Способ распознавания типа дефектов в процессе сканирования при ультразвуковом контроле

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()926591

Союз Советски к

Социалистические

Реслублмк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено30. 01 ° 78 (21) 2576275/25-28 с присоединением заявки-.%(23)ПриоритетОпубликовано 07. 05. 82, Бюллетень №1 7

Дата опубликования описания 07. 05. 82 (51}M. Кл.

G 01 и 29/04

Якудюрстюаивй комитет

СССР аю делам нзюбретевий и юткрытнй (5З) УДК620.179..16(088.0) А.Х. Вопилкин, В.И. Рыжов-Никонов, Ю.А. Базилевич, В.В. Рахманов и А.П. Шишов (72) Авторы изобретения

Научно-производственное объединение по технологии

0 машиностроения (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ТИПА ДЕФЕКТОВ

В ПРОЦЕССЕ СКАНИРОВАНИЯ

ПРИ УЛ6ТРАЗВУКОВОМ КОНТРОЛЕ

Изобретение относится к ультразву-ковому неразрушающему контролю изделий и может быть использовано для автоматизированного контроля изделий, в которых высока вероятность наличия вертикально ориентированных трещин, например валков холодной прокатки.

Известен зеркально-теневой способ ультразвукового контроля изделий, заключающийся в том, что в изделие излучают ультразвуковые колебания нормально к поверхности, принимают отраженные от дна сигналы и по изменению донного сигнала судят о наличии дефекта (13.

Недостатком его является низкая надежность контроля из-за невозможности определения типа дефектов. Наиболее опасный дефект — вертикально ориентированную трещину невозможно отличить от шлаковины, поры и других дефектов.

Наиболее близкий к предлагаемому по технической сущйости и достигае2 мому результату способ распознавания типа дефектов в процессе сканирования при ультразвуковом контроле заключается в том, что принимают, запоминают сигналы, отраженные

5 от дефектов, и донный сигнал, по амплитуде эхо-сигналов, отраженных от дефектов, определяют наличие и тип дефектов (2 3.

Недостатком известного способа является сравнительно узкий диапазон определяемых типов дефектов. Кроме того, он не позволяет различать наиболее опасные плоскостные верти15 кально ориентированные дефекты от менее опасных объемных дефектов, так как в этом случае эхо-сигнал не наблюдается.

Цель изобретения - повышение достоверности.

Указанная цель достигается тем, что выделяют сначала огибающую сигнала, соответствующего ослаблению донного сигнала, затем высокочастот3 926591 ную и низкочастотную составляющие этой огибающей, по низкочастотной составляющей корректируют амплитуду принятых сигналов, а высокочастотную составляющую сравнивают по амплитуде с эхо"сигналами от дефектов и по величине и знаку результата сравнения определяют тип и размер дефекта.

На Фиг. 1 показана схема распрост- 1g ранения ультразвуковых волн при наличии вертикально ориентированной трещины; на фиг. 2 — возможные случаи, возникающие в процессе ультразвукового контроля иэделия А — обнаружение объемного дефекта; Б — обнаружение вертикально ориентированной трещины; В - обнаружение дефекта с одновременным нарушением качества. акустического контакта; на фиг. 3 временные эпюры, поясняющие операции способа(а — принятого эхо-сигнала, отраженного от дефекта; б — принятого данного сигнала; в - изменения данного сигнала после выделения ф высокочастотных составляющих; г изменения данного сигнала после выделения низкочастотных составляющих; д - эхо-сигнала от дефекта, преобразованный в медленно меняющееся напря- 1 жение; е - донного сигнала, преобразованного в медленно меняющееся напряжение; ж - разностного напряжения пос" ле сравнения эхо-сигнала и донного сигнала; 3 - напряжения, используемого s качестве регулируемого для компенсации изменения качества акустического контакта).

Сущность способа заключается в следующем.

Ультразвуковой искатель 1, переме- 4О щаясь по поверхности изделия, излучает ультразвуковые колебания. Эхосигналы, отраженные от дефекта 2, и донные сигналы принимаются тем же искателем 1. фЯ

При излучении ультразвуковых продольных волн вдоль трещины на обеих ее поверхностях образуется продольная подповерхностная волна, которая излучает в обе стороны от тре- Ю щины поперечную волну (фиг. 1) под

c(, углом cL =arcs ï †", где * - угол с. наклона фронта поперечной волны; с, с и - скорости продольных попереч- 55 ных волн соответственно. Вследствие этого эффекта энергия продольйой волны уменьшается пропорционально

4 0 Н, где ь U - изменение амппиЭ туды донного сигнала; Н - высота трещины. .Однако ослабление амплитуды донного сигнала может быть вызвано не только наличием трещины, но и объемными дефектами (поры, шлаки и др.) Для их разделения выделяют во времени эхо-сигналы от дефектов

- и донные сигналы (фиг. 3 а,б).

Определяют величину ослабления донного сигнала и выделяют его высокочастотную составляющую (фиг. З,в).

Эта операция необходима для разделения влияния дефектов на уменьшение донного сигнала от. нарушения качества акустического контакта; Далее импульсы уменьшения донного сигнала и импульсы от дефекта преобразуют в медленно меняющееся напряжение (фиг. Зе) от дефекта и сравнивают их между собой по амплитуде и ,знаку (Фиг. 3 ж), В процессе ультразвукового контроля изделия возможно возникновение нескольких ситуаций, например обнаружение объемного дефекта с амплитудой эхо-сигнала U (фиг. 3 а) (ситуация А). Донный сигнал уменьшается на величину 0,„ (фиг. 3 б), причем

U 7 b U „. После фильтрации импульсы преобразуются в медленно меняющиеся напряжения с теми же амплитудами (фиг. 3 д,е). В результате сравнения двух напряжений получают результирующее напряжение U - -hU „ со знаком плюс. Это и характеризует объемный дефект.

В ситуации Б. характеризующейся наличием вертикально ориентированной трещины, происходит ослабление донного сигнала, которое в результате фильтрации преобразуется в постоянное напряжение U 0 Ïðè этом сигнал, отраженный от дефекта, отсутствует. После сравнения имеем

ДО пас д111посг 1аким образом кр терием наличия вертикально ориентированной трещины является наличие отрицательного напряжения сравнения. Измеряя величину этого напряжения, можно определить высоту трещины.

Ситуация В характеризуется тем, что в ней уменьшение донного сигнала связано не только с наличием деФекта, но и с ухудшением качества акустического контакта. Это изменение представляет собой более медФормула изобретения

5 9265 ленно меняющийся процесс по сравнению с изменением донного сигнала на дефекте, поэтому после выделения низкочастотной составляющей напряжение имеет вид показанный на фиг. 3 r.

Оно используется в качестве регулирующего в цепи усиления принятых сигналов для компенсации нестабильности акустического контакта.

Таким образом, предлагаемый спо- о соб позволяет расширить диапазон типов определяемых дефектов.

Способ распознавания типа дефектов в процессе сканирования при ультразвуковом контроле, заключающийся в том, что принимают, запоминают щ сигналы, отраженные от дефектов, и донный сигнал, по амплитуде эхо-сигналов, отраженных от дефектов оопреЭ

91 6 деляют наличие и тип дефектов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности, выделяют сначала огибающую сигнала, соответствующего ослаблению донного сигнала, затем высокочастотную и низкочастотную составляющие этой огибающей, по низкочастотной составляющей корректируют амплитуду принятых сигналов, а высокочастотную составляющую срав-. нивают по амплитуде с эхо-сигнала. ми от дефектов и по величине и знаку результата сравнения определяют тип и размер дефекта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гурвич А.К., Ермолов И.Н.

Ультразвуковой контроль сварных швов.

Киев, "Техника", 1972, с. 31.

2. Авторское свидетельство СССР 523347, кл. G 01 М 29/04, 1974 (прототип).

926591 )Р(Составитель Г. Федоров

Редактор А. Лежнина Техред E. Харитончик

Корректор О. Билак, Заказ 2976/38 Тираж 883 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4