RU2256173C1 - Method for ultrasound control of quality of welded seams in thin-walled products - Google Patents
Method for ultrasound control of quality of welded seams in thin-walled products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2256173C1 RU2256173C1 RU2003131227/28A RU2003131227A RU2256173C1 RU 2256173 C1 RU2256173 C1 RU 2256173C1 RU 2003131227/28 A RU2003131227/28 A RU 2003131227/28A RU 2003131227 A RU2003131227 A RU 2003131227A RU 2256173 C1 RU2256173 C1 RU 2256173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- coordinates
- gravity
- weld
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано для определения качества сварных швов тепловыделяющих элементов ВВЭР-1000, ВВЭР-440.The invention relates to acoustic methods of non-destructive testing and can be used to determine the quality of the welds of the fuel elements VVER-1000, VVER-440.
Известен способ ультразвукового контроля сварных швов (“Дефектоскопия”, 1979, №10, с.7), заключающийся в том, что перемещают ультразвуковой искатель над сварным швом, одновременно прозвучивают его и по наличию отраженного сигнала судят о качестве сварного шва. Недостатком данного способа является невозможность выявления дефектов типа “пора”.A known method of ultrasonic testing of welds (“Defectoscopy”, 1979, No. 10, p.7), which consists in moving the ultrasonic finder over the weld, at the same time sounding it and judging by the presence of the reflected signal on the quality of the weld. The disadvantage of this method is the impossibility of detecting defects of the “time” type.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля сварных швов по а.с. № 920520, МКИ G 01 N 29/04 (прототип), заключающийся в том, что перемещают ультразвуковой искатель, сфокусированный на внутренней стенке изделия, поперек сварного шва нормально к его поверхности, одновременно прозвучивают его и по числу и форме экстремумов полученной зависимости отраженных донных сигналов определяют качество сварного шва. Недостатком этого способа является невозможность выявления дефектов типа “пора”, так как амплитуда сигналов отраженных порой не превышает амплитуды собственных шумов ультразвукового тракта.The closest in technical essence and the achieved result is a method of controlling welds according to A.S. No. 920520, MKI G 01 N 29/04 (prototype), which consists in moving an ultrasonic finder focused on the inner wall of the product across the weld normally to its surface, at the same time it also sounds in the number and shape of the extrema of the obtained dependence of the reflected bottom signals determine the quality of the weld. The disadvantage of this method is the inability to detect defects of the “pore” type, since the amplitude of the signals reflected sometimes does not exceed the amplitude of the intrinsic noise of the ultrasonic tract.
Технической задачей изобретения является выявление дефектов типа “пора” в тонкостенных изделиях с толщиной стенки менее 1 мм.An object of the invention is to identify defects of the “pore” type in thin-walled products with a wall thickness of less than 1 mm.
Задача решается тем, что пьезопреобразователь устанавливается под углом к изделию таким образом, чтобы в изделии распространялись только поперечные волны, в каждой точке контроля фиксируют полную реализацию отраженного ультразвукового сигнала, проводят сглаживание и выделение огибающей этой реализации и после сканирования всего сечения сварного шва строят изображение сечения, определяют границы области наличия пор вычислением центров тяжести изображений внешней и внутренней поверхностей изделия, производят поиск максимумов амплитуды сигналов в этой области и по координатам центров тяжести изображений, содержащих максимумы сигналов, определяют координаты и размеры пор.The problem is solved in that the piezoelectric transducer is installed at an angle to the product so that only transverse waves propagate in the product, at each control point the full realization of the reflected ultrasonic signal is recorded, the envelope of this implementation is smoothed and selected, and after scanning the entire section of the weld, a section image is built , determine the boundaries of the pore presence region by calculating the centers of gravity of the images of the external and internal surfaces of the product, search for amplitudes maxima Udy signals in this field and coordinates of the center of gravity of the image containing the signal maxima, and determine the coordinates of pore sizes.
Указанная совокупность признаков является новой, не известной из уровня техники и позволяет решить поставленную задачу, так как уменьшается мертвая зона от внешней поверхности изделия, выявляется полезный сигнал от пор на фоне собственных шумов ультразвукового тракта и определяются координаты пор.The specified set of features is new, not known from the prior art and allows us to solve the problem, since the dead zone from the outer surface of the product decreases, the useful signal from the pores is detected against the background of the intrinsic noise of the ultrasonic tract and the coordinates of the pores are determined.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами.The invention is illustrated graphic materials.
На фиг.1 представлена схема контроля с записью полной реализации отраженного ультразвукового сигнала.Figure 1 presents the control circuit with recording the full implementation of the reflected ultrasonic signal.
На фиг.2 представлен пример записи одного сечения сварного шва.Figure 2 presents an example of recording one section of a weld.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Пьезопреобразователь устанавливают под углом к изделию таким образом, чтобы в изделии распространялись только поперечные волны, перемещают пьезопреобразователь над сварным швом с одновременным излучением и приемом ультразвуковых сигналов, в каждой точке контроля фиксируют полную реализацию отраженного ультразвукового сигнала и координату положения пьезопреобразователя (номер шага сканирования).The piezoelectric transducer is installed at an angle to the product so that only transverse waves propagate in the product, the piezoelectric transducer is moved over the weld with the simultaneous emission and reception of ultrasonic signals, at each control point, the complete implementation of the reflected ultrasonic signal and the position coordinate of the piezoelectric transducer (scan step number) are recorded.
Далее для каждой реализации отраженного ультразвукового сигнала проводят линейное сглаживание и выделение огибающей по формулеNext, for each implementation of the reflected ultrasonic signal, linear smoothing and envelope extraction are performed according to the formula
, ,
где e[n], s[n], и - n-е отсчеты соответственно огибающей, наблюдаемого сигнала и сигнала, сопряженного ему и определяемому дискретным преобразованием Гильберта.where e [n], s [n], and - nth samples, respectively, of the envelope, of the observed signal, and of the signal conjugated to it and determined by the discrete Hilbert transform.
, ,
где h[n] - импульсная характеристика преобразования Гильберта, определяемая выражениемwhere h [n] is the impulse response of the Hilbert transform defined by the expression
Полученную огибающую данной реализации и шаг сканирования (координата положения пьезопреобразователя) запоминают.The resulting envelope of this implementation and the scanning step (coordinate of the position of the piezoelectric transducer) are stored.
После того как пьезопреобразователем сканируется все сечение сварного шва (одна строка сканирования), получают двумерный массив данных s(m, n), где m - координата положения искателя, n - время в одной реализации, амплитуд отраженного сигнала.After the entire section of the weld is scanned by the piezoelectric transducer (one scan line), a two-dimensional data array s (m, n) is obtained, where m is the coordinate of the position of the finder, n is the time in one implementation, and the amplitudes of the reflected signal.
После получения подобной записи одного сечения сварного шва проводится выделение границ области, содержащей поры, как центр тяжести соответственно изображения полученного для внешней и внутренней поверхностей изделия. Затем в этой области проводится поиск максимумов амплитуды сигнала, и по координатам центра тяжести изображений, содержащих максимумы сигналов, определяются координаты пор, по размерам этих изображений определяются размеры пор.After obtaining a similar record of one section of the weld, the boundaries of the region containing the pores are selected as the center of gravity, respectively, of the image obtained for the external and internal surfaces of the product. Then, in this area, a search is made for the maxima of the signal amplitude, and the coordinates of the pores are determined by the coordinates of the center of gravity of the images containing the maxima of the signals, the pore sizes are determined by the sizes of these images.
После принятия решения о качестве одного сечения сварного шва пьезопреобразователь перемещается вдоль шва и производится сканирование и анализ следующего сечения сварного шва (следующая строка контроля).After deciding on the quality of one section of the weld, the piezoelectric transducer moves along the seam and scans and analyzes the next section of the weld (next control line).
Например, используется фокусированный пьезопреобразователь с рабочей частотой f=30 МГц, диаметром пластины D=6 мм и фокусным расстоянием Fc=19 мм. Преобразователь устанавливается под углом 30°, при этом в материале изделия (цирконий) угол ввода УЗ колебаний α составляет ~ 49°, диаметр ультразвукового пятна в изделии d~0,15 мм. Пьезопреобразователь устанавливается в начальную точку сканирования одного сечения сварного шва, затем производится излучение, прием ультразвуковых импульсов и фиксирование полной реализации отраженного сигнала. Реализация содержит всю информацию о прохождении ультразвуковых импульсов в данной точке сканирования (сигнал от внешней поверхности изделия, сигнал от внутренней поверхности изделия и сигналы от неоднородностей в сварном шве) (фиг.1). Затем эта реализация преобразуется в цифровую форму и производится линейное сглаживание и выделение огибающей по формулам 1-3. Огибающая реализации запоминается вместе с координатой положения пьезопреобразователя для дальнейшего построения записи одного сечения сварного шва. После этого пьезопреобразователь перемещается на заданный шаг поперек сварного шва и снова происходит излучение и прием ультразвуковых импульсов, выделение огибающей реализации и ее запоминание.For example, a focused piezoelectric transducer with an operating frequency of f = 30 MHz, a plate diameter of D = 6 mm, and a focal length of Fc = 19 mm is used. The transducer is installed at an angle of 30 °, while in the material of the product (zirconium) the input angle of ultrasonic vibrations α is ~ 49 °, the diameter of the ultrasonic spot in the product is d ~ 0.15 mm. The piezoelectric transducer is installed at the starting point of scanning one section of the weld, then radiation is received, ultrasonic pulses are received and the full realization of the reflected signal is recorded. The implementation contains all the information about the passage of ultrasonic pulses at a given point of scanning (a signal from the outer surface of the product, a signal from the inner surface of the product and signals from inhomogeneities in the weld) (Fig. 1). Then this implementation is converted to digital form and linear smoothing and envelope extraction are performed according to formulas 1-3. The envelope of the implementation is stored together with the position coordinate of the piezoelectric transducer for further construction of the recording of one section of the weld. After this, the piezoelectric transducer moves a predetermined step across the weld and again radiation and reception of ultrasonic pulses occur, the envelope of the implementation is highlighted and stored.
После того как подобным образом будут просканированы все точки данного сечения сварного шва (одна строка контроля), производится построение записи данного сечения сварного шва по огибающим реализации. При этом получается изображение (фиг.2), в котором по горизонтальной оси отложены отсчеты времени в каждой реализации, по вертикальной оси отложены координаты положения пьезопреобразователя, а амплитуда сигнала в каждой точке представлена яркостью изображения. Далее вычисляются центры тяжести изображений, полученных для внешней и внутренней поверхностей изделия, и определяется область пор. После этого проводится анализ яркости изображения в области пор (поиск максимумов сигнала в области пор) и вычисляются центры тяжести всех изображений, содержащих максимумы. Координаты этих центров тяжести принимаются за координаты пор, по размерам этих изображений определяются размеры пор.After all points of a given section of the weld are scanned in a similar manner (one control line), a record is created of this section of the weld according to the envelope of the implementation. In this case, an image is obtained (Fig. 2), in which the time samples in each implementation are plotted along the horizontal axis, the position coordinates of the piezoelectric transducer are plotted, and the signal amplitude at each point is represented by the image brightness. Next, the centers of gravity of the images obtained for the outer and inner surfaces of the product are calculated, and the pore region is determined. After that, an analysis of the brightness of the image in the pore region is carried out (search for signal peaks in the pore region) and the centers of gravity of all images containing the maxima are calculated. The coordinates of these centers of gravity are taken as the coordinates of the pores, pore sizes are determined by the size of these images.
Таким образом, применение данного изобретения позволяет качественно выявить поры в тонкостенных изделиях.Thus, the use of this invention allows to qualitatively identify pores in thin-walled products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003131227/28A RU2256173C1 (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Method for ultrasound control of quality of welded seams in thin-walled products |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003131227/28A RU2256173C1 (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Method for ultrasound control of quality of welded seams in thin-walled products |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2256173C1 true RU2256173C1 (en) | 2005-07-10 |
Family
ID=35838467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003131227/28A RU2256173C1 (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Method for ultrasound control of quality of welded seams in thin-walled products |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2256173C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557679C1 (en) * | 2014-01-30 | 2015-07-27 | Акционерное общество "Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева" (АО "ГРЦ Макеева") | Method for automated ultrasonic inspection of flat articles |
-
2003
- 2003-10-23 RU RU2003131227/28A patent/RU2256173C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557679C1 (en) * | 2014-01-30 | 2015-07-27 | Акционерное общество "Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева" (АО "ГРЦ Макеева") | Method for automated ultrasonic inspection of flat articles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6895820B2 (en) | Acoustic micro imaging method and apparatus for capturing 4D acoustic reflection virtual samples | |
US5549002A (en) | Method for detecting and characterizing flaws in engineering materials | |
US20090320601A1 (en) | Ultrasound Test Device with Array Test Probes | |
CN111812206A (en) | Multilayer diffusion welding phased array ultrasonic detection method | |
RU2723368C1 (en) | Ultrasonic inspection method of metal article defectiveness | |
JP4792440B2 (en) | Pipe weld inspection system | |
CN111257426A (en) | Multi-mode full-focus detection method, system and medium for welding seam of rocket fuel storage tank | |
JP2916072B2 (en) | Method and apparatus for detecting internal defects in a workpiece | |
JPH03500454A (en) | Ultrasonic reflection transmission imaging method and device excluding artificial structures | |
JP3535417B2 (en) | Ultrasonic defect height measuring device and defect height measuring method | |
CN108663434A (en) | A kind of coarse grain material total focus detection method of phased array supersonic defectoscope | |
RU2256173C1 (en) | Method for ultrasound control of quality of welded seams in thin-walled products | |
JP6779727B2 (en) | Ultrasonic flaw detector, data processing device and ultrasonic flaw detector | |
JP2004150875A (en) | Method and system for imaging internal flaw using ultrasonic waves | |
JPS6326343B2 (en) | ||
JP3609975B2 (en) | Sizing ultrasonic flaw detector and sizing flaw detection method | |
JP6089805B2 (en) | Measuring device, measuring method, program, and storage medium | |
JP7091191B2 (en) | Ultrasonic flaw detector and ultrasonic flaw detector method | |
RU2256907C1 (en) | Method of measuring height of bridging in weld seams of thin- walled items | |
CN114397368B (en) | Phased array ultrasonic detection system and method | |
JPS6356946B2 (en) | ||
JP2004191111A (en) | Electronic scanning flaw detection device and its method | |
Schubert et al. | A New Ultrasonic Phased Array Testing System for Dissimilar Welds | |
JPH1114611A (en) | Electronic scanning system ultrasonic inspection equipment | |
Schubert et al. | 6th NDT in Progress 2011 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151024 |