RU2006854C1

RU2006854C1 - Ultrasonic method of automated testing of outer and subsurface rod and tubular articles

Info

Publication number: RU2006854C1
Authority: RU
Inventors: В.Т. Пронякин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт неорганических материалов им.А.А.Бочвара
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: ultrasonic inspection. SUBSTANCE: method involves the steps of: scanning an article to be tested by rotating it around the axis such that a beam moves laterally at a speed providing a distance between entry points of ≅0.5 0.5 the ultrasonic beam width and sounding all the article perimeter points at angles of 0-90 degrees in increments of not more than 7 degrees. EFFECT: enhanced reliability and widened operating capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии материалов и изделий. The invention relates to ultrasonic inspection of materials and products.

Известен ультразвуковой (УЗ) способ контроля труб с ребрами на внутренней поверхности (Бурмистров Б. В. , Кононова О. М. , Трещалин М. А. Ультразвуковой контроль труб малого диаметра с внутренними ребрами. - Дефектоскопия, N 2, 1978, с. 101). Known ultrasonic (US) method for monitoring pipes with ribs on the inner surface (Burmistrov B.V., Kononova O. M., Treshchalin M. A. Ultrasonic inspection of pipes of small diameter with inner ribs. - Defectoscopy, N 2, 1978, p. 101).

Контроль по этому способу осуществляется на волнах Лэмба при вводе УЗ-колебаний с внешней поверхности. Этим способом выявляются дефекты глубиной более 50 мкм. Control by this method is carried out on Lamb waves when ultrasonic vibrations are input from an external surface. In this way, defects with a depth of more than 50 microns are detected.

Существенным недостатком этого способа является невозможность контроля изделий с неровностями (ребрами) на внешней стороне. A significant disadvantage of this method is the inability to control products with irregularities (ribs) on the outside.

Известен так же способ контроля бурильных труб, имеющих неровности на внешней стороне (см. Джерики Г. К. , Гульянец Г. М. , Блошицын В. А. Методика проверки утяжелены бурильных труб. - Дефектоскопия, N 1, 1979, с. 108). There is also known a method of monitoring drill pipes having bumps on the outside (see Jerichi G.K., Gulianets G.M., Bloshitsyn V.A. Test procedure for weighted drill pipes. - Defectoscopy, N 1, 1979, p. 108 )

По этому способу УЗ-колебания вводятся с переменным углом падения от 52 до 58^о, контроль осуществляется на фиксированном угле, при котором получается оптимальное соотношение сигнал/шум.In this method, ultrasonic vibrations are introduced with a variable angle of incidence of ^about 52 to 58, control is carried out at a fixed angle, which is obtained when the optimum signal / noise ratio.

Существенным недостатком этого способа является наличие неконтролируемых зон около неровностей трубы, от которых отражаются мешающие УЗ-колебания, а также невозможность контроля изделий более сложного профиля, например многогранного профиля и оребренных труб на продольные дефекты, при контроле которых возникает много мешающих импульсов, не позволяющих осуществлять УЗ-контроль этим способом. A significant drawback of this method is the presence of uncontrolled zones near the pipe irregularities, from which interfering ultrasonic vibrations are reflected, as well as the inability to control products of a more complex profile, for example a multifaceted profile and finned tubes, for longitudinal defects, during the control of which there are many interfering pulses that do not allow Ultrasound control in this way.

Наиболее близкими по своей сущности к изобретению является способ, при котором с помощью многоканальной системы преобразователей (ПЭП) озвучиваются доступные для контроля участки, а мешающие импульсы не пропускаются временным селектором [1] . The closest in essence to the invention is a method in which, using a multi-channel transducer system (PEP), areas available for monitoring are sounded, and interfering pulses are not passed by a temporary selector [1].

Существенным недостатком прототипа является озвучивание только под одним углом ввода. Отсутствие изменения угла ввода УЗ-колебаний при контроле приводит к недостаточной надежности выявления различно ориентированных дефектов, а селекторы работают так, что участки периметра, от которых идут мешающие сигналы, не контролируются. Поэтому этот способ не может применяться для 100% -ного контроля всего профиля. Кроме того, данным способом невозможно контролировать изделия, на профиле которых имеется много искривлений с малыми радиусами или с малыми расстояниями между ними. A significant disadvantage of the prototype is scoring only at one input angle. The absence of a change in the angle of entry of ultrasonic vibrations during control leads to insufficient reliability of detecting variously oriented defects, and the selectors work so that the sections of the perimeter from which the interfering signals come are not controlled. Therefore, this method cannot be used for 100% control of the entire profile. In addition, in this way it is impossible to control products on the profile of which there are many curvatures with small radii or with small distances between them.

Целью изобретения является повышение надежности контроля и расширение функциональных возможностей. The aim of the invention is to increase the reliability of control and expansion of functionality.

Это достигается тем, что контролируемое изделие вращают вокруг оси таким образом, что луч перемещается поперек изделия со скоростью, обеспечивающей расстояние между точками ввода 0,5 ширины ультразвукового пучка и озвучивание всех точек периметра под углами от 0 до 90^о с дискретностью не более 7^о.This is achieved in that the controlled product is rotated about an axis so that the beam is moved transversely of the item at a rate sufficient distance between points of input of the ultrasonic beam width of 0.5 and scoring all the perimeter points at angles from 0 to ⁹⁰ ° with steps of no more than ^about 7 .

Функциональная схема способа контроля может быть реализована, например, путем сканирования поверхности профиля изделия по схеме, приведенной на чертеже, где 1 - совмещенный УЗ ПЭП, 2 - контролируемое изделие, 3 - УЗ-дефектоскоп, 4 - регистратор, 5 - блок памяти, 6 - сравнивающее устройство, 7 - датчики координат х, у, α - угол ввода УЗ-колебаний, стрелками указаны направления движения ПЭП и контролируемого изделия, штриховыми линиями - пути распространения УЗ-луча. The functional diagram of the control method can be implemented, for example, by scanning the surface of the product profile according to the diagram shown in the drawing, where 1 is a combined ultrasonic probe, 2 is a controlled product, 3 is an ultrasonic flaw detector, 4 is a recorder, 5 is a memory block, 6 - a comparator, 7 - x, y coordinate sensors, α - angle of entry of ultrasonic vibrations, arrows indicate the direction of motion of the probe and the controlled product, dashed lines indicate the path of propagation of the ultrasound beam.

Каждой точке ввода УЗ-луча соответствует один оборот изделия так, что при полном смещении ПЭП поперек изделия (координата х) угол ввода изменяется от 0 до 90^о. Поворот изделия соответствует координате у. На регистраторе отмечаются координаты х и у, а также амплитуда отраженного сигнала. Получают ультразвукограммы для каждого сечения изделия и автоматически или вручную сравнивают с ультразвукограммой бездефектного профиля. Различие этих ультразвукограмм соответствует наличию дефектов на поверхности или под поверхностью изделия.Each point input ultrasonic beam corresponds to a turnover products, so that at full displacement of the probe transversely of the item (coordinate x) input angle changes from 0 to ^about 90. The rotation of the product corresponds to the coordinate y. The x and y coordinates are marked on the recorder, as well as the amplitude of the reflected signal. Ultrasound images are obtained for each section of the product and are automatically or manually compared with an ultrasound profile of a defect-free profile. The difference between these ultrasounds corresponds to defects on the surface or under the surface of the product.

По мере поворота изделия и перемещения ПЭП дефект в результате выбранной схемы сканирования озвучивается под углами от 0 до 90^о, что повышает надежность выявления дефектов. Уменьшение или появление сигнала на дефекте получается при любой его ориентации. Применяя УЗ-пучки с очень малым поперечным сечением, можно контролировать сложные профили с близко расположенными неровностями, имеющими углы сопряжения профиля от 0 до 90^о.As the rotation movement of the product and result in defect probe selected scanning scheme is sounded at angles from 0 to ^about 90, which increases the reliability of defect detection. A decrease or appearance of a signal on a defect is obtained for any orientation. Applying ultrasonic beams with a very small cross section, can be controlled with complex profiles closely spaced asperities that have splay profile from 0 to ^90.

Предложенный способ проверен на шестигранном профиле прутков, на оребренных трубах и на других изделиях сложного профиля, диаметры которых были от 4 до 20 мм. На поверхностях изделий наносились точечные и протяженные дефекты глубиной от 30 до 150 мкм. Результаты экспериментов подтвердили выявляемость этих дефектов независимо от их местоположения. The proposed method was tested on a hexagonal bar profile, on finned tubes and on other products of complex profile, the diameters of which were from 4 to 20 mm. On the surfaces of the products, point and extended defects with a depth of 30 to 150 μm were applied. The experimental results confirmed the detection of these defects, regardless of their location.

Использование предлагаемого ультразвукового способа автоматизированного контроля внешних и подповерхностных дефектов стержневых и трубчатых изделий обеспечивает;
повышение надежности контроля и, соответственно, улучшение качества продукции;
расширение области применения ультразвукового метода контроля на изделия со сложным профилем, что повысит срок службы и уменьшит аварийность в производстве, что особенно важно в атомной технике и химическом машиностроении.Using the proposed ultrasonic method for automated control of external and subsurface defects of rod and tubular products provides;
improving the reliability of control and, accordingly, improving product quality;
expanding the scope of the ultrasonic inspection method for products with a complex profile, which will increase the service life and reduce the accident rate in production, which is especially important in nuclear technology and chemical engineering.

(56) Пилуй В. А. , Жуков В. Д. Смирнов В. А. и др. Автоматизированная ультразвуковая установка "Сплав-ВМ" для контроля пустотелых прессованных профилей. - Дефектоскопия, N 1, 1979, с. 40. (56) Pilui V.A., Zhukov V.D. Smirnov V.A. et al. Automated Ultrasonic Alloy-VM Installation for Monitoring Hollow Pressed Profiles. - Flaw detection, N 1, 1979, p. 40.

Claims

THE ULTRASONIC METHOD OF AUTOMATED CONTROL OF EXTERNAL AND SUBSURFACE DEFECTS OF ROD AND TUBULAR PRODUCTS, consisting in the fact that they scan an ultrasound beam along the product profile along it, the echo signals reflected from the defects are recorded, and the reflected signals are reflected from them and the defenses are reflected and reflected from the defects the fact that, in order to increase the reliability of control and expand the functionality, scanning is carried out by rotating the product around the axis so that the beam moves along EREC articles at a rate sufficient distance between input points ≅ 0,5 ultrasonic beam width and scoring all the perimeter points at angles from 0 to 90 ^o increments of not more than 7 ^o.