RU2775516C1 - Ultrasonic method for monitoring quartz glass products for the presence of cristobalite by the roughness of their surface - Google Patents

Ultrasonic method for monitoring quartz glass products for the presence of cristobalite by the roughness of their surface Download PDF

Info

Publication number
RU2775516C1
RU2775516C1 RU2021125944A RU2021125944A RU2775516C1 RU 2775516 C1 RU2775516 C1 RU 2775516C1 RU 2021125944 A RU2021125944 A RU 2021125944A RU 2021125944 A RU2021125944 A RU 2021125944A RU 2775516 C1 RU2775516 C1 RU 2775516C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
roughness
product
ultrasonic
cristobalite
quartz glass
Prior art date
Application number
RU2021125944A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Минин
Михаил Юрьевич Русин
Александр Васильевич Терехин
Дмитрий Викторович Харитонов
Антонина Александровна Анашкина
Original Assignee
Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина»
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» filed Critical Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина»
Application granted granted Critical
Publication of RU2775516C1 publication Critical patent/RU2775516C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: glass industry.
SUBSTANCE: invention is aimed to monitor quartz glass products for the presence of cristobalite by the roughness of their surface. The essence of the invention lies in the fact that reflected ultrasonic waves are radiated and received on the surface of the controlled product using an ultrasonic transducer and the roughness of the surface of the product is determined by their amplitude, taking into account the calibration dependence, while the ultrasonic transducer is placed in a plexiglass prism, the roughness of the surface of the product is monitored by measuring reflected ultrasonic Rayleigh surface waves arising during the transformation of longitudinal ultrasonic waves with a frequency in the range of 20-30 MHz, directed at an angle from 60 to 70 degrees to the normal of the surface of the product at the interface of the plexiglass media and the surface of the product, while the roughness of the surface of the product more than 1.4 mcm indicates the presence of cristobalite.
EFFECT: providing the possibility of ultrasonic monitoring of quartz glass products for the presence of cristobalite by the roughness of their surface.
2 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к области неразрушающего контроля сырья из кварцевого стекла, например, в виде труб и стержней, предназначенных для изготовления элементов конструкций летательных аппаратов, и служит для обнаружения наличия кристобалита в сырье, с целью повышения качества радиопрозрачной кварцевой керамики. The invention relates to the field of non-destructive testing of quartz glass raw materials, for example, in the form of pipes and rods, intended for the manufacture of aircraft structural elements, and serves to detect the presence of cristobalite in raw materials in order to improve the quality of radio-transparent quartz ceramics.

При изготовлении элементов конструкций летательных аппаратов из радиопрозрачной кварцевой керамики в качестве исходного сырья используют оптически прозрачное кварцевое стекло, например, в виде труб и стержней. Технические характеристики материала, получаемого в процессе изготовления изделий, во многом определяются качеством исходного сырья, в том числе его антикристаллизационной способностью. Одним из основных факторов, влияющих на образование кристаллической фазы в кварцевой керамике, после спекания, является наличие в сырье кристобалита, который по причине значительно большего коэффициента температурного расширения создает дополнительные внутренние напряжения в материале, снижая его прочность и трещиностойкость. Кристобалит начинает образовываться на поверхности кварцевых труб и цилиндров (стержней) при их изготовлении. Визуально поверхность таких труб и цилиндров (стержней) становится матовой, как показано на фиг. 1а. Шероховатость поверхности также увеличивается. Измеряя шероховатость поверхности, можно определять наличие кристобалита на поверхности кварцевых труб и стержней. Без кристобалита внешний вид поверхности кварцевых труб и стержней глянцевый и представлен на фиг. 1б. Главным недостатком визуального метода определения кристобалита является большая длительность и трудоемкость процесса.In the manufacture of aircraft structural elements from radiotransparent quartz ceramics, optically transparent quartz glass is used as a feedstock, for example, in the form of pipes and rods. The technical characteristics of the material obtained in the process of manufacturing products are largely determined by the quality of the feedstock, including its anti-crystallization ability. One of the main factors affecting the formation of a crystalline phase in quartz ceramics after sintering is the presence of cristobalite in the raw material, which, due to a significantly higher thermal expansion coefficient, creates additional internal stresses in the material, reducing its strength and crack resistance. Cristobalite begins to form on the surface of quartz pipes and cylinders (rods) during their manufacture. Visually, the surface of such pipes and cylinders (rods) becomes matte, as shown in Fig. 1a. The surface roughness also increases. By measuring the surface roughness, it is possible to determine the presence of cristobalite on the surface of quartz tubes and rods. Without cristobalite, the appearance of the surface of the quartz tubes and rods is glossy and is shown in Fig. 1b. The main disadvantage of the visual method for determining cristobalite is the long duration and laboriousness of the process.

Известен способ определения шероховатости поверхности контролируемого изделия при помощи профилометра (Инструкция по визуальному и измерительному контролю РД 34.10.130-96). Для определения шероховатости и волнистости поверхности применяются профилографы-профилометры по ГОСТ 19300-86 (Средства измерений шероховатости поверхности профильным методом. Профилографы – профилометры. Контактные типы и основные параметры) либо образцы шероховатости (сравнения) по ГОСТ 9378-93 (Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия). Недостатками данного способа контроля поверхности кварцевых труб и цилиндров (стержней) – низкая производительность контроля и большая погрешность измерения из-за малого радиуса кривизны кварцевых труб и цилиндров.A known method for determining the surface roughness of the controlled product using a profilometer (Instructions for visual and measurement control RD 34.10.130-96). To determine the roughness and waviness of the surface, profilographs-profilometers are used according to GOST 19300-86 (Means for measuring surface roughness by the profile method. Profilers - profilometers. Contact types and basic parameters) or roughness samples (comparisons) according to GOST 9378-93 (Samples of surface roughness (comparisons ) General specifications). The disadvantages of this method of monitoring the surface of quartz tubes and cylinders (rods) are low control performance and a large measurement error due to the small radius of curvature of quartz tubes and cylinders.

Известен способ ультразвукового измерения шероховатости поверхности металлической трубы (RU 2431135 C1, G01N 29/04, G01B 17/08, 17.06.2010). Предварительно ультразвуковой преобразователь устанавливают по нормали на внешнюю гладкую смазанную контактной жидкостью поверхность первого контрольного образца с шероховатой донной поверхностью, имеющей шероховатость, равную минимальному значению диапазона измеряемых величин шероховатости, периодически вводят в образец ультразвуковой сигнал, изменяя угол установки ультразвукового преобразователя на внешней поверхности первого контрольного образца в пределах не более величины первого критического угла, принимают отраженные сигналы от донной поверхности образца и из всей совокупности принятых отраженных сигналов определяют максимальную величину амплитуды первого или второго отраженного от донной поверхности сигнала и запоминают ее, затем устанавливают ультразвуковой преобразователь по нормали на внешнюю гладкую смазанную контактной жидкостью поверхность второго контрольного образца с шероховатой донной поверхностью, имеющей шероховатость, равную максимальному значению диапазона измеряемых величин шероховатости, и аналогично определяют максимальную величину амплитуды первого или второго отраженного от донной поверхности сигнала и запоминают ее, после чего, используя значения измеренных амплитуд, определяют величину шероховатости внутренней поверхности трубы. Недостатком данного способа является определение шероховатости внутренней поверхности труб, низкая производительность контроля, а также способ не позволяет определять шероховатость кварцевых стержней.A known method of ultrasonic measurement of the surface roughness of a metal pipe (RU 2431135 C1, G01N 29/04, G01B 17/08, 06/17/2010). Beforehand, the ultrasonic transducer is installed normal to the outer smooth surface of the first control sample lubricated with a contact liquid with a rough bottom surface having a roughness equal to the minimum value of the range of measured roughness values, an ultrasonic signal is periodically introduced into the sample by changing the installation angle of the ultrasonic transducer on the outer surface of the first control sample within the limits of not more than the value of the first critical angle, receive the reflected signals from the bottom surface of the sample and from the totality of the received reflected signals determine the maximum amplitude of the first or second signal reflected from the bottom surface and remember it, then install the ultrasonic transducer along the normal to the outer smooth lubricated contact liquid the surface of the second control sample with a rough bottom surface having a roughness equal to the maximum value of the measuring range measured values of roughness, and similarly determine the maximum amplitude of the first or second signal reflected from the bottom surface and store it, after which, using the values of the measured amplitudes, determine the value of the roughness of the inner surface of the pipe. The disadvantage of this method is the determination of the roughness of the inner surface of the pipes, low control performance, and the method does not allow to determine the roughness of quartz rods.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является способ контроля шероховатости поверхности за счет учета влияния шероховатости на трансформацию продольных ультразвуковых волн (SU 1310339 A1, G01B 17/08, G01N 29/04, 15.05.1987). При вводе в изделие продольных ультразвуковых волн происходит их трансформация на неровностях поверхности, в результате в изделии распространяются импульсы продольной и поперечной волн. Регистрируя их амплитуды и сравнивая друг с другом, с учетом поправки на затухание по толщине изделия, находят по тарировочной зависимости величину шероховатости. Способ реализуется следующим образом. Прямой ультразвуковой преобразователь устанавливают на контролируемую поверхность изделия, нормально к ней излучают продольную ультразвуковую волну, принимают отраженные от дна изделия эхо-сигналы продольной волны и поперечной волны, возникающей за счет трансформации продольной волны на шероховатости поверхности изделия. Измеряют амплитуды их колебаний и вычисляют их разность. По тарировочной зависимости определяют величину шероховатости контролируемой поверхности. The closest in technical essence (prototype) is a method for controlling surface roughness by taking into account the effect of roughness on the transformation of longitudinal ultrasonic waves (SU 1310339 A1, G01B 17/08, G01N 29/04, 15.05.1987). When longitudinal ultrasonic waves are introduced into the product, they are transformed on surface irregularities, as a result, pulses of longitudinal and transverse waves propagate in the product. By registering their amplitudes and comparing with each other, taking into account the correction for attenuation along the thickness of the product, the roughness value is found from the calibration dependence. The method is implemented as follows. A direct ultrasonic transducer is installed on the controlled surface of the product, a longitudinal ultrasonic wave is emitted normally to it, echoes of the longitudinal wave and the transverse wave reflected from the bottom of the product are received, which occurs due to the transformation of the longitudinal wave on the surface roughness of the product. The amplitudes of their oscillations are measured and their difference is calculated. According to the calibration dependence, the value of the roughness of the controlled surface is determined.

Недостатком данного способа, взятого в качестве прототипа, является невозможность определения шероховатости поверхности тонких изделий (менее 50 мм) из-за низкой разрешающей способности серийных ультразвуковых дефектоскопов, применяемых при проведении контроля.The disadvantage of this method, taken as a prototype, is the inability to determine the surface roughness of thin products (less than 50 mm) due to the low resolution of serial ultrasonic flaw detectors used in the inspection.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение качества изделий из кварцевого стекла, предназначенных для изготовления конструкций летательных аппаратов, за счет обеспечения ультразвукового контроля изделий из кварцевого стекла на наличие кристобалита по шероховатости их поверхности.The technical result of the proposed invention is to improve the quality of quartz glass products intended for the manufacture of aircraft structures by providing ultrasonic testing of quartz glass products for the presence of cristobalite by their surface roughness.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен: The specified technical result is achieved by the fact that it is proposed:

1. Ультразвуковой способ контроля изделий из кварцевого стекла на наличие кристобалита по шероховатости их поверхности, заключающийся в том, что на поверхности контролируемого изделия с помощью ультразвукового преобразователя излучают и принимают отраженные ультразвуковые волны и по их амплитуде, с учетом тарировочной зависимости, определяют шероховатость поверхности изделия, отличающийся тем, что ультразвуковой преобразователь размещают в призме из оргстекла, контроль шероховатости поверхности изделия производят посредством измерения отраженных ультразвуковых поверхностных волн Рэлея, возникающих при трансформации продольных ультразвуковых волн частотой в интервале 20-30 МГц, направленных под углом от 60 до 70 градусов к нормали поверхности изделия на границу раздела сред оргстекло – поверхность изделия, при этом шероховатость поверхности изделия более 1,4 мкм указывает на наличие кристобалита. 1. An ultrasonic method for testing products made of quartz glass for the presence of cristobalite by the roughness of their surface, which consists in the fact that on the surface of the controlled product, using an ultrasonic transducer, reflected ultrasonic waves are emitted and received, and by their amplitude, taking into account the calibration dependence, the surface roughness of the product is determined , characterized in that the ultrasonic transducer is placed in a plexiglass prism, the surface roughness of the product is controlled by measuring the reflected ultrasonic Rayleigh surface waves arising from the transformation of longitudinal ultrasonic waves with a frequency in the range of 20-30 MHz, directed at an angle of 60 to 70 degrees to the normal surface of the product to the interface between the media plexiglass - the surface of the product, while the surface roughness of the product more than 1.4 microns indicates the presence of cristobalite.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве изделия из кварцевого стекла используют кварцевые трубы или стержни.2. The method according to claim 1, characterized in that quartz pipes or rods are used as quartz glass products.

Для формирования ультразвуковых поверхностных волн (волн Рэлея) в кварцевых изделиях применяются призмы ультразвуковых преобразователей из оргстекла, показанные на фиг. 2 Призмы предназначены для установки ультразвукового преобразователя под углом наклона от 60 до 70 градусов к нормали поверхности контролируемого изделия. Ультразвуковые преобразователи настроены на резонансную частоту в интервале 20МГц-30МГц. На фиг. 3 (а, б) представлен ультразвуковой преобразователь, расположенный в призме для определения шероховатости поверхности кварцевых труб; на фиг. 3 (в, г) представлен ультразвуковой преобразователь, расположенный в призме для определения шероховатости поверхности кварцевых стержней. Опытным путём построена тарировочная зависимость шероховатости поверхности изделия от амплитуд отраженных ультразвуковых волн.For the formation of ultrasonic surface waves (Rayleigh waves) in quartz products, prisms of ultrasonic transducers made of plexiglass are used, shown in Fig. 2 Prisms are designed to install an ultrasonic transducer at an angle of inclination from 60 to 70 degrees to the surface normal of the controlled product. Ultrasonic transducers are tuned to a resonant frequency in the range of 20MHz-30MHz. In FIG. 3 (a, b) shows an ultrasonic transducer located in a prism for determining the surface roughness of quartz pipes; in fig. 3 (c, d) shows an ultrasonic transducer located in a prism for determining the surface roughness of quartz rods. The calibration dependence of the product surface roughness on the amplitudes of the reflected ultrasonic waves has been experimentally constructed.

На экране ультразвукового дефектоскопа при увеличении шероховатости поверхности кварцевых труб и стержней, присутствуют ультразвуковые сигналы от поверхностных волн, отраженных от поверхности с шероховатостью. На фиг. 4 показан внешний вид экрана дефектоскопа при: а) отсутствии кристобалита и шероховатости поверхности кварцевых труб менее 1,4 мкм, б) при наличии кристобалита и шероховатости поверхности более 1,4 мкм кварцевых труб, в) отсутствии кристобалита и шероховатости поверхности менее 1,4 мкм кварцевых стержней, г) при наличии кристобалита и шероховатости поверхности более 1,4 мкм кварцевых стержней.On the screen of an ultrasonic flaw detector, with an increase in the surface roughness of quartz pipes and rods, there are ultrasonic signals from surface waves reflected from a surface with roughness. In FIG. Figure 4 shows the appearance of the flaw detector screen with: a) the absence of cristobalite and the surface roughness of quartz pipes is less than 1.4 µm, b) the presence of cristobalite and the surface roughness of more than 1.4 µm of quartz pipes, c) the absence of cristobalite and the surface roughness of less than 1.4 µm of quartz rods, d) in the presence of cristobalite and surface roughness of more than 1.4 µm of quartz rods.

На фиг. 5 приведен график зависимости амплитуды волны Рэлея А от шероховатости поверхности кварцевых труб и стержней Ra. На экспериментально полученном графике видно, что амплитуде ультразвуковой волны 30 дБ соответствует шероховатость поверхности 1,4 мкм, амплитуде ультразвуковой волны 54 дБ соответствует шероховатость поверхности 3 мкм. Измерения проводились на измерителе шероховатости и ультразвуковом дефектоскопе. Амплитуда отраженной ультразвуковой волны Рэлея возрастает с увеличением шероховатости поверхности и уменьшается при ее снижении. Наличие ультразвуковых сигналов, отраженных от поверхности с шероховатостью, позволяет фиксировать кристобалит.In FIG. Figure 5 shows a plot of the Rayleigh wave amplitude A as a function of the surface roughness of quartz tubes and rods R a. The experimentally obtained graph shows that the amplitude of the ultrasonic wave of 30 dB corresponds to the surface roughness of 1.4 μm, the amplitude of the ultrasonic wave of 54 dB corresponds to the surface roughness of 3 μm. The measurements were carried out on a roughness meter and an ultrasonic flaw detector. The amplitude of the reflected ultrasonic Rayleigh wave increases with increasing surface roughness and decreases with its decrease. The presence of ultrasonic signals reflected from a surface with roughness makes it possible to fix cristobalite.

При шероховатости поверхности более 1,4 мкм на поверхности кварцевого материала методом рентгенофазового анализа обнаружен кристобалит.With a surface roughness of more than 1.4 μm, cristobalite was detected on the surface of the quartz material by X-ray phase analysis.

Осуществление заявленного способа подтверждается следующими примерами.The implementation of the claimed method is confirmed by the following examples.

Пример 1. Контроль кварцевых труб и стержней на наличие кристобалита по шероховатости их поверхности на частотах 30МГц и 20МГц. Example 1. Control of quartz pipes and rods for the presence of cristobalite by the roughness of their surface at frequencies of 30 MHz and 20 MHz.

На фиг. 6 представлен внешний вид экрана дефектоскопа при контроле изделий из кварцевого стекла (кварцевых труб) на наличие кристобалита по шероховатости их поверхности на частоте 30 МГц. In FIG. Figure 6 shows the appearance of the flaw detector screen when testing quartz glass products (quartz tubes) for the presence of cristobalite by their surface roughness at a frequency of 30 MHz.

На фиг. 7 представлен внешний вид экрана дефектоскопа при контроле изделий из кварцевого стекла (кварцевых стержней) на наличие кристобалита по шероховатости их поверхности на частоте 20 МГц.In FIG. Figure 7 shows the appearance of the flaw detector screen when testing quartz glass products (quartz rods) for the presence of cristobalite by their surface roughness at a frequency of 20 MHz.

По осциллограммам, представленным на фиг. 6 и фиг. 7 видно, что затухание ультразвуковой поверхностной волны Рэлея с увеличением частоты увеличивается из-за уменьшения длины волны. Это подтверждается амплитудой волны Рэлея, отраженной от шероховатости поверхности изделия и излученной на ультразвуковой преобразователь (на частоте 20 МГц – амплитуда сигнала составляет 60% вертикальной развертки экрана дефектоскопа, а на частоте 30 МГц – амплитуда сигнала составляет 38% вертикальной развертки экрана дефектоскопа). Контроль производился на одном и том же участке кварцевой трубы. При уменьшении частоты ультразвуковой волны ниже 20МГц ультразвуковая волна будет огибать шероховатости поверхности, а при частоте выше 30 МГц – затухать и рассеиваться, не достигнув областей с шероховатостью поверхности. According to the oscillograms shown in Fig. 6 and FIG. 7 it can be seen that the attenuation of the ultrasonic Rayleigh surface wave increases with increasing frequency due to decreasing wavelength. This is confirmed by the amplitude of the Rayleigh wave reflected from the surface roughness of the product and radiated to the ultrasonic transducer (at a frequency of 20 MHz, the signal amplitude is 60% of the vertical scan of the flaw detector screen, and at a frequency of 30 MHz, the signal amplitude is 38% of the vertical scan of the flaw detector screen). The control was carried out on the same section of the quartz tube. When the frequency of the ultrasonic wave decreases below 20 MHz, the ultrasonic wave will bend around the surface roughness, and at a frequency above 30 MHz, it will attenuate and scatter without reaching areas with surface roughness.

Пример 2. Контроль кварцевых труб на наличие кристобалита по шероховатости их поверхности при различных углах наклона ультразвуковых преобразователей на частоте 20МГц. Example 2. Control of quartz pipes for the presence of cristobalite by the roughness of their surface at different angles of inclination of ultrasonic transducers at a frequency of 20 MHz.

На фиг. 8 представлен внешний вид экрана дефектоскопа при контроле изделий из кварцевого стекла на наличие кристобалита по шероховатости их поверхности с углом наклона ультразвукового преобразователя 60 градусов на частоте 20 МГц.In FIG. Figure 8 shows the appearance of the flaw detector screen when testing quartz glass products for the presence of cristobalite by the roughness of their surface with an ultrasonic transducer tilt angle of 60 degrees at 20 MHz.

На фиг. 9 представлен внешний вид экрана дефектоскопа при контроле изделий из кварцевого стекла на наличие кристобалита по шероховатости их поверхности с углом наклона ультразвукового преобразователя 70 градусов на частоте 20 МГц.In FIG. Figure 9 shows the appearance of the flaw detector screen when testing quartz glass products for the presence of cristobalite by their surface roughness with an ultrasonic transducer tilt angle of 70 degrees at a frequency of 20 MHz.

По осциллограммам, представленным на фиг. 8 и фиг. 9 видно, что с увеличением угла наклона ультразвукового преобразователя от 60 до 70 градусов увеличивается количество энергии ультразвуковой волны, переходящей в волну Рэлея. В связи с этим возрастает амплитуда волны Рэлея, отраженной от поверхности с шероховатостью. При угле наклона ультразвукового преобразователя менее 60 градусов амплитуда составляет 20% вертикальной развертки экрана дефектоскопа, а при угле наклона ультразвукового преобразователя более 70 градусов амплитуда составляет 60% вертикальной развертки экрана дефектоскопа. Контроль производился на одном и том же участке кварцевой трубы.According to the oscillograms shown in Fig. 8 and FIG. 9 it can be seen that with an increase in the angle of inclination of the ultrasonic transducer from 60 to 70 degrees, the amount of energy of the ultrasonic wave that passes into the Rayleigh wave increases. In connection with this, the amplitude of the Rayleigh wave reflected from the surface with roughness increases. When the ultrasonic transducer is tilted less than 60 degrees, the amplitude is 20% of the vertical scan of the flaw detector screen, and when the ultrasonic transducer is tilted more than 70 degrees, the amplitude is 60% of the vertical scan of the flaw detector screen. The control was carried out on the same section of the quartz tube.

Из представленных выше примеров можно сделать вывод, что интервал частот ультразвуковых волн 20-30 МГц и угол наклона ультразвукового преобразователя в интервале от 60 до 70 градусов являются оптимальными.From the examples presented above, we can conclude that the frequency range of ultrasonic waves is 20-30 MHz and the angle of inclination of the ultrasonic transducer is in the range from 60 to 70 degrees are optimal.

Пример 3. Контроль кварцевых труб на наличие кристобалита по различной шероховатости их поверхности на частоте 20МГц. Example 3. Control of quartz pipes for the presence of cristobalite by different roughness of their surface at a frequency of 20 MHz.

На фиг. 10 представлен внешний вид экрана ультразвукового дефектоскопа при шероховатости поверхности 1,0 мкм.In FIG. 10 shows the appearance of the screen of an ultrasonic flaw detector with a surface roughness of 1.0 μm.

На фиг. 11 представлен внешний вид экрана ультразвукового дефектоскопа при шероховатости поверхности 1,4 мкм.In FIG. 11 shows the appearance of the screen of an ultrasonic flaw detector with a surface roughness of 1.4 μm.

На фиг. 12 представлен внешний вид экрана ультразвукового дефектоскопа при шероховатости поверхности 2,3 мкм.In FIG. 12 shows the appearance of the screen of an ultrasonic flaw detector with a surface roughness of 2.3 μm.

На фиг. 13 представлен внешний вид экрана ультразвукового дефектоскопа при шероховатости поверхности 3,0 мкм.In FIG. 13 shows the appearance of the screen of an ultrasonic flaw detector with a surface roughness of 3.0 μm.

По графикам, представленным на фиг. 10 - фиг. 13 видно, что с увеличением шероховатости поверхности (увеличения количества кристобалита) увеличивается амплитуда волны Рэлея, отраженной от поверхности с шероховатостью. According to the graphs shown in Fig. 10 - fig. 13 shows that with increasing surface roughness (increase in the amount of cristobalite), the amplitude of the Rayleigh wave reflected from the surface with roughness increases.

Использование предложенного способа позволит качественно повысить определение наличия кристобалита в изделиях из кварцевого стекла, применяемых для элементов конструкций летательных аппаратов, и, как следствие, повысит надежность и прочность данных конструкций. The use of the proposed method will qualitatively improve the determination of the presence of cristobalite in quartz glass products used for structural elements of aircraft, and, as a result, increase the reliability and strength of these structures.

Claims (2)

1. Ультразвуковой способ контроля изделий из кварцевого стекла на наличие кристобалита по шероховатости их поверхности, заключающийся в том, что на поверхности контролируемого изделия с помощью ультразвукового преобразователя излучают и принимают отраженные ультразвуковые волны и по их амплитуде, с учетом тарировочной зависимости, определяют шероховатость поверхности изделия, отличающийся тем, что ультразвуковой преобразователь размещают в призме из оргстекла, контроль шероховатости поверхности изделия производят посредством измерения отраженных ультразвуковых поверхностных волн Рэлея, возникающих при трансформации продольных ультразвуковых волн частотой в интервале 20-30 МГц, направленных под углом от 60 до 70 градусов к нормали поверхности изделия на границу раздела сред оргстекло – поверхность изделия, при этом шероховатость поверхности изделия более 1,4 мкм указывает на наличие кристобалита.1. An ultrasonic method for testing products made of quartz glass for the presence of cristobalite by the roughness of their surface, which consists in the fact that on the surface of the controlled product, using an ultrasonic transducer, reflected ultrasonic waves are emitted and received, and by their amplitude, taking into account the calibration dependence, the surface roughness of the product is determined , characterized in that the ultrasonic transducer is placed in a plexiglass prism, the surface roughness of the product is controlled by measuring the reflected ultrasonic Rayleigh surface waves arising from the transformation of longitudinal ultrasonic waves with a frequency in the range of 20-30 MHz, directed at an angle of 60 to 70 degrees to the normal surface of the product to the interface between the media plexiglass - the surface of the product, while the surface roughness of the product more than 1.4 microns indicates the presence of cristobalite. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве изделия из кварцевого стекла используют кварцевые трубы или стержни. 2. The method according to claim 1, characterized in that quartz pipes or rods are used as quartz glass products.
RU2021125944A 2021-09-02 Ultrasonic method for monitoring quartz glass products for the presence of cristobalite by the roughness of their surface RU2775516C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2775516C1 true RU2775516C1 (en) 2022-07-04

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799896C1 (en) * 2022-11-18 2023-07-13 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" Method for identifying cristobalite in quartz glass products using thermal imaging control

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU993018A1 (en) * 1981-06-17 1983-01-30 Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина) Ultrasonic method of checking surface roughness
SU1226302A1 (en) * 1984-11-30 1986-04-23 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Автомобильно-Дорожный Институт Ultrasonic device for inspecting roughness of article surface
SU1310339A1 (en) * 1986-02-07 1987-05-15 Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" Method for ultrasonic inspection of article roughness

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU993018A1 (en) * 1981-06-17 1983-01-30 Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина) Ultrasonic method of checking surface roughness
SU1226302A1 (en) * 1984-11-30 1986-04-23 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Автомобильно-Дорожный Институт Ultrasonic device for inspecting roughness of article surface
SU1310339A1 (en) * 1986-02-07 1987-05-15 Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш" Method for ultrasonic inspection of article roughness

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799896C1 (en) * 2022-11-18 2023-07-13 Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" Method for identifying cristobalite in quartz glass products using thermal imaging control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4669310A (en) High frequency ultrasonic technique for measuring oxide scale on the inner surface of boiler tubes
US4914952A (en) Ultrasonic method for measurement of size of any flaw within solid mass
KR101163549B1 (en) Calibration block for phased-array ultrasonic inspection
KR101163554B1 (en) Calibration block for phased-array ultrasonic inspection and verification
EP0317629B1 (en) Method of measuring depth of surface opening defects of a solid material by using ultrasonic waves
EP1271097A2 (en) Method for inspecting clad pipe
RU2775516C1 (en) Ultrasonic method for monitoring quartz glass products for the presence of cristobalite by the roughness of their surface
JPH0421139B2 (en)
KR101163551B1 (en) Sensistivity calibration referece block for phased-array ultrasonic inspection
CN111650282B (en) Ultrasonic C-scanning detection method and device for triangular tube made of fiber wound composite material
RU2406083C1 (en) Method of determining defect structure of rolled titanium
Zharinov et al. Laser-ultrasonic study of residual stresses in pipes made of austenitic steel
KR100966543B1 (en) Ultrasonic evaluation system for internal deposit layer in a pipe
RU2611709C1 (en) Method for ultrasonic inspection of articles made of polymer composite materials
CN115389623A (en) Continuous casting billet ultrasonic flaw detection process
RU2814130C1 (en) Ultrasonic method for measuring height of vertically oriented planar defects in quartz ceramics
RU2788337C1 (en) Method for controlling the depth of defects of the “fold” type in products made of fiberglass materials by ultrasonic method
RU2707984C1 (en) Method of determining fire resistance of construction materials and structural elements
RU2813144C1 (en) Method for setting up ultrasonic flaw detector when inspecting ceramic products
SU1698746A1 (en) Method of ultrasonic check of adhesion continuity of two materials with different acoustic resistance
RU2789244C1 (en) Method for ultrasonic control of the surface of quartz ceramic products for the presence of scratches
JPH058778B2 (en)
RU2760472C1 (en) Method for determining the elastic modulus of fiberglass during ultrasonic non-destructive testing
Xingsen et al. Ultrasonic phased array detection technology of porcelain bushing based on double crystal linear array
RU2814126C1 (en) Method for determining depth of folds in products made of fibreglass materials using ultrasonic waves