SE510077C2 - Förfarande för ultraljudsmätning av tjocklek och karaktäristika hos zirkoniumfoder samextruderat med zirkoniumrör - Google Patents

Description

510 077 Ett primärt ändamål för föreliggande uppfinning var att tillhandahålla ett förfarande med vilket väsentligen kända ultraljudssignalproducerande och övervakande apparatur kan användas för att erhålla användbara mätningar av fodertjocklekar och karaktäristika längs ett zirkoniummetallrör som samextruderats med ett zirkoniummetallfoder.

I enlighet med uppfinningen skyddas de mycket svaga ultraljudssignalerna vilka motsvarar gränssnittet mellan röret och fodret från att försvinna bland ”overriding”, utifrån kommande signaler genom att blockera sådana utifrån kommande signaler på båda sidorna av tidsgrinden mellan de kritiska signalerna och med fördel också inom tidsgrinden mellan sådana kritiska signaler, därigenom upprätthållande ett användbart signal till brusförhållande vilket tillåter spårning och mätning av sådana svaga signaler medan ultraljudssändare-mottagaren och röret förflyttar sig relativt varandra. Detta åstadkommes genom att installera signalblockerande grindar, vilka spänner över strategiska områden, snarare än över enbart ett signalomràde, såsom tillhandahållas av det vanliga blockerande grindhjälpmedlet, som är kommersiellt tillgängligt. Den vanliga tidsgrinden är avsedd att mäta den tid som det tar för ultraljudsvågen att passera fràn fodrets gränsyta till den inre ytan av det fodrade röret.

Ett särdrag hos de föredragna utföringsformerna enligt uppfinningen är anordnandet av en blockerande grind för utifrån kommande signaler som kan komma in i tidsarean. Vid uttydandet av kurvutskriften uppträder ibland transienta brussignaler med mycket kort varaktighet vilka visar sig som spikar och vilka är irrelevanta och skall ignoreras. Detta kan åstadkommas genom datoranalys om utrustningen är datoriserad. 1 1 . . . .

Det bästa sättet för utförande av uppfinningen för närvarande visas i de medföljande ritningarna, där: figur 1 visar en totalrepresentation, något förstorad, av en typisk kurvskrivarupptagning erhållen med användning av förfarandet enligt uppfinningen, vilken visar tjocklekar och varierande karaktäristika hos ett zirkoniummetallrörfoder längs 51Û 077 detta; figur 2 visar en schematisk representation av en katodstràlerörsrepresentation av signaler mottagna fràn ultraljudsmätningsapparaturen, med fodergränssnittsekosignalen identifierad såsom sådan och andra signalomräden identifierade på liknande sätt; och figur 3 visar en liknande schematisk avbildning utvisande fodergränssnittssignalen, ett avstånd, amplitud, korrektionskurva (DAC), tidsgrinden och blockerande grindar.

Det för närvarande bästa sättet att utföra uppfinningen är att använda en 'vagn försedd. med. hjul (inte visad) känd inom tekniken för att hälla en kardandmonterad, ultraljudsomvandlare vilande pá och längs röret för att upprätthålla de kritiska geometriska relationerna mellan omvandlaren och foder-rörgränssnitt. Eftersom rör av den avsedda typen inte är perfekt cylindriska, utan lätt böjda pà olika punkter längs deras utsträckning, är vagnen företrädesvis försedd med fjädrar på strategiska platser så den absorberar skakningar pà grund av rörets ojämna rotation.

Ultraljudsomvandlare, ultraljudsdetektorer och "blinding gate"-hjälpmedel finns tillgängliga kommersiellt. Deras användning är välkänd för fackmannen varför det är onödigt att beskriva dessa i detalj.

Vid föreliggande fall, har det visat sig att en med sex inch fokalavstànd, punktfokuserad, tio MHz ultraljudissändare, dvs. den som framställs av Ultran Laboratories Inc. of State College, Pennsylvania, och som säljs kommersiellt under handelsbeteckningen MS75, och en ultraljudssprickdetektor, närmare bestämt den som tidigare framställdes av Sonic Instruments Inc., numera Stavely NOT Technologies, Inc., Kennewick, Washington och som säljs kommersiellt under handelsbeteckningen Sonic FTS Mark VI, har visat sig fungera tillfredsställande och föredrages vid utförandet av förfarandet enligt uppfinningen. Detektorn tillhandahálles med en blocke- rande grind och modifieras genom tillägg av två ytterligare signalblockerande grindar för att filtrera högfrekvens- brustransienter och för att hindra icke önskade signaler, med 510 077 längre varaktighet än de önskade signalerna, från att interferera.

Signalblockeringsinstrumenteringen är konstruerad och anordnad för att blockera utifrån kommande ultraljudssignaler som uppträder i områden på båda sidor om de mycket svaga signalerna som representerar gränssnittet mellan röret och dess foder. Sådana avstånd sträcker sig åtminstone mellan detta gränssnitt och den inre cylindriska ytan av den samextruderade rörformiga produkten, vars inre yta ger en relativt stark signal, och mellan detta gränssnitt och den yttre cylindriska ytan hos den samextryuderade rörformiga produkten, vars yttre yta också ger en relativt stark signal. Signalblockerings- instrumentationen är således konstruerad och anordnad för att blockera allt brus från rörets ihåliga inre då denna betraktas på detektorns katodstrålerör.

Nödvändig blockerande instrumentering finns tillgänglig kommersiellt, t.ex. den som framställs av den tidigare nämnda Sonic Instruments Inc. och som säljs under handelsbeteckningen VTA063A Main Blocking Gate. Sonic FTS Mark VI tillhandahålles försedd med en sådan blockerande huvudgrind. De andra två blockerande grindarna införlivas i enlighet med uppfinningen för att uppnå ändamålet med uppfinningen. Även om blockering som beskrivs ovan tillåter att de mycket svaga signaler som uppstår från foder-rörgränssnittet kan lokaliseras och följas, uppträder de momentära utifrån kommande transtenta brussignalerna, som nämns ovan, slumpvis och skall ignoreras.

Det skall betonas att zirkoniumröret och dess zirkoniumfoder utgör nästan identiska metaller, varvid röret är framställt av en legering känd som Zirkaloy 2 med ett maximum av cirka l,7% tenn, 0,2 järn, 0,15% krom och 0,09% nickel och fodret väsentligen består av rent zirkonium. På grund av detta har det inte funnits något allmänt tillgängligt sätt för icke- förstörande testning av sådana samextruderade zirkoniummetallrör med avseende på enhetligheten av fodrets tjocklek, eftersom de mycket svaga ljudsignaler som åstadkoms av rör-fodergränssnittet har förhindrat användningen av vanliga ultraljudsmätningssystem_ En typisk kurvremseupptagning framställd i enlighet med förfarandet enligt uppfinningen, indikerande tjocklekar och 510 077 karakteristika längs det samextruderade rörfodret längs det samextruderade röret och fodret visas i figur 1, med fodertjocklekarna representerade av läget pà kurvan 10 pà kurvdelningarna. Varje delning av upptagningsremsan representerar 0,001 inch. Momentära, utifrån kommande transienta ljudsignaler uppträder som spikar 11 och ignoreras vid avläsning av remsan. En typisk tvàstegsstandardscanremsa speciellt framställd för kalibreringsändamàl, som är vanligt inom tekniken, visas i den nedre delen av figuren.

Figur 2 visar en typisk representation pà kodsträleskärmen hos ultraljudssprickdetektorinstrumentet, med fodergräns- snittsekosignalen 12 tydligt synlig mellan en grupp av signaler 13, vilka representerar ekot från rörets yttre yta och en grupp signaler 14, vilka representerar den inre ytan, dvs. det inre diameterekot (ID). _ Figur 3 visar en liknande representation innefattande en avstånd-, amplituds- och korrektions-kurva (DAC) 15, företrädesvis framställd med en Sonic Instruments Inc. CDO 68 Micro-Dec module, som visar fodergränssnittsignalen 12, en tidsgrind, en blockerande huvudgrínd 17, och en andra blockerande grind 18 och en tredje blockerande grind 19.

Tidsgrinden 16 varierar i bredd i enlighet med den tid som det tar för ljudvàgen att förflyttas från rör-fordergränssnittet till den inre ytan av det fodrade röret och styr pennan i kurvskrivaren. Den upptagna kurvan 10 är sant representativ för ljudvàgen som mäter tjockleken hos rörfodret, tjockleken längs rörfodret på alla punkter indikerade genom kurvans 10 placering pà kurvupptagningen. Bredden av den registrerade kurvan 10 representerar excentriciteten i tvärsektionen hos foderröret pà alla givna punkter, ju bredare kurvan är desto större är excentriciteten hos fodrets tvärsektion.

Huvudblockeringsgrinden 17 vars högra gräns är justerbar för att göra rum för signal 12, släcker ut starka signaler till vänster i figur 3 som skulle överstiga och göra rörfodergränssnittssignalen 12 icke-distinkt, och den blockerande grinden 19 åstadkommer sammalunda till höger om tidsgrinden 16 i figur 3. Den blockerande grinden 19, vars vänstra gräns är justerbar för att lämna rum för signaler 14, släcker ut signaler vars varaktighet är mindre än en given tid i 510 077 millisekunder, dvs. tvà eller tre millisekunder.

Den, vänstra och den högra gränsen. hos tidsgrindarna 16 lämnas fria att flyta så att den vänstra kanten pà kurvan 10 kommer att representera ett minimitjockleksvärde pà rörfodret och den högra kanten kommer att representera ett maximitjockleksvärde, härigenom görande det möjligt att specificera minimi- och maximitjockleksvärden för eventuella köpare av produkten. Avstànden mellan signal 12 och gruppen signaler 14 är màttet på rörfodrets tjocklek.

Den blockerande grinden 18 mäste hàllas smalare än tidsgrinden 16 men ändå täcka sä stor yta soul möjligt. Dess vänstra gräns är låst på signal 12 och dess högra gräns hålls väl inom tidsgrinden 16 genom manuell justering av utrustningen baserad pà visuell observation av förändringen. av bredden av tidsgrinden 16, som visar sig som en upplyst rektangel pä katod- strálerörsskärmen. Även om denna uppfinning här illustreras och beskrivits med speciell referens till en utföringsform av densamma som för närvarande anses vara det bästa sättet för att utföra uppfinningen i praktiken, skall det vara underförstått att olika förändringar kan göras vid anpassning av uppfinningen till olika utföringsformer utan att därigenom avvika fràn de bredare uppfinningskoncept som visats häri och som omfattas av de medföljande kraven.

Claims (7)

510 077 EAIENIKEAX

1. Förfarande för mätning av väggtjocklek och tvärsektions- karaktâristika hos ett zirkoniummetallfoder vid ett samextruderat zirkoniummetallrör och rörfoder längs samextruderingssträckan, k ä n.11 e t e c k I1 a t av stegen: kontinuerlig tillförsel av ljudenergi till den yttre ytan av ett roterande samextruderat rör och rörfoder under samtidig förflyttning längs med röret för att generera ekosignaler (12, 14) motsvarande gränssnittet mellan röret och fodret, respektive fràn det samextruderade rörets och rörfodrets inre yta; detektering av ett relativt svagt ultraljudreko fràn gräns- snittet mellan röret och fodret i form av en ekosignal (12) och ett starkare ultraljudseko fràn det samextruderade rörets och fodrets inre yta i form av en ekosignal (14) för att mellan dessa definiera en variabel tidszon (16) motsvarande tjockleks- och tvärsnittskaraktäristika hos rörfodret på successiva punkter längs tillförselsträckan för ultraljudsenergi under samtidig blockering av utifrån kommande signaler på båda sidor av och inom nämnda tidszon (16) medelst blockerande grindar (17, 19 och 18); läsning av den intilliggande den detekterade gränssnittissignalen (12) sidan av den blockerande grinden (18), sà att denna ligger inom tidszonen och pà den detekterade gränssnittissignalen (12); justering av den nwtsatta sidan av grinden då och dá, så att den blockerande grinden kommer att täcka en maximal yta av tidszonen (16), men fortfarande vara smalare än denna tidszon (l6); àterupprepade mätningar av ultraljudsvàgens transporttid tvärs tidszonen (16) längs samextruderingssträckan; och bestämning av fodertjocklekar och karaktäristika ur de uppmätta transporttiderna för ultraljudsvàgen.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det detekterade ultraljudsekot frán gränssnittet (12) och vid det samextruderade rörets och fodrets inre yta (14) avbildas pà en katodstràlerörsskärm tillsammans med ekot (13) av den fràn rörets yttre yta reflekterande ultraljudsenergin.

3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att en DAC-kurva (15), tidszonen (16) och de blockerande grindarna 510 077 också avbildas pà katodstrålerörsskärmen.

4. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att en kurva (10) utvisande tjocklekar och karaktäristika avbildas på en kurvskrivare vars penna styrs av den från tidszonen (16) hârledda ultraljudsenergin.

5. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att eventuella momentana transientbrussignaler, som inte blockeras av de blockerande grindarna, ignoreras såsom varande irrelevanta.

6. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att röret bestàr av en zirkoniumlegering och att fodret väsentligen består av rent zirkonium. _

7. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att tidszonens (16) varierande bredder avbildas pà katodstràlerörsskärmen; och att blockering av utifrån kommande signaler (11) inom nämnda tidszon (16) justeras fràn tidpunkt till tidpunkt så att denna är smalare än de varierande bredderna av tidszonen (16).