны; подсчет объемов во всех зонах областей потерь металла и вычисление общего объема для всего анализируемого участка трубопровода. Технический результат: обеспечение возможности определения точного объема вынесенного металла коррозионных дефектов.

Использование: для выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном. Сущность изобретения заключается в том, что два многоэлементных ультразвуковых преобразователя размещают на поверхности контролируемого изделия в заранее рассчитанном положении, излучают и фиксируют ультразвуковые эхо-импульсы, восстанавливают множество парциальных изображений, получают изображение дефектов, используя несколько путей от излучающего до приемного преобразователя с отражением от дна и поверхности, суммируют восстановленные парциальные изображения для каждого положения преобразователей. Технический результат: обеспечение возможности выявления плоскостных дефектов, находящихся на глубине половины толщины изделия и не выходящих на дно или поверхность изделия с целью повышения достоверности ультразвукового контроля. 3 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-09-10 2016-09-11T22:54:51
Наверх