RU2395802C1 - Method of ultrasound control over butt-welded seams - Google Patents
Method of ultrasound control over butt-welded seams Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395802C1 RU2395802C1 RU2009115227/28A RU2009115227A RU2395802C1 RU 2395802 C1 RU2395802 C1 RU 2395802C1 RU 2009115227/28 A RU2009115227/28 A RU 2009115227/28A RU 2009115227 A RU2009115227 A RU 2009115227A RU 2395802 C1 RU2395802 C1 RU 2395802C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- defects
- distance
- depth
- weld
- ultrasonic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ультразвукового контроля качества сварных швов, в частности к контролю тонких сварных швов с ограниченной шириной поверхности ввода ультразвуковых колебаний вдоль швов, и может найти широкое применение в машиностроении и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of ultrasonic quality control of welds, in particular to the control of thin welds with a limited width of the input surface of ultrasonic vibrations along the seams, and can be widely used in mechanical engineering and other industries.
Известен способ ультразвукового сканирования для получения информации о качестве сварного шва по всей его толщине [1], включающий преобразование электрических сигналов в акустическую энергию и обратно акустической энергии в электрические сигналы, электронное сканирование ультразвукового луча с помощью фазированных решеток по толщине сварного шва, прием отраженных ультразвуковых сигналов от дефектов и преобразование их в электрические, по которым формируется изображение внутренних дефектов сварного шва по всей его толщине, осуществляется компьютерный анализ выявленных дефектов, определяется их величина и положение дефектов в сварном шве по трем координатам.A known method of ultrasonic scanning to obtain information about the quality of the weld along its entire thickness [1], including the conversion of electrical signals into acoustic energy and back acoustic energy into electrical signals, electronic scanning of an ultrasonic beam using phased arrays along the thickness of the weld, receiving reflected ultrasound signals from defects and converting them into electrical signals, by which an image of internal defects of the weld along its entire thickness is formed, is Busy Computer analysis of the detected defects is determined by their size and location of defects in the weld seam in three dimensions.
Однако способ обладает рядом недостатков:However, the method has several disadvantages:
- для реализации способа требуется сложная, дорогостоящая дефектоскопическая аппаратура и оборудование;- to implement the method requires complex, expensive flaw detection equipment and equipment;
- для реализации способа и для работы с аппаратурой требуются высококвалифицированные специалисты;- to implement the method and to work with the equipment requires highly qualified specialists;
- фазированные решетки для реализации способа не могут использоваться при ограничении по ширине поверхностей ввода-приема ультразвуковых колебаний вдоль сварного шва;- phased arrays for the implementation of the method cannot be used when limiting the width of the surfaces of the input-receiving ultrasonic vibrations along the weld;
- способ не обеспечивает качества ультразвукового контроля тонких сварных швов.- the method does not provide the quality of ultrasonic inspection of thin welds.
Известен также способ ультразвукового контроля [2] для определения диаметра сферических и цилиндрических дефектов с помощью сдвиговых ультразвуковых волн, заключающийся в том, что излучают ультразвуковую волну в направлении дефекта, принимают и анализируют отраженный от него сигнал, измеряют интервал времени Δt между импульсом, отраженным от дефекта, и импульсом, полученным за счет сгибания дефекта ультразвуковой волной при ее двукратной трансформации на поверхности дефекта, и диаметр дефекта определяют по формулеThere is also a method of ultrasonic testing [2] for determining the diameter of spherical and cylindrical defects using shear ultrasonic waves, which consists in emitting an ultrasonic wave in the direction of the defect, receiving and analyzing the signal reflected from it, measuring the time interval Δt between the pulse reflected from defect, and the impulse obtained due to the bending of the defect by an ultrasonic wave during its double transformation on the surface of the defect, and the diameter of the defect is determined by the formula
где - отношение скорости рэлеевской волны к скорости сдвиговой волны;Where - the ratio of the speed of the Rayleigh wave to the shear wave velocity;
Δt - временной интервал между импульсами.Δt is the time interval between pulses.
Указанный способ для определения диаметра сферических и цилиндрических дефектов по сравнению с предыдущим способом для получения информации о качестве сварного шва по всей его толщине имеет явное преимущество в том, что не зависит от толщины контролируемого шва, не требует дорогостоящей дефектоскопической аппаратуры, прост в настройке аппаратуры.The specified method for determining the diameter of spherical and cylindrical defects in comparison with the previous method for obtaining information about the quality of the weld along its entire thickness has a clear advantage in that it does not depend on the thickness of the weld being controlled, does not require expensive flaw detection equipment, and is easy to configure.
Однако способ имеет и свои недостатки:However, the method has its drawbacks:
- предназначен только для определения диаметра (величины выявляемых сферических и цилиндрических дефектов;- it is intended only for determining the diameter (the magnitude of the detected spherical and cylindrical defects;
- не определяет глубины залегания выявленных дефектов в сварных швах относительно поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний;- does not determine the depth of the identified defects in the welds relative to the surface of the input-reception of ultrasonic vibrations;
- не определяет минимальных расстояний между дефектами (типа пор) в их цепочках по толщине сварного шва.- does not determine the minimum distances between defects (such as pores) in their chains along the thickness of the weld.
Несмотря на имеющиеся недостатки, способ для определения диаметра сферических и цилиндрических дефектов является наиболее близким по своей реализации аналогом предлагаемого изобретения и поэтому принимается за прототип.Despite the disadvantages, the method for determining the diameter of spherical and cylindrical defects is the closest in its implementation to the analogue of the invention and therefore is taken as a prototype.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа ультразвукового контроля сварных швов малой толщины при ограниченной ширине поверхностей ввода акустических колебаний вдоль них, обеспечивающего получение технического результата, состоящего вThe objective of the invention is to provide a method for ultrasonic testing of welds of small thickness with a limited width of the input surfaces of acoustic vibrations along them, providing a technical result, consisting in
- ультразвуковом контроле сварных швов по всей их толщине;- ultrasonic inspection of welds throughout their thickness;
- определении глубины залегания выявляемых дефектов;- determining the depth of the detected defects;
- определении минимального расстояния между двумя соседними дефектами в их цепочке по глубине.- determining the minimum distance between two adjacent defects in their chain in depth.
Этот технический результат достигается тем, чтоThis technical result is achieved by the fact that
- измеряется расстояние от дефекта до источника излучения ультразвуковых колебаний в направлении дефекта:- the distance from the defect to the radiation source of ultrasonic vibrations in the direction of the defect is measured:
определяется глубина залегания выявленных дефектов относительно поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний по формулеthe depth of the identified defects relative to the surface of the input-reception of ultrasonic vibrations is determined by the formula
где hn - определяемая глубина залегания дефектов в толщине сварного шва относительно поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний;where h n is the determined depth of defects in the thickness of the weld relative to the input surface of ultrasonic vibrations;
Ln - измеренное расстояние между дефектами и источником излучения ультразвуковых колебаний (точкой ввода этих колебаний);L n is the measured distance between the defects and the radiation source of ultrasonic vibrations (the input point of these vibrations);
α - угол ввода ультразвуковых колебаний в контролируемый объект;α is the angle of entry of ultrasonic vibrations into the controlled object;
n - натуральное число, обозначающее порядковый номер дефекта;n is a natural number indicating the serial number of the defect;
- определяется минимальное расстояние между выявленными дефектами в их цепочке по толщине сварного шва по формуле:- the minimum distance between the identified defects in their chain is determined by the thickness of the weld according to the formula:
где: ℓ - определяемое расстояние между соседними обнаруженными дефектами в цепочке пор по толщине сварного шва;where: ℓ is the determined distance between adjacent detected defects in the pore chain along the thickness of the weld;
Ln-1 - измеренное расстояние между дефектами и источником излучения ультразвуковых колебаний (точкой ввода этих колебаний);L n-1 is the measured distance between the defects and the radiation source of ultrasonic vibrations (the input point of these vibrations);
dn - диаметр наибольшего из двух соседних дефектов.d n is the diameter of the largest of two adjacent defects.
Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами. На фиг.1 представлена схема ручного сканирования ультразвукового преобразователя вдоль шва, на фиг.2 - схема сканирования преобразователя при автоматизированном ультразвуковом контроле, на фиг.3 - схема, поясняющая принцип работы предлагаемого способа. На фиг.1, фиг.2, фиг.3: 1 - контролируемый сварной шов, 2 - одна свариваемая деталь, 3 - вторая свариваемая деталь, 4 - ультразвуковой преобразователь. На фиг.1: 5 - траектория, описываемая преобразователем 4 по поверхности детали 3, при ручном ультразвуковом контроле. На фиг 2:6 - траектория, описываемая по поверхности детали 3 при автоматизированном ультразвуковом контроле. На фиг.3: 7 - ультразвуковая дефектоскопическая аппаратура, n и n-1 - дефекты, обнаруженные при ультразвуковом контроле, Ln и Ln-1 - расстояния соответственно между дефектами n и n-1 с одной стороны и точками ввода ультразвуковых колебаний (волн) с другой стороны, hn и hn-1 - глубины залегания соответственно дефектов n и n-1, a ℓ - расстояние между двумя соседними дефектами n и n-1.The proposed method is illustrated by drawings. In Fig.1 shows a diagram of a manual scan of an ultrasonic transducer along the seam, Fig.2 is a diagram of a scanning transducer with automated ultrasonic testing, Fig.3 is a diagram explaining the principle of operation of the proposed method. In figure 1, figure 2, figure 3: 1 - controlled weld, 2 - one welded part, 3 - the second welded part, 4 - ultrasonic transducer. In Fig.1: 5 - the trajectory described by the
Способ осуществляется следующим образом. Вдоль шва по поверхности сварной детали 3 перемещают преобразователь 4 по схеме 5 ручного сканирования (см. фиг.1) или по схеме 6 автоматизированного сканирования (см. фиг.2) под углом а вводят в деталь 3 ультразвуковые колебания (см. фиг.3), которые проходят через сварной шов 1 и возвращаются обратно только при наличии дефекта. При обнаружении дефекта n-1 определяют его диаметр, например, по его отражательной способности (по величине максимальной амплитуды отраженного от него эхосигнала) или по прототипу изображения. Запоминают диаметр дефекта n-1. Измеряют расстояние Ln-1 (точки ввода ультразвуковых колебаний в деталь 3) при максимальной амплитуде эхоимпульса от дефекта. Результат измерения записывают в память дефектоскопической аппаратуры 7. Одновременно с записью величины Ln-1 в дефектоскопической аппаратуре определяют глубину залегания дефекта n-1 в сварном шве по формулеThe method is as follows. Along the seam on the surface of the
Результат вычисления записывают в память дефектоскопической аппаратуры. Если дефект одиночный, запоминают его параметры: величину эквивалентности дефекта (диаметр) и глубину залегания его hn-1. В случае наличия еще одного или цепочки дефектов по глубине определяют диаметр следующего дефекта, запоминают его величину, измеряют расстояние его до источника ультразвуковых колебаний (точки ввода их в деталь 3) при смещении преобразователя к сварному шву 1 по схеме 5 ручного сканирования ультразвукового преобразователя 4 (точки ввода ультразвуковых колебаний в детали 3). В процессе ультразвукового контроля сварного шва 1 при поперечном (поперек шва) перемещении источника ультразвуковых колебаний (преобразователя 4) после выявления последующего дефекта и выполнения операций по определению его параметров: диаметра, расстояния до источника ультразвуковых колебаний, глубины залегания и запоминания их определяют расстояние между соседними дефектами по формуле по программе, заложенной в компьютеризированную дефектоскопическую аппаратуру 7.The result of the calculation is recorded in the memory of flaw detection equipment. If the defect is single, remember its parameters: the value of the equivalence of the defect (diameter) and the depth of its h n-1 . If there is one more or a chain of defects in depth, the diameter of the next defect is determined, its value is stored, its distance to the source of ultrasonic vibrations (their entry points into part 3) is measured when the transducer is displaced to the
В процессе автоматизированного ультразвукового контроля сварного шва 1 в программу аппаратуры 7 в конце контроля вводят операцию по определению цепочек пор, содержащих их в количестве не менее двух по глубине залегания в каждой цепочке, заключающуюся в том, что объединяются все дефекты со всеми их параметрами, выявленные в процессе контроля на одной и той же координате вдоль сварного шва 1. Затем по формулеIn the process of automated ultrasonic testing of the
по программе, заложенной в компьютеризированной аппаратуре, определяют кратчайшее расстояние между каждыми двумя соседними по глубине дефектами для каждой выявленной цепочки пор по глубине.according to the program embedded in computerized equipment, the shortest distance between each two adjacent depth defects is determined for each detected pore chain in depth.
Результаты контроля сварного шва распечатывают на дефектограмме, выполненной в плане сварного шва со стороны поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний и в протоколе результатов контроля, в котором регистрируются одиночные дефекты с их параметрами: величиной диаметра, глубиной залегания, координатами по Х и Y в плоскости поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний и цепочки дефектов, где помимо параметров дефектов регистрируют величину расстояний между соседними дефектами цепочки.The results of the inspection of the weld are printed out on a defectogram made in terms of the weld from the side of the input-receiving surface of ultrasonic vibrations and in the protocol of the results of the inspection, in which single defects are recorded with their parameters: diameter, depth, X and Y coordinates in the surface plane input-reception of ultrasonic vibrations and a chain of defects, where in addition to the parameters of the defects, the distance between adjacent defects of the chain is recorded.
Таким образом, предлагаемый способ ультразвукового контроля сварных швов позволяет не только определить параметры дефектов: их диаметр и глубину залегания по толщине шва, но и расстояние между соседними дефектами в цепочке пор, вытянувшейся по глубине (по толщине сварного шва), что позволяет более объективно произвести разбраковку сварного шва.Thus, the proposed method for ultrasonic testing of welds allows not only to determine the parameters of defects: their diameter and depth by thickness of the seam, but also the distance between adjacent defects in a pore chain stretched in depth (along the thickness of the weld), which allows more objective sorting of the weld.
Источники информацииInformation sources
1. Шевалдыкин В.Г. и др. Заглянуть в металл. Теперь это просто. // В мире неразрушающего контроля - №1 - 2008 - с.46-53.1. Shevaldykin V.G. and others. Look into the metal. Now it is easy. // In the world of non-destructive testing - No. 1 - 2008 - p. 46-53.
2. Авт.св. СССР №615410, кл. G01N, дата публикации 08.06.1978.2. Auto USSR No. 615410, class G01N, publication date 06/08/1978.
3. Авт.св. СССР №1146599, кл. G01N, дата публикации 23.11.1988.3. Auto USSR No. 1146599, cl. G01N, publication date 11/23/1988.
4. Авт.св. СССР №1165981, кл. G01N, дата публикации 02.01.1984.4. Auto USSR No. 1165981, class G01N, publication date 02/01/1984.
5. Авт.св. СССР №785743, кл. G01N, дата публикации 15.07.1977.5. Auto USSR No. 785743, cl. G01N, publication date 07/15/1977.
6. Заявка Великобритании №1572571, кл. G01N, дата публикации 30.07.1988.6. UK application No. 1572571, CL G01N, publication date 07/30/1988.
7. Патент США №4208916, кл. G01N, дата публикации 24.06.1980.7. US Patent No. 4208916, cl. G01N, publication date 06/24/1980.
Claims (1)
hn=Ln·sinα,
а расстояние между дефектами по формуле:
где hn - определяемая глубина залегания дефектов в толщине сварного шва относительно поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний;
Ln, Ln-1 - расстояния соответственно между дефектами n и n-1 с одной стороны и точками ввода ультразвуковых колебаний (волн) с другой стороны;
α - угол ввода ультразвуковых колебаний в контролируемый объект;
l - определяемое расстояние между соседними обнаруженными дефектами в цепочке пор по толщине сварного шва;
dn - диаметр наибольшего из двух соседних дефектов. The method of ultrasonic testing of butt welds throughout their thickness, including input and reception of shear ultrasonic vibrations, moving the source and receiver of these vibrations along and across the weld, identifying pore type defects, determining their magnitude, measuring the distance to detected defects from the radiation source, determining the depth of their occurrence and the distance between them in the defect chain in depth, while the depth of occurrence is determined by the formula:
h n = L n sinα,
and the distance between defects according to the formula:
where h n is the determined depth of defects in the thickness of the weld relative to the input surface of ultrasonic vibrations;
L n , L n-1 - the distances, respectively, between defects n and n-1 on the one hand and the input points of ultrasonic vibrations (waves) on the other hand;
α is the angle of entry of ultrasonic vibrations into the controlled object;
l is the determined distance between adjacent detected defects in the pore chain along the thickness of the weld;
d n is the diameter of the largest of two adjacent defects.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009115227/28A RU2395802C1 (en) | 2009-04-21 | 2009-04-21 | Method of ultrasound control over butt-welded seams |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009115227/28A RU2395802C1 (en) | 2009-04-21 | 2009-04-21 | Method of ultrasound control over butt-welded seams |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2395802C1 true RU2395802C1 (en) | 2010-07-27 |
Family
ID=42698165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009115227/28A RU2395802C1 (en) | 2009-04-21 | 2009-04-21 | Method of ultrasound control over butt-welded seams |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2395802C1 (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 |
-
2009
- 2009-04-21 RU RU2009115227/28A patent/RU2395802C1/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 |
---|---|---|
RU2521720C1 (en) | Method and device for welding zone imaging | |
US7454973B2 (en) | Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection equipment | |
JP4910769B2 (en) | Pipe quality control method and manufacturing method | |
RU2381497C2 (en) | Method for ultrasonic flaw detection | |
Bulavinov et al. | Sampling phased array a new technique for signal processing and ultrasonic imaging | |
CN101852774B (en) | Flaw detection system and flaw detection method | |
CN105699492B (en) | A kind of ultrasonic imaging method for weld seam detection | |
CN108169331B (en) | Sheet grid wing structure welding seam phased array ultrasonic detection device and detection method | |
JP5800667B2 (en) | Ultrasonic inspection method, ultrasonic flaw detection method and ultrasonic inspection apparatus | |
WO2010127429A1 (en) | Ultrasonic scanning system and ultrasound image enhancement method | |
TWI503542B (en) | Ultrasonic measurement methods and apparatus | |
JP2007046913A (en) | Welded structure flaw detection testing method, and steel welded structure flaw detector | |
JP2006308566A (en) | Ultrasonic flaw detection method and apparatus | |
Harvey et al. | Finite element analysis of ultrasonic phased array inspections on anisotropic welds | |
JP2006234701A (en) | Ultrasonic test device and ultrasonic test method | |
JP2016090272A (en) | Ultrasonic flaw detection method and ultrasonic flaw detection apparatus | |
JP2010266416A (en) | Method of processing phased array aperture synthesis and method of evaluating application effect thereof | |
JP6871534B2 (en) | Comparison test piece and ultrasonic phased array flaw detection test method | |
JP5738684B2 (en) | Ultrasonic flaw detection test method, ultrasonic flaw detection test apparatus and ultrasonic flaw detection test program incorporating surface shape identification processing of ultrasonic flaw detection test specimen | |
Verkooijen et al. | Sampling phased array-a new technique for ultrasonic signal processing and imaging | |
JP2014077708A (en) | Inspection device and inspection method | |
JP4564183B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method | |
RU2395802C1 (en) | Method of ultrasound control over butt-welded seams | |
JP6733650B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method, ultrasonic flaw detection equipment, steel production equipment row, and steel production method | |
JP2011122827A (en) | Array probe measuring method and array probe measuring instrument |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120422 |