RU2610516C1 - Способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном - Google Patents
Способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610516C1 RU2610516C1 RU2015155374A RU2015155374A RU2610516C1 RU 2610516 C1 RU2610516 C1 RU 2610516C1 RU 2015155374 A RU2015155374 A RU 2015155374A RU 2015155374 A RU2015155374 A RU 2015155374A RU 2610516 C1 RU2610516 C1 RU 2610516C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- transducers
- ultrasonic
- article
- transducer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном. Сущность изобретения заключается в том, что два многоэлементных ультразвуковых преобразователя размещают на поверхности контролируемого изделия в заранее рассчитанном положении, излучают и фиксируют ультразвуковые эхо-импульсы, восстанавливают множество парциальных изображений, получают изображение дефектов, используя несколько путей от излучающего до приемного преобразователя с отражением от дна и поверхности, суммируют восстановленные парциальные изображения для каждого положения преобразователей. Технический результат: обеспечение возможности выявления плоскостных дефектов, находящихся на глубине половины толщины изделия и не выходящих на дно или поверхность изделия с целью повышения достоверности ультразвукового контроля. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области ультразвуковой дефектоскопии.
Известен способ контроля по стредл-схеме, изложенный в ОСТ 5.9768-89. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Ультразвуковой метод. Приложение 6 (обязательное) «Особенности методики ультразвукового контроля по стредл-схеме».
Недостатком указанного способа является низкая чувствительность к наличию дефектов с глубиной залегания менее половины толщины изделия.
Известен способ для ультразвукового контроля зон сварки, изложенный в патенте US 8387462 B2, Mar. 5, 2013 «Method and apparatus for ultrasonic testing of weld zones».
Недостатком указанного способа является необходимость использования двух пар преобразователей и низкая чувствительность к наличию вертикально ориентированных дефектов с глубиной залегания около половины толщины изделия.
Известен способ ультразвуковой томографии и устройство для его осуществления, изложенные в патенте RU №2458342. Алехин Сергей Геннадиевич, Самокрутов Андрей Анатольевич, Соколов Никита Юрьевич, Шевалдыкин Виктор Гавриилович. Опубл. 10.08.2012.
Недостатком указанного способа является отсутствие возможности использовать две антенные решетки по раздельной схеме, что не позволяет использовать этот способ для контроля поперечно ориентированных дефектов сварного шва без снятия валика усиления сварного шва.
Известен способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями, изложенный в патенте RU 2560754 С1.
Недостатком указанного способа является то, что он не может быть использован для выявления дефектов в верхней части сечения изделия и имеет низкую чувствительность к вертикально ориентированным дефектам.
Наиболее близким, принятым за прототип, является способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями (патент RU 2560754 С1).
Известный способ не может быть использован для выявления дефектов в верхней части сечения изделия и имеет низкую чувствительность к вертикально ориентированным дефектам.
Предложен способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном, состоящий в том, что два многоэлементных ультразвуковых преобразователя на наклонных призмах размещают на поверхности контролируемого изделия в заранее рассчитанном положении, излучают ультразвуковые импульсы в контролируемое изделие независимо каждым элементом излучающего многоэлементного преобразователя, фиксируют ультразвуковые эхо-импульсы элементами принимающего многоэлементного преобразователя, восстанавливают множество парциальных изображений путем умножения матрицы принятых эхо-импульсов и матрицы сигналов, рассчитанных для каждой точки изображения как для точечного отражателя, получают изображение дефектов, отличающийся тем, что для расчета матрицы сигналов используют несколько путей от излучающего до приемного преобразователя, имеющих не менее одного отражения от наружной поверхности контролируемого изделия, излучающий и приемный преобразователи располагают таким образом, что их взаимное положение обеспечивает прием ультразвуковых сигналов при наличии дефекта в месте его возможного положения, суммируют восстановленные парциальные изображения для каждого положения преобразователей при сканировании с сохранением взаимного положения преобразователей на поверхности изделия.
Предлагаемый способ позволяет выявлять плоскостные дефекты, в том числе дефекты, на глубине половины толщины изделия и не выходящие на дно или поверхность изделия.
Для пояснения описываемого способа на Фиг. 1 приведена схема расположения преобразователей при контроле.
На Фиг. 2 приведена схема для предварительного расчета положения преобразователей.
На Фиг. 3 приведено изображение торца плоскодонного отверстия диаметром 3 мм, расположенного на глубине 9 мм, полученное как сумма восстановленных парциальных изображений. На изображении показаны физические контуры отверстия.
Предложенный объект осуществляется следующим образом.
Способ расстановки преобразователей в плане предполагает их расположение на определенном расстоянии от пересечения их акустических осей, совпадающих с максимумом диаграммы направленности преобразователей в азимутальной плоскости. При этом угол между осями преобразователей может составлять от 0° до 180° в зависимости от решаемой задачи и доступности поверхности для установки преобразователей. При наличии дефекта в месте пересечения осей преобразователей из-за эффекта отражения ультразвука от дефекта возникает акустический путь между преобразователями, при отсутствии дефекта сигнал от излучающего преобразователя не доходит до приемного преобразователя.
Расположение многоэлементных преобразователей представлено на Фиг. 1, схема для расчета их положения - на Фиг. 2. На Фиг. 1 и Фиг. 2 - п. 1 и п. 2 обозначены преобразователи, п. 3 - местоположение предполагаемого дефекта, п. 4 - линия пересечения плоскостей акустических осей преобразователей. Расстояние от преобразователей до пересечения их акустических осей выбирается на основании предварительного расчета по схеме Фиг. 2, представляющей угловое сечение изделия плоскостями акустических осей преобразователей с построенными в этих сечениях линиями прохождения ультразвука при отражении от предполагаемого дефекта. Область схемы Фиг. 2 левее линии п. 4 относится к плоскости акустической оси преобразователя п. 1, а правее линии п. 4 - к плоскости акустической оси преобразователя п. 2. При построении линий прохождения ультразвука между преобразователями следует учитывать, что угол отражения ультразвука равен углу падения и что рассматриваются только линии прохождения ультразвука, которые соединяют излучающий и приемный преобразователи. Для целей выбора расстояния от пересечения акустических осей линии прохождения ультразвука могут строиться как между центрами апертур излучающего и приемного многоэлементных преобразователей, как показано на Фиг. 1 и Фиг. 2, так и между любыми выбранными излучающим и приемным элементами многоэлементных преобразователей. Таким образом, расчет сводится к выбору суммарного разнесения преобразователей по угловому сечению изделия и выбору положения в этом сечении линии п. 4. Для выявления дефектов, не выходящих на поверхности изделия, число отражений от поверхностей изделия перед возможным отражением от дефекта не должно быть равно числу отражений от поверхностей изделия после возможного отражения от дефекта.
Примером использования предлагаемого способа является выявление плоскодонного отражателя в пластине из стали 20 толщиной 25 мм. В качестве преобразователей используются две 32-элементные антенные решетки рабочей частотой 5 МГц, размером пьезоэлемента 10×0.9 с шагом 1.0 мм, расположенные на призмах из оргстекла с номинальным углом ввода ультразвука в сталь 43°. Расположение призм оптимизировано для схемы с пятью отражениями от поверхности изделия (дно - поверхность - возможное положение дефекта - дно - поверхность - дно), угол поворота призм относительно направления сканирования +45° и -45°, расстояние от передних граней призм до точки возможного положения дефекта 27,1 мм и 59,3 мм. Используется сканирование по поверхности пластины с сохранением взаимного положения призм с приближением на торец плоскодонного отражателя на протяжении 20 шагов по 2 мм. На каждом шаге каждым из элементов излучающей антенной решетки последовательно выполняется излучение импульсного сигнала и осуществлялся прием эхо-сигналов всеми элементами приемной антенной решетки. Обработка записанных сигналов осуществляется по технологии, описанной в патенте RU 2560754 С1, с когерентным сложением парциальных изображений для каждого из положений призм. На изображении обнаружен имеющийся в образце плоскодонный отражатель ∅3 мм, расположенный на глубине 9 мм. Полученное изображение плоскодонного отражателя и физические контуры отверстия на В-, С-, D-видах и Z-срезе представлены на Фиг. 3.
Таким образом, предлагаемый способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном позволяет выявлять плоскостные дефекты, в том числе дефекты на глубине половины толщины изделия и не выходящие на дно или поверхность изделия, что позволяет повысить достоверность ультразвукового контроля.
Claims (2)
- Способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном, состоящий в том, что два многоэлементных ультразвуковых преобразователя на наклонных призмах размещают на поверхности контролируемого изделия в заранее рассчитанном положении, излучают ультразвуковые импульсы в контролируемое изделие независимо каждым элементом излучающего многоэлементного преобразователя, фиксируют ультразвуковые эхо-импульсы элементами принимающего многоэлементного преобразователя, восстанавливают множество парциальных изображений путем умножения матрицы принятых эхо-импульсов и матрицы сигналов, рассчитанных для каждой точки изображения как для точечного отражателя, получают изображение дефектов,
- отличающийся тем, что для расчета матрицы сигналов используют несколько путей от излучающего до приемного преобразователя, имеющих не менее одного отражения от наружной поверхности контролируемого изделия, излучающий и приемный преобразователи располагают таким образом, что их взаимное положение обеспечивает прием ультразвуковых сигналов при наличии дефекта в месте его возможного положения, суммируют восстановленные парциальные изображения для каждого положения преобразователей при сканировании с сохранением взаимного положения преобразователей на поверхности изделия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015155374A RU2610516C1 (ru) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015155374A RU2610516C1 (ru) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2610516C1 true RU2610516C1 (ru) | 2017-02-13 |
Family
ID=58458495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015155374A RU2610516C1 (ru) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610516C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4700574A (en) * | 1985-05-15 | 1987-10-20 | Matix Industries | Ultrasonic detection method of the internal defects of a railroad track rail located in the sides of the head of said rail and device to carry it out |
SU1817019A1 (en) * | 1990-05-22 | 1993-05-23 | Le Elektrotekh Inst | Method of ultrasonic tomographic testing of articles |
RU2351925C1 (ru) * | 2007-07-17 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "Таганрогский металлургический завод" (ОАО "ТАГМЕТ") | Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества труб и устройство для его осуществления |
RU2400743C2 (ru) * | 2005-02-17 | 2010-09-27 | Сонимекс Б.В. | Способ и устройство для обнаружения дефектов в головке рельса |
US20120137779A1 (en) * | 2009-01-27 | 2012-06-07 | Salzgitter Mannesmann Line Pipe Gmbh | Ultrasonic probe |
RU2560754C1 (ru) * | 2014-05-30 | 2015-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр неразрушающего контроля "ЭХО+" | Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями |
-
2015
- 2015-12-23 RU RU2015155374A patent/RU2610516C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4700574A (en) * | 1985-05-15 | 1987-10-20 | Matix Industries | Ultrasonic detection method of the internal defects of a railroad track rail located in the sides of the head of said rail and device to carry it out |
SU1817019A1 (en) * | 1990-05-22 | 1993-05-23 | Le Elektrotekh Inst | Method of ultrasonic tomographic testing of articles |
RU2400743C2 (ru) * | 2005-02-17 | 2010-09-27 | Сонимекс Б.В. | Способ и устройство для обнаружения дефектов в головке рельса |
RU2351925C1 (ru) * | 2007-07-17 | 2009-04-10 | Открытое акционерное общество "Таганрогский металлургический завод" (ОАО "ТАГМЕТ") | Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества труб и устройство для его осуществления |
US20120137779A1 (en) * | 2009-01-27 | 2012-06-07 | Salzgitter Mannesmann Line Pipe Gmbh | Ultrasonic probe |
RU2560754C1 (ru) * | 2014-05-30 | 2015-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр неразрушающего контроля "ЭХО+" | Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5795651B2 (ja) | 任意の表面輪郭を有する部材の超音波浸漬検査 | |
Le Jeune et al. | Adaptive ultrasonic imaging with the total focusing method for inspection of complex components immersed in water | |
US11353430B2 (en) | Phased array probe and method for testing a spot-weld | |
EP2274607B1 (en) | System for ultrasonically detecting defects in a pipe wall | |
US10921291B2 (en) | Method for inspecting a weld seam | |
US7900517B2 (en) | System and method for inspecting a pipeline with ultrasound | |
EP2791628B1 (en) | Signal processing of lamb wave data for pipe inspection | |
US20060195273A1 (en) | Method and circuit arrangement for disturbance-free examination of objects by means of ultrasonic waves | |
KR101915281B1 (ko) | 곡률배관용 위상배열 초음파 검사시스템 및 검사방법 | |
EP3239706B1 (en) | Apparatus and method for inspecting an object using ultrasonic waves in the field of material testing | |
RU2560754C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля профиля внутренней поверхности изделия с неровными поверхностями | |
JP5669023B2 (ja) | 超音波探触子の探傷感度調整方法 | |
US9213019B2 (en) | Method of determining a size of a defect using an ultrasonic linear phased array | |
EP4170339B1 (en) | Ultrasonic inspection of complex surfaces | |
RU2610516C1 (ru) | Способ выявления поперечно ориентированных дефектов при ультразвуковом сканировании изделия с отражающим дном | |
US10921293B2 (en) | Method and device for detecting and characterizing a reflecting element in an object | |
Hoyle et al. | Virtual source aperture imaging for the detection and sizing of vertically aligned flaws in non-destructive testing | |
Guo et al. | Development of ultrasonic phased array systems for applications in tube and pipe inspection | |
CUEVAS et al. | Fast scanning and adaptive beam forming: Two innovative algorithms to improve ultrasonic inspections | |
Fromme | Guided wave imaging of part-thickness defects in large structures |