RU2653082C1 - Устройство для ориентации ультразвукового преобразователя - Google Patents

Устройство для ориентации ультразвукового преобразователя Download PDF

Info

Publication number
RU2653082C1
RU2653082C1 RU2017113409A RU2017113409A RU2653082C1 RU 2653082 C1 RU2653082 C1 RU 2653082C1 RU 2017113409 A RU2017113409 A RU 2017113409A RU 2017113409 A RU2017113409 A RU 2017113409A RU 2653082 C1 RU2653082 C1 RU 2653082C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
holder
ultrasonic transducer
supports
products
ultrasonic
Prior art date
Application number
RU2017113409A
Other languages
English (en)
Inventor
Константин Александрович Балобанов
Original Assignee
Константин Александрович Балобанов
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 Константин Александрович Балобанов filed Critical Константин Александрович Балобанов
Priority to RU2017113409A priority Critical patent/RU2653082C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2653082C1 publication Critical patent/RU2653082C1/ru

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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • 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
    • 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
    • G01N29/14Investigating 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 using acoustic emission techniques
    • 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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24Probes
    • 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
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (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)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области ультразвукового контроля изделий, имеющих плоскую или цилиндрическую поверхность. Для расширения области применения на нижней поверхности корпуса устройства имеется продольный паз, стенки которого являются опорами и боковыми стенками локальной ванны, торцевыми стенками которой являются сменные планки. Нижние кромки планок приближенно повторяют форму поверхности контролируемого изделия. Планки имеют обозначение диапазона радиусов кривизны поверхности контролируемых изделий. Для упрощения точной настройки зазора между контролируемым изделием и ультразвуковым преобразователем последний для возможности перемещения вдоль своей оси установлен в цилиндрическом держателе, имеющем наружную резьбу для сопряжения с корпусом. На верхней грани корпуса нанесены: круговая шкала, позволяющая при вращении держателя оценивать величину изменения зазора по величине смещения шлица держателя относительно шкалы, и стрелка со знаком, указывающая направление вращения держателя, соответствующее изменению зазора согласно знаку. Для повышения надёжности опоры корпуса имеют твёрдосплавные вставки. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Описание изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области ультразвукового контроля изделий контактно-щелевым методом по плоским, выпуклым и вогнутым цилиндрическим поверхностям.
Уровень техники
Известно устройство для ориентации ультразвукового преобразователя (по авторскому свидетельству СССР № SU 1196763, G01N 29/04, с приоритетом от 07.12.1985 г.), содержащее корпус, установленные в нем ультразвуковой преобразователь, узел крепления корпуса к сканирующему механизму, опоры и локальную иммерсионную ванну. Регулировка ориентации ультразвукового преобразователя осуществляется с помощью винтов, являющихся опорами, а локальная иммерсионная ванна имеет вид гофрированной втулки.
Известно техническое решение, предназначенное для создания акустического контакта (по авторскому свидетельству СССР № 879445, G01N 29/04, с приоритетом от 07.11.1981 г.), в котором преобразователь устанавливается в корпус через промежуточный элемент – стакан (держатель), к которому прикреплена гофрированная втулка, создающая локальную ванну для контактной жидкости. Зазор между ультразвуковым преобразователем и контролируемым изделием обеспечивается опорными элементами.
Описанные устройства обладают общими недостатками: сложной настройкой зазора между ультразвуковым преобразователем и контролируемым изделием, необходимостью во избежание нарушения величины зазора постоянно создавать давление на устройство для компенсации силы упругости гофрированной втулки, наполняемой контактной жидкостью.
Известна конструкция искателя к ультразвуковому дефектоскопу (по авторскому свидетельству СССР № 655962, G01N 29/04, с приоритетом от 05.04.1979 г.), в котором положение ультразвукового преобразователя регулируется вручную, преобразователь фиксируется стопорным винтом, а стенки локальной ванны для контактной жидкости изготовлены из эластичного магнитного материала, который поджимается к контролируемому изделию за счет отталкивающего действия установленного в корпусе магнита, полюс которого совпадает с полюсом эластичного магнитного уплотнения.
Описанная конструкция обладает недостатками, к которым относятся: сложность настройки ориентации ультразвукового преобразователя и зазора относительно контролируемого изделия; налипание металлической стружки к магнитному эластичному уплотнению, его низкая износостойкость.
Известно устройство для создания акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии тел вращения (по авторскому свидетельству СССР № 370519, G01N 29/04, с приоритетом от 15.11.1973 г.), содержащее корпус со скользящим в направляющих протектором, на котором установлен ультразвуковой преобразователь, фиксируемый стопорным винтом; обрезиненные опорные катки, вмонтированные в корпус, являющиеся стенками стабилизирующей камеры, наполненной контактной жидкостью; локальную ванну, образованную стенками протектора и ультразвуковым преобразователем. Регулировка положения ультразвукового преобразователя осуществляется вручную, герметичность локальной ванны обеспечивается её поджатием к объекту контроля упругим сильфоном.
Описанное устройство обладает недостатками: сложной конструкцией; низкой износостойкостью опорных и герметизирующих элементов; высокой вероятностью засорения и заклинивания вращающихся элементов конструкции; невозможностью замены ультразвукового преобразователя; сложностью настройки зазора ультразвукового преобразователя относительно поверхности контролируемого изделия.
Прототипом изобретения является устройство (производства ООО «Алтес», г. Москва, http://scaruch.ultes.info/produkciya/osnastka/ustrojstva-ruchnogo-ultrazvukovogo-kontrolya/), входящее в состав устройств механизированного ультразвукового контроля (УЗК) бурильных труб УМБТ-1 и УМБТ-2, предназначенное для установки серийно выпускаемых ультразвуковых преобразователей для контактно-щелевого метода контроля, содержащее корпус с цилиндрической опорной поверхностью, локальную ванну и штуцер для подвода контактной жидкости; регулировочные шайбы для установки зазора между ультразвуковым преобразователем и контролируемым изделием; ультразвуковой преобразователь; прижимную пластину для крепления ультразвукового преобразователя к корпусу.
Основными недостатками прототипа являются:
- отсутствие возможности применения для УЗК изделий, имеющих форму поверхности, отличающуюся от формы опорной поверхности корпуса устройства;
- трудоёмкость и невысокая точность настройки зазора между ультразвуковым преобразователем и контролируемым изделием, которая ограничивается номенклатурой регулировочных шайб.
Раскрытие изобретения
Задачами предлагаемого изобретения, обеспечивающего получение технического результата, являются:
- расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности проведения УЗК изделий контактно-щелевым методом по плоским, выпуклым и вогнутым цилиндрическим поверхностям;
- повышение точности УЗК за счет упрощения точной настройки зазора между ультразвуковым преобразователем и контролируемым изделием;
- повышение надежности устройства.
Первая задача решается за счет того, что заявленное устройство содержит корпус с опорами и локальной ванной, держатель с установленным в него ультразвуковым преобразователем, при этом на нижней поверхности корпуса имеется продольный паз, стенки которого являются опорами и одновременно боковыми стенками локальной ванны, торцевыми стенками которой являются закрепляемые на корпусе сменные планки, нижние кромки которых приближенно повторяют форму поверхности контролируемого изделия, а осевое перемещение ультразвукового преобразователя обеспечивается вращением держателя, сочленённого с корпусом резьбовым соединением.
Упрощение точной настройки зазора обеспечивается благодаря перемещению ультразвукового преобразователя вдоль своей оси за счет вращения держателя, который имеет шлицы на торцевых поверхностях, а также нанесенной на верхней грани корпуса стрелки со знаком «плюс» («минус»), указывающей направление вращения держателя, соответствующее увеличению (уменьшению) зазора между ультразвуковым преобразователем и контролируемым изделием, и круговой шкалы, позволяющей при вращении держателя оценивать величину изменения упомянутого зазора по величине смещения шлица держателя относительно шкалы.
Для повышения надежности устройства опоры корпуса на нижних частях имеют износостойкие твердосплавные вставки.
Техническим результатом от использования группы решений является расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности проведения УЗК изделий контактно-щелевым методом по плоским, выпуклым и вогнутым цилиндрическим поверхностям, а применение в качестве торцевых стенок локальной ванны планок, нижние кромки которых приближенно повторяют форму поверхности контролируемого изделия, позволяет разбить диапазон значений радиусов кривизны выпуклой и вогнутой цилиндрической поверхности на группы для того, чтобы один типоразмер планок использовать на разных изделиях, радиусы кривизны поверхности которых имеют значения в диапазоне, указанном на планке.
Повышение точности УЗК обеспечивается за счет упрощения точной настройки зазора между ультразвуковым преобразователем и контролируемым изделием с помощью набора щупов известной толщины, а также за счет возможности оценивать величину изменения упомянутого зазора по величине смещения шлица держателя относительно шкалы, имеющей цену деления, равную отношению величины шага резьбы к числу рисок шкалы.
Повышение надежности устройства обеспечивается за счет применения на нижних частях опор корпуса износостойких твердосплавных вставок, так как это позволяет исключить нарушение перпендикулярности оси ультразвукового преобразователя к поверхности контролируемого изделия, которое могло бы возникнуть при неравномерном износе опор.
Совокупность технических решений позволяет повысить достоверность контроля и дает возможность идентифицировать обнаруженные дефекты по форме (плоскостной, объемный, объемно-плоскостной) за счет возможности прозвучивания с разных ракурсов, а также используя различные схемы и методы прозвучивания материала контролируемого изделия и его сварных соединений.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 – устройство для ориентации ультразвукового преобразователя с планкой для УЗК изделия с плоской поверхностью.
На фиг. 2 – устройство для ориентации ультразвукового преобразователя с планкой для УЗК изделия с выпуклой цилиндрической поверхностью.
На фиг. 3 – устройство для ориентации ультразвукового преобразователя с планкой для УЗК изделия с вогнутой цилиндрической поверхностью.
На фиг. 4 – сборочная схема устройства для ориентации ультразвукового преобразователя с планкой для УЗК изделия с выпуклой цилиндрической поверхностью.
На фиг. 5 - корпус устройства ориентации ультразвукового преобразователя, вид сверху.
На фиг. 6 – составные элементы прототипа, вид корпуса сверху.
На фиг. 7 – составные элементы прототипа, вид корпуса снизу.
Осуществление изобретения
Устройство содержит корпус 1 с износостойкими опорами 2, локальную ванну 3, в которую через штуцер 4 подается контактная жидкость (вода) для создания акустического контакта. В корпусе имеется резьбовое отверстие, в нем за счет вращения перемещается держатель 5 с установленным ультразвуковым преобразователем 6 для контактно-щелевого УЗК. Это позволяет создавать необходимый зазор между преобразователем и поверхностью контролируемого изделия 7, имеющего плоскую (фиг.1), выпуклую цилиндрическую (фиг.2, фиг.4) или вогнутую цилиндрическую (фиг.3) форму.
Преобразователь имеет возможность вращаться в держателе 5 вокруг своей оси, задавая направление ввода ультразвуковой волны при использовании наклонного преобразователя. Для его фиксации предусмотрена прижимная пластина 8.
Торцевые стенки локальной ванны имеют вид сменных планок 9, нижние кромки которых приближенно повторяют форму поверхности контролируемого изделия 7. На этих планках имеется цифровое обозначение диапазона радиусов кривизны поверхности контролируемых изделий.
Настройку зазора между ультразвуковым преобразователем 6 и контролируемым изделием 7 производят на настроечном образце, имеющем аналогичную форму поверхности, в котором имеются имитаторы дефектов известных размеров и ориентации. На образец устанавливают корпус 1 с вкрученным держателем 5 и преобразователем 6. Вращая в нужную сторону держатель 5 за шлицы 10, устанавливают необходимый зазор между преобразователем и поверхностью изделия с помощью набора щупов, например, по ТУ 2-034-225-87.
Для определения изменения значения зазора при вращении держателя на верхней грани корпуса 1 имеется стрелка со знаком «плюс» и круговая шкала (фиг.5). Для настройки удобно иметь шкалу с ценой деления 0,1 мм. Это достигается выбором шага резьбы и количеством рисок шкалы.
При отсутствии набора щупов возможен иной способ настройки зазора. Производится он выполнением последовательности следующих операций: сперва устанавливается корпус 1 устройства на настроечный образец, при этом держатель 5 вкручен в него так, чтобы его верхний торец не упирался в буртик установленного в него ультразвукового преобразователя 6. При таком положении держателя преобразователь контактирует с настроечным образцом. Затем, удерживая корпус 1 и одновременно прижимая преобразователь 6 к образцу, производится вращение держателя 5 за шлиц 10 до тех пор, пока он не упрется верхним торцом в буртик преобразователя 6. Запомнить получившееся положение шлица относительно круговой шкалы. Далее, отпустив преобразователь 6 и придерживая корпус 1, довернуть держатель 5 в том же направлении, приподняв тем самым преобразователь над образцом на высоту, соответствующую необходимому зазору, равному смещению шлица относительно запомненного положения.
Фиксирование положения ультразвукового преобразователя 6 осуществляется прижимной пластиной 8 с помощью винтов.
Подготовка устройства к работе завершается подбором и установкой пары планок 9, подходящих для контроля изделия, у которого радиус кривизны поверхности попадает в диапазон значений, указанный на планках.

Claims (5)

1. Устройство для ориентации ультразвукового преобразователя при контактно-щелевом методе контроля изделий, имеющих плоскую, выпуклую или вогнутую цилиндрическую поверхность, содержащее корпус с опорами и локальной ванной, держатель с установленным в него ультразвуковым преобразователем, отличающееся тем, что корпус на нижней поверхности имеет продольный паз, стенки которого являются опорами и одновременно боковыми стенками локальной ванны, торцевыми стенками которой являются закрепляемые на корпусе сменные планки, нижние кромки которых приближенно повторяют форму поверхности контролируемого изделия, а осевое перемещение ультразвукового преобразователя обеспечивается вращением держателя, сочленённого с корпусом резьбовым соединением.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на торцевых поверхностях держателя имеются шлицы.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на верхней грани корпуса нанесена стрелка со знаком «плюс» («минус»), указывающая направление вращения держателя, соответствующее увеличению (уменьшению) зазора между ультразвуковым преобразователем и контролируемым изделием, и круговая шкала, позволяющая при вращении держателя оценивать величину изменения упомянутого зазора по величине смещения шлица держателя относительно шкалы, имеющей цену деления, равную отношению величины шага резьбы к числу рисок шкалы.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сменные планки имеют цифровое обозначение диапазона радиусов кривизны поверхности контролируемых изделий.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижние части опор корпуса имеют твёрдосплавные вставки.
RU2017113409A 2017-04-18 2017-04-18 Устройство для ориентации ультразвукового преобразователя RU2653082C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017113409A RU2653082C1 (ru) 2017-04-18 2017-04-18 Устройство для ориентации ультразвукового преобразователя

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017113409A RU2653082C1 (ru) 2017-04-18 2017-04-18 Устройство для ориентации ультразвукового преобразователя

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2653082C1 true RU2653082C1 (ru) 2018-05-07

Family

ID=62105662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017113409A RU2653082C1 (ru) 2017-04-18 2017-04-18 Устройство для ориентации ультразвукового преобразователя

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2653082C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU879445A1 (ru) * 1976-08-01 1981-11-07 Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона Ан Усср Ультразвукова искательна головка
SU1180788A1 (ru) * 1984-04-09 1985-09-23 Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" Устройство дл ультразвукового контрол изделий
SU1244580A1 (ru) * 1983-12-23 1986-07-15 Предприятие П/Я Р-6542 Устройство дл ориентации ультразвукового преобразовател
SU1566284A1 (ru) * 1988-07-05 1990-05-23 Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" Устройство дл ультразвукового контрол изделий
US5402681A (en) * 1990-11-28 1995-04-04 Toppan Printing Co., Ltd. Ultrasonic micro spectrometer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU879445A1 (ru) * 1976-08-01 1981-11-07 Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона Ан Усср Ультразвукова искательна головка
SU1244580A1 (ru) * 1983-12-23 1986-07-15 Предприятие П/Я Р-6542 Устройство дл ориентации ультразвукового преобразовател
SU1180788A1 (ru) * 1984-04-09 1985-09-23 Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" Устройство дл ультразвукового контрол изделий
SU1566284A1 (ru) * 1988-07-05 1990-05-23 Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" Устройство дл ультразвукового контрол изделий
US5402681A (en) * 1990-11-28 1995-04-04 Toppan Printing Co., Ltd. Ultrasonic micro spectrometer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8443661B1 (en) High pressure and high temperature linear swell measurement method
US3798961A (en) Apparatus for non-destructive checking of workpieces
CN105699495B (zh) 一种便携式的超声波探头压力调控装置和使用方法
US3977236A (en) Apparatus and method for ultrasonic fastener hole inspection
US9804129B2 (en) Apparatus for inspecting a tube
NO20045724L (no) Apparat og fremgangsmate for a analysere siging i en borevaeske
JP2019508668A (ja) シミュレーションしたサワー環境における水素誘起割れの定量的なリアルタイムのモニタリングのための統合されたシステム。
CN107421475A (zh) 一种用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置
KR200477791Y1 (ko) 초음파 탐촉유닛
RU2653082C1 (ru) Устройство для ориентации ультразвукового преобразователя
KR101530337B1 (ko) 압력용기 카테고리 용접부 전용 자동 위상배열 초음파 검사장치
CN210243687U (zh) 一种用于测量压电材料的横向压电常数的通用测量夹具
DK142661B (da) Apparat til måling af en rørlednings indvendige dimensioner.
US2519323A (en) Method of measuring corrosion and erosion
US3056285A (en) Ultrasonic search tube support having multiplicity of follower movements
KR100276760B1 (ko) 플랜지면의 평면도 측정장치
CN108318509A (zh) 用于射线检测的双向对焦方法及对焦装置
CN207066372U (zh) 一种用于薄壁钢管分层检测和测厚的超声检测装置
CN102865953A (zh) 一种钢轨残余应力的超声在线检测精密夹持装置
CN207816860U (zh) 用于射线检测的对焦装置
US8434355B1 (en) High pressure high temperature linear swell meter
KR100358086B1 (ko) 보일러 튜브 및 배관 초음파 검사용 집속탐촉자 웨지장치
KR101561127B1 (ko) 원주형 시편의 직경 및 길이 측정장치
RU61040U1 (ru) Образец для проверки настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле (варианты)
RU154025U1 (ru) Акустическая головка к устройству для ультразвукового контроля изделий сложной формы с ограниченным доступом в зону измерений

Legal Events

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

Effective date: 20190419

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200219