SU1259178A1 - Способ ультразвукового контрол сварных швов труб и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю сварных соединений тонкостенных труб малого диаметра ультразвуковыми методами. Цель изобретени  - повьшение чувствительности контрол  к дефектам типа игольчатые поры. Новым в способе и устройстве . вл етс  использование пучка ультразвуковых колебаний,диафрагмированного при помощи воздушных диафрагм 9 до величины, близкой к диаметрам игольчатых пор, вводимого в кольцевое сварное соединение под такими углами неортогональности и ввода , что достигаетс  прозвучивание корн  и сечени  шва пр мым лучом. Вырез 13 в корпусе 10 акустического блока служит предельным шаблоном дл  валика усилени  сварного шва и позвол ет одновременно с ультразвуковым контролем вести контроль геометрических размеров валика усилени . 2 с.п. ф-лы, 2 ил. (Л 1C СП ;о 00

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю изделий и материалов , в частности к ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано , например, дл  контрол  свар- ных соединений тонкостенных труб малого диаметра..

Цель изобретени  - повышение чувствительности контрол  к дефектам цилиндрической формы с малым диаметром (игольчатые поры), и повышение производительности контрол .

На фиг. 1 представлена схема реализации способа; на фиг. 2 - устройство ультразвукового контрол  свар- ных швов труб, осуществл ющее способ .

На схеме реализации способа показаны труба 1 со сварным ншом 2, из- лучающий 3 и принимающий А- преобразователи , диафрагма 5, дефекты 6 и 7 цилиндрической формы.

Преобразователи 3 и 4 установлены встречно друг другу с углом j накло- на их акустических осей к поверхности трубы 1 и под углом Q к продольно оси 00 сварного шва 2. Кроме того, на фиг. 1 показан угол л ввода пучка поперечных ультразвуковых колебаний трубу,

Устройство ультразвукового контрол  сварных швов труб содержит корг пус в виде многогранной призмы 8, воздушную диафрагму, вьтолненную в виде прорезей 9 Йа боковых гран х 10 призмы 8, пьезоэлементы II, высокочастотный кабель 12 дл  подключени пьезоэлементов 11 к генератору и приемнику дефектоскопа (не показаны), контактную поверхность 13, радиус кривизны которой г рарен радиусу контролируемой трубы, вырез li шириной t и радиусом R на контактной поверхности 13, где R радиус сварного шва с валиком усилени  максимально допустимой высоты дл  данного типоразмера труб , а Е - максимально допустима  ширина валика усилени  сварного шва дл  данного типоразмера труб.

Сущность способа заключаетс  в следующем.

Дл  того, чтобы вы вить дефекты сварного шва типа игольчатых пор, которые представл ют собой дефекты цилиндрической формы с малым диаметром , ориентированные перпендикул рно внутренней поверхности трубы, необ

5

0

5 Q

0

5

0

ходимо подобрать такие параметры ультразвукового контрол , чтобы эти дефекты наиболее сильно вли ли на параметры ультразвуковых колебаний. Поэтому, согласно способу, ультразвуковые преобразователи 3 и 4 с углом у наклона их акустических осей устанавливают на поверхности трубы 1 встречно друг другу по разные стороны сварного шва 2 и под углом 9 к продольной оси 00 сварного шва 2. Ввод т в трубу 1 пучок ультразвуковых колебаний под углом oi и принимают прошедшие сварной шов 2 ультразвуковые колебани . При этом пучок ультразвуковых колебаний с помощью диафрагмы 5 формируют так, чтобы его сечение имело форму и размеры близкие к форме и размеру вы вл емых дефектов 6 и 7, в частности, дефектов типа игольчатых пор, Причем углы oi , У и 0 выбирают из услови  прохождени  оси пучка ультразвуковых колебаний посредине толщины контролируемого сварного шва.

Это условие достигаетс  в том случае, когда углы ос , J и б) задаютс  следующими соотношени ми:

VI ос - arcsin(p- sinoC )

pd arGctg(K sin б ), где Cg - скорость продольных ультразвуковых колебаний в корпусе преобразовател ; С - скорость поперечных ультразвуковых колебаний в контролируемом металле; К - коэффициент размеров трубы. К - определ етс  по формуле гг rS-S

к - -

где г - наружный радиус контролируемой трубы; S - толщина стенки контролируемой

трубы.

Устройство дл  ультразвукового контрол  сварных швов труб, реализующее описываемый способ, работает следующим образом.

Устанавливают устройство на контролируемую трубу 1 так, чтобы контактна  поверхность 13 призмы 8 плотно прилегала к поверхности трубы I, а валик усилени  сварного щва 2 попал в вырез 14, вьтолненный на контактной поверхности 13 призмы 8, Затем осуществл ют сканирование приз31

мы 8 по периметру сварного шва 2.

Подбор углов 9 , J и oi в призме 8 устройства и диафрагмирование пучка ультразвуковых колебаний при помощи прорезей 9, выполненных на боковых гран х 10 призмы 8 до величины 1,5- 2 мм, близкой к диаметрам игольчатых пор, составл ющим 0,3-1 мм, позвол ет получить в контролируемом металле за счет расхождени  боковых лучей узкую в горизонтальной и выт нутую в вертикальной плоскости диаграмму направленности, что дает - возможность контролировать корень и сечение шва 2 пр мым лучом за один оборот устройства вокруг сварного шва. При отсутствии дефектов Б сварном шве 2 на оси между излучающим и приемным пьезоэлемента- ми 11 на экране дефектоскопа наблюдаетс  сигнал с незначительно изме- н ющейс  по периметру щва 2 амплитудой , что обусловлено, в основном, качеством акустического контакта. Отсутстви  на экране сигнала в этом случае свидетельствует об отсутствии акустического контакта, а это говорит о превышении максимально допустимых высоты и щирины валика /силени  сварного щва. При наличии дефектов 6 и 7 типа игольчатых пор в сварном щве 2 на оси между излучающим и приемным пьезоэлементами 1 амплитуда сигнала от прошедших через сварной шов 2 ультразвуковых колебаний на экране дефектоскопа резко уменьшаетс , потому что дефекты типа игольчатых пор, идущие от наружной или внутренней поверхности сварного шва перпендикул рно этим поверхност м , перекрыва  значительную часть диафрагмированного пучка ультразвуковых колебаний, создают большую звуковую тень, При наличии в сварном шве 2 на оси между излучаюшлм и приемным пьезоэлементами 11 дефектов других типов с ориентацией вдоль поверхностей шва на экране дефектоскопа также наблюдаетс  уменьшение амплитуды сигнала от прошедших ультразвуковых колебаний, но в меньшей степени, чем в случае дефектов типа игольчатых пор. Дл  прот женных дефектов типа трещин, непроваров, несплавлений устройство позвол ет измер ть их прот женность по началу и концу уменьшени  амплитуды сигнала от прошедших колебаний.

Координаты дефекта на поверхности

78 4

сварного шва можно определить, как место пересечени  осей диафрагмированных пучков ультразвуковых колебаний с одинаковыми углами б , у и nS , если прозвучивание сварного шва осуществл ть в пересекающихс  направлени х .

Необходимые дл  тех или иных сварных соединений уровни чувствительности контрол  устанавливаютс  перед началом контрол  по искусственным отражател м в виде цилиндрических отверстий различных глубины и диамет-

ра, расположенным на испытательном образце, изготовленном из участка трубы радиуса г с толщиной стенки S, совпадающими с радиусом и толщиной стенки контролируемой трубы.

Claims (2)

1.Способ ультразвукового контрол  сварных швов труб, заключающийс 

в том, что устанавливают по разные стороны шва наклонные ультразвуковые излучающий и приемный преобразователи встречно друг другу с углом у наклона их акустических осей и под углом 9 к продольной оси сварного щва, излучают с помощью излучающего преобразовател  пучок ультразвуковых колебаний, вход щих в трубу под углом об , принимают прошедшие контролируемый-шов ультразвуковые колебани  с помощью приемного преобразовател , по величине амплитуды которых определ ют наличие дефектов, отличающийс  тем, что, с целью

повьшени  чувствительности контрол  к дефектам типа игольчатые поры,

пучок ультразвуковых колебаний формируют таким образом, чтобы его сечение соответствовало форме и размерам вы вл емых дефектов, а углы о , J и 9 выбирают из услови  прохождени  оси пучка ультразвуковых колебаний посредине толщины контролируемого сварного щва.

2.Устройство дл  осуществлени  способа ультразвукового контрол  сварных швов труб, содержащее корпус с криволинейной контактной поверхностью , соответствующей профилю трубы, установленные в нем встречно друг другу под углом к продольной оси Криволинейной контактной поверхности наклонные излучающий и приемный пьезоэлементы, о т л и ч а ющ е е с   тем, что, с ;целью, повыше

ни  чувствительности и производительности контрол , корпус выполнен в виде многогранной призмы и снабжен диaфpaгмoЙJL выполненной в виде прорезей на ее боковых гран х, на криво-

линейной контактной поверхности выполнен вырез, соответствующий профилю валика усилени  сварного шва трубы , а пьезозлементы расположены за прорез ми.

Редактор Н. Марголина

Составитель С. Волков

Техред И.Верес Корректор А. Т ско

Заказ 5115/42Тираж 778Подписное

ВНИИЛИ Государственйого комитета СССР

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

Производственно- полиграфическое предпри тие, г, У;чсгород, ул. Проектна  , 4