SU1322144A2

SU1322144A2 - Method of ultrasonic quality control of welds

Info

Publication number: SU1322144A2
Application number: SU864036467A
Authority: SU
Inventors: Владимир Сергеевич Загорулько; Анатолий Петрович Стипура; Валентин Николаевич Вьюниченко
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности
Priority date: 1986-01-13
Filing date: 1986-01-13
Publication date: 1987-07-07

Abstract

Изобретение относитс к неразрушаемому контролю качества изделий и вл етс усовершенствованием основного изобретени по авт. св. JP1228011, Цель дополнительного изобретени - повьшение точности контрол . При контроле изделий наклонным многократно отраженным ультразвуковым (УЗ) пучком волн используют девиацию частоты УЗ-колебаний, средн частота f которых выбираетс из услови f 5-c/uF d cos,-iC, где с - скорость распространени УЗ волн, d - толщина контролируемого издели , об - угол нормалью к поверхности издели и акустической осью диаграммы направленности пол излучени искател , а uF - относительна полоса пропускани частот искател . За период изменени частоты УЗ-колебаний в изделие излучают не менее шести зондирующих импульсов с разной частотой их заполнени , относительный шаг S изменени частоты УЗ-колебаний от импульса к импульсу выбирают из услови AF/nsS i с/ /п f d cos oi , a дефекты регистрируют по среднему значению амплитуд всех эхо-сигналов за период изменени частоты. S СЛThe invention relates to indestructible quality control of products and is an improvement on the basic invention in accordance with the author. St. JP1228011, The purpose of the additional invention is to increase the control accuracy. When products are monitored with an oblique multiply reflected ultrasonic (US) wave beam, the frequency deviation of the ultrasonic vibrations is used, the average frequency f of which is chosen from the condition f 5-c / uF d cos, -iC, where c is the velocity of the ultrasonic waves, d is the thickness of the controlled about, the angle normal to the surface of the product and the acoustic axis of the radiation pattern of the radiation field of the searcher, and uF is the relative frequency band of the searcher. During the period of changing the frequency of ultrasonic vibrations, at least six probe pulses with different filling frequencies are emitted into the product, the relative step S of changing the frequency of ultrasonic vibrations from pulse to pulse is chosen from the condition AF / nsS i c / / n fd cos oi, and defects register on the average value of the amplitudes of all the echo signals for the period of frequency change. S SL

Description

1one

Изобретение относитс к нераэру- шающему контролю качества изделий и вл етс усовершенствованием способа по авт.св. № 1228011.The invention relates to non-radar quality control of products and is an improvement of the method according to the author. No. 1228011.

Цель изобретени - повышение точности контрол за счет уменьшени разброса амплитуд регистрируемых сигналов.The purpose of the invention is to improve the control accuracy by reducing the spread of the amplitudes of the recorded signals.

При контроле изделий многократно отраженным пучком У3--колебаний, вводимых в металл сварного шва под большим углом (около 70°), дефект озвучиваетс несколькими наход 1цимнс в створе диаграммы направленности пол искател УЗ-лучами, распростран ющимис под разными углами и претерпевающими на своем пути к дефекту и обратно к искателю разное количество отражений от стенок издели .Путь, пройденный каждым из них от искател к дефекту, а вследствие этого и врем их регистрации, будут разными. От дефектов с широкой диаграммой направленности отраженного от них звукового пол временные интервалы ut между соседними регистрирующими сигналами определ ютс по формулеWhen products are repeatedly inspected by a beam of U3 vibrations introduced into the weld metal at a large angle (about 70 °), the defect is voiced by several pulses in the alignment pattern of the searcher's floor with ultrasonic rays that propagate at different angles and undergo the defect and back to the searcher a different number of reflections from the walls of the product. The path each of them travels from the searcher to the defect, and as a result, the time of their registration will be different. From defects with a wide radiation pattern of the sound field reflected from them, time intervals ut between adjacent recording signals are determined by the formula

bt bt

. d с о s ci.. d с о с ci.

Реализаций известного способа основана на выборе определенной длительности зондирующих импульсов, болшей интервала времени bt между соседними регистрируемыми сигналами от дефекта, девиации: частоты зондирующих импульсов в пределах,, в которых выполн етс условие синфазного и противофазного сложени соседних импульсов, и регистрации среднего значени амплитуды сигналов от дефекта за период изменени частоты.The implementations of the known method are based on the choice of a certain duration of probe pulses, a longer time interval bt between adjacent detected signals from a defect, deviation: frequencies of probe pulses within, in which the condition of in-phase and anti-phase addition of neighboring pulses is fulfilled, and recording the average amplitude of signals from defect for the period of frequency change.

Однако при выполнении этих условий не всегда возможно получение высокой точности контрол . Так , например , при определенной частоте собственных колебаний искател , примен емого дл контрол качества ста ль- ного листа известной толщккы, чтобы получить синфазное и противофазное сложение соседн лх сигналов, измен ть частоту необходимо в пределах , превьшающих полосу пропускани искател . При этом высока точность контрол вследсивие потери опреде- , However, when these conditions are met, it is not always possible to obtain high precision controls. For example, at a certain natural frequency of the searcher, used to control the quality of a steel sheet of known thickness, in order to obtain the common-mode and anti-phase addition of adjacent signals, it is necessary to change the frequency within the limits that exceed the searcher's bandwidth. At the same time, the control accuracy is high due to the loss of

2214422144

ленной части информации о дефекте не достигаетс . no part of the defect information is reached.

Дл получени определенной точности контрол необходимо знать коли5 чество и myльcoв и с каким шагом - измен етс частота их заполнени за период девиации.In order to obtain a certain accuracy of control, it is necessary to know the quantity and myles and with what step - the frequency of their filling changes during the period of deviation.

Экспериментально установлено, что обеспечить выполнение услови It was established experimentally that ensure compliance with the conditions

JO синфазного и противофазного сложени сигналов возможно при изменении частоты заполнени зондирующих импульсов в пределах, когда число периодов ультразвуковых колебаний, укладывающихс в интервале между соседними регистрируемыми от дефекта эхо-сигналами, изменилост бы на один или более .период. При известной относительности полосе пропускани час20 тоты (uF) собственна частота искател определ етс из услови JO of common-mode and anti-phase addition of signals is possible when the filling frequency of the probe pulses is changed within the limits when the number of periods of ultrasonic oscillations placed in the interval between adjacent echoes registered from a defect would change by one or more periods. With known relativity, the bandwidth of the clock (uF) of the seeker's own frequency is determined from the condition

1515

f 5f 5

с uFd with uFd

cosotcosot

Однако вьшолнение этого услови вл етс недостаточным дл получени высокой точности контрол .However, the fulfillment of this condition is not sufficient to obtain high control accuracy.

Экспериментально установлено, что дл получени высокой точности контрол необходимо, чтобы количество п зондирующих импульсов было больше или равно шести. При этом увеличение количества импульсов больше шести не приводит к существенному снижению относительной погреш ности контрол . И, наоборот, использование меньше шести импульсов приводит к резкому увеличению погрешности контрол .It was established experimentally that in order to obtain high accuracy of control it is necessary that the number n of probe pulses be greater than or equal to six. At the same time, an increase in the number of pulses greater than six does not lead to a significant decrease in the relative error of the control. Conversely, the use of less than six pulses leads to a sharp increase in the control error.

Из этого следует, что дл достижени высокой точности контрол необходимо использовать не менее шести импульсов.From this it follows that in order to achieve high accuracy of control it is necessary to use at least six pulses.

Относительный шаг S изменени частоты должен удовлетвор ть следующим услови м. Диапазон изменени частоты ультразвуковых колебаний за период ее девиации не должен выходить за пределы полосы пропускани искател The relative step S of frequency change should satisfy the following conditions. The range of change in the frequency of ultrasonic oscillations during the period of its deviation should not go beyond the finder bandwidth.

Л F й- п S .L f y-n s.

Изменение частоты от импульса к импульсу с относительным шагом Должно обеспечить изменение числа периодов ультразвуковых колебаний,The change in frequency from pulse to pulse with a relative pitch should provide a change in the number of periods of ultrasonic vibrations,

укладывающихс в интервале времени между соседними регистрируемыми от дефекта сигналами не менее, чем 1placed in the time interval between adjacent signals detected from the defect not less than 1

fd cosofd coso

Эти услови записываютс в следующем виде:These conditions are written as follows:

±1. . 5 nfd- cos 66± 1. . 5 nfd- cos 66

Способ контрол качества сварньк швов осуществл етс следующим образом .The method of quality control of welds is carried out as follows.

Ввод т в металл издели со сварным швом и принимают с помощью призматического искател наклонный пучок ультразвуковых колебаний, кото- ,рый, распростран сь в стенке издели до дефекта и обратно, многократно отражаетс от стенок издели : длительность С зондирующих импульсов уста- навливают и выбирают из услови The welded seam products are introduced into the metal and, using a prismatic searcher, a tilted beam of ultrasonic vibrations, which, propagating in the product wall to the defect and back, is repeatedly reflected from the product walls: the duration C of the probe pulses is set and selected from conditions

о about

3d- COSaS3d-COSaS

где d - толщина стенки контролируемого издели , с - скорость распространени сдвиговых ультразвуковых колебаний в металле об угол между нормалью к поверхности издели и акустической осью диаграммы направленности пол искател в металле издели j частоту заполнени зондирующих импульсов от импульса к Импульсу измен ет с помощью, например, генератора зондирующих импульсов с девиацией частоты, причем среднюю частоту f его выбирают из услови where d is the wall thickness of the controlled product, c is the speed of propagation of shear ultrasonic vibrations in the metal about the angle between the normal to the surface of the product and the acoustic axis of the pattern of the seeker's field in the metal of product j the filling frequency of the probe pulses from pulse to pulse changes using, for example, generator of probe pulses with frequency deviation, and the average frequency f it is chosen from the condition

f Ьf b

и Fd- cos обand Fd- cos about

где U F - относительна полоса пропускани частоты искател , излучают в металл издели не менее шести зондирующих импульсов с относительным шагом 5 изменени частоты из заполнени , величину которого выбирают из услови where U F is the relative frequency bandwidth of the seeker, emit into the metal of the product at least six probe pulses with a relative step 5 of the frequency change from the filling, the value of which is chosen from the condition

00

5five

5 five

00

F,. ,F ,. ,

п nfd- cos обp nfd- cos about

где п - количество зондирующих импульсов за период девиации частоты, а дефекты регистрируют по среднему значению амплитуд эхо-сигналов от дефекта за период изменени частоты с помощью например, стандартного блока обработки информации, имеющего пороговое устройство.where n is the number of probe pulses during the period of frequency deviation, and defects are recorded by the average value of the amplitudes of the echo signals from the defect over the period of frequency change using, for example, a standard information processing unit having a threshold device.

Выбор параметров контрол , а именно средней частоты f ультразвуковых колебаний, количество п импульсов за период ее девиации и шага S ее изменени от импульса к импульсу обеспечивают высокую точность контрол за счет уменьшени разброса амплитуд регистрируемых от дефекта сигналов.The choice of control parameters, namely, the average frequency f of ultrasonic vibrations, the number n of pulses during the period of its deviation, and the step S of its changes from pulse to pulse, provide high accuracy of control by reducing the variation of amplitudes of signals recorded from a defect.

Форму л.а изобретени Invention Form

Способ ультразвукового контрол качества сварных швов по авт.св. № 1228011, о т л и ч а ю- щ и и с тем, что, с целью повышени точности контрол за счет уменьшени разброса амплитуд регистрируемых сигналов, среднюю частоту сдвиговых ультразвуковых колебаний выбирают из услови The method of ultrasonic quality control of welds by auth.St. No. 1228011, that is, with the fact that, in order to increase the control accuracy by reducing the amplitude variation of the recorded signals, the average frequency of the shear ultrasonic vibrations is chosen from the condition

А Fd cos oiA Fd cos oi

где ДР - относительна полоса пропускани частот искател , а в металл издели ввод т не менее шести зондирующих импульсов за период девиации частоты с шагом S изменени частоты их заполнени , величину которого выбирают из услови where DR is the relative bandwidth of the searcher, and at least six probing pulses are introduced into the metal of the product during the period of frequency deviation with step S of the frequency of their filling, the value of which is chosen from the condition

Al. пAl. P

nfd -cos сх50nfd -cos cx50

где п - количество зондирующих импульсов за период девиации частоты.where n is the number of probe pulses during the period of frequency deviation.

Claims

Ultrasonic method for weld quality No. 1228011, due to the fact that, in order to increase the accuracy of control by reducing the spread of amplitudes of the recorded signals, the average frequency of the shear ultrasonic vibrations is chosen from the condition __с_ _. i Fd cos about the control and when the finder frequencies are released, the products introduce at least six probe pulses during the frequency deviation period with step S of the frequency of their filling, the value of which is chosen from the condition iF is the relative bandwidth into the metal

----- S 5. η s

nf d · cos oc where η is the number of pulses per frequency.

probing imperiode deviation