RU2622459C1 - Method of ultrasonic inspection of articles - Google Patents

Method of ultrasonic inspection of articles Download PDF

Info

Publication number
RU2622459C1
RU2622459C1 RU2016135827A RU2016135827A RU2622459C1 RU 2622459 C1 RU2622459 C1 RU 2622459C1 RU 2016135827 A RU2016135827 A RU 2016135827A RU 2016135827 A RU2016135827 A RU 2016135827A RU 2622459 C1 RU2622459 C1 RU 2622459C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
defect
product
pulses
ultrasonic
eap
Prior art date
Application number
RU2016135827A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Аркадиевич Марков
Original Assignee
Анатолий Аркадиевич Марков
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 Анатолий Аркадиевич Марков filed Critical Анатолий Аркадиевич Марков
Priority to RU2016135827A priority Critical patent/RU2622459C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2622459C1 publication Critical patent/RU2622459C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating 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
    • G01N29/04Analysing solids

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: pulses of ultrasonic vibrations are radiated from one side of the controlled object, the first through and the twice reflected pulses are received from the opposite side of the products, and the echo pulses of the ultrasonic oscillations reflected from the defect scan the product over the entire area, ensuring alignment of the emitting and receiving ultrasonic transducers, the envelopes of the amplitudes of the ultrasonic vibrations of the first of the last (through) pulse and echo signals from defects in the time interval between the first and the second through pulses are analyzed, additionally, the coordinates of the reduction product are read that passed the through pulses, the sensitivity of the signal reception is increased in the time interval between the first and the second through pulses, the time interval between the first through pulse and the first echo signal from the defect are measured, according to the measured values the location and depth of the defect are determined.
EFFECT: increasing the reliability of ultrasonic inspection of products.
5 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым (УЗ) методом и может быть использовано для дефектоскопии листов, плит и других изделий в металлургической, машиностроительной областях промышленности.The invention relates to non-destructive testing by ultrasonic (US) method and can be used for flaw detection of sheets, plates and other products in the metallurgical and engineering industries.

Способ позволяет обнаружить и оценить размеры, глубину расположения дефектов в изделиях, у которых имеется возможность установки излучающих и принимающих электроакустических преобразователей (ЭАП) с противоположных сторон изделия.The method allows to detect and evaluate the size, depth of the location of defects in products that have the ability to install emitting and receiving electro-acoustic transducers (EAP) from opposite sides of the product.

Из-за технологических особенностей производства листового проката и плит большая часть внутренних несплошностей имеет выраженную плоскую форму. В подавляющем большинстве случаев их плоскость параллельна плоскости проката. Поэтому дефекты при правильном подходе успешно выявляются с помощью упругих волн, возбуждаемых по нормали к поверхности листа [1-4].Due to the technological features of the production of sheet metal and plates, most of the internal discontinuities have a pronounced flat shape. In the vast majority of cases, their plane is parallel to the plane of hire. Therefore, defects with the right approach are successfully detected using elastic waves excited along the normal to the sheet surface [1-4].

Объектом поиска и последующего анализа при дефектоскопии являются, как правило, дефекты в виде плоскостных протяженных несплошностей, площадь которых составляет от нескольких единиц до нескольких десятков и даже сотен квадратных сантиметров. Плоская форма большей части протяженных несплошностей различного происхождения породила в практике их обобщенное условное название - «расслоения» («laminations» - в терминах международных стандартов и норм) [1, 4]. Коэффициент отражения упругих волн от «расслоений» на практике может принимать значения от 0,3 до 1,0.The object of search and subsequent analysis during flaw detection are, as a rule, defects in the form of planar extended discontinuities, the area of which is from several units to several tens or even hundreds of square centimeters. The flat form of most of the extended discontinuities of various origins has generated in practice their generalized conditional name - “bundles” (“laminations” - in terms of international standards and norms) [1, 4]. The reflection coefficient of elastic waves from “delaminations” in practice can take values from 0.3 to 1.0.

Известен теневой способ УЗ обнаружения и определения размеров дефекта [5], заключающийся в том, что на противоположных поверхностях изделия устанавливают пару ЭАП с линиями зондирования, направленными друг на друга. Зондируют изделие, для чего излучают УЗ зондирующие сигналы одним и принимают другим ЭАП. Сканируют изделие, для чего совместно перемещают пару ЭАП, повторяя зондирования. Обнаруживают границы и размеры дефектов по моментам пропадания и (или) появления во втором ЭАП УЗ сигналов, излученных первым ЭАП, обусловленные неоднородностями (дефектами) в изделии.The known shadow method of ultrasonic detection and defect size determination [5], which consists in the fact that on the opposite surfaces of the product set a pair of EAP with sensing lines directed towards each other. The product is probed, for which ultrasound sounding signals are emitted by one and received by another EAP. The product is scanned, for which a pair of EAPs are moved together, repeating soundings. The boundaries and sizes of defects are detected at the moments of disappearance and (or) the appearance in the second EAP of ultrasound signals emitted by the first EAP, due to inhomogeneities (defects) in the product.

Недостатком способа [5] являются низкая точность и ограниченные возможности, позволяющие обнаруживать и оценивать размер проекции дефекта только в плоскости перемещения ЭАП.The disadvantage of this method [5] is the low accuracy and limited capabilities that allow to detect and evaluate the size of the projection of the defect only in the plane of movement of the EAA.

Известен способ ультразвуковой дефектоскопии [6] для дефектоскопии металлопроката на металлургических и машиностроительных предприятиях. О наличии дефекта в изделии в известном способе судят совместно по амплитуде эхо-импульса во временном промежутке между зондирующим и донным импульсами в контактном варианте или эхо-импульсами от передней грани и дна изделия - в иммерсионном варианте, по амплитуде первого эхо-импульса от дна изделия и по величине отношения амплитуды эхо-импульсов во временном промежутке между первым и вторым донными импульсами к амплитуде первого донного импульса. Недостатком эхо-сквозного способа является невозможность определения глубины залегания дефектов, что особенно важно при контроле толстостенных листов и плит и зависимость результатов контроля от амплитуд сигналов. Все это снижает достоверность контроля.A known method of ultrasonic flaw detection [6] for flaw detection of metal at metallurgical and engineering enterprises. The presence of a defect in the product in the known method is judged jointly by the amplitude of the echo pulse in the time interval between the probe and bottom pulses in the contact version or the echo pulses from the front face and the bottom of the product — in the immersion version, by the amplitude of the first echo pulse from the bottom of the product and the magnitude of the ratio of the amplitude of the echo pulses in the time interval between the first and second bottom pulses to the amplitude of the first bottom pulse. The disadvantage of the echo-through method is the inability to determine the depth of defects, which is especially important when controlling thick-walled sheets and plates and the dependence of the control results on signal amplitudes. All this reduces the reliability of the control.

Известен способ обнаружения и оценки размеров дефекта [7], заключающийся в том, что в окрестности предполагаемого дефекта на противоположных поверхностях изделия устанавливают ЭАП, с линиями зондирования, направленными друг на друга и расположенными в одной плоскости зондирования, зондируют изделие, для чего излучают ультразвуковые сигналы с одной и принимают их с другой стороны изделия, совместно перемещают все ЭАП вдоль изделия, обнаруживают и определяют положение линии границы дефекта теневым методом, определяют размер дефекта в плоскости зондирования. Положение верхней и нижней линий границ дефекта позволяет оценить размер проекции дефекта. Излучающий ЭАП в этом случае имеет широкую диаграмму направленности, а разрешающую способность определяет количество приемных ЭАП.A known method for detecting and evaluating the size of a defect [7], which consists in the fact that in the vicinity of the alleged defect on the opposite surfaces of the product install EAP, with sensing lines directed at each other and located in the same plane of sounding, probe the product, which emit ultrasonic signals on the one hand, and they are received on the other side of the product, together they move all EAP along the product, they detect and determine the position of the defect border line using the shadow method, determine the size of the defect in the plane speed sensing. The position of the upper and lower lines of the boundaries of the defect allows us to estimate the size of the projection of the defect. In this case, the radiating EAP has a wide radiation pattern, and the resolution determines the number of receiving EAP.

Недостатком этого способа являются низкая точность, определяемая количеством приемных ЭАП.The disadvantage of this method is the low accuracy determined by the number of receiving EA.

Известен способ обнаружения и определения размеров дефекта [8], заключающийся в том, что пары ЭАП устанавливают на перпендикулярных поверхностях изделия и теневым методом определяют границы дефекта. Способ позволяет определить пространственные габариты дефекта.A known method for detecting and determining the size of a defect [8], which consists in the fact that pairs of EAF are installed on the perpendicular surfaces of the product and the shadow method determines the boundaries of the defect. The method allows to determine the spatial dimensions of the defect.

Недостатками данного способа являются низкая точность и необходимость доступа к изделию с двух перпендикулярных направлений.The disadvantages of this method are the low accuracy and the need for access to the product from two perpendicular directions.

Известен [9] способ обнаружения и определения размеров дефекта, заключающийся в сканировании изделия одним ЭАП в двух взаимно перпендикулярных направлениях: возвратно-поступательно поперек листа и дискретно прямолинейно вдоль него. Данный способ предполагает использование зеркального метода УЗ контроля и позволяет благодаря сканированию определить проекцию дефекта на плоскость, перпендикулярную направлению зондирования.There is a known [9] method for detecting and determining the size of a defect, which consists in scanning the product with one EAA in two mutually perpendicular directions: reciprocating across the sheet and discretely rectilinearly along it. This method involves the use of the mirror method of ultrasonic testing and allows scanning to determine the projection of the defect on a plane perpendicular to the direction of sounding.

Недостатками данного способа являются низкие точность и функциональные возможности, связанные с тем, что он не позволяет обнаруживать дефекты, коллинеарные линиям зондирования. Кроме того, зеркальный метод предполагает использование отраженных от плоскости дефекта УЗ сигналов, амплитуда которых мала.The disadvantages of this method are the low accuracy and functionality associated with the fact that it does not allow to detect defects collinear to sensing lines. In addition, the mirror method involves the use of ultrasound signals reflected from the plane of the defect, the amplitude of which is small.

Теневой способ УЗ дефектоскопии [5] предполагает использование ЭАП, направленных друг на друга, и позволяет излучающим ЭАП оперировать с большими амплитудами зондирующих сигналов и соответственно иметь достаточно большой уровень сквозных сигналов на приемных ЭАП. При этом традиционная проблема УЗ дефектоскопии - обеспечение акустического контакта с изделием становится менее актуальной. При теневом методе УЗ сканирования лини границ дефекта обнаруживают по моментам пропадания (и появления) принятых УЗ зондирующих сигналов.The shadow method of ultrasonic flaw detection [5] involves the use of EAPs directed at each other and allows emitting EAPs to operate with large amplitudes of the probing signals and, accordingly, to have a sufficiently high level of through signals at the receiving EAP. At the same time, the traditional problem of ultrasonic flaw detection - providing acoustic contact with the product becomes less relevant. With the shadow ultrasound scanning method, the lines of the defect boundaries are detected by the moments of disappearance (and appearance) of the received ultrasound sounding signals.

В отличие от известных способов, применяемых эхо-метод контроля, теневой способ имеет следующие преимущества:In contrast to the known methods used by the echo control method, the shadow method has the following advantages:

- практическое отсутствие мертвой зоны;- the practical absence of a dead zone;

- минимальная зависимость от нестабильных отражающих свойств дефекта;- minimal dependence on the unstable reflective properties of the defect;

- за счет предельно достижимой короткой траектории луча минимальное затухание и рассеяние УЗ колебаний;- due to the extremely achievable short path of the beam, the minimum attenuation and scattering of ultrasonic vibrations;

- низкий уровень реверберационных помех.- low level of reverberation noise.

Известен способ [10] УЗ контроля изделий с двухсторонним доступом, заключающийся в том, что излучают с одной стороны контролируемого изделия импульсы ультразвуковых колебаний, принимают с противоположной стороны изделия первый сквозной (прошедший) и двукратно отраженный сквозной импульсы, а также эхо-импульсы УЗ колебаний, отраженных от дефекта, измеряют и находят отношения амплитуд первого и второго сквозных импульсов и отношения амплитуд эхо-сигналов от дефекта к амплитуде первого сквозного (прошедшего) сигнала и по их величинам определяют дефектность изделия. Недостатком известного способа, принятого за прототип, является низкая достоверность контроля, связанная с ограниченной возможностью локализации дефекта в плане и невозможностью определения глубины залегания дефекта.The known method [10] ultrasonic inspection of products with two-way access, which consists in the fact that they emit pulses of ultrasonic vibrations from one side of the controlled product, take the first through (transmitted) and twice reflected through pulses from the opposite side of the product, as well as echo pulses of ultrasonic vibrations reflected from the defect, measure and find the ratio of the amplitudes of the first and second through pulses and the ratio of the amplitudes of the echo signals from the defect to the amplitude of the first through (transmitted) signal and determine their values lyayut defective products. The disadvantage of this method, adopted as a prototype, is the low reliability of control associated with the limited ability to localize the defect in plan and the inability to determine the depth of the defect.

Целью изобретения является повышение достоверности выявления дефектов.The aim of the invention is to increase the reliability of detection of defects.

Для достижения поставленной цели в способе ультразвукового контроля изделий, заключающемся в том, что излучают с одной стороны контролируемого изделия импульсы ультразвуковых колебаний, принимают с противоположной стороны изделия первый сквозной и двукратно отраженный сквозной импульсы, а также эхо-импульсы ультразвуковых колебаний, отраженных от дефекта, сканируют изделие по всей площади, обеспечивая соосность излучающего и приемного электроакустических преобразователей, анализируют огибающие амплитуд ультразвуковых колебаний первого прошедшего (сквозного) импульса и эхо-сигналы от дефекта во временном интервале между первым и вторым прошедшими (сквозными) импульсами, дополнительно считывают координаты уменьшения прошедших через изделие сквозных импульсов, повышают чувствительность приема сигналов во временном интервале между первым и вторым прошедшими импульсами, измеряют временной интервал между первым прошедшим импульсом и первым эхо-сигналом от дефекта, по измеренным значениям определяют местоположение и глубину залегания дефекта.To achieve the goal in the method of ultrasonic testing of products, which consists in the fact that pulses of ultrasonic vibrations are emitted from one side of the controlled product, the first through and double reflected through pulses are received from the opposite side of the product, as well as echo pulses of ultrasonic vibrations reflected from the defect, scan the product over the entire area, ensuring the alignment of the emitting and receiving electro-acoustic transducers, analyze the envelopes of the amplitudes of ultrasonic vibrations of the first transmitted (pass-through) pulse and echo signals from a defect in the time interval between the first and second transmitted (pass-through) pulses, additionally read the coordinates of decreasing transmitted through the product pulses, increase the sensitivity of signal reception in the time interval between the first and second transmitted pulses, measure the time interval between the first transmitted pulse and the first echo signal from the defect, from the measured values determine the location and depth of the defect.

Существенные отличия заявляемого способа The significant differences of the proposed method

В заявляемом способе сканирование контролируемого изделия осуществляют по всей площади поверхности, на которой расположен излучающий ЭАП, и обеспечивают синхронное и соосное перемещение излучающего и приемного ЭАП относительно изделия. При этом неважно, движется система ЭАП или контролируемое изделие. В прототипе подразумевается перемещение контролируемого изделия (листового проката) относительно неподвижных излучающего и приемного ЭАП.In the inventive method, scanning of the controlled product is carried out over the entire surface area on which the emitting EAP is located, and provide synchronous and coaxial movement of the emitting and receiving EAP relative to the product. It doesn’t matter if the EAT system or the controlled product moves. The prototype implies the movement of the controlled product (sheet metal) relative to the stationary emitting and receiving EAP.

В предлагаемом способе анализируют огибающие амплитуд УЗ колебаний первых прошедших через изделие (сквозных) импульсов с учетом координат уменьшения прошедших через изделие сквозных импульсов. В прототипе о координатах пропадания прошедших импульсов на листе не заявлено.In the proposed method, the envelopes of the amplitudes of the ultrasonic vibrations of the first (through) pulses passing through the product are analyzed, taking into account the coordinates of the reduction of through pulses transmitted through the product. In the prototype, the coordinates of the disappearance of past pulses are not stated on the sheet.

Ключевым моментом заявляемого способа является измерение временного интервала между первым сквозным сигналом и эхо-сигналом от края дефекта в процессе наезда УЗ пучком на дефект. По измеренному значению определяют координату залегания края дефекта.The key point of the proposed method is to measure the time interval between the first end-to-end signal and the echo signal from the edge of the defect during the collision of the ultrasound beam to the defect. The measured value determines the coordinate of the occurrence of the edge of the defect.

Теневой метод, как отмечено выше, имеет ряд преимуществ перед эхо-методом. Однако основным недостатком теневого метода, как считалось до настоящего времени, является невозможность определения глубины залегания дефекта [5]. Благодаря компьютерному моделированию и экспериментальным исследованиям удалось заметить специфическую особенность формирования сигналов на краях дефектов. В момент вхождения/выхода УЗ пучка и начала/окончания формирования акустической тени над дефектом часть падающего на поверхность дефекта УЗ колебания успевает отразиться от плоскости дефекта, достигнуть поверхности изделия (поверхности сканирования излучающим ЭАП), переотразиться от верхней плоскости изделия и через всю толщу изделия достигнуть приемного ЭАП.The shadow method, as noted above, has several advantages over the echo method. However, the main drawback of the shadow method, as was believed to date, is the inability to determine the depth of the defect [5]. Thanks to computer modeling and experimental studies, it was possible to notice a specific feature of the formation of signals at the edges of defects. At the time of entry / exit of the ultrasonic beam and the beginning / end of the formation of an acoustic shadow over the defect, part of the ultrasonic vibrations incident on the defect surface has time to bounce off the defect plane, reach the product surface (scanning surface emitting EAP), reflect from the upper plane of the product and reach through the entire thickness of the product receiving EAP.

Естественно, время пробега УЗ лучей по описанной траектории отличается от времени пробега сквозного импульса, формирующего первый сквозной импульс и тем больше, тем глубже залегает край искомого дефекта. Измеряя время задержки этих сигналов относительно временного положения первого сквозного сигнала, можно определить координаты краев, а значит и примерную ориентацию обнаруженного дефекта. Причем, если дефект залегает вблизи верхней плоскости изделия (поверхности сканирования излучающим ЭАП), то сигнал от края дефекта на приемном ЭАП находится ближе к первому сквозному сигналу. Если дефект залегает вблизи донной поверхности контролируемого изделия - переотраженный сигнал от дефекта находится вблизи второго сквозного сигнала. В любом случае переотраженные (от плоскости дефекта и верхней плоскости изделия) сигналы от потенциальных дефектов находятся в пределах временного интервала между первым и вторым сквозными сигналами.Naturally, the travel time of ultrasound rays along the described trajectory differs from the travel time of the through pulse that forms the first through pulse and the more, the deeper the edge of the desired defect lies. By measuring the delay time of these signals relative to the temporary position of the first pass-through signal, you can determine the coordinates of the edges, and hence the approximate orientation of the detected defect. Moreover, if the defect lies near the upper plane of the product (the scanning surface of the radiating EAP), then the signal from the edge of the defect at the receiving EAP is closer to the first through signal. If the defect lies near the bottom surface of the controlled product, the reflected signal from the defect is located near the second through signal. In any case, the signals reflected from the defect plane and the upper plane of the product) from potential defects are within the time interval between the first and second through signals.

Вследствие того, что путь распространения сигнала от дефекта больше, чем первого сквозного сигнала (максимально до 3-х раз при расположении дефекта у придонной поверхности) и на этом пути УЗ колебания претерпевают двукратное отражение (от крайней части плоскости дефекта и от внутренней поверхности верхней плоскости изделия), амплитуда сигнала от дефекта меньше, чем амплитуда первого сквозного сигнала на бездефектном участке изделия. На практике, в зависимости от толщины Н изделия, глубины залегания и отражающих способностей дефекта эта разница может достигать до 30 дБ. Поэтому при практической реализации в ожидаемой временной зоне (между первым и вторым сквозными импульсами) прием сигналов предлагается производить на более высокой чувствительности, чем прием сквозных сигналов.Due to the fact that the signal propagation path from the defect is larger than the first through signal (up to a maximum of 3 times when the defect is located near the bottom surface) and ultrasound vibrations undergo double reflection on this path (from the extreme part of the defect plane and from the inner surface of the upper plane products), the amplitude of the signal from the defect is less than the amplitude of the first through signal in the defect-free section of the product. In practice, depending on the thickness H of the product, the depth and reflectivity of the defect, this difference can reach up to 30 dB. Therefore, in practical implementation in the expected time zone (between the first and second through pulses), it is proposed to receive signals at a higher sensitivity than receiving through signals.

В прототипе анализ сигналов между первым и вторым сквозными импульсами производят на обычной чувствительности. В результате из-за малости амплитуд сигналов, отраженных от краев дефекта в момент наезда УЗ пучком на плоскость, дефект может быть и не заметен. И таким образом определение глубины залегания дефектов известным способом становится невозможным.In the prototype, the analysis of signals between the first and second through pulses is performed at normal sensitivity. As a result, due to the small amplitudes of the signals reflected from the edges of the defect at the moment the ultrasound hits the beam on the plane, the defect may not be noticeable. And thus, the determination of the depth of defects in a known manner becomes impossible.

В заявляемом способе в процессе относительного перемещения (сканирования) системы ЭАП и контролируемого изделия путем определения положения и глубины залегания краев определяются местоположение и глубина залегания дефекта (оконтуривается дефект) в изделии.In the claimed method, in the process of relative movement (scanning) of the EAE system and the controlled product by determining the position and depth of the edges, the location and depth of the defect (the defect is outlined) in the product are determined.

В прототипе лишь определяется местоположение дефекта в плане контролируемого листового изделия и глубина залегания дефекта не определяется.The prototype only determines the location of the defect in terms of a controlled sheet product and the depth of the defect is not determined.

Заявляемый способ иллюстрируют следующие графические материалы.The inventive method is illustrated by the following graphic materials.

Фиг. 1 - схемы зондирования и сканирования контролируемого изделия и формирование огибающей сквозных сигналов над дефектом: Фиг. 1а - схема сканирования; Фиг. 1б - формирование огибающей сквозных сигналов, FIG. 1 - sensing and scanning schemes of a controlled product and the formation of an envelope of through signals over a defect: FIG. 1a is a scanning circuit; FIG. 1b - the formation of the envelope of the through signals,

где 1 - контролируемое изделие;where 1 is a controlled product;

2 - плоскость сканирования излучаемого ЭАП;2 - plane scan emitted EAP;

3 - плоскость сканирования приемного ЭАП;3 - scanning plane of the receiving EAP;

4 - траектория сканирования ЭАП;4 - scanning path of the EAA;

5 - возможный локальный дефект (расслоение) в изделии;5 - a possible local defect (delamination) in the product;

6 - излучающий ЭАП;6 - radiating EAP;

7 - датчик перемещения ЭАП (энкодер);7 - EAP displacement sensor (encoder);

8 - приемный ЭАП;8 - receiving EAP;

9 - траектория распространения УЗ луча;9 - path of propagation of the ultrasound beam;

10 - амплитудные огибающие сквозных импульсов;10 - amplitude envelopes of through pulses;

11 - зона уменьшения уровня амплитуд сквозных импульсов;11 - zone for reducing the amplitude level of through pulses;

12 - поровый уровень фиксации уменьшения амплитуд сквозных сигналов над дефектом.12 - pore level of fixation of reduction of amplitudes of through signals over the defect.

Фиг. 2 - отображение сигналов контроля на развертке типа А на бездефектном участке контролируемого изделия 1: Фиг. 2а - отображение излучаемого (зондирующего) сигнала; Фиг. 2б - отображение сквозных сигналов, FIG. 2 - display of control signals on a scan of type A on a defect-free section of the monitored product 1: FIG. 2a - display of the emitted (probing) signal; FIG. 2b - display of end-to-end signals,

где 13 - зондирующий (излучаемый) импульс на ЭАП 6;where 13 is a probe (radiated) pulse on the EAP 6;

14 и 15 - первый и второй сквозные сигналы соответственно на ЭАП 8;14 and 15 - the first and second through signals, respectively, on the EAP 8;

16 - зона стробирования 1-го сквозного сигнала.16 - gating zone of the 1st pass-through signal.

Фиг. 3а и Фиг. 3б - формирование сигналов, отраженного от расслоения, расположенного в верхней части изделия, и отображение сигналов на развертке типа А соответственно, FIG. 3a and FIG. 3b - the formation of signals reflected from the bundle located in the upper part of the product, and the display of signals on a scan of type A, respectively,

где 17 - сигналы на ЭАП 8, отраженные от края плоскости расслоения 5, расположенного в верхней части изделия на глубине h1, и переотраженные от верхней плоскости 2 изделия 1;where 17 are the signals on the EAA 8, reflected from the edge of the plane of the bundle 5, located in the upper part of the product at a depth of h 1 and re-reflected from the upper plane 2 of the product 1;

17а и 17б - двух и трехкратно переотраженные сигналы от края расслоения 5.17a and 17b - two and three times reflected signals from the edge of the bundle 5.

Фиг. 4а и Фиг. 4б - формирование сигнала, отраженного от расслоения, расположенного в нижней части изделия, и отображение сигналов на развертке типа А соответственно,FIG. 4a and FIG. 4b - the formation of the signal reflected from the bundle located in the lower part of the product, and the display of signals on a scan of type A, respectively,

где 17 - сигнал от расслоения 5 на Фиг. 4а, расположенного на глубине h2 от поверхности 2 изделия 1.where 17 is the signal from bundle 5 in FIG. 4a located at a depth of h 2 from the surface 2 of the product 1.

Фиг. 5а и Фиг. 5б - результаты моделирования прохождения УЗ волн через изделие с помощью специальной программы математического моделирования распространения акустических волн ф. PZFlex.FIG. 5a and FIG. 5b - simulation results of the passage of ultrasonic waves through the product using a special program of mathematical modeling of the propagation of acoustic waves f. PZFlex.

Рассмотрим возможность реализации заявляемого способа.Consider the possibility of implementing the proposed method.

В качестве объекта измерений будем рассматривать металлическое изделие 1 (Фиг. 1) с хорошей УЗ проницаемостью, имеющее двухсторонний доступ для установки ЭАП, например стальной лист, трубы большого диаметра, а также изделия более сложной формы.As an object of measurement, we will consider a metal product 1 (Fig. 1) with good ultrasonic permeability, which has two-sided access for installing an EAA, for example, steel sheet, pipes of large diameter, and also products of a more complex shape.

На поверхность 2 изделия 1 толщиной Н с потенциальным дефектом 5 на глубине h устанавливают излучающий ЭАП 6 (Фиг. 1а). На противоположную поверхность 3 изделия 1 соосно с ЭАП 6 устанавливают приемный ЭАП 8. Осуществляют сканирование контролируемого изделия 1 по траектории 4, обеспечивая синхронное и соосное перемещение ЭАП 6 и 8 (Фиг. 1а).On the surface 2 of the product 1 of thickness H with a potential defect 5 at a depth h, a radiating EAP 6 is installed (Fig. 1a). On the opposite surface 3 of the product 1 coaxially with the EAP 6, a receiving EAP 8 is installed. Scan the controlled product 1 along the path 4, providing synchronous and coaxial movement of the EAP 6 and 8 (Fig. 1a).

УЗ зондирования проводят периодически с выбранной частотой посылок (на практике 1000-2000 Гц) и шагом сканирования, которые определяют минимально обнаруживаемый размер дефекта 5 (Фиг. 1а). Координаты перемещения ЭАП по изделию 1 определяют с помощью датчика перемещения 7.Ultrasound sounding is carried out periodically with the selected frequency of the packages (in practice, 1000-2000 Hz) and the scanning step, which determine the minimum detectable size of the defect 5 (Fig. 1A). The coordinates of the EAP movement on the product 1 is determined using the displacement sensor 7.

Излученные ЭАП 6 УЗ колебания, распространяясь по траектории 9 сквозь толщу изделия 1, достигают приемный ЭАП 8 (Фиг. 1а). На бездефектном участке изделия 1 амплитуды сквозных импульсов практически постоянны. Формируется практически горизонтальная линия огибающих сквозных сигналов 10 (Фиг. 1б). При наезде траектории УЗ пучка 9 на дефект 5 (Фиг. 1а) происходит ослабление амплитуд сквозных импульсов вплоть до полного их пропадания за счет затенения плоскостью дефекта 5 траектории УЗ колебаний - участок 11 на дефектограмме (Фиг. 1б). В результате на дефектограмме (развертка типа С) с учетом данных датчика пути 7 наблюдается уменьшение огибающих амплитуд сквозных импульсов, позволяющих однозначно определить участки с проекцией дефекта 5 в изделии 1 на поверхности сканирования (Фиг. 1). Для однозначной фиксации момента уменьшения сквозного сигнала на дефектограмме задается пороговый уровень 12 (Фиг. 1б), позволяющий автоматизировать процесс обнаружения дефекта в контролируемом изделии.Radiated by the EAP 6 ultrasonic vibrations, propagating along the trajectory 9 through the thickness of the product 1, reach the receiving EAP 8 (Fig. 1a). On the defect-free section of the product 1, the amplitudes of the through pulses are almost constant. An almost horizontal line of the envelopes of the through signals 10 is formed (Fig. 1b). When the trajectory of the ultrasound beam 9 hits the defect 5 (Fig. 1a), the amplitudes of the through pulses are weakened until they disappear completely due to the shadowing of the ultrasound path of the defect 5 by the plane of the defect 5 — section 11 in the defectogram (Fig. 1b). As a result, on the defectogram (type C scan), taking into account the data of the path sensor 7, a decrease in the envelopes of the amplitudes of the through pulses is observed, which makes it possible to uniquely identify areas with the projection of defect 5 in the product 1 on the scanning surface (Fig. 1). To unambiguously fix the moment of reduction of the end-to-end signal on the defectogram, a threshold level of 12 is set (Fig. 1b), which makes it possible to automate the process of detecting a defect in a controlled product.

При наблюдении сигналов контроля на развертке типа А на излучающем ЭАП 6 можно наблюдать зондирующий импульс 13, а на приемном ЭАП 8 сквозной (прошедший) импульс 14 (Фиг. 2). Время пробега УЗ колебаний при этом составляетWhen observing control signals on a Type A sweep on a radiating EAP 6, one can observe a probe pulse 13, and on a receiving EAP 8 a through (transmitted) pulse 14 (Fig. 2). The travel time of ultrasonic vibrations in this case is

Figure 00000001
Figure 00000001

где Н - толщина контролируемого изделия;where H is the thickness of the controlled product;

с1 - скорость распространения продольных волн в изделии (для стальных изделий составляет 5900 м/с).with 1 - the propagation velocity of longitudinal waves in the product (for steel products is 5900 m / s).

На бездефектном участке изделия 1, на А развертке, как правило, можно наблюдать и второй сквозной импульс 15, амплитуда которого существенно меньше за счет двукратного переотражения УЗ колебаний от дна изделия (внутренняя поверхность плоскости 3 изделия) и от верхней поверхности (внутренняя поверхность плоскости 2). Очевидно, что временной интервал между первым и вторым сквозными импульсами (импульсами 14 и 15 на Фиг. 2б) в два раза больше, чем интервал tск между зондирующим и первым сквозным импульсом, и составляет 2tск.In the defect-free section of the product 1, in the A scan, as a rule, one can also observe the second through pulse 15, the amplitude of which is significantly less due to twofold re-reflection of ultrasonic vibrations from the bottom of the product (inner surface of plane 3 of the product) and from the upper surface (inner surface of plane 2 ) Obviously, the time interval between the first and second through pulses (pulses 14 and 15 in Fig. 2b) is two times longer than the interval t sk between the probe and the first through pulse, and is 2t ck .

Для выделения первого сквозного импульса 14 и формирования по мере сканирования амплитудной огибающей 10 этих импульсов можно использовать стробирующий импульс (импульс временной селекции) 16 (Фиг. 2б). В общем случае применение последнего при реализации способа не является обязательным, так как в цифровых дефектоскопах можно в алгоритме обработки задать выделение первого импульса с максимальной амплитудой для формирования амплитудной огибающей.To select the first through pulse 14 and the formation of the amplitude envelope 10 of these pulses as the scan progresses, a gating pulse (temporal selection pulse) 16 can be used (Fig. 2b). In the general case, the use of the latter in the implementation of the method is not necessary, since in digital flaw detectors it is possible in the processing algorithm to set the extraction of the first pulse with the maximum amplitude to form the amplitude envelope.

Выполнение описанных процедур способа позволяет локализовать дефект 5 в изделии 1 на плоскости сканирования, но не позволяет определять глубину залегания дефекта. Последнее может быть важным, особенно при контроле толстолистовых конструкций как при их производстве, так и при их эксплуатации. В частности, для оценки степени опасности выявленного дефекта и принятия обоснованных решений по ремонту изделия.Performing the described procedures of the method allows you to localize the defect 5 in the product 1 on the scanning plane, but does not allow to determine the depth of the defect. The latter can be important, especially when monitoring plate constructions both in their production and in their operation. In particular, to assess the degree of danger of the identified defect and make informed decisions on the repair of the product.

Для решения этой проблемы в заявляемом способе предлагается выполнить анализ сигналов от потенциальных дефектов во временном интервале между первым 14 и вторым 15 сквозными импульсами (Фиг. 2, 3 и 4) в моменты входа/выхода УЗ пучка с проекции дефекта. Причем, в отличие от прототипа, где оцениваются отношения амплитуд сквозных (прошедших) импульсов и сигналов от дефекта, в заявляемом способе выполняется анализ.To solve this problem, the claimed method proposes to analyze signals from potential defects in the time interval between the first 14 and second 15 through pulses (Figs. 2, 3 and 4) at the moments of entry / exit of the ultrasound beam from the projection of the defect. Moreover, unlike the prototype, where the ratios of the amplitudes of the through (past) pulses and signals from the defect are estimated, the analysis is performed in the claimed method.

Известно, что временные параметры сигналов по сравнению с амплитудными параметрами являются более стабильными и не зависят от отражающих свойств дефекта.It is known that the temporal parameters of the signals, in comparison with the amplitude parameters, are more stable and do not depend on the reflective properties of the defect.

Формирование сигналов, отраженных от расслоения 5, расположенного в верхней части изделия 1, происходит следующим образом.The formation of signals reflected from the bundle 5 located in the upper part of the product 1 is as follows.

В момент вхождения/выхода УЗ пучка 9 и начала/окончания формирования акустической тени над дефектом часть падающего на поверхность дефекта УЗ колебаний успевает отразиться от плоскости дефекта 5, достигнуть поверхности изделия 2 (поверхности сканирования излучающим ЭАП 6), переотразиться от верхней плоскости 2 изделия 1 и через всю толщу изделия достигнуть приемного ЭАП 8. Причем формирование переотраженного эхо-сигнала 17 от плоскости дефекта 5 и прием этого сигнала ЭАП 8 происходит за весьма ограниченное время - только в процессе наезда/съезда УЗ пучка на край дефекта.At the moment of entry / exit of the ultrasound beam 9 and the beginning / end of the formation of an acoustic shadow over the defect, part of the ultrasonic vibrations falling on the defect surface has time to reflect from the plane of the defect 5, reach the surface of the product 2 (scanning surface emitting EAP 6), and reflect from the upper plane 2 of the product 1 and through the entire thickness of the product to reach the receiving EAP 8. Moreover, the formation of the re-reflected echo signal 17 from the plane of the defect 5 and the reception of this signal EAP 8 occurs in a very limited time - only during the collision / removal ultrasound beam to the edge of the defect.

Например, при ручном контроле со скоростью сканирования 100 мм/с и при идентичных диаметрах излучающего и приемного ЭАП, равных 12 мм, время с момента начала уменьшения первого сквозного сигнала 14 от максимального значения до полного пропадания (длительности фронтов уменьшения/возрастания огибающей сквозного сигнала на Фиг. 1б - края зоны 11) составляет всего лишь 0,12 с. При автоматизированном контроле со скоростью 1 м/с это время еще меньше и при прочих равных условиях составляет всего лишь 12 мс. Но даже за столь короткое время, при частоте посылок зондирующих импульсов 2 кГц, на приемный ЭАП 8 успевают поступить более 20 импульсов 17, что вполне достаточно для автоматизированного выполнения измерения временного интервала tД между первым сквозным сигналом 14 и эхо-сигналом 17 (Фиг. 3 и 4). В дальнейшем УЗ пучок 9 полностью экранируется плоскостью дефекта 5 и переотраженные эхо-сигналы 17 уже от другого края дефекта 5 появляются только через определенное время в моменты завершения сканирования системой ЭАП 6 и 8 всей проекции дефекта 5.For example, in manual control with a scanning speed of 100 mm / s and with identical diameters of the emitting and receiving EAP equal to 12 mm, the time from the moment the first pass-through signal decreases 14 from the maximum value to complete disappearance (the duration of the edges of the decrease / increase of the envelope of the pass-through signal by Fig. 1b - the edge of zone 11) is only 0.12 s. With automated control at a speed of 1 m / s, this time is even shorter and, all other things being equal, is only 12 ms. But even in such a short time, at a frequency of sending probe pulses of 2 kHz, more than 20 pulses 17 manage to arrive at the receiving EAP 8, which is quite sufficient for the automated measurement of the time interval t D between the first through signal 14 and the echo signal 17 (Fig. 3 and 4). Subsequently, the ultrasound beam 9 is completely shielded by the plane of the defect 5 and the reflected echo signals 17 from the other edge of the defect 5 appear only after a certain time at the time of completion of scanning by the EAP system 6 and 8 of the entire projection of the defect 5.

Формирование переотраженного эхо-сигнала на краю дефекта 5 хорошо демонстрируется программой моделирования (Фиг. 5). В начальный момент времени часть УЗ пучка 9, возбуждаемого ЭАП 6, проходит мимо края дефекта 5 в направлении к ЭАП 8, а часть отражается от дефекта в направлении к излучаемой поверхности 2 (Фиг. 1а) изделия 1 (см. Фиг. 5а) - происходит своеобразное расщепление УЗ излучаемой волны на краю дефекта. Через время, равное tск=H/c1, УЗ колебания сквозь толщу изделия 1 доходят до ЭАП 8 и формируется импульс 14 (Фиг. 2, 3 и 4). Вдогонку импульсу 14, как видно из Фиг. 5б, на приемный ЭАП 8 поступает переотраженный от поверхности 2 эхо-сигнал 17 от дефекта 5. Временная задержка tД этого импульса относительно первого сквозного сигнала 14 зависит от глубины h залегания дефекта 5 в изделии 1:The formation of the reflected echo at the edge of the defect 5 is well demonstrated by the simulation program (Fig. 5). At the initial moment of time, part of the ultrasound beam 9 excited by the EAP 6 passes by the edge of the defect 5 in the direction of the EAP 8, and part is reflected from the defect in the direction of the emitted surface 2 (Fig. 1a) of the product 1 (see Fig. 5a) - a kind of splitting of the ultrasonic wave emitted at the edge of the defect occurs. After a time equal to t ck = H / c 1 , ultrasonic vibrations through the thickness of the product 1 reach EAP 8 and an impulse 14 is formed (Figs. 2, 3 and 4). Following the pulse 14, as can be seen from FIG. 5b, the receiving EAP 8 receives the echo signal 17 reflected from the surface 2 from the defect 5. The time delay t Д of this pulse relative to the first through signal 14 depends on the depth h of the occurrence of defect 5 in the product 1:

Figure 00000002
Figure 00000002

Таким образом, измерив временной интервал tД между первым сквозным сигналом 14 и первым переотраженным эхо-импульсом 17 (Фиг. 3 и 4), можно определить глубину залегания дефекта 5:Thus, by measuring the time interval t D between the first through signal 14 and the first echo pulse 17 reflected again (Figs. 3 and 4), it is possible to determine the depth of the defect 5:

Figure 00000003
Figure 00000003

Из выражения, полученного из (1) и (2), видно, что при известном размере Н контролируемого изделия 1 даже не требуется знание скорости c1 распространения УЗ колебаний в материале изделия. Ограничиваясь измерением временных интервалов tск и tД, с достаточной для практики точностью можно по выражению (3) определить глубину залегания дефекта 5 (Фиг. 1а).From the expression obtained from (1) and (2), it is seen that with a known size H of the controlled product 1, knowledge of the speed c 1 of the propagation of ultrasonic vibrations in the material of the product is not even required. By restricting ourselves to measuring time intervals t ck and t D , with accuracy sufficient for practice, it is possible to determine the depth of defect 5 from expression (3) (Fig. 1a).

На Фиг. 5б видно, и на Фиг. 3б показано, что кроме первого переотраженного сигнала 17, при расположении дефекта ближе к излучаемой поверхности наблюдается еще несколько переотраженных эхо-сигналов 17а, 17б от дефекта (на Фиг. 3б). Естественно их амплитуда еще меньше, чем амплитуда первого эхо-сигнала 17 и в данном способе предлагается их не рассматривать как информационные сигналы. Для определения координаты h края дефекта 5 достаточно измерить временной интервал tД между первым сквозным 14 и первым 17 эхо-сигналами. По существу, это сводится к измерению временного интервала между импульсом 14 и первым сигналом с максимальной амплитудой 17 во временном промежутке 2tск (см. Фиг. 3б и 4б).In FIG. 5b is visible, and in FIG. 3b shows that in addition to the first re-reflected signal 17, when the defect is located closer to the emitted surface, several more reflected echo signals 17a, 17b from the defect are observed (in Fig. 3b). Naturally, their amplitude is even smaller than the amplitude of the first echo signal 17 and in this method it is proposed not to consider them as information signals. To determine the coordinate h of the edge of the defect 5, it is sufficient to measure the time interval t D between the first through 14 and the first 17 echo signals. Essentially, this boils down to measuring the time interval between the pulse 14 and the first signal with a maximum amplitude of 17 in the time interval 2t ck (see Fig. 3b and 4b).

На Фиг. 3 и 4 приведены временные положения сигналов от дефекта для двух случаев: Фиг. 3 - для дефекта, расположенного в верхней части изделия; Фиг. 4 - расположенного в нижней части изделия. В качестве примера рассмотрим плоскопараллельное изделие 1 толщиной Н=80 мм, в котором залегают расслоения на глубине h1=20 мм (Фиг. 3) и h2=60 мм (Фиг. 4). По выражению (2) можно вычислить значения времени задержки для обоих случаев: tД1=6,78 мкс; tД2=20,34 мкс, что подтверждается полученными экспериментальными исследованиями на плите толщиной 80 мм из стали Ст20 и моделями расслоений (пропилы) на глубинах 20 и 40 мм (tск=13,6 мкс; tД1=6,8 мкс; tД2=20,3 мкс). В экспериментальных исследованиях использовались УЗ преобразователи (ЭАП 6 и 8 на Фиг. 1,3-5) диаметром пьезопластин 12 мм на частоту 5,0 МГц.In FIG. 3 and 4 show the temporary positions of the signals from the defect for two cases: FIG. 3 - for a defect located in the upper part of the product; FIG. 4 - located at the bottom of the product. As an example, consider a plane-parallel product 1 with a thickness of H = 80 mm, in which layering occurs at a depth of h 1 = 20 mm (Fig. 3) and h 2 = 60 mm (Fig. 4). By the expression (2), it is possible to calculate the values of the delay time for both cases: t D1 = 6.78 μs; t D2 = 20.34 μs, which is confirmed by the obtained experimental studies on an 80 mm thick plate made of St20 steel and bundle models (cuts) at depths of 20 and 40 mm (t ck = 13.6 μs; t D1 = 6.8 μs; t D2 = 20.3 μs). In experimental studies, ultrasound transducers (EAP 6 and 8 in Figs. 1-3-5) with a diameter of 12 mm piezoelectric plates at a frequency of 5.0 MHz were used.

В свою очередь, постановка экспериментальных данных в выражение (3) дает адекватные значения глубин залегания дефектов: h1=tД1 Н/2 tск=6,8*80/2*13, 6=20,0 мм; h2=59,7 мм.In turn, the statement of the experimental data in expression (3) gives adequate values for the depths of defects: h 1 = t D1 N / 2 t ck = 6.8 * 80/2 * 13, 6 = 20.0 mm; h 2 = 59.7 mm.

Очевидно, что измеряя по мере сканирования значения tД по краям дефекта по разности глубин краев в плане, можно определить не только глубину, но и ориентацию дефекта внутри изделия.It is obvious that by measuring the values of t D along the edges of the defect according to the difference in the depths of the edges in the plan, it is possible to determine not only the depth, but also the orientation of the defect inside the product.

Реализация заявляемого способа может быть осуществлена современным цифровым ультразвуковым дефектоскопом, имеющим дополнительный вход для датчика пути 7 и встроенный вычислитель, реализующий по заданному алгоритму основные процедуры способа:Implementation of the proposed method can be carried out by a modern digital ultrasonic flaw detector, having an additional input for the path sensor 7 and a built-in computer that implements the main procedures of the method according to a given algorithm:

- выделение первого сквозного импульса;- selection of the first through pulse;

- формирование и отслеживание огибающей сквозных импульсов;- formation and tracking of the envelope of through pulses;

- определение координат уменьшения (на дефекте) и возвращения в исходное состояние (на бездефектном участке) огибающей сквозных сигналов;- determination of the coordinates of reduction (on the defect) and return to the initial state (on the defect-free section) of the envelope of the through signals;

- измерение времени пробега сквозного импульса через изделие;- measuring the travel time of the through pulse through the product;

- повышение чувствительности приема на заданную величину во временном интервале между первым и вторым сквозными импульсами;- increasing the reception sensitivity by a predetermined amount in the time interval between the first and second through pulses;

- измерение времени между первым сквозным и первым эхо-сигналом от дефекта;- measurement of time between the first through and the first echo signal from the defect;

- вычисление координат дефекта: глубину залегания (по выражению (3)) и расположение дефекта в плане (по данным датчика пути 7).- calculation of the coordinates of the defect: the depth (according to expression (3)) and the location of the defect in the plan (according to the path sensor 7).

Общий принцип достижения высокой точности УЗ дефектоскопии состоит в том, что, чем больше линий сканирований используется для зондирования, тем точнее решение задачи обнаружения и оценки размеров дефектов. Поэтому величину шагов в траектории 4 (Фиг. 1) относительного перемещения изделия 1 и системы ЭАП 6 и 8 следует выбирать оптимальным исходя из необходимости обнаружения дефектов минимально допустимого размера. Размер блоков ЭАП 6 и 8, как правило, невелик, так что сканирование можно осуществлять за счет их перемещения относительно изделия 1. Такие перемещения могут выполняться манипуляторами, сканерами и т.п. устройствами, расположенными на противоположных поверхностях изделия 1, и обеспечивающими не только согласованное перемещение блоков ЭАП, но и точное определение текущих координат ЭАП 6 и 8. Однако в некоторых применениях, в том числе и в заявляемом способе, может использоваться перемещение изделия 1 относительно ЭАП или совместное перемещение как ЭАП, так и изделия. Рассмотрение способов относительного перемещения ЭАП и изделия выходит за рамки заявляемого способа.The general principle of achieving high accuracy of ultrasonic inspection is that the more scanning lines are used for sensing, the more accurate is the solution to the problem of detecting and evaluating the size of defects. Therefore, the steps in the trajectory 4 (Fig. 1) of the relative displacement of the product 1 and the EAT system 6 and 8 should be chosen optimal based on the need to detect defects of the minimum allowable size. The size of EAP blocks 6 and 8 is usually small, so that scanning can be carried out by moving them relative to product 1. Such movements can be performed by manipulators, scanners, etc. devices located on opposite surfaces of the product 1, and providing not only a coordinated movement of the EAA blocks, but also an accurate determination of the current coordinates of the EAA 6 and 8. However, in some applications, including the claimed method, the movement of the product 1 relative to the EAA can be used or joint movement of both EAF and products. Consideration of the methods of relative movement of the EAA and the product is beyond the scope of the proposed method.

В качестве ЭАП в зависимости от состояния сканируемых поверхностей могут быть использованы контактные пьезоэлектрические преобразователи [5], бесконтактные электромагнитно-акустические преобразователи (ЭМАП) [11] и колесные ультразвуковые преобразователи [12]. В последнем случае, за счет более стабильного акустического контакта, формируются наиболее четкие и повторяемые дефектограммы. Прокатка «ультразвукового колеса» по траектории сканирования занимает минимальное время. Например, при протяженности траектории сканирования около 10 м, потребуется менее двух мин времени для получения дефектограммы в виде развертки типа С (см. Фиг. 2б) при скорости сканирования, не превышающей 150 мм/с. Для дальнейшего повышения производительности контроля можно использовать матрицу из нескольких ЭАП, охватывающих формируемыми лучами всю зону контроля.Depending on the state of the scanned surfaces, contact piezoelectric transducers [5], contactless electromagnetic-acoustic transducers (EMAT) [11] and wheeled ultrasonic transducers [12] can be used as EAPs. In the latter case, due to a more stable acoustic contact, the most clear and repeatable defectograms are formed. Rolling the "ultrasonic wheel" along the scanning path takes the minimum time. For example, with a scan path length of about 10 m, it will take less than two minutes to obtain a defectogram in the form of a type C scan (see Fig. 2b) at a scan speed not exceeding 150 mm / s. To further increase the control performance, you can use a matrix of several EAFs, covering the entire control zone with the generated beams.

Таким образом, заявляемый способ реализуем, позволяет обнаружить дефекты, измерить их размеры, определить глубины залегания и, наконец, их ориентации в изделии с двусторонним доступом. Указанные задачи решаются с использованием минимального числа ЭАП с простым математическим обеспечением и повышают достоверность контроля изделий.Thus, the inventive method is implemented, allows you to detect defects, measure their size, determine the depth and, finally, their orientation in the product with two-way access. These tasks are solved using the minimum number of EAP with simple mathematical support and increase the reliability of product control.

Источники информацииInformation sources

1. Неразрушающие методы контроля / Спецификация различий в национальных стандартах разных стран. Т. 2. - М.: Центр «Наука и техника», 1994. - 160 с.1. Non-destructive testing methods / Specification of differences in national standards of different countries. T. 2. - M .: Center "Science and Technology", 1994. - 160 p.

2. ГОСТ 22727-88 (77). Прокат листовой. Методы ультразвукового контроля.2. GOST 22727-88 (77). Sheet hire. Methods of ultrasonic testing.

3. РД5.9332-80. Контроль неразрушающий. Прокат листовой. Ультразвуковые методы контроля сплошности.3. RD5.9332-80. Non-destructive testing. Sheet hire. Ultrasonic methods of continuity control.

4. Стандартная спецификация на ультразвуковой контроль стального листа прямым преобразователем / Стандарт США SA-435/SA-435M.4. Standard Specification for Ultrasonic Testing of Steel Sheet by Direct Transducer / US Standard SA-435 / SA-435M.

5. Неразрушающий контроль: Справочник: В 8 т./Под общей ред. В.В. Клюева. Т. 3. И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге. Ультразвуковой контроль. - 2-е изд., испр. - М.: Машиностроение, 2008. - 864 с.5. Non-destructive testing: Reference: In 8 vol. / Under the general ed. V.V. Klyueva. T. 3. I.N. Ermolov, Yu.V. Lange. Ultrasonic inspection - 2nd ed., Rev. - M.: Mechanical Engineering, 2008 .-- 864 p.

6. Патент SU 1355925.6. Patent SU 1355925.

7. Патент JP 2000009698.7. JP patent 2000009698.

8. Патент RU 648904.8. Patent RU 648904.

9. Патент RU 23765969. Patent RU 2376596

10. Патент SU 1167493.10. Patent SU 1167493.

11. Патент RU 2123401.11. Patent RU 2123401.

12. Патент RU 148954.12. Patent RU 148954.

Claims (1)

Способ ультразвукового контроля изделий, заключающийся в том, что излучают с одной стороны контролируемого изделия импульсы ультразвуковых колебаний, принимают с противоположной стороны изделия первый сквозной и двукратно отраженный сквозной импульсы, а также эхо-импульсы ультразвуковых колебаний, отраженных от дефекта, сканируют изделие по всей площади, обеспечивая соосность излучающего и приемного электроакустических преобразователей, анализируют огибающие амплитуд ультразвуковых колебаний первых прошедших (сквозных) импульсов и эхо-сигналы от дефекта во временном интервале между первыми и вторыми сквозными импульсами, отличающийся тем, что по мере сканирования изделия считывают координаты уменьшения прошедших через изделие сквозных импульсов, повышают чувствительность приема сигналов во временном интервале между первым и вторым сквозными импульсами, измеряют время задержки между первым сквозным импульсом и первым эхо-сигналом от дефекта, по измеренным значениям определяют местоположение и глубину залегания дефекта.The method of ultrasonic testing of products, which consists in the fact that pulses of ultrasonic vibrations are emitted from one side of the controlled product, the first pass-through and doubly reflected pass-through pulses are received from the opposite side of the product, as well as echo pulses of ultrasonic vibrations reflected from the defect, the product is scanned over the entire area providing coaxiality of the emitting and receiving electro-acoustic transducers, analyze the envelopes of the amplitudes of the ultrasonic vibrations of the first transmitted (through) pulses and echo signals from a defect in the time interval between the first and second pass-through pulses, characterized in that, as the product is scanned, the coordinates of the reduction of pass-through pulses transmitted through the product are read, the sensitivity of signal reception in the time interval between the first and second pass-through pulses is measured, the delay time is measured between the first through pulse and the first echo signal from the defect, the location and depth of the defect are determined from the measured values.
RU2016135827A 2016-09-05 2016-09-05 Method of ultrasonic inspection of articles RU2622459C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135827A RU2622459C1 (en) 2016-09-05 2016-09-05 Method of ultrasonic inspection of articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016135827A RU2622459C1 (en) 2016-09-05 2016-09-05 Method of ultrasonic inspection of articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2622459C1 true RU2622459C1 (en) 2017-06-15

Family

ID=59068395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016135827A RU2622459C1 (en) 2016-09-05 2016-09-05 Method of ultrasonic inspection of articles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2622459C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108982661A (en) * 2018-04-12 2018-12-11 杭州汽轮铸锻有限公司 A kind of ultrasonic wave calculating assessment method of false defect

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1060816A (en) * 1964-10-28 1967-03-08 Realisations Ultrasoniques Sa Ultrasonic testing apparatus for sheet material
GB1343989A (en) * 1970-04-30 1974-01-16 Salzgitter Peine Stahlwerke Method and apparatus for ultrasonic non-destructive testing
SU1099272A1 (en) * 1982-12-24 1984-06-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Разработке Неразрушающих Методов И Средств Контроля Качества Материалов Кишиневского Производственного Объединения "Волна" Device for ultrasonic checking of sheets
SU1167493A1 (en) * 1983-03-11 1985-07-15 Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина) Method of ultrasonic inspection of articles
SU1250939A1 (en) * 1985-02-21 1986-08-15 Предприятие П/Я А-7332 Method and ultrasonic transducer for shadow testing of articles
RU2557679C1 (en) * 2014-01-30 2015-07-27 Акционерное общество "Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева" (АО "ГРЦ Макеева") Method for automated ultrasonic inspection of flat articles

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1060816A (en) * 1964-10-28 1967-03-08 Realisations Ultrasoniques Sa Ultrasonic testing apparatus for sheet material
GB1343989A (en) * 1970-04-30 1974-01-16 Salzgitter Peine Stahlwerke Method and apparatus for ultrasonic non-destructive testing
SU1099272A1 (en) * 1982-12-24 1984-06-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Разработке Неразрушающих Методов И Средств Контроля Качества Материалов Кишиневского Производственного Объединения "Волна" Device for ultrasonic checking of sheets
SU1167493A1 (en) * 1983-03-11 1985-07-15 Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина) Method of ultrasonic inspection of articles
SU1250939A1 (en) * 1985-02-21 1986-08-15 Предприятие П/Я А-7332 Method and ultrasonic transducer for shadow testing of articles
RU2557679C1 (en) * 2014-01-30 2015-07-27 Акционерное общество "Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева" (АО "ГРЦ Макеева") Method for automated ultrasonic inspection of flat articles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108982661A (en) * 2018-04-12 2018-12-11 杭州汽轮铸锻有限公司 A kind of ultrasonic wave calculating assessment method of false defect

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Felice et al. Sizing of flaws using ultrasonic bulk wave testing: A review
CN106352910B (en) Automatic calibration of non-destructive testing equipment
Felice et al. Accurate depth measurement of small surface-breaking cracks using an ultrasonic array post-processing technique
Liu et al. Damage localization in aluminum plate with compact rectangular phased piezoelectric transducer array
EP3173781B1 (en) Airborne ultrasound testing system for a test object
CN106324095B (en) Longitudinal wave straight probe full-acoustic-path non-blind-zone flaw detection method
WO2008007460A1 (en) Ultrasonic scanning device and method
JP4166222B2 (en) Ultrasonic flaw detection method and apparatus
JPH0352908B2 (en)
JP2009540311A (en) Ultrasonic testing equipment with array probe
Prager et al. SAFT and TOFD—a comparative study of two defect sizing techniques on a reactor pressure vessel mock-up
CN109196350B (en) Method for detecting defects in materials by ultrasound
JP2009270824A (en) Ultrasonic flaw detecting method and ultrasonic flaw detector
Bernieri et al. Ultrasonic NDT on aluminum bars: An experimental performance comparison of excitation and processing techniques
JP2011141211A (en) Apparatus, method, and program for evaluating defect of underground structure
RU2622459C1 (en) Method of ultrasonic inspection of articles
US3592052A (en) Ultrasonic crack depth measurement
Zhang et al. Ultrasonic time-of-flight diffraction crack size identification based on cross-correlation
RU2714868C1 (en) Method of detecting pitting corrosion
Cegla et al. Modeling the effect of roughness on ultrasonic scattering in 2D and 3D
Kazakov An amplitude-phase method for testing acoustic contact of ultrasonic transducer
JP2005070017A (en) Ultrasonic flaw detection method using vertical and horizontal diffracted waves and apparatus therefor
Edalati et al. Defects evaluation in lamb wave testing of thin plates
GB2561551A (en) Electromagnetic acoustic transducer based receiver
Henault et al. Comparison of simulations and measurements of radar and ultrasound inspections of concrete structures

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190906