RU2060494C1

RU2060494C1 - Method for ultrasonic inspection of material structure

Info

Publication number: RU2060494C1
Application number: RU93035766A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Александров; В.А. Воронков; Л.В. Воронкова; С.А. Заборцев; В.Д. Королев; Н.И. Бех; В.И. Сивко; С.П. Дмитриев; Е.А. Ерышканов; В.А. Никонов
Original assignee: Акционерное общество "Камский автомобильный завод"
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1996-05-20

Abstract

FIELD: nondestructive inspection of materials structure by ultrasonic method, such as for determining shape of graphite inclusions in cast iron. SUBSTANCE: one transducer radiates longitudinal head wave ultrasonic pulse into part under inspection and other transducer receives wave passed through inspected part. Transducers are mounted on common surface and fixed together. Time and speed of wave propagation are measured and results are used to evaluate material structure, such as graphite inclusion shape in cast iron. EFFECT: enlarged functional capabilities, improved accuracy of material structure inspection.

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при ультразвуковом контроле структуры материала, в частности для определения формы графитовых включений в чугуне. The invention relates to non-destructive testing and can be used for ultrasonic testing of the structure of the material, in particular for determining the shape of graphite inclusions in cast iron.

Известен способ ультразвукового контроля структуры равномерно гетерогенных твердых материалов [1] заключающийся в том, что одним преобразователем излучают импульсы ультразвуковой поверхности волны в контролируемый материал, другим преобразователем принимают прошедшую через этот материал волну, измеряют время прохождения волны от излучателя к приемнику, определяют скорость волны, по которой оценивают структуру контролируемого материала. There is a method of ultrasonic control of the structure of uniformly heterogeneous solid materials [1] consisting in the fact that one transducer emits pulses of the ultrasonic wave surface into a controlled material, another transducer receives the wave transmitted through this material, measures the wave propagation time from the emitter to the receiver, determines the wave velocity, by which the structure of the controlled material is evaluated.

Однако недостатком данного способа является высокая погрешность измерения времени прохождения поверхностной ультразвуковой волны через контролируемый материал, обусловленная наличием помех в виде импульсов трансформированной поперечной волны, а также неадекватность структуры поверхности образца. However, the disadvantage of this method is the high measurement error of the transit time of the surface ultrasonic wave through the controlled material, due to the presence of noise in the form of transformed shear wave pulses, as well as the inadequacy of the surface structure of the sample.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ контроля формы графитовых включений в чугуне [2] заключающийся в том, что в контролируемый материал прямым преобразователем излучают импульсы ультразвуковой продольной волны, этим же преобразователем принимают первый и второй эхосигналы от противоположной поверхности, измеряют время между приемами первого и второго эхосигналов, измеряют толщину контролируемого изделия, по этим данным определяют скорость волны, по которой судят о форме графитовых включений в чугуне. The closest technical solution to the invention is a method of controlling the shape of graphite inclusions in cast iron [2], which consists in the fact that pulses of ultrasonic longitudinal waves are emitted into the controlled material by a direct transducer, the first and second echo signals from the opposite surface are received by the same transducer, the time between the receptions of the first is measured and the second echo signals, measure the thickness of the controlled product, according to these data determine the wave speed, which is used to judge the shape of graphite inclusions in cast iron.

Недостатками этого способа являются:
необходимость замера толщины контролируемого изделия;
требование параллельности поверхностей ввода и отражения ультразвука;
необходимость механической обработки поверхности ввода.The disadvantages of this method are:
the need to measure the thickness of the controlled product;
the requirement of parallelism of the input surfaces and the reflection of ultrasound;
the need for machining the input surface.

Заявляемое техническое решение направлено на расширение области применения и повышение точности контроля структуры материала. The claimed technical solution is aimed at expanding the scope and improving the accuracy of control of the structure of the material.

Для этого используют ультразвуковую продольную головную волну, импульсы которой излучают в контролируемое изделие одним преобразователем, принимают прошедшую через контролируемое изделие волну другим преобразователем, измеряют время распространения волны, определяют скорость распространения волны, по которым оценивают структуру материала, а преобразователи расположены на одной поверхности и жестко скреплены между собой. For this, an ultrasonic longitudinal head wave is used, the pulses of which are emitted into the controlled product by one transducer, the wave transmitted through the controlled product is received by another transducer, the wave propagation time is measured, the wave propagation speed is determined by which the material structure is estimated, and the transducers are located on one surface and are rigidly bonded to each other.

Способ ультразвукового контроля структуры материала осуществляется следующим образом. The method of ultrasonic control of the structure of the material is as follows.

В контролируемое изделие одним преобразователем излучают импульсы ультразвуковой продольной головной волны, другим преобразователем принимают импульс волны, прошедший через контролируемое изделие. Путь прохождения головной волны через материал задается конструкцией преобразователя и является неизменным. Контролируемый параметр структуры материала влияет только на время прохождения волны. Pulses of an ultrasonic longitudinal head wave are emitted into a controlled product by one transducer, and a wave pulse transmitted through the controlled product is received by another transducer. The path of the head wave through the material is determined by the design of the transducer and is unchanged. The controlled parameter of the material structure affects only the wave propagation time.

Скорость распространения ультразвуковой продольной головной волны совпадает со скоростью ультразвуковой продольной волны, т.е. является максимальной по сравнению с другими типами волн, что обеспечивает однозначность определения измеряемого импульса. По времени распространения ультразвуковой продольной головной волны определяют скорость ее распространения в материале и оценивают структуру материала, например форму графита в чугуне. Преобразователи расположены на одной поверхности и жестко скреплены между собой. The propagation velocity of an ultrasonic longitudinal head wave coincides with the velocity of an ultrasonic longitudinal wave, i.e. is maximum in comparison with other types of waves, which ensures the uniqueness of determination of the measured pulse. From the propagation time of the ultrasonic longitudinal head wave, the speed of its propagation in the material is determined and the structure of the material is evaluated, for example, the shape of graphite in cast iron. The transducers are located on one surface and are rigidly fastened together.

Предлагаемый способ ультразвукового контроля структуры материала имеет следующие преимущества:
широкая область применения за счет отбрасывания требования двустороннего доступа к контролируемому изделию и ликвидации механической обработки поверхности;
упрощение контроля за счет исключения процедуры измерения толщины изделия;
повышение точности контроля за счет устранения неоднозначности фиксации принимаемого импульса ультразвуковой продольной головкой волны.The proposed method of ultrasonic control of the structure of the material has the following advantages:
a wide range of applications due to the rejection of the requirement of bilateral access to a controlled product and the elimination of surface machining;
simplification of control by eliminating the procedure for measuring the thickness of the product;
improving the accuracy of control by eliminating the ambiguity of the fixation of the received pulse by the ultrasonic longitudinal wave head.

Claims

The method of ultrasonic control of the structure of the material, which consists in the fact that pulses of an ultrasonic longitudinal wave are emitted into the controlled product, the wave transmitted through the controlled product is received, the wave propagation time is measured, the wave propagation speed is determined by which the structure of the material is evaluated, characterized in that ultrasonic longitudinal the head wave, and the radiation and reception of the wave is carried out by different transducers, which are located on the same surface and rigidly bonded together.