RU205028U1

RU205028U1 - IMMERSION BATH

Info

Publication number: RU205028U1
Application number: RU2020135940U
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Кашин; Николай Викторович Барбашин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Ультракрафт" (ЗАО "Ультракрафт")
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-06-23

Abstract

Полезная модель относится к области исследования качества материалов с помощью ультразвуковых волн, а именно к области неразрушающего контроля, и может быть использована для ультразвукового контроля различных объектов металлопродукции цилиндрической и плоской формы, а также для контроля рельса, круглого и квадратного сортового проката. Технический результат - повышение достоверности контроля. Иммерсионная ванна для ультразвукового контроля содержит ультразвуковые преобразователи. Причем ванна состоит из двух частей: первой части, выполненной с возможностью подсоединения системы подачи контактной жидкости с патрубком, и измерительной части с ультразвуковыми преобразователями, причем части ванны соединены между собой в нижней части каналом, имеющим шторку, выполненную с возможностью ее поднятия и опускания в вертикальной плоскости, а одна из сторон канала образована дном ванны. Иммерсионная ванна имеет возможность поднятия и опускания в вертикальной плоскости шторки, обеспечивается по меньшей мере одним приводом, например пневмоцилиндром, а патрубок для подачи контактной жидкости заглублен ниже уровня воды. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to the field of studying the quality of materials using ultrasonic waves, namely, to the field of non-destructive testing, and can be used for ultrasonic testing of various objects of metal products of cylindrical and flat shape, as well as for testing rail, round and square bars. The technical result is to increase the reliability of control. The immersion bath for ultrasonic testing contains ultrasonic transducers. Moreover, the bath consists of two parts: the first part, made with the possibility of connecting the couplant supply system with a branch pipe, and the measuring part with ultrasonic transducers, and the parts of the bath are interconnected in the lower part by a channel having a shutter made with the possibility of raising and lowering it into vertical plane, and one of the sides of the channel is formed by the bottom of the bath. The immersion bath has the ability to raise and lower the curtain in the vertical plane, provided by at least one drive, for example, a pneumatic cylinder, and the coupling for supplying the couplant is buried below the water level. 2 c.p. f-ly, 2 dwg

Description

Полезная модель относится к области исследования качества материалов с помощью ультразвуковых волн, а именно к области неразрушающего контроля, и может быть использована для ультразвукового контроля различных объектов металлопродукции цилиндрической и плоской формы, а также для контроля рельса, круглого и квадратного сортового проката.The utility model relates to the field of studying the quality of materials using ultrasonic waves, namely, to the field of non-destructive testing, and can be used for ultrasonic testing of various objects of metal products of cylindrical and flat shape, as well as for testing rail, round and square bars.

Важнейшим условием проведения дефектоскопии является обеспечение акустического контакта ультразвукового преобразователя с контролируемым объектом, для чего применяют различные контактные жидкости. Плотность и другие физические свойства контактной жидкости должны обеспечивать равномерность и однородность, отсутствие в нем газовых включений, образующихся при выталкивания воздуха из заполняемой емкости контактной жидкостью, при незначительном контрасте температур контактной жидкости подаваемой из вне в емкость. По законам физики, в любой воде содержатся газы (кислород, водород, азот и иные) и при нагревании (даже незначительном, возникшем на контрасте температур) происходит их расширение, таким образом, возникают воздушные пузырьки, закрепляющиеся на поверхностях емкости и преобразователя. Такие газовые (воздушные) включения являются препятствием для высокочастотных ультразвуковых волн и ведут к получению ложных сигналов измерений из-за переотражений волн.The most important condition for flaw detection is to ensure the acoustic contact of the ultrasonic transducer with the controlled object, for which various contact liquids are used. The density and other physical properties of the couplant should ensure uniformity and homogeneity, the absence of gas inclusions in it, which are formed when air is pushed out of the tank to be filled with the couplant, with a slight temperature contrast of the couplant supplied from outside to the tank. According to the laws of physics, any water contains gases (oxygen, hydrogen, nitrogen and others) and when heated (even insignificant, arising from the contrast of temperatures), they expand, thus air bubbles appear, which are fixed on the surfaces of the container and the converter. Such gas (air) inclusions interfere with high-frequency ultrasonic waves and lead to false measurement signals due to wave reflections.

Иммерсионный метод контроля из-за постоянной подачи контактной жидкости в зону контроля очень подвержен образованию газовых (воздушных) включений в жидкости за счет постоянного давления, создающего бурление поступаемой жидкости, а после оседания на стенках емкости (иммерсионной ванны) и поверхности преобразователя воздушных пузырьков.The immersion control method, due to the constant supply of the couplant to the control zone, is very susceptible to the formation of gas (air) inclusions in the liquid due to constant pressure, which creates a bubbling of the supplied liquid, and after settling on the walls of the vessel (immersion bath) and the surface of the transducer of air bubbles.

Из документа RU 2488814 известна иммерсионная ванна, содержащая механизм заполнения иммерсионной ванны водой, пьезоэлектрические преобразователи и сопло, установленное эквидистантно поверхности контролируемой трубы, через которое дополнительно подается в иммерсионную ванну вода по ходу движения трубы. Недостатком такого устройства является отсутствие средств борьбы с пузырьками, оседающими на поверхностях в результате бурления подаваемой воды.From document RU 2488814, an immersion bath is known, containing a mechanism for filling the immersion bath with water, piezoelectric transducers and a nozzle installed equidistantly to the surface of the pipe to be monitored, through which water is additionally supplied to the immersion bath in the direction of the pipe movement. The disadvantage of such a device is the lack of means for combating bubbles that settle on surfaces as a result of the boiling of the supplied water.

Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является известная иммерсионная ванна, описанная в патенте RU №177782 U1. Конструкция иммерсионной ванны содержит корпус, систему для подачи воды с патрубками, входное и выходное уплотнительные устройства, и ультразвуковые преобразователи, при этом входное я выходное уплотнительные устройства расположены в отдельных отсеках корпуса локальной иммерсионной ванны и дополнительно содержат как минимум два быстросъемных блока с эластичными уплотнениями, согласованными по форме с объектом контроля и охватывающими его по периметру сечения, и как минимум две заслонки, перекрывающие доступ воды в отсутствие объекта контроля и открывающиеся при его входе в иммерсионную ванну и выходе из нее, причем заслонки оборудованы механизмами для их перевода в открытое или закрытое положение.The closest analogue of the claimed utility model is the well-known immersion bath described in RU patent No. 177782 U1. The design of the immersion bath contains a housing, a system for water supply with nozzles, inlet and outlet sealing devices, and ultrasonic transducers, while the input and output sealing devices are located in separate compartments of the local immersion bath housing and additionally contain at least two quick-detachable blocks with elastic seals, consistent in shape with the object of control and covering it along the perimeter of the section, and at least two dampers that block the access of water in the absence of the object of control and open when it enters and exits the immersion bath, and the dampers are equipped with mechanisms for their transfer to open or closed position.

Конструкции обоих приведенных устройств имеет недостаток: заполнение иммерсионной ванной контактной жидкостью (водой) осуществляется напрямую без подготовки, не удаляя газовые включения в жидкости, поэтому имеющиеся воздушные пузыри оседают на поверхностях, в т.ч. на рабочие поверхности преобразователя. Известные устройства не предусматривают удаление вышеуказанных пузырей, вследствие чего не обеспечивается достаточный акустический контакт между преобразователем и объектом контроля и снижается достоверность контроля. Наличие воздушных пузырей приводит к появлению переотражений ультразвуковых волн и появлению ложных сигналов.The design of both of these devices has a drawback: the immersion bath is filled with a contact liquid (water) directly without preparation, without removing gas inclusions in the liquid, therefore the existing air bubbles settle on surfaces, incl. on the working surfaces of the converter. The known devices do not provide for the removal of the above-mentioned bubbles, as a result of which sufficient acoustic contact between the transducer and the test object is not ensured and the reliability of the test is reduced. The presence of air bubbles leads to the appearance of re-reflections of ultrasonic waves and the appearance of false signals.

Задачей предлагаемого технического решения является сведение к минимуму образования газовых включений (пузырьков воздуха) при подаче контактной жидкости (воды) в иммерсионную ванну и исключение их влияния на результаты контроля, что обеспечит получение технического результата - повышение достоверности контроля.The task of the proposed technical solution is to minimize the formation of gas inclusions (air bubbles) when the contact liquid (water) is supplied to the immersion bath and to exclude their influence on the control results, which will provide a technical result - an increase in the reliability of control.

Технический результат достигается за счет того, что иммерсионная ванна для ультразвукового контроля содержит ультразвуковые преобразователи. Причем ванна состоит из двух частей: первой части, выполненной с возможностью подсоединения системы подачи контактной жидкости с патрубком, и измерительной части с ультразвуковыми преобразователями, причем части ванны соединены между собой в нижней части каналом, имеющим шторку, выполненную с возможностью ее поднятия и опускания в вертикальной плоскости, а одна из сторон канала образована дном ванны.The technical result is achieved due to the fact that the immersion bath for ultrasonic testing contains ultrasonic transducers. Moreover, the bath consists of two parts: the first part, made with the possibility of connecting the couplant supply system with a branch pipe, and the measuring part with ultrasonic transducers, and the parts of the bath are interconnected in the lower part by a channel having a shutter made with the possibility of raising and lowering it into vertical plane, and one of the sides of the channel is formed by the bottom of the bath.

Заполнение иммерсионной ванны водой начинается при закрытой шторке, разделяющей части ванны в канале. Вода через патрубок заполняет первую из частей. После открытия шторки вода методом сообщающихся сосудов плавно заполняет измерительную часть иммерсионной ванны с ультразвуковыми преобразователями, не создавая бурления и воздушных пузырей. При этом отсутствует контраст температур, так как оба сосуда находятся при одинаковых условиях, а возможные пузыри от контраста температур образуются в первой части с патрубком и по законам физики поднимаются вверх. Таким образом, в измерительной части снижается количество оседающих пузырей, из-за которых могли бы возникать переотражения и акустические шумы, то есть уменьшается количество ложных результатов и повышается достоверность измерений.The filling of the immersion bath with water begins with the closed curtain separating the parts of the bath in the channel. Water fills the first part through the pipe. After opening the shutter, the water smoothly fills the measuring part of the immersion bath with ultrasonic transducers by the method of communicating vessels, without creating bubbling and air bubbles. In this case, there is no temperature contrast, since both vessels are under the same conditions, and possible bubbles from the temperature contrast are formed in the first part with a pipe and, according to the laws of physics, rise up. Thus, in the measuring part, the number of settling bubbles is reduced, due to which multiple reflections and acoustic noises could occur, that is, the number of false results is reduced and the reliability of measurements is increased.

Совокупность признаков по п. 2 характеризует иммерсионную ванну, отличающуюся тем, что возможность поднятия и опускания в вертикальной плоскости шторки обеспечивается по меньшей мере одним приводом, например, пневмоцилиндром. Движение шторки может обеспечиваться приводом, например, пнемоцилиндром, средствами автоматизации.The set of features according to claim 2 characterizes an immersion bath, characterized in that the possibility of raising and lowering the curtain in the vertical plane is provided by at least one drive, for example, a pneumatic cylinder. The shutter movement can be provided by a drive, for example, a pneumatic cylinder, by means of automation.

Совокупность признаков по п. 3 характеризует иммерсионную ванну, отличающуюся тем, что патрубок для подачи контактной жидкости заглублен ниже уровня воды. Это влияет на производительность, так как отпадает необходимость пролива шлангов, чтоб выгнать воздушные пузыри, образовавшиеся в шлангах при нахождении его на воздухе над поверхностью воды.The set of features according to claim 3 characterizes an immersion bath, characterized in that the coupling for supplying the couplant is buried below the water level. This affects performance, since there is no need to spill the hoses to expel air bubbles formed in the hoses when it is in the air above the water surface.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1 и 2, где фиг. 1 - схематическое изображение заявляемой иммерсионной ванны, фиг. 2. - пример реализации ванны.The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1 and 2, where FIG. 1 is a schematic representation of the inventive immersion bath, FIG. 2. - an example of the implementation of the bath.

На фиг. 1 схематически показана иммерсионная ванна, имеющая две части: первую часть 1, содержащую входной патрубок 2 системы подачи воды, и измерительную часть 3 с закрепленными в ней ультразвуковыми преобразователями 4. Канал 5 в нижней части имеет шторку 6, выполненную с возможностью ее поднятия и опускания в вертикальной плоскости. Одна из стенок канала 5 образована дном ванны. На ванне закреплен пневмоцилиндр 7, на штоки которых закреплена шторка 6.FIG. 1 schematically shows an immersion bath having two parts: the first part 1 containing the inlet 2 of the water supply system, and the measuring part 3 with ultrasonic transducers fixed in it 4. The channel 5 in the lower part has a curtain 6 made with the possibility of raising and lowering it in the vertical plane. One of the walls of the channel 5 is formed by the bottom of the bath. A pneumatic cylinder 7 is fixed on the bath, on the rods of which a shutter 6 is fixed.

На фиг. 2 приведена реализации ванны на примере локальной иммерсионной ванны для контроля труб. Устройство содержит две части 1 и 3, в одной из которых размещен патрубок 2 для подачи воды, и которая заполняется водой в первую очередь, а во второй, измерительной части, размещены ультразвуковые преобразователи 4 и помещается объект контроля. Измерительная часть 3 содержит окно 8, форма которого приближенно повторяют форму поверхности контролируемого изделия и во время контроля прижимается к объекту контроля (ОК). Преобразователи 4 закреплены внутри измерительной части 3 локальной иммерсионной ванны. Конец патрубка 2 заглублен ниже уровня воды.FIG. 2 shows the implementation of the bath using the example of a local immersion bath for pipe inspection. The device contains two parts 1 and 3, in one of which there is a branch pipe 2 for supplying water, and which is filled with water in the first place, and in the second, measuring part, ultrasonic transducers 4 are placed and the object of control is placed. Measuring part 3 contains a window 8, the shape of which approximately repeats the shape of the surface of the item to be tested and during testing is pressed against the test object (OK). The transducers 4 are fixed inside the measuring part 3 of the local immersion bath. The end of the branch pipe 2 is buried below the water level.

Перед началом работы штоки пневмоцилиндров 7 выдвинуты, и шторка 6 закрывает канал 5 прохода воды, тем временем вода полностью заполняет часть ванны 1. Устройство устанавливают на объект контроля, перекрывая окно 8 объектом контроля ОК (на рисунке представлено с трубой). После заполнения первой части 1 водой осуществляется поднятие шторки 6. Поднятие шторки 6 возможно вручную или средствами автоматизации. В приведенном примере реализации штоки пневмоцилиндров втягиваются, отодвигают шторку 6, открывая проход воде в измерительную часть 3 локальной иммерсионной ванны с преобразователями 4. Вода методом сообщающихся сосудов плавно заполняет измерительную часть 3 ванны с преобразователями 4, не создавая бурления и воздушных пузырей, а также при этом отсутствует контраст температур, т.к. оба сосуда находятся при одинаковых условиях (возможные пузыри от контраста температур образуются в резервуаре 6 и по законам физики поднимаются вверх). После заполнения измерительной части 3 контактной жидкостью (водой) начинается осуществление неразрушающего контроля. Уменьшение количества воздушных пузырей в измерительной части иммерсионной ванны уменьшает количество переотражений ультразвуковых волн, в результате чего уменьшается количество ложных сигналов.Before starting work, the rods of the pneumatic cylinders 7 are extended, and the shutter 6 closes the channel 5 of the water passage, meanwhile the water completely fills part of the bath 1. The device is installed on the controlled object, overlapping the window 8 with the OK controlled object (shown with a pipe in the figure). After filling the first part 1 with water, the shutter 6 is raised. The shutter 6 can be raised manually or by means of automation. In the given example of implementation, the rods of the pneumatic cylinders are retracted, the shutter 6 is pushed back, opening the passage for water to the measuring part 3 of the local immersion bath with transducers 4. The water smoothly fills the measuring part 3 of the bath with the transducers 4 by the method of communicating vessels, without creating bubbling and air bubbles, there is no temperature contrast, because both vessels are under the same conditions (possible bubbles from the temperature contrast are formed in reservoir 6 and, according to the laws of physics, rise upward). After filling the measuring part 3 with contact liquid (water), the implementation of non-destructive testing begins. Reducing the number of air bubbles in the measuring part of the immersion bath reduces the number of ultrasonic wave reflections, as a result of which the number of false signals is reduced.

Таким образом, реализация заявляемой конструкции иммерсионной ванны позволяет уменьшить количество воздушных пузырей при неразрушающем контроле, повышая достоверность контроля.Thus, the implementation of the proposed design of the immersion bath allows you to reduce the number of air bubbles during non-destructive testing, increasing the reliability of testing.

Claims

1. Immersion bath for ultrasonic testing, containing ultrasonic transducers, characterized in that the bath consists of two parts: the first part, made with the possibility of connecting the couplant supply system with a branch pipe, and the measuring part with ultrasonic transducers, and the parts of the bath are interconnected in the lower part of the channel, which has a shutter made with the possibility of raising and lowering it in the vertical plane, and one of the sides of the channel is formed by the bottom of the bath.

2. The immersion bath according to claim 1, characterized in that the possibility of raising and lowering the shutter in the vertical plane is provided by at least one drive, for example, a pneumatic cylinder.

3. The immersion bath according to claim 1, characterized in that the coupling for supplying the couplant is buried below the water level.