RU2481571C1 - Combined method for ultrasonic inspection of quality of weld joints - Google Patents

Combined method for ultrasonic inspection of quality of weld joints Download PDF

Info

Publication number
RU2481571C1
RU2481571C1 RU2011135115A RU2011135115A RU2481571C1 RU 2481571 C1 RU2481571 C1 RU 2481571C1 RU 2011135115 A RU2011135115 A RU 2011135115A RU 2011135115 A RU2011135115 A RU 2011135115A RU 2481571 C1 RU2481571 C1 RU 2481571C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
defects
defect
depth
ultrasonic vibrations
receiver
Prior art date
Application number
RU2011135115A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011135115A (en
Inventor
Эдуард Петрович Иванов
Данила Андреевич Источинский
Анна Николаевна Лобанова
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева"
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева"
Priority to RU2011135115A priority Critical patent/RU2481571C1/en
Publication of RU2011135115A publication Critical patent/RU2011135115A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2481571C1 publication Critical patent/RU2481571C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: ultrasonic vibrations are input and received; combined source and receiver are synchronously moved along and across the weld joint and an additional receiver of said vibrations, which is placed at a certain distance opposite the main receiver, is also moved likewise; the combined source and receiver detect volume defects of the type of pores and nonmetallic inclusions; values thereof are determined; distance to the detected defects from the source and the main receiver combined with it is measured; the depth of the volume defects and distance between them on the depth are determined; the source and the additional receiver detect flat defects of the type of cracks, poor fusion and oxide films; coordinates of the transverse and longitudinal displacement of the source of ultrasonic vibrations are determined; the depth inside the weld joint of the beginning and the end of the flat defect relative the surface of entry and reception of ultrasonic vibrations is determined and the extent of the flat defects inside the weld joint is determined.
EFFECT: simple method for ultrasonic inspection of quality of butt welded joints made by electron-beam welding on the entire thickness thereof, enabling more objective inspection of the quality of weld joints.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области ультразвукового контроля сварных соединений, в частности к контролю тонких сварных соединений с ограниченной шириной поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний вдоль соединений, и может найти широкое применение в машиностроении и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of ultrasonic testing of welded joints, in particular to the control of thin welded joints with a limited width of the input-receiving surface of ultrasonic vibrations along the joints, and can be widely used in mechanical engineering and other industries.

Известен способ [1] ультразвукового контроля, заключающийся в том, что возбуждают ультразвуковые колебания в зоне сварного соединения и в основном материале изделия, измеряют амплитуды принятых колебаний и по их разности определяют дефект, для обнаружения дефектов типа слипания дополнительно принимают и регистрируют амплитуды сигналов, обратно отраженных от структуры сварного соединения, сравнивают с амплитудами сигналов, обратно отраженных от структуры сварного соединения, сравнивают с амплитудами сигналов, принятых из основного материала, и по полученной разности определяют контролируемый параметр.A known method [1] of ultrasonic testing is that ultrasonic vibrations are excited in the welded joint area and in the main material of the product, the amplitudes of the received vibrations are measured and the defect is determined by their difference, and signal amplitudes are additionally received and recorded to detect adhesion defects, and vice versa reflected from the structure of the welded joint, compared with the amplitudes of the signals, inversely reflected from the structure of the welded joint, compared with the amplitudes of the signals received from the main Methods and material, and the obtained difference is determined controlled variable.

Основным недостатком способа является отсутствие возможности определения глубины залегания, выявленных в сварном соединении дефектов, их величины и координат относительно длины сварного. соединения.The main disadvantage of this method is the inability to determine the depth of occurrence revealed in the welded joint defects, their magnitude and coordinates relative to the length of the welded. connections.

Известен также другой способ [2] ультразвукового контроля стыковых сварных соединений по всей их толщине, включающий ввод и прием сдвиговых ультразвуковых колебаний, перемещение источника и приемника этих колебаний вдоль и поперек сварного соединения, выявление дефектов типа пор, определение их величины, измерение расстояния до выявленных дефектов от источника излучения, определение глубины залегания и расстояния между ними в цепочке дефектов по глубине, при этом глубина залегания определяется по формуле:There is also another method [2] for ultrasonic testing of butt welded joints over their entire thickness, including input and reception of shear ultrasonic vibrations, moving the source and receiver of these vibrations along and across the welded joint, identifying pore-type defects, determining their magnitude, measuring the distance to the identified defects from the radiation source, determining the depth and distance between them in the defect chain in depth, while the depth is determined by the formula:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

а расстояние по глубине залегания между дефектами по формуле:and the distance in depth between defects according to the formula:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где: hn - определяемая глубина залегания дефектов в толщине сварного соединения относительно поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний;where: h n - the determined depth of defects in the thickness of the welded joint relative to the input surface of ultrasonic vibrations;

Ln, Ln-1 - расстояния соответственно между дефектами n и (n-1) с одной стороны и точками ввода ультразвуковых колебаний с другой стороны;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 on the other hand;

α - угол ввода ультразвуковых колебаний в контролируемый объект;α is the angle of entry of ultrasonic vibrations into the controlled object;

ℓ - определяемое расстояние между соседними обнаруженными дефектами в цепочке пор по толщине сварного соединения;ℓ is the determined distance between adjacent detected defects in the pore chain by the thickness of the welded joint;

n - натуральное число, обозначающее порядковый номер дефекта;n is a natural number indicating the serial number of the defect;

dn - диаметр наибольшего из двух соседних дефектов.d n is the diameter of the largest of two adjacent defects.

Указанный способ для определения глубины залегания объемных дефектов типа пор обладает явным преимуществом в том, что позволяет определять глубину залегания выявленных дефектов по толщине контролируемого сварного соединения, а также расстояние между соседними обнаруженными дефектами в цепочке пор по толщине сварного соединения.The specified method for determining the depth of bulk defects of the pore type has a clear advantage in that it allows you to determine the depth of the detected defects by the thickness of the welded joint, as well as the distance between adjacent detected defects in the pore chain by the thickness of the welded joint.

Однако способ имеет и свои недостатки - не выявляет плоских дефектов типа трещин, окисных плен и слипаний, расположенных вдоль толщины сварного соединения, а следовательно, не определяет глубины залегания и величины таких дефектов.However, the method has its drawbacks - it does not reveal flat defects such as cracks, oxide films and adhesions located along the thickness of the welded joint, and therefore does not determine the depth and magnitude of such defects.

Несмотря на имеющиеся недостатки, способ для определения глубины залегания объемных дефектов типа пор является наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения и поэтому принимается за прототип.Despite the disadvantages, the method for determining the depth of bulk defects such as pores is the closest analogue of the invention and therefore is taken as a prototype.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа ультразвукового контроля сварных соединений малой толщины при ограниченной ширине поверхностей ввода ультразвуковых колебаний вдоль них, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в:The objective of the invention is to provide a method of ultrasonic testing of welded joints of small thickness with a limited width of the input surfaces of ultrasonic vibrations along them, providing a technical result, consisting in:

- ультразвуковом контроле сварных соединений по всей их толщине двумя способами, обеспечивающими выявление всех типов дефектов: и объемных, и плоских, непараллельных поверхности ввода ультразвуковых колебаний;- ultrasonic testing of welded joints over their entire thickness in two ways, which ensure the detection of all types of defects: both volumetric and flat, parallel surfaces of the input ultrasonic vibrations;

- определении глубины залегания выявляемых дефектов;- determining the depth of the detected defects;

- определении величины выявляемых дефектов по их отражательной способности или по их протяженности по глубине сварного соединений и вдоль него.- determining the magnitude of the detected defects by their reflectivity or by their length along the depth of the welded joints and along it.

Этот технический результат достигается следующим образом.This technical result is achieved as follows.

При обнаружении объемного дефекта:If a volume defect is detected:

- 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 выявленного дефекта- the depth of the detected defect is determined

относительно поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний по формуле:relative to the surface of the input-reception of ultrasonic vibrations according to the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где: hn - определяемая глубина залегания дефектов в толщине сварного соединения относительно поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний;where: h n - the determined depth of defects in the thickness of the welded joint relative to the input surface of ultrasonic vibrations;

Ln - измеренное расстояние между дефектом и источником излучения ультразвуковых колебаний (точкой ввода этих колебаний);L n is the measured distance between the defect 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;

dn - диаметр выявленного дефекта, определяемый по отражательной способности при сравнении с искусственным отражателем.d n is the diameter of the detected defect, determined by reflectivity when compared with an artificial reflector.

При обнаружении плоского дефекта:If a flat defect is detected:

- измеряется расстояние от продольной оси сварного соединения до точки ввода-приема ультразвуковых колебаний в момент пропадания сигнала на дополнительном приемнике колебаний;- measured the distance from the longitudinal axis of the welded joint to the point of input-reception of ultrasonic vibrations at the time of loss of signal at the additional vibration receiver;

- определяется глубина залегания обнаруженного плоского дефекта по формуле:- determines the depth of the detected flat defect according to the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где: hm - глубина залегания дефекта в момент пропадания сигнала на дополнительном приемнике ультразвуковых колебаний;where: h m - the depth of the defect at the time of loss of the signal at the additional receiver of ultrasonic vibrations;

Ym - координата точки ввода ультразвуковых колебаний в направлении, перпендикулярном продольной оси сварного соединения (расстояние точки ввода ультразвуковых колебаний от продольной оси сварного соединения) в момент пропадания сигнала на дополнительном приемнике ультразвуковых колебаний;Y m is the coordinate of the point of entry of ultrasonic vibrations in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the welded joint (the distance of the point of entry of ultrasonic vibrations from the longitudinal axis of the welded joint) at the time of loss of signal at the additional receiver of ultrasonic vibrations;

m - натуральное число, обозначающее порядковый номер выявленного плоского дефекта;m is a natural number denoting the serial number of the identified flat defect;

α - угол ввода ультразвуковых колебаний в контролируемый объект.α is the angle of entry of ultrasonic vibrations into the controlled object.

Авторам неизвестно использование отличительных признаков предлагаемого комбинированного способа с достижением указанных результатов.The authors are not aware of the use of the distinguishing features of the proposed combined method with the achievement of these results.

Предлагаемый способ иллюстрируется графически. На фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4 приведен пример реализации предлагаемого изобретения. На фиг.1 представлена схема автоматизированного сканирования источника и приемников ультразвуковых колебаний при контроле продольных соединений или механизированного контроля кольцевых соединений. На фиг.2 - схема автоматизированного сканирования источника и приемников ультразвуковых колебаний при контроле кольцевых сварных соединений, на фиг.3 и фиг.4 - схемы, поясняющие принцип работы предлагаемого способа. На фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4: 1 - контролируемое сварное соединение, 2 - одна свариваемая деталь, 3 - вторая свариваемая деталь, 4 - источник и приемник ультразвуковых колебаний, 5 - дополнительный приемник ультразвуковых колебаний, 6 - траектории, описываемые источником-приемником 4 ультразвуковых колебаний и дополнительным приемником 5 по поверхностям деталей 2 и 3 при автоматизированном контроле продольных сварных соединений и механизированном контроле кольцевых соединений, 7 - траектории, описываемые источником-приемником 4 ультразвуковых колебаний и дополнительным приемником 5 по поверхностям деталей 2 и 3 при автоматизированном контроле кольцевых сварных соединений. На фиг.3 n и n-1 - объемные дефекты, обнаруженные при ультразвуковом контроле, Ln и Ln-1 - расстояния соответственно между объемными 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. На фиг.4 m и m-1 - плоские дефекты, обнаруженные при ультразвуковом контроле, Ym и

Figure 00000005
, Ym-1 и
Figure 00000006
- координаты поперечного перемещения источника 4 излучения ультразвуковых колебаний (расстояние между продольной осью сварного соединения и точкой ввода ультразвуковых колебаний соответственно в момент пропадания и появления сигнала на приемнике 5); Δhm и Δhm-1 - протяженность плоских дефектов m и m-1 по глубине сварного соединения; α (фиг.3 и фиг.4) - угол ввода ультразвуковых колебаний в объект контроля 1; t (фиг.3 и фиг.4) - толщина сварного соединения.The proposed method is illustrated graphically. Figure 1, figure 2, figure 3, figure 4 shows an example implementation of the invention. Figure 1 presents a diagram of an automated scan of the source and receivers of ultrasonic vibrations in the control of longitudinal joints or mechanized control of ring joints. In Fig.2 is a diagram of an automated scan of the source and receivers of ultrasonic vibrations when monitoring ring welded joints, Fig.3 and Fig.4 are diagrams explaining the principle of operation of the proposed method. In figure 1, figure 2, figure 3, figure 4: 1 - controlled welded joint, 2 - one welded part, 3 - the second welded part, 4 - source and receiver of ultrasonic vibrations, 5 - additional receiver of ultrasonic vibrations, 6 - trajectories described by the source-receiver 4 of ultrasonic vibrations and an additional receiver 5 on the surfaces of parts 2 and 3 for automated control of longitudinal welded joints and mechanized control of ring joints, 7 - trajectories described by the source-receiver 4 of ultrasonic vibrations reference and additional receiver 5 on the surfaces of parts 2 and 3 with automated control of welded rings. In figure 3, n and n-1 are the volume defects detected by ultrasonic testing, L n and L n-1 are the distances, respectively, between the volume defects n and n-1, on the one hand, and the input points of ultrasonic vibrations (waves), on the other hand, h n and h n-1 are the depths of defects n and n-1, respectively. In Fig. 4 m and m-1 are planar defects detected by ultrasonic testing, Y m and
Figure 00000005
, Y m-1 and
Figure 00000006
- coordinates of the transverse movement of the radiation source 4 of ultrasonic vibrations (the distance between the longitudinal axis of the welded joint and the input point of ultrasonic vibrations, respectively, at the time of the disappearance and appearance of the signal at the receiver 5); Δh m and Δh m-1 - the length of the plane defects m and m-1 along the depth of the welded joint; α (figure 3 and figure 4) is the angle of entry of ultrasonic vibrations into the control object 1; t (figure 3 and figure 4) is the thickness of the welded joint.

Способ осуществляется, например, следующим образом: Вдоль сварного соединения 1 по поверхности свариваемых деталей 2, 3 (фиг.1 и фиг.2) перемещают источник-приемник 4 ультразвуковых колебаний и дополнительный приемник 5, жестко связанные друг с другом на расстоянии, рассчитанном по формуле:The method is carried out, for example, as follows: Along the welded joint 1 on the surface of the parts to be welded 2, 3 (Fig. 1 and Fig. 2), the ultrasonic vibration source-receiver 4 and the additional receiver 5 are rigidly connected to each other at a distance calculated from the formula:

Figure 00000007
Figure 00000007

где: S - расстояние между источником 4 ввода-приема ультразвуковых колебаний и приемником 5;where: S is the distance between the source 4 of the input-reception of ultrasonic vibrations and the receiver 5;

t - толщина сварного соединения 1 (свариваемых деталей 2 и 3);t is the thickness of the welded joint 1 (welded parts 2 and 3);

α - угол ввода-приема ультразвуковых колебаний в объект контроля 1.α is the angle of input-reception of ultrasonic vibrations in the control object 1.

Источником-приемником 4 под углом α вводят ультразвуковые колебания в объект контроля 1, которые проходят через сварное соединение 1 при отсутствии в нем дефектов, отражаются от противоположной поверхности детали и принимаются приемником 5. При наличии в контролируемом сварном соединении объемного дефекта n ультразвуковые колебания отражаются в обратном направлении и попадают в источник-приемник 4 колебаний, преобразуются в электрический сигнал и поступают на вход дефектоскопической аппаратуры, где определяют диаметр дефекта по его отражательной способности (по величине максимальной амплитуды отраженного от него эхо-сигнала). Запоминают диаметр дефекта n. Измеряют расстояние Ln (от дефекта n до точки ввода ультразвуковых колебаний) при максимальной амплитуде эхо-импульса от дефекта n. Результат измерения записывают в память. Одновременно с записью величины Ln в дефектоскопической аппаратуре определяют глубину залегания дефекта n в сварном соединении по формуле:The receiving source 4 at an angle α introduces ultrasonic vibrations into the test object 1, which pass through the welded joint 1 in the absence of defects, are reflected from the opposite surface of the part and are received by the receiver 5. If there is a volumetric defect n in the controlled welded joint, ultrasonic vibrations are reflected in in the opposite direction and get into the source-receiver 4 oscillations, are converted into an electrical signal and fed to the input of flaw detection equipment, where the diameter of the defect is determined by its effective ability (in terms of the maximum amplitude of the echo signal reflected from it). Remember the diameter of the defect n. Measure the distance L n (from the defect n to the point of entry of ultrasonic vibrations) at the maximum amplitude of the echo pulse from the defect n. The measurement result is recorded in memory. Simultaneously with recording the value of L n in flaw detection equipment, the depth of the defect n in the welded joint is determined by the formula:

Figure 00000008
Figure 00000008

Результаты вычислений записывают в память дефектоскопической аппаратуры. Если дефект n - одиночный, запоминают все его параметры; величину эквивалентности (диаметр) и глубину его залегания hn.The calculation results are recorded in the memory of flaw detection equipment. If the defect n is single, all its parameters are remembered; the value of equivalence (diameter) and its depth h n .

В случае наличия еще одного дефекта n-1 или цепочки дефектов по глубине определяют диаметр следующего дефекта n-1 и т.д., измеряют его расстояние Ln-1 от источника 4 ультразвуковых колебаний (точки ввода в деталь 3) и т.д., определяют глубину hn-1, при необходимости определяют расстояние по глубине залегания его от предыдущего дефекта n по формуле:If there is another defect n-1 or a chain of defects in depth, determine the diameter of the next defect n-1, etc., measure its distance L n-1 from the source 4 of ultrasonic vibrations (entry point into part 3), etc. ., determine the depth h n-1 , if necessary, determine the distance by the depth of it from the previous defect n according to the formula:

Figure 00000009
Figure 00000009

по программе, заложенной в компьютеризированную дефектоскопическую аппаратуру.according to the program embedded in computerized flaw detection equipment.

Одновременно наличие объемных дефектов обнаруживают и приемником 5 ультразвуковых колебаний. При отсутствии дефектов в сварном соединении 1 при сканировании источника-приемника 4 и приемника 5 по сварной конструкции на приемнике 5 присутствует эхо-импульс ультразвуковых колебаний, прошедших через сварное соединение 1 и отразившихся от поверхности, противоположной поверхности ввода. При наличии дефекта n на пути распространения ультразвуковых колебаний через сварное соединение 1 приемник 5 оказывается в тени этого дефекта, и на приемнике 5 исчезает эхо-импульс или снижается его амплитуда, что фиксируется дефектоскопической аппаратурой как наличие дефекта. Аппаратура запоминает координату Yn и последующие координаты Y перемещения излучателя-приемника 4 перпендикулярно продольной оси сварного соединения как протяженность дефекта по глубине. Глубину залегания дефекта при этом определяют по формуле:At the same time, the presence of volume defects is also detected by the receiver 5 of ultrasonic vibrations. In the absence of defects in the welded joint 1 when scanning the source-receiver 4 and the receiver 5 according to the welded structure, an echo pulse of ultrasonic vibrations transmitted through the welded joint 1 and reflected from the surface opposite the input surface is present at the receiver 5. If there is a defect n on the propagation path of ultrasonic vibrations through the welded joint 1, the receiver 5 is in the shadow of this defect, and the echo pulse disappears at the receiver 5 or its amplitude decreases, which is detected by the flaw detector as a defect. The equipment remembers the coordinate Y n and subsequent coordinates Y of the movement of the emitter-receiver 4 perpendicular to the longitudinal axis of the welded joint as the length of the defect in depth. The depth of the defect in this case is determined by the formula:

Figure 00000010
Figure 00000010

где: hn - глубина залегания обнаруженного дефекта;where: h n - the depth of the detected defect;

Yn - координата поперечного перемещения излучателя-приемника 4 ультразвуковых колебаний (на фиг.3 не показана);Y n - the coordinate of the transverse movement of the emitter-receiver 4 of ultrasonic vibrations (not shown in figure 3);

n - натуральное число, обозначающее порядковый номер выявленного плоского дефекта;n is a natural number denoting the serial number of the identified flat defect;

α - угол ввода ультразвуковых колебаний в контролируемый объект.α is the angle of entry of ultrasonic vibrations into the controlled object.

Выход приемника 5 из тени дефекта n фиксируют по координате

Figure 00000011
и определяют по формуле:The output of the receiver 5 from the shadow of the defect n is fixed at the coordinate
Figure 00000011
and determined by the formula:

Figure 00000012
Figure 00000012

где:

Figure 00000013
- координата точки ввода ультразвуковых колебаний при выходе приемника 5 из тени дефекта n.Where:
Figure 00000013
- the coordinate of the input point of ultrasonic vibrations at the output of the receiver 5 from the shadow of the defect n.

Протяженность дефекта при этом определяется по формуле:The extent of the defect is determined by the formula:

Figure 00000014
Figure 00000014

по программе, заложенной в компьютеризированной дефектоскопической аппаратуре.according to the program embedded in computerized flaw detection equipment.

Дефекты типа непроваров в корне шва, так же как и объемные дефекты, определяются и эхо-методом, и зеркально-теневым методом, потому что, с одной стороны, такие дефекты высотой до 2 мм отражают эхо-сигналы в обратном направлении к источнику излучения 4 и регистрируются приемником 4. С другой стороны, такие дефекты создают тень с противоположной стороны, которая фиксируется приемником 5 ультразвуковых колебаний. Поэтому такие дефекты обрабатываются аналогично объемным дефектам. Если протяженность непровара по толщине соединения более 2 мм, то эту протяженность определяют по формуле 8.Defects such as imperfections at the root of the seam, as well as volume defects, are determined both by the echo method and the mirror-shadow method, because, on the one hand, such defects with a height of up to 2 mm reflect echo signals in the opposite direction to the radiation source 4 and recorded by the receiver 4. On the other hand, such defects create a shadow on the opposite side, which is fixed by the receiver 5 of ultrasonic vibrations. Therefore, such defects are treated similarly to bulk defects. If the extent of lack of penetration through the thickness of the compound is more than 2 mm, then this extent is determined by the formula 8.

Наличие плоских дефектов обнаруживают только приемником 5 ультразвуковых колебаний зеркально-теневым методом. При отсутствии дефектов в сварном соединении 1 при сканировании источника-приемника 4 и приемника 5 поперек сварного соединения 1 на приемнике 5 присутствует эхо-импульс ультразвуковых колебаний, прошедших через сварное соединение и отразившихся от поверхности, противоположной поверхности ввода. При наличии дефекта m на пути распространения ультразвуковых колебаний через сварное соединение 1 приемник 5 оказывается в тени этого дефекта, и на приемнике 5 исчезает эхо-импульс или снижается его амплитуда, что фиксируется дефектоскопической аппаратурой как наличие дефекта. Аппаратура запоминает координату Ym и последующие координаты Y перемещения излучателя-приемника 4 и приемника 5 перпендикулярно продольной оси сварного соединения 1 как протяженность дефекта по глубине. Глубину залегания дефекта при этом определяют по формуле:The presence of plane defects is detected only by the receiver 5 of ultrasonic vibrations by the mirror-shadow method. In the absence of defects in the welded joint 1 when scanning the source-receiver 4 and receiver 5 across the welded joint 1, an echo pulse of ultrasonic vibrations transmitted through the welded joint and reflected from the surface opposite the input surface is present at the receiver 5. If there is a defect m in the path of propagation of ultrasonic vibrations through the welded joint 1, the receiver 5 is in the shadow of this defect, and the echo pulse disappears at the receiver 5 or its amplitude decreases, which is detected by the flaw detector as a defect. The equipment remembers the coordinate Y m and subsequent coordinates Y of the movement of the emitter-receiver 4 and receiver 5 perpendicular to the longitudinal axis of the welded joint 1 as the length of the defect in depth. The depth of the defect in this case is determined by the formula:

Figure 00000015
Figure 00000015

где: hm - глубина залегания начала обнаруженного дефекта;where: h m - the depth of the beginning of the detected defect;

Ym - координата поперечного перемещения излучателя-приемника 4 ультразвуковых колебаний;Y m - the coordinate of the transverse movement of the emitter-receiver 4 of ultrasonic vibrations;

m - натуральное число, обозначающее порядковый номер выявленного плоского дефекта;m is a natural number denoting the serial number of the identified flat defect;

α - угол ввода ультразвуковых колебаний в контролируемый объект.α is the angle of entry of ultrasonic vibrations into the controlled object.

Выход приемника 5 из тени дефекта m фиксируют по координате

Figure 00000016
, а глубину окончания дефекта определяют по формуле:The output of the receiver 5 from the shadow of the defect m is fixed at the coordinate
Figure 00000016
, and the depth of the end of the defect is determined by the formula:

Figure 00000017
Figure 00000017

где:

Figure 00000018
- глубина залегания конца обнаруженного дефекта;Where:
Figure 00000018
- the depth of the end of the detected defect;

Figure 00000019
- координата поперечного перемещения излучателя-приемника 4 ультразвуковых колебаний;
Figure 00000019
- the coordinate of the transverse movement of the emitter-receiver 4 of ultrasonic vibrations;

m - натуральное число, обозначающее порядковый номер выявленного плоского дефекта;m is a natural number denoting the serial number of the identified flat defect;

α - угол ввода ультразвуковых колебаний в контролируемый объект.α is the angle of entry of ultrasonic vibrations into the controlled object.

Протяженность любого плоского дефекта определяют по формуле:The length of any flat defect is determined by the formula:

Figure 00000020
Figure 00000020

по программе, заложенной в компьютеризированной дефектоскопической аппаратуре.according to the program embedded in computerized flaw detection equipment.

Результаты автоматизированного ультразвукового контроля сварного шва соединения 1 распечатывают на дефектограмме, выполненной в плане сварного соединения со стороны поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний и в протоколе результатов контроля, в котором регистрируют одиночные дефекты с их параметрами величиной диаметра для объемных дефектов или протяженности дефектов для плоских дефектов, глубиной их залегания, координатами по X, Y в плоскости ввода-приема источником-приемником 4 ультразвуковых колебаний и цепочки дефектов, где помимо параметров дефектов регистрируют величину расстояний между каждыми двумя соседними дефектами цепочки.The results of automated ultrasonic testing of the weld of joint 1 are printed on a defectogram made in terms of a welded joint on the surface 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 as the diameter for volume defects or the length of defects for plane defects , the depth of their occurrence, the coordinates along X, Y in the input-reception plane by the source-receiver of 4 ultrasonic vibrations and a chain of defects, g In addition to the defect parameters, the distance between each two adjacent defects of the chain is recorded.

Таким образом, предлагаемый способ комбинированного ультразвукового контроля сварных соединений позволяет не только определить параметры объемных дефектов: их диаметр и глубину залегания по толщине сварного соединения, расстояние между соседними дефектами в цепочке пор, вытянувшейся по глубине (по толщине сварного соединения), но выявить и определить параметры плоских дефектов, расположенных перпендикулярно или под углом к поверхности ввода ультразвуковых колебаний, что позволяет более объективно произвести разбраковку дефектов сварного соединения.Thus, the proposed method of combined ultrasonic testing of welded joints allows not only to determine the parameters of volumetric defects: their diameter and depth by thickness of the welded joint, the distance between adjacent defects in a pore chain stretched in depth (by the thickness of the welded joint), but to identify and determine parameters of plane defects located perpendicular or at an angle to the surface of the input of ultrasonic vibrations, which allows more objectively sort out defects ary compound.

Источники информацииInformation sources

1 Авт. св. СССР №1280526, кл. G01N, дата публикации 30.12.1986.1 Aut. St. USSR No. 1280526, cl. G01N, publication date 12/30/1986.

2 Патент РФ №2395808, кл. G01N, дата начала отсчета срока действия 21.04.2009.2 RF Patent No. 2395808, cl. G01N, validity start date 21.04.2009.

3 Авт. св. СССР №155317, кл. G01N, дата публикации 1963 г.3 Aut. St. USSR No. 155317, class G01N, publication date 1963

4 Шевалдыкин В.Г. и др. Заглянуть в металл. Теперь это просто // В мире неразрушающего контроля. - №1. - 2008. - с.46-53.4 Shevaldykin V.G. and others. Look into the metal. Now it's just // In the world of non-destructive testing. - No. 1. - 2008. - p. 46-53.

5 Авт.св. СССР №615410, кл. G01N, дата публикации 08.06.1978.5 Aut. USSR No. 615410, class G01N, publication date 06/08/1978.

6 Заявка Великобритании №1572571, кл. G01N, дата публикации 30.07.1988.6 Application UK 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)

Комбинированный способ ультразвукового контроля качества сварных соединений по всей их толщине, включающий ввод и прием ультразвуковых колебаний, синхронное перемещение вдоль и поперек сварного соединения совмещенных источника и приемника и дополнительного приемника этих колебаний, размещенного встречно основному на расстоянии:
Figure 00000021

от него, выявление совмещенными источником и приемником объемных дефектов типа пор и неметаллических включений, определение их величины, измерение расстояния до выявленных дефектов от источника и совмещенного с ним основного приемника, определение глубины залегания объемных дефектов и расстояния между ними по глубине, при этом глубина залегания определяется по формуле:
Figure 00000022
,
а расстояние по глубине залегания между двумя соседними дефектами по формуле:
Figure 00000023
,
выявление источником и дополнительным приемником плоских дефектов типа трещин, непроваров и окисных плен, определение координат поперечного и продольного перемещения источника ультразвуковых колебаний, определение глубины залегания по толщине сварного соединения начала и конца плоского дефекта относительно поверхности ввода-приема ультразвуковых колебаний по формулам:
Figure 00000024
,
Figure 00000025
,
и протяженности плоских дефектов по толщине сварного соединения по формуле:
Figure 00000026

где S - расстояние между точками приема ультразвуковых колебаний основным и дополнительным приемниками;
t - толщина контролируемого сварного соединения;
α - угол ввода ультразвуковых колебаний в металл;
hn - глубина залегания объемного дефекта;
Ln, Ln-1 - расстояния от обнаруженного объемного дефекта до точки ввода-приема ультразвуковых колебаний;
l - расстояние между двумя обнаруженными объемными дефектами;
n, n-1 - натуральные числа, обозначающие порядковый номер объемного дефекта;
dn - диаметр наибольшего обнаруженного объемного дефекта;
m - натуральное число, обозначающее порядковый номер плоского дефекта;
hm,
Figure 00000027
- глубины залегания соответственно начала и конца обнаруженного плоского дефекта;
Δhm - протяженность по глубине плоского дефекта;
Ym,
Figure 00000028
- координаты поперечного перемещения источника
излучения (расстояние от продольной оси сварного соединения до источника излучения ультразвуковых колебаний соответственно в начале и конце обнаруженного плоского дефекта). A combined method of ultrasonic quality control of welded joints over their entire thickness, including input and reception of ultrasonic vibrations, synchronous movement along and across the welded joint of the combined source and receiver and an additional receiver of these vibrations, placed opposite the main one at a distance:
Figure 00000021

from it, identification of volume defects of the type of pores and non-metallic inclusions by the combined source and receiver, determination of their magnitude, measurement of the distance to the detected defects from the source and the main receiver combined with it, determination of the depth of volume defects and the distance between them in depth, while the depth determined by the formula:
Figure 00000022
,
and the distance in depth between two adjacent defects according to the formula:
Figure 00000023
,
the source and the additional receiver detecting plane defects such as cracks, imperfections and oxide captures, determining the coordinates of the transverse and longitudinal movement of the source of ultrasonic vibrations, determining the depth of the beginning and end of the plane defect relative to the input-receiving surface of ultrasonic vibrations by the thickness of the welded joint using the formulas:
Figure 00000024
,
Figure 00000025
,
and the extent of flat defects in the thickness of the welded joint according to the formula:
Figure 00000026

where S is the distance between the points of reception of ultrasonic vibrations of the primary and secondary receivers;
t is the thickness of the controlled weld;
α is the angle of entry of ultrasonic vibrations into the metal;
h n is the depth of the volumetric defect;
L n , L n-1 - the distance from the detected volumetric defect to the point of input-reception of ultrasonic vibrations;
l is the distance between two detected volume defects;
n, n-1 are natural numbers denoting the serial number of a volume defect;
d n is the diameter of the largest detected volumetric defect;
m is a natural number denoting the serial number of a flat defect;
h m
Figure 00000027
- depths, respectively, of the beginning and end of the detected flat defect;
Δh m is the lengthwise depth of the flat defect;
Y m
Figure 00000028
- coordinates of the transverse movement of the source
radiation (the distance from the longitudinal axis of the welded joint to the radiation source of ultrasonic vibrations, respectively, at the beginning and end of the detected plane defect).
RU2011135115A 2011-08-22 Combined method for ultrasonic inspection of quality of weld joints RU2481571C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011135115A RU2481571C1 (en) 2011-08-22 Combined method for ultrasonic inspection of quality of weld joints

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011135115A RU2481571C1 (en) 2011-08-22 Combined method for ultrasonic inspection of quality of weld joints

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011135115A RU2011135115A (en) 2013-02-27
RU2481571C1 true RU2481571C1 (en) 2013-05-10

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171559U1 (en) * 2016-01-26 2017-06-06 Общество с ограниченной ответственностью "Нординкрафт Санкт-Петербург" Ultrasonic transducer for ultrasonic inspection of the weld and / or the weld zone of pipes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171559U1 (en) * 2016-01-26 2017-06-06 Общество с ограниченной ответственностью "Нординкрафт Санкт-Петербург" Ultrasonic transducer for ultrasonic inspection of the weld and / or the weld zone of pipes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105987950B (en) Ultrasonic flaw detection system, ultrasonic flaw detection method, and aircraft part manufacturing method
CN105021142B (en) The measuring method and equipment therefor of a kind of laser lap weld width
JPH0352908B2 (en)
CN111751448B (en) Surface leakage wave ultrasonic synthetic aperture focusing imaging method
EP3489674B1 (en) Ultrasonic inspection of a structure with a ramp
CN105973990B (en) A kind of Incline Crack TOFD quantitative detecting method based on geometrical relationship
CA1201525A (en) Test system for defect determination in welding seams
Yeh et al. An alternative Ultrasonic TimeofFlight Diffraction (TOFD) method
CN108872386B (en) Correction method for concrete strength ultrasonic angle measurement method detection
JP2007101329A (en) Method and device for surveying fusion depth in welded part
CN104111286A (en) Wave velocity and thickness calibrating method for ultrasonic wave welding spot detection
US10705054B2 (en) Method for ultrasonically inspecting an aluminothermically welded rail joint
RU2526518C2 (en) Method for automated ultrasonic control of items from polymer composite materials of shape of revolution bodies
RU2481571C1 (en) Combined method for ultrasonic inspection of quality of weld joints
Cong et al. Analysis on Ultrasonic TOFD Imaging testing for ultra-thick-walled ebw joint of aluminum alloy
JP2009058238A (en) Method and device for defect inspection
Yeom et al. A study on evaluation method for micro defects on surface based on leaky Rayleigh wave
JP6733650B2 (en) Ultrasonic flaw detection method, ultrasonic flaw detection equipment, steel production equipment row, and steel production method
Peng et al. The use of multi-mode tfm to measure the depth of small surface-break cracks in welds
JP2004163210A (en) Method and apparatus for evaluating spot welded part by ultrasonic wave
Grosse et al. Application of impact-echo techniques for crack detection and crack parameter estimation in concrete
CN113899785A (en) Detection method for lithium battery based on ultrasonic and infrared flaw detection
Chang et al. Development of non-contact air coupled ultrasonic testing system for reinforced concrete structure
Bellanova et al. Unconventional applications of A1040 MIRA tomograph
Burhan et al. A guideline of ultrasonic inspection on butt welded plates