RU2589456C1 - Method for nondestructive inspection of cast structural parts - Google Patents

Method for nondestructive inspection of cast structural parts Download PDF

Info

Publication number
RU2589456C1
RU2589456C1 RU2015119171/28A RU2015119171A RU2589456C1 RU 2589456 C1 RU2589456 C1 RU 2589456C1 RU 2015119171/28 A RU2015119171/28 A RU 2015119171/28A RU 2015119171 A RU2015119171 A RU 2015119171A RU 2589456 C1 RU2589456 C1 RU 2589456C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
coordinates
echo
scanning
amplitude
Prior art date
Application number
RU2015119171/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Александрович Ревель-Муроз
Олег Игоревич Колесников
Николай Георгиевич Гончаров
Игорь Игоревич Михайлов
Алексей Викторович Гейт
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть")
Акционерное общество "Транснефть - Западная Сибирь" (АО "Транснефть - Западная Сибирь")
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт транспорта нефти и нефтепродуктов Транснефть" (ООО "НИИ Транснефть")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть"), Акционерное общество "Транснефть - Западная Сибирь" (АО "Транснефть - Западная Сибирь"), Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт транспорта нефти и нефтепродуктов Транснефть" (ООО "НИИ Транснефть") filed Critical Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть")
Priority to RU2015119171/28A priority Critical patent/RU2589456C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2589456C1 publication Critical patent/RU2589456C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention can be used for non-destructive testing of cast parts. This invention consists in fact that sector scanning PAA sensor is performed by rocking beam with simultaneous movement of PAA sensor control at the site at first in transverse, and then the longitudinal plane in forward and reverse directions, wherein direction of movement of the PAA sensor is in plane of swinging beam is automatic recording of results of ultrasonic inspection together with recording of coordinates of movements of PAA sensor on surface section control by means of analysis of recorded data for each input angle sector of scanning coordinates of PAA on surface area of control, in which amplitude of echo-signal exceeds level of fixation of echo-signal amplitude corresponding to defect at the found coordinates on surface area of control and taking into account input of scanning sector angles for each coordinate, on which is defined by maximum amplitude of echo-signal, coordinates of points in section castings with amplitude of echo signal exceeding level of fixation. At that, conditional defect length is defined as distance between extreme positions of projection of certain points on scanning plane.
EFFECT: technical result is upgraded reliability of detection of defects of moulded structural articles.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области неразрушающих методов контроля литых корпусных деталей и предназначено как для первичного контроля изделий литейного производства, так и для контроля изделий, находящихся в эксплуатации. В частном случае заявленное изобретение может быть использовано для неразрушающего контроля при производстве корпусов магистральных насосных агрегатов.The invention relates to the field of non-destructive testing methods for molded body parts and is intended for both primary inspection of foundry products and control of products in operation. In the particular case of the claimed invention can be used for non-destructive testing in the manufacture of bodies of main pumping units.

Для литых корпусных изделий характерны следующие дефекты: поры, раковины, рыхлоты, трещины, включения. Поры и раковины имеют директрисы рассеивания близкие к круговым. Плоскостные дефекты (в том числе трещины) имеют ярко выраженные направленные директрисы рассеивания, что приводит к сложности их выявления ультразвуковыми методами контроля. Для снижения вероятности пропуска дефектов отечественные стандарты [ГОСТ 24507-80 Контроль неразрушающий. Поковки из черных и цветных металлов. Методы ультразвуковой дефектоскопии] рекомендуют проведение ультразвукового контроля (УЗК) датчиками, имеющими нормальный угол ввода (0 градусов к вертикали к поверхности контроля, фиг. 1), а также наклонным датчиком, имеющим один фиксированный угол ввода. Причем контроль наклонным датчиком производится в четырех взаимно перпендикулярных направлениях. При УЗК сложных литых изделий, таких как корпуса насосов, эти рекомендации не всегда позволяют достоверно выявлять дефекты с произвольной ориентацией.The following defects are characteristic of cast hull products: pores, shells, loosening, cracks, inclusions. Pores and shells have scattering directrixes close to circular. Plane defects (including cracks) have pronounced directional scattering directrixes, which leads to the difficulty of their detection by ultrasonic control methods. To reduce the probability of missing defects, domestic standards [GOST 24507-80 Non-destructive testing. Forgings from ferrous and non-ferrous metals. Methods of ultrasonic flaw detection] recommend conducting ultrasonic testing (ultrasonic testing) with sensors having a normal input angle (0 degrees to the vertical to the control surface, Fig. 1), as well as an inclined sensor with one fixed input angle. Moreover, the control of the inclined sensor is made in four mutually perpendicular directions. With ultrasonic testing of complex cast products, such as pump housings, these recommendations do not always allow reliable identification of defects with an arbitrary orientation.

Известен способ ультразвукового контроля [заявка на изобретение JP 2001343370 А, опубл. 14.12.2001, МПК: G01N 29/22, G01N 29/30, G01N 29/44]. Известный способ направлен на разработку ультразвукового метода контроля, способного выполнять дефектоскопию материальных объектов, имеющих грубую кристаллическую структуру, таких как участки металлических сварных швов, литых изделий и т.п. Данные, зависимые от угла падения, получают посредством выполнения дефектоскопии испытуемого образца путем изменения угла падения ультразвуковой волны, и затем получают данные взвешенных функций на основе данных зависимостей угла падения. Получают данные зависимостей частоты путем выполнения дефектоскопии, посредством передачи ультразвуковой волны, имеющей полосу частот, или т.п., и получают данные о взвешенных функциях по данным зависимостей частоты. Дефектоскопии выполняется с фактической дефектоскопией материального объекта путем изменения угла падения ультразвуковой волны, а вес задается данными о взвешенных функциях. Для получения фактических данных дефектоскопии выполняют дефектоскопию ультразвуковой волной, имеющей полосу частот, для улучшения отношения сигнал/шум и обнаружения дефекта. Угол падения изменяется с помощью метода фазированных решеток, а полоса частот расширяется с помощью зонда, снабженного пьезоэлектрическим преобразователем составного типа.A known method of ultrasonic testing [patent application JP 2001343370 A, publ. 12/14/2001, IPC: G01N 29/22, G01N 29/30, G01N 29/44]. The known method is aimed at developing an ultrasonic inspection method capable of performing flaw detection of material objects having a coarse crystalline structure, such as sections of metal welds, cast products, etc. Data depending on the angle of incidence is obtained by performing a flaw detection of the test sample by changing the angle of incidence of the ultrasonic wave, and then data on the weighted functions based on the data of the dependences of the angle of incidence are obtained. Frequency dependency data is obtained by performing flaw detection, by transmitting an ultrasonic wave having a frequency band, or the like, and data on weighted functions is obtained from the frequency dependency data. Flaw detection is performed with the actual inspection of a material object by changing the angle of incidence of the ultrasonic wave, and the weight is set by the data on the weighted functions. To obtain actual flaw detection data, flaw detection is performed by an ultrasonic wave having a frequency band to improve the signal-to-noise ratio and detect a defect. The angle of incidence is changed using the phased array method, and the frequency band is expanded using a probe equipped with a composite type piezoelectric transducer.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ обнаружения включения тяжелых альфа-частиц в титановых отливках [заявка на изобретение WO 0171337 A1, опубл. 27.09.2001, МПК: G01N 29/04, G01N 29/06, G01N 29/26, G01N 29/265], при котором проводят неразрушающий контроль сеточной или близкой к сеточной по форме отливки на основе титана, полученной по выплавляемым моделям, для чего сканируют внутреннее пространство отливки под ее наружной поверхностью при помощи ультразвуковых волн, образованных фазированной решеткой (ФАР) для контроля случайным образом расположенных внутри отливки включений альфа-частиц, раковин, образованных в процессе литья, и других вызывающих образование трещин включений, имеющихся в микроструктуре отливки. Способ наиболее полезен и имеет преимущества по отношению к детектированию включений альфа-частиц в микроструктуре критичных к разрушению областей конструктивной корпусной отливки на основе титана, полученной по выплавляемым моделям.The closest analogue of the claimed invention is a method for detecting the inclusion of heavy alpha particles in titanium castings [patent application WO 0171337 A1, publ. 09/27/2001, IPC: G01N 29/04, G01N 29/06, G01N 29/26, G01N 29/265], in which non-destructive testing of a mesh or close to mesh shape casting based on titanium obtained by investment casting is performed for which scans the inner space of the casting under its outer surface using ultrasonic waves formed by a phased array (PAR) to control the inclusions of alpha particles randomly located inside the casting, shells formed during the casting process, and other inclusions present in the microstructure that cause cracking castings. The method is most useful and has advantages in relation to the detection of inclusions of alpha particles in the microstructure of areas critical to the destruction of structural housing castings based on titanium, obtained by investment casting.

К недостаткам наиболее близкого аналога можно отнести проведение сканирования согласно известному способу таким образом, что зоны отливки прозвучиваются не во всем максимально возможном диапазоне углов ввода, а также отсутствие методики оценки условных размеров протяженных дефектов с использованием данных сканирования.The disadvantages of the closest analogue include carrying out a scan according to the known method in such a way that the casting zones are not sounded in the entire maximum possible range of input angles, as well as the lack of a method for assessing the conditional dimensions of extended defects using scan data.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности контроля литых корпусных изделий.The task to which the claimed invention is directed is to increase the reliability of control of molded hull products.

Техническим результатом является повышение достоверности выявления дефектов литых корпусных изделий, что позволяет снизить вероятность пропуска опасных дефектов, снижающих прочность литых корпусных изделий.The technical result is to increase the reliability of identifying defects in molded hull products, which reduces the probability of missing dangerous defects that reduce the strength of molded hull products.

Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что способ неразрушающего контроля литых корпусных деталей содержит этапы, на которых разбивают поверхность литой корпусной детали на участки контроля и наносят на них контактную смазку, проводят ультразвуковое сканирование выделенных участков литой корпусной детали по поперечно-продольной схеме передвижения датчика с фазированной решеткой (ФАР): выполняют секторное сканирование датчиком ФАР посредством качания луча с одновременным перемещением датчика ФАР по участку контроля сначала в поперечной, а затем в продольной плоскости в прямом и обратном направлении, причем направление перемещения датчика ФАР осуществляют в плоскости качания луча, проводят автоматическую запись результатов ультразвукового контроля совместно с записью координат перемещений датчика ФАР на поверхности участка контроля, посредством анализа записанных данных для каждого угла ввода секторного сканирования находят координаты ФАР на поверхности участка контроля, в которых амплитуда эхо-сигнала превышает уровень фиксации амплитуды эхо-сигнала, соответствующего дефекту, по найденным координатам на поверхности участка контроля и с учетом углов ввода секторного сканирования для каждой координаты, на которых определена максимальная амплитуда эхо-сигнала, определяют координаты точек в сечении отливки с амплитудой эхо-сигнала, превышающей уровень фиксации, причем условную протяженность дефекта определяют как расстояние между крайними положениями проекции определенных точек на плоскость сканирования.This problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the method of non-destructive testing of molded body parts includes the steps of breaking the surface of the molded body parts into control areas and applying contact lubricant to them, performing ultrasonic scanning of selected sections of the molded body parts according to the transverse-longitudinal scheme phased array sensor (PAR) movement: perform sector scanning with the PAR sensor by swinging the beam while moving the PAR sensor on an hourly basis first, in the transverse direction, and then in the longitudinal plane, in the forward and reverse direction, the direction of movement of the HEADLIGHT sensor being carried out in the beam swing plane, the results of ultrasonic testing are automatically recorded together with the recording of the coordinates of the HEADLIGHT sensor on the surface of the control section, by analyzing the recorded data for each angle of input sector scan find the coordinates of the PAR on the surface of the control section, in which the amplitude of the echo exceeds the level of fixation the amplitude of the echo signal corresponding to the defect according to the coordinates found on the surface of the inspection site and taking into account the input angles of the sector scan for each coordinate at which the maximum amplitude of the echo signal is determined, determine the coordinates of the points in the section of the casting with the echo amplitude exceeding the fixation level moreover, the conditional extent of the defect is defined as the distance between the extreme positions of the projection of certain points on the scanning plane.

Заявленное изобретение поясняется чертежами (фиг. 1-4), на которых изображены:The claimed invention is illustrated by drawings (Fig. 1-4), which depict:

фиг. 1 - схема определения условной протяженности дефекта при традиционном ультразвуковом контроле;FIG. 1 is a diagram for determining the conditional extent of a defect in conventional ultrasonic testing;

фиг. 2 - ультразвуковое сканирование выделенных участков литой корпусной детали по поперечно-продольной схеме;FIG. 2 - ultrasound scanning of the selected areas of the molded body parts according to the transverse-longitudinal scheme;

фиг. 3 - секторное сканирование: а) контроль поперечной волной,FIG. 3 - sector scan: a) transverse wave control,

б) контроль продольной волной;b) longitudinal wave control;

фиг. 4 - схема определения условной протяженности дефекта.FIG. 4 is a diagram for determining the conditional extent of a defect.

Для контроля литых корпусных изделий используют дефектоскопы с ультразвуковыми фазированными решетками, включенными в режиме секторного сканирования (т.е. с изменяющимся углом ввода). Сканирование производится в продольном направлении датчика вдоль плоскости качания луча. Таким образом, один и тот же дефект фиксируется на разных углах ввода ультразвукового сигнала. Данный способ применим как для контроля через плоские и цилиндрические поверхности, так и на радиусных переходах.To control cast hull products, flaw detectors with ultrasonic phased arrays included in the sector scanning mode (i.e., with a varying input angle) are used. Scanning is performed in the longitudinal direction of the sensor along the plane of the beam swing. Thus, the same defect is fixed at different angles of input of the ultrasonic signal. This method is applicable both for monitoring through flat and cylindrical surfaces, and at radius transitions.

Применение вышеуказанного метода сканирования дает возможность определить эквивалентную площадь отражателя (непротяженного дефекта) при большом числе углов ввода, а также позволяет:Application of the above scanning method makes it possible to determine the equivalent area of the reflector (non-extended defect) with a large number of input angles, and also allows:

- оценить тип дефекта - объемный или плоскостной;- assess the type of defect - volumetric or planar;

- оценить направленность и ширину директрисы рассеивания, что дает возможность оценить ориентацию плоскостного дефекта;- evaluate the directivity and width of the scattering directrix, which makes it possible to evaluate the orientation of a planar defect;

- для дефектов, размер которых больше ширины диаграммы направленности ультразвукового луча, появляется возможность определить его эквивалентные размеры, оценить форму и положение границ дефекта.- for defects whose size is larger than the width of the radiation pattern of the ultrasonic beam, it becomes possible to determine its equivalent dimensions, to evaluate the shape and position of the boundaries of the defect.

Заявленный способ неразрушающего контроля литых корпусных деталей осуществляют следующим образом.The claimed method of non-destructive testing of molded body parts is as follows.

Первоначально проводят настройку дефектоскопа с ультразвуковыми фазированными решетками, обеспечивающую требуемую чувствительность контроля. Настройка проводится таким образом, чтобы соблюдалось условие, при котором для всех дефектов, имеющих одинаковую эквивалентную площадь, будет получена одинаковая амплитуда эхо-сигнала во всем диапазоне контроля.Initially, a flaw detector is tuned with ultrasonic phased arrays, which provides the required control sensitivity. The adjustment is carried out in such a way that the condition is met under which for all defects having the same equivalent area, the same echo amplitude will be obtained in the entire control range.

После настройки дефектоскопа проводят подготовку поверхности литой корпусной детали для обеспечения соответствия шероховатости ее поверхности значениям, пригодным для проведения ультразвукового сканирования. Стандартное значение шероховатости поверхности изделия для проведения ультразвукового контроля (УЗК) составляет Rz-40. Для контроля поверхности стальных литых изделий допускается значение шероховатости Rz-80 и более. Подготовка поверхности литой корпусной детали для соблюдения этого требования проводится посредством пескоструйной, дробеструйной обработки или т.п.After setting up the flaw detector, the surface of the cast body part is prepared to ensure that its surface roughness corresponds to the values suitable for ultrasonic scanning. The standard value of the surface roughness of the product for ultrasonic testing (ultrasonic testing) is Rz-40. To control the surface of cast steel products, a roughness value of Rz-80 or more is allowed. The surface preparation of the cast body part to comply with this requirement is carried out by sandblasting, shot blasting or the like.

Разбивают поверхность литой корпусной детали на участки контроля. Количество и размеры участков контроля выбираются в зависимости от сложности поверхности литой корпусной детали. На контролируемые участки поверхности наносят контактную смазку для обеспечения передачи ультразвукового сигнала от датчика непосредственно в изделие.Break the surface of the molded case into control sections. The number and sizes of control sections are selected depending on the complexity of the surface of the molded body part. Contact lubricants are applied to the controlled surface areas to ensure the transmission of the ultrasonic signal from the sensor directly to the product.

Проводят ультразвуковое сканирование выделенных участков литой корпусной детали по поперечно-продольной схеме (фиг. 2). При сканировании датчик с фазированной решеткой (ФАР) выполняет секторное сканирование, посредством качания луча, с одновременным перемещением датчика ФАР по линиям сканирования. Плоскость качания луча ФАР должна совпадать с направлением перемещения датчика. Сканирование участка контроля производят в четырех перпендикулярных направлениях: в двух взаимно перпендикулярных направлениях при контроле продольными волнами (фиг. 2 а) и в)) и в двух перпендикулярных направлениях при контроле поперечными волнами со сканированием в прямом и обратном направлении (фиг. 2 а), б), в) и г)).An ultrasound scan of the selected areas of the molded body parts according to the transverse-longitudinal scheme (Fig. 2). When scanning, a phased array sensor (PAR) performs a sector scan by swinging the beam while moving the PAR sensor along the scan lines. The swing plane of the HEADLIGHT beam must match the direction of movement of the sensor. Scanning of the control section is carried out in four perpendicular directions: in two mutually perpendicular directions during control by longitudinal waves (Fig. 2 a) and c)) and in two perpendicular directions during control by transverse waves with scanning in the forward and backward directions (Fig. 2 a) b) c) and d)).

При контроле поперечной волной и секторном сканировании передвижение датчика ФАР показано на фиг. 3(a). Диапазон «качания» луча устанавливают в диапазоне +40…+75 градусов (возможно отклонение от указанного диапазона, учитывающее специфику конкретного объекта контроля), соответственно дефект «озвучивается» во всем указанном диапазоне углов ввода. При сканировании в обратном направлении диапазон углов сканирования составляет -40…-75 градусов. При контроле продольной волной передвижение датчика ФАР показано на фиг. 3(б), диапазон «качания» луча может составлять, например, -45…+45 градусов. Таким образом, дефект озвучивается в максимальном диапазоне углов ввода, что повышает вероятность его обнаружения.When controlling the transverse wave and sector scanning, the movement of the headlamp sensor is shown in FIG. 3 (a). The range of "swing" of the beam is set in the range + 40 ... + 75 degrees (a deviation from the specified range is possible, taking into account the specifics of a particular control object), respectively, the defect is "voiced" in the entire specified range of input angles. When scanning in the opposite direction, the range of scanning angles is -40 ... -75 degrees. When monitoring with a longitudinal wave, the movement of the PAR sensor is shown in FIG. 3 (b), the range of "swing" of the beam can be, for example, -45 ... + 45 degrees. Thus, the defect is voiced in the maximum range of input angles, which increases the likelihood of its detection.

В процессе сканирования проводят автоматическую запись результатов ультразвукового контроля совместно с записью координат перемещений датчика ФАР на поверхности участка контроля. Для точной привязки к координатам на поверхности участка контроля сканирование производят с использованием датчика пути. Такой режим записи позволяет определить, при каком угле ввода амплитуда эхо-сигнала максимальна для каждой точки сечения контролируемого объекта. Знание зависимости амплитуды эхо-сигнала, отражаемого от поверхности дефекта, от расположения датчика ФАР позволяет оценить форму поверхности дефекта: объемный, плоскостной, и его ориентацию в теле литой детали.In the process of scanning, an automatic recording of the results of ultrasonic testing is carried out together with the recording of the coordinates of the displacement of the PAR sensor on the surface of the control section. For precise reference to the coordinates on the surface of the control section, scanning is performed using a path sensor. This recording mode allows you to determine at what angle of input the amplitude of the echo signal is maximum for each section point of the monitored object. Knowing the dependence of the amplitude of the echo signal reflected from the surface of the defect on the location of the PAR sensor allows you to evaluate the shape of the surface of the defect: volumetric, planar, and its orientation in the body of the molded part.

Анализ записанных данных проводят следующим образом. 1. Находят совокупность координат датчика ФАР на поверхности участка контроля, на которых амплитуда эхо-сигнала превышает уровень фиксации амплитуды эхо-сигнала, соответствующего дефекту.Analysis of the recorded data is carried out as follows. 1. Find the set of coordinates of the PAR sensor on the surface of the control section, on which the amplitude of the echo exceeds the level of fixation of the amplitude of the echo corresponding to the defect.

2. Для каждой из найденных координат датчика ФАР на поверхности участка контроля находят угол ввода ультразвуковой волны, на котором значение эхо-сигнала от дефекта максимально (фиг. 4).2. For each of the found coordinates of the HEADLAMP sensor, on the surface of the control section, find the angle of ultrasonic wave input at which the value of the echo signal from the defect is maximum (Fig. 4).

3. С учетом найденных координат датчика ФАР и углов ввода ультразвуковой волны на данных координатах определяют координаты точек в сечении литой детали с максимальными значениями эхо-сигнала от дефекта.3. Given the found coordinates of the PAR sensor and the angles of input of the ultrasonic wave at these coordinates, the coordinates of the points in the cross section of the cast part with the maximum values of the echo signal from the defect are determined.

4. Величину условной протяженности дефекта определяют как расстояние между проекциями крайних точек с максимальным значением эхо-сигнала в сечении литой детали на поверхность контроля (точки Х1′ и Х3′ на фиг. 4).4. The magnitude of the conditional extent of the defect is defined as the distance between the projections of the extreme points with the maximum value of the echo signal in the cross section of the cast part on the control surface (points X1 ′ and X3 ′ in Fig. 4).

Условную протяженность дефекта определяют как расстояние между крайними положениями проекций найденных точек в сечении детали на плоскость сканирования по формуле (1).The conditional extent of the defect is defined as the distance between the extreme positions of the projections of the found points in the section of the part onto the scanning plane according to formula (1).

Figure 00000001
Figure 00000001

где а - условная протяженность;where a is the conditional length;

X1 и Х3 - крайние положения датчика ФАР при уменьшении эхо-сигнала до уровня фиксации;X1 and X3 - extreme position of the PAR sensor with a decrease in the echo signal to the level of fixation;

α1 - угол ввода при максимальной величине эхо-сигнала от дефекта в положении датчика ФАР в точке X1;α1 is the input angle at the maximum value of the echo signal from the defect in the position of the HEADLAMP sensor at point X1;

α3 - угол ввода при максимальной величине эхо-сигнала от дефекта в положении датчика ФАР в точке Х3;α3 is the angle of entry at the maximum value of the echo signal from the defect in the position of the PAR sensor at point X3;

L1 - расстояние по лучу от поверхности до точки отражения на дефекте при максимальной величине эхо-сигнала от дефекта в положении датчика ФАР в точке X1;L1 is the distance along the beam from the surface to the reflection point on the defect at the maximum value of the echo signal from the defect in the position of the HEADLAMP sensor at point X1;

L3 - расстояние по лучу от поверхности до точки отражения на дефекте при максимальной величине эхо-сигнала от дефекта в положении датчика ФАР в точке Х3;L3 is the distance along the beam from the surface to the reflection point on the defect at the maximum value of the echo signal from the defect in the position of the HEADLAMP sensor at point X3;

X1′ - значение координаты X точки максимального эхо-сигнала от дефекта в положении датчика ФАР в точке X1;X1 ′ is the value of the X coordinate of the point of maximum echo from the defect in the position of the HEADLAMP sensor at point X1;

Х3′ - значение координаты X точки максимального эхо-сигнала от дефекта в положении датчика ФАР в точке Х3.X3 ′ is the value of the X coordinate of the point of maximum echo from the defect in the position of the HEADLAMP sensor at point X3.

Для определения формы и условных размеров найденного дефекта проводят сканирование и определение условной протяженности дефекта по всем четырем перпендикулярным направлениям.To determine the shape and conditional dimensions of the found defect, scanning and determination of the conditional extent of the defect are carried out in all four perpendicular directions.

Пример.Example.

Был проведен ультразвуковой контроль литой корпусной детали -фланца, поверхность которого разбивали на участки контроля размером 300×100 мм. На контролируемые участки поверхности наносилась гелевая контактная смазка. Далее было проведено ультразвуковое сканирование прямым датчиком ФАР выделенных участков литой корпусной детали по поперечно-продольной схеме. При контроле поперечной волной и секторном сканировании диапазон «качания» луча устанавливался в диапазоне +40…+75 градусов, при сканировании в обратном направлении диапазон углов сканирования составлял -40…-75 градусов. При контроле продольной волной диапазон «качания» луча составлял -45…+45 градусов.Ultrasonic testing of the cast body part-flange was carried out, the surface of which was divided into control sections 300 × 100 mm in size. Gel contact grease was applied to the controlled surface areas. Next, an ultrasonic scan was carried out with a direct phased array sensor of selected areas of the cast body part according to the transverse-longitudinal pattern. When controlling the transverse wave and sector scanning, the range of the "swing" of the beam was set in the range + 40 ... + 75 degrees, while scanning in the opposite direction, the range of scan angles was -40 ... -75 degrees. When controlling a longitudinal wave, the range of "swing" of the beam was -45 ... + 45 degrees.

По результатам сканирования в теле фланца был обнаружен дефект. Максимальный размер между положениями датчика ФАР по линии сканирования на поверхности контроля, на которых уровень эхо-сигнала превышает уровень фиксации, составлял Х3-X1=65-10=55 (мм). Для каждого положения датчика ФАР, на котором уровень эхо-сигнала превышал уровень фиксации, были определены углы ввода ультразвуковой волны, при которых эхо-сигнал от данного дефекта максимален. Углы для найденных крайних положений датчика ФАР X1 и Х3 составили α1=+40° и α3=-35° соответственно. Расстояния по ультразвуковому лучу от поверхности сканирования до точки отражения на дефекте при максимальной величине эхо-сигнала от дефекта в положении датчика ФАР в точках X1 и Х3 составили L1=25 мм, L3=30 мм. Затем были найдены соответствующие точкам X1 и Х3 координаты дефекта в сечении литой детали X1′ и Х3′.According to the scan results, a defect was detected in the body of the flange. The maximum size between the positions of the PAR sensor along the scan line on the control surface, at which the level of the echo signal exceeds the level of fixation, was X3-X1 = 65-10 = 55 (mm). For each position of the PAR sensor, at which the level of the echo signal exceeded the level of fixation, the angles of entry of the ultrasonic wave were determined at which the echo signal from this defect is maximum. The angles for the found extreme positions of the PAR sensor X1 and X3 were α1 = + 40 ° and α3 = -35 °, respectively. The distances along the ultrasound beam from the scanning surface to the reflection point on the defect at the maximum value of the echo signal from the defect in the position of the PAR sensor at points X1 and X3 were L1 = 25 mm, L3 = 30 mm. Then, the coordinates of the defect in the cross-section of the cast part X1 ′ and X3 ′ corresponding to points X1 and X3 were found.

Условная протяженность дефекта, определенная как расстояние между крайними положениями проекций найденных точек в сечении детали на плоскость сканирования, была определена по формуле (1) и составила:The conditional extent of the defect, defined as the distance between the extreme positions of the projections of the found points in the section of the part on the scanning plane, was determined by the formula (1) and amounted to:

а=Χ3′-X1′=(65+30·sin(-35°))-(10+25·sin(+40°))≈21,7 (мм)a = Χ3′-X1 ′ = (65 + 30 · sin (-35 °)) - (10 + 25 · sin (+ 40 °)) ≈21.7 (mm)

Был сделан вывод о недопустимости дефекта с выявленной условной протяженностью.It was concluded that a defect with an identified conditional length was not allowed.

Claims (1)

Способ неразрушающего контроля литых корпусных деталей, характеризующийся тем, что он содержит этапы, на которых разбивают поверхность литой корпусной детали на участки контроля и наносят на них контактную смазку, проводят ультразвуковое сканирование выделенных участков литой корпусной детали по поперечно-продольной схеме передвижения датчика с фазированной решеткой (ФАР): выполняют секторное сканирование датчиком ФАР посредством качания луча с одновременным перемещением датчика ФАР по участку контроля сначала в поперечной, а затем в продольной плоскости в прямом и обратном направлении, причем направление перемещения датчика ФАР осуществляют в плоскости качания луча, проводят автоматическую запись результатов ультразвукового контроля совместно с записью координат перемещений датчика ФАР на поверхности участка контроля, посредством анализа записанных данных для каждого угла ввода секторного сканирования находят координаты ФАР на поверхности участка контроля, в которых амплитуда эхо-сигнала превышает уровень фиксации амплитуды эхо-сигнала, соответствующий дефекту, по найденным координатам на поверхности участка контроля и с учетом углов ввода секторного сканирования для каждой координаты, на которых определена максимальная амплитуда эхо-сигнала, определяют координаты точек в сечении отливки с амплитудой эхо-сигнала, превышающей уровень фиксации, причем условную протяженность дефекта определяют как расстояние между крайними положениями проекции определенных точек на плоскость сканирования. A non-destructive testing method for molded body parts, characterized in that it comprises the steps of breaking the surface of the molded body parts into inspection areas and applying contact lubricant to them, performing ultrasonic scanning of the selected areas of the molded body parts according to the transverse-longitudinal movement pattern of the phased array sensor (HEADLIGHT): perform a sector scan with the HEADLIGHT sensor by swinging the beam while simultaneously moving the HEADLIGHT sensor in the control section first in the transverse and then in the longitudinal plane in the forward and reverse direction, and the direction of movement of the HEADLAMP sensor is carried out in the plane of the beam swing, the results of ultrasonic testing are automatically recorded together with the recording of the coordinates of the movements of the HEADLAMP sensor on the surface of the control area, by analyzing the recorded data for each sector input angle scan find the coordinates HEADLIGHTS on the surface of the inspection site, in which the amplitude of the echo exceeds the level of fixation of the amplitude of the echo, corresponding to the coordinates of the points in the cross section of the casting with the amplitude of the echo signal exceeding the level of fixation, and the conditional extent of the defect is determined by the found coordinates on the surface of the inspection site and taking into account the angles of sector scan input for each coordinate at which the maximum amplitude of the echo signal is determined as the distance between the extreme positions of the projection of certain points on the scanning plane.
RU2015119171/28A 2015-05-21 2015-05-21 Method for nondestructive inspection of cast structural parts RU2589456C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119171/28A RU2589456C1 (en) 2015-05-21 2015-05-21 Method for nondestructive inspection of cast structural parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119171/28A RU2589456C1 (en) 2015-05-21 2015-05-21 Method for nondestructive inspection of cast structural parts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2589456C1 true RU2589456C1 (en) 2016-07-10

Family

ID=56371186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015119171/28A RU2589456C1 (en) 2015-05-21 2015-05-21 Method for nondestructive inspection of cast structural parts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2589456C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2682983C1 (en) * 2017-04-03 2019-03-25 Кабусики Кайся Тосиба Ultrasonic flaw detector, method of ultrasound flaw detection and method of production
RU2690063C1 (en) * 2017-08-25 2019-05-30 Кабусики Кайся Тосиба Ultrasonic inspection device with linear scanning and ultrasonic inspection method with linear scanning

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001071337A1 (en) * 2000-03-16 2001-09-27 Howmet Research Corporation Method of detecting hard alpha inclusions in a titanium casting
RU2349911C2 (en) * 2004-06-01 2009-03-20 Сименс Акциенгезелльшафт Turbine blade flaw location method and device
RU2360241C2 (en) * 2005-01-27 2009-06-27 Сименс Акциенгезелльшафт Method and device for detecting defects of turbine structural member
RU2381497C2 (en) * 2006-11-29 2010-02-10 Бвкс Текнолоджис, Инк. Method for ultrasonic flaw detection
JP2011141123A (en) * 2010-01-05 2011-07-21 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection device
JP2012058112A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Ultrasonic flaw detection method and device using array probe

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001071337A1 (en) * 2000-03-16 2001-09-27 Howmet Research Corporation Method of detecting hard alpha inclusions in a titanium casting
RU2349911C2 (en) * 2004-06-01 2009-03-20 Сименс Акциенгезелльшафт Turbine blade flaw location method and device
RU2360241C2 (en) * 2005-01-27 2009-06-27 Сименс Акциенгезелльшафт Method and device for detecting defects of turbine structural member
RU2381497C2 (en) * 2006-11-29 2010-02-10 Бвкс Текнолоджис, Инк. Method for ultrasonic flaw detection
JP2011141123A (en) * 2010-01-05 2011-07-21 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection device
JP2012058112A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Ultrasonic flaw detection method and device using array probe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2682983C1 (en) * 2017-04-03 2019-03-25 Кабусики Кайся Тосиба Ultrasonic flaw detector, method of ultrasound flaw detection and method of production
RU2690063C1 (en) * 2017-08-25 2019-05-30 Кабусики Кайся Тосиба Ultrasonic inspection device with linear scanning and ultrasonic inspection method with linear scanning

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4816731B2 (en) Ultrasonic flaw detection method, welded steel pipe manufacturing method, and ultrasonic flaw detection apparatus
EP2791628B1 (en) Signal processing of lamb wave data for pipe inspection
JP4690167B2 (en) Weld penetration depth exploration method and weld penetration depth exploration device
CN105973990B (en) A kind of Incline Crack TOFD quantitative detecting method based on geometrical relationship
WO2020250378A1 (en) Ultrasound flaw detection method, ultrasound flaw detection device, manufacturing equipment line for steel material, manufacturing method for steel material, and quality assurance method for steel material
RU2589456C1 (en) Method for nondestructive inspection of cast structural parts
WO1988009931A1 (en) Method of measuring depth of surface opening defects of a solid material by using ultrasonic waves
JP3535417B2 (en) Ultrasonic defect height measuring device and defect height measuring method
KR101163551B1 (en) Sensistivity calibration referece block for phased-array ultrasonic inspection
JP6871534B2 (en) Comparison test piece and ultrasonic phased array flaw detection test method
CN113557429B (en) Ultrasonic flaw detection method, ultrasonic flaw detection device, steel material manufacturing equipment, steel material manufacturing method, and steel material quality management method
Han et al. Combination of direct, half-skip and full-skip TFM to characterize defect (II)
JP2019109107A (en) Ultrasonic flaw detection method, ultrasonic flaw detection device, manufacturing equipment row of steel material, manufacturing method of steel material, and quality assurance of steel material
Kenderian et al. Laser-air hybrid ultrasonic technique for dynamic railroad inspection applications
JP3868443B2 (en) Ultrasonic inspection method of metal material and manufacturing method of steel pipe
RU2191376C2 (en) Method measuring sizes of defects in process of ultrasonic inspection of articles
RU2787645C1 (en) Method for non-destructive testing of ceramic products by ultrasonic method
Baev et al. Scattering of Elastic Waves by an Inhomogeneous Boundary in the Acoustic Testing of Permanent Joints
Zahran et al. Automatic classification of defects in time-of-flight diffraction data
RU2801895C1 (en) Ultrasonic testing method
JP6808682B2 (en) Inspection device and inspection method for joint members
Mihara et al. Relations between crack opening behavior and crack tip diffraction of longitudinal wave
RU2436080C1 (en) Method for rail base ultrasonic control
Spies et al. Surface, Near-Surface and Volume Inspection of Cast Components Using Complementary NDT Approaches
JP4636967B2 (en) Ultrasonic flaw detection method