SU1223133A1 - Способ контрол качества поверхности изделий и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области .акустических методов неразрушающёго контрол  и может быть использовано при контроле гладких поверхностей. Целью изобретени   вл етс  возможность вы влени  поверхностных дефектов . вследствие приема акустических колебаний, возбужденных обдувающей контролируемую поверхность струей газа. Контролируемую поверхность, издели  12 обдувают из сопел узла генерировани  одной из платформ под углом oL , равным 45+15. В результате обдува узконаправленной струей 1 газа полости дефекта 13 образуетс  вторичный поток 2 газа и акустические колебани  с фронтом 3 распространени . Колебани  принимают многосекционным акустическим приемником , кажда  секци  которого располагаетс  вокруг сопла и защищена акустическим экраном в полосе частот, ограниченной сверху величиной fj , выбранной из услови  f. с/1, где с - скорость распространени  акустических колебаний в газовой среде, 1 - длина струи газа. Сканируют по- i верхность издели  12 струей газа при помощи механизма сканировани  одной из платформ с установленными на ней в шахматном пор дке соплами. Затем производ т поворот сопла на

Description

90° вокруг оси,-перпендикул рной контролируемой поверхности издели  12, и дополнительное сканирование нее неподвижной платформы с установленными на ней в шахматном пор дке соплами, ось которых перпендикуf

Изобретение относитс  к области акустических методов неразрушающего контрол  и может быть использов.ано при контроле гладких поверхностей, в частности плоскостей летательных аппаратов дл  вы влени  поверхностны трещин.

Целью изобретени   вл етс  возможность вы влени  поверхностных дефектов , благодар  генерации в них акустических колебаний направленной струей газа, которой под углом 45+15 обдуваетс  контролируема  поверхность .

На фиг.1 схематически представ- лена картина, возникающа  при генерации акустических колебаний в трещине направленной струей газа; на фиг.2 устройство дл  контрол  качества поверхности изделий, реализую- щее способ; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2.

На фиг.1 обозначена стру  1 газа, отраженный вторичный поток 2 газа, фронт 3 акустических колебаний, воз- никающих в результате взаимодействи  обдувающего и отраженных потоков 1 и 2.

Устройство дл  контрол  качества поверхности изделий, реализующее предлагаемьА способ, содержит много- сопловый узел 4 генерировани  струи газа, включающий сопла 5 и многосекционный акустический приемник 6, кажда  секци  которого располагает- с  вокруг сопла 5. Кроме того, устройство содержит два механизма 7 сканировани , св занные с ними платформы 8, установленные в одной кости с возможностью взаимно перпен- дикул рного перемещени , и акустичес Ксие экраны 9, окружающие каждую секцию приемника 6. Сопла 5 установ- лены на платформах 8 в шахматном пор дке .

л рна оси ранее используемых сопел. В ходе сканировани  измер ют частоту и амплитуду прин тых колебаний и по их величине определ ют наличие поверхностных дефектов 13 издели  12. 2 с.п. ф-лы.: 3 ил.

Устройство также содержит направл ющие 10, установленные в ходе конт рол  на изделие и обеспечивающие вза имно перпендикул рные перемещени  платформ 8, и опорные ролики П, соединенные с платформами 8 и взаимодействующие при перемещени последт них с направл ющими 10. Сопла 5 установлены на платформах 8 таким образом , что при установке последних параллельно поверхности контролируе-. мого издели  ось сопел 5 образует с ней угол 0 , равный 45+15°. Кроме того , устройство содержит контролируемое изделие 12 и дефект 13, расположенный на поверхности.

Способ контрол  качества поверхности изделий заключаетс  в том, что обдувают контролируемую поверхность узконаправленной струей газа из сопла под углом о , равным 45+15 ° . Стру  газа при попадании в дефект контролируемого издели  возбуждает акустические колебани . Возбужденные акустические колебани  принимают в полосе частот, ограниченной сверху величиной f , -выбранной из услови 

f, с/1, ;

где с - скорость распространени  акустических колебаний в газовой среде,м/с; 1 - длина струи газа, м. Измер ют параметры прин тых колебаний: частоту и амплитулу максимума . Производ т сканирование всей контролируемой зоны поверхности издели  узконаправленной струей газа, а затем после поворота сопла на 90° вокруг оси, перпендикул рной контролируемой поверхности, осуществл ют дополнительное сканирование всей контролируемой зоны поверхности издели . Наличие поверхностных дефактов определ ют по величине измеренных параметров прин тых колебаний

Устройство дл  контрол  качества поверхности изделий работает следующим образом.

Обдувают контролируемую поверхность издели  12 из сопел 5 узла 4 гнерировани  одной из платформ 8 под углом о( J равным 45+15°. При обдуве под острым углом узконаправленной струей 1 газа гладкой поверхности контролируемого издели  12 в полости трещины 13 с раскрытием, на пор док меньшим .размеров сечени  струи газа, возникает зона повьшенного давлени , в результате возникновени  которой образуетс  отраженный вторичный поток 2 газа, направленный примерно пепендикул рно поверхности контролируемого издели . Отраженный поток 2 взаимодействует с обдувающей струей 1 и отклон ет ее. Отклонение струи приводит к уменьшению противодавлени  потока 2 и стру  занимает свое первоначальное положение. Многократные отклонени  струи вызывают акустические колебани , фронт 3 которых обозначен на фиг.1. Частота возбужденых акустических колебаний св зана с сечением (объемом) трещин 13. Возбужденные акустические колебани  принимают многосекциснным акустическим приемником 6, кажда  секци  которого располагаетс  вокруг сопла 5 и защищена от воздействи  акустических колебаний , возбуждаемых другими соплами 5 узла 4 генерировани , и посторонних шумов акустическим экраном 9. Прием акустических колебаний производ т в полосе частот, ограниченной сверху величиной Гц, выбранной дл  исключени  интерференционной волны, возникающей в зазоре между узлом 4 генерировани  и поверхностью контролируемого издели . 12, из услови 

. f,.c/l,.

где с - скорость распространени  акустических колебаний в газовой рреде, истекающей из сопла 5, м/с; 1 - длина струи газа, м. С приемника 6, выполненного,например , в виде пьезоэлемента, преобра- зованные в электрический сигнал прин тые акустические колебани  поступают в блок регистрации и обработки

223133

(не показан), где измер ют частоту и амплитуду максимума прин тых колебаний . Производ т сканирование всей контролируемой зоны поверхности из5 делил 12 узконаправленной струей газа посредством перемещени  механизмом 7 сканировани  одной из платформ 8 с установленными на ней в шахматном пор дке соплами 5 и опор10 ными роликами 11 по н аправл ющим 10. Затем производ т поворот сопла 5 на 90° вокруг оси, перпендикул рной контролируемой поверхности издели  12, и дополнительное сканирование

15 всей контролируемой зоны поверхности издели  12 узконаправленной струей газа посредством перемещени  другим механизмом 7 сканировани  ранее неподвижной платформой 8 с ус20 тановленными на ней в шахматном по-. р дке соплами 5, ось которых перпендикул рна оси ранее используемых сопел 5 в проекции на плоскость поверхности контролируемого издели  12,

25 и опорными роликами 11 по направл ющим 10, которые также перпендику- . л рны ранее использованным. Наличие поверхностного дефекта. .13 определ ют по величине измеренных параметров

30 прин тых колебаний. По частоте при-г н тых колебаний определ ют относительное раскрытие дефектов 13 по отношению к эталонному дефекту. Учитыва  зависимость длины трещины от раскрыти , опре ел ют на основании прин тых колебаний-длину дефекта 13. Определение размеров дефекта 13 производ т при его нормальной ориентации относительно проекции оси сопла

5 на поверхность издели  12.

При помощи сопла с диаметром среза в пределах 0,3-0,5 мм, расположенного на рассто нии 5 мм от конт- ролируемой поверхности, вы вл ютс  трещины с раскрытием до 0,05 мм при длине 0,2-0,3 мм. При контроле трещины на поверхности издели  с раскрытием 0,1 мм, нормально ориентированной относительно струи воздуха с давлением I атм, частота максимума прин того сигнала лежит в диапазоне частот 35-40 кГц. При совмещении ориентации трещины с направлением обдува частота максимума прин того сигнала смещаетс  в диапазон частот 20-25 кГц, а амплитуда максимума снижаетс  относительно амплитуды прин того сигнала при нормальной ориентации более чем в 4 раза.

Claims (2)

1. Способ контрол  качества по- .верхности изделий, заключающийс  в том, что обдувают контролируемую поверхность узконаправленной струей газа из сопла, принимают акустические колебани , возбуждаемые струей газа, измер ют их параметры-и сканируют контролируемую поверхность издели , отличающийс  тем, что, с целью возможности вы влени  поверхностных дефектов, осуществл ют дополнительное сканирование контролируемой поверхности издели  после поворота сопла на 90° вокруг оси, перпендикул рной контролируемой поверхности, обдув производ т под углом о., равным 45-15°, прием акустических колебаний производ т в полосе частот, ограниченной сверху величиной fg, выбранной из услови 

f J - с /1,

где с - скорость распространени  акустических колебаний в газовой среде, м/с; 1 - длина струи газа, м, и измер ют частоту и амплитуду максимума прин тых колебаний, по величине которых определ ют наличие поверхностных дефектов.

2. Устройство дл  контрол  качества поверхности изделий, содержащее узел генерировани  с соплом струк газа и акустический приемник, расположенный вокруг сопла, отличаюЩ е е с   тем, что, с целью возможности вы влени  поверхностных дефектов , оно снабжено двум  механизмами сканировани , св занными с ними платформами, установленными в

0дной плоскости с возможностью взаимно перпендикул рного перемещени , и акустическими экранами, узел генерировани  струи вьшолнен многосопловым , сопла установлены на платформах в щахматном пор дке, акусти- ческий приемник вьтолнен многосекционным , а кажда  его секци  окружена акустическим экраном.

Л

/J

Л

12

Редактор Л.Гратилло.

Составитель В.Гондаревский

Техред О.СопкоКорректор Д.

Заказ 1706/47 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Фиг. J