SU1479871A1

SU1479871A1 - Способ ультразвукового контрол качества сварных швов изделий

Info

Publication number: SU1479871A1
Application number: SU874232812A
Authority: SU
Inventors: Валерий Тимофеевич Власов; Сергей Альтаирович Волков
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Монтажным И Специальным Строительным Работам
Priority date: 1987-04-22
Filing date: 1987-04-22
Publication date: 1989-05-15

Abstract

Изобретение относитс к области акустических методов неразрушающего контрол . Целью изобретени вл етс повышение достоверности контрол вследствие уменьшени уровн сигналов помехи, отраженных от валика усилени сварного шва, благодар выбору углов между акустическими ос ми излучени и приема осью сварного шва. Излучают наклонные поперечные колебани под углом ϕ к оси шва. Принимают с этой же стороны шва поперечные колебани , распростран ющиес под углом ϕ к оси шва. Акустические оси излучени и приема пересекаютс на задней границе сварного шва. Рассто ни между точками излучени и приема и точкой пересечени соответствующих акустических осей выбраны неравными / разна кратность отражений /. Выбор угла ϕ обеспечивает отсутствие в точке приема сигналов помехи, обусловленных отражением в сварном шве поверхностных и головных волн, образующихс в результате трансформации излучаемых поперечных колебаний на входе в сварной шов. 2 ил.

Description

1

Изобретение относитс к акустическим методам неразрушаемого контрол и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии сварных швов изделий с неудаленным .валиком усилени .

Целью изобрете ни вл етс повышение достоверности контрол за счет уменьшени уровн сигналов помехи, отраженных от валика усилени сварного шва.

На фиг. 1 схематично представлено образование поверхностных и головных волн в результате трансформации излучаемых в изделие со сварным швом поперечных волнЈ на фиг. 2 - схема УЗ контрол качества сварных швов изделий.

Способ УЗ-контрол качества сварных швов изделий заключаетс в следующем .

В изделие излучают поперечные колебани в направлении, образующем угол tp с осью сварного ива, который выбирают из услови

arosin(Cs/CL) Ј -Ц Ј arccos

4ь

СО

00

1

clRoO,

скорость распространени

поверхностных и продоль- 5 ных УЗ волн в материале сварного шва издели соответственно-} ширина сварного шва-, толщина кромок сварного

шва;

угол ввода излучаемых поперечных колебаний в материал издели .

УЗ-колебани с той же распростран ющеес под (f к оси сварного шва осительно излучаемых Причем рассто ни LM и

20

Ln от точек излучени и приема до пересечени акустических осей излучени и приема на задней границе сварного шва предварительно выбирают из условий

Ьи (n + -|-)d-tgci.,

Ln Ч ditpXi

где n 0,1,2... - целое число, соот

ветствующее кратности отражений поперечных колебаний от точки ввода до точки пересечени акустических , осей излучени и приема.

Параметры прин тых колебаний из- мер ют и определ ют по ним качество сварного шва издели .

Способ УЗ-контрол качества сварных швов изделий реализуетс следующим образом,

На контролируемое изделие со сварным швом устанавливают излучающий и приемный наклонные преобразователи , например, с призмами из оргстекла с углом 50 , Контролю, напри

мер, подвергаетс стыковой сварной шов шириной в 21 мм стальных листов толщиной f 11 мм. Угол Ы. ввода поперечных УЗ-колебаний в стальной лист составл ет 67°. Излучающий и приемный преобразователи установлены таким образом, чтобы их акустические оси пересекались в точке 0 на задней границе MN сварного шва и их

проекции на плоскую поверхность листа образовывали с границей MN равные углы Ср , а рассто ние LM от точки И ввода УЗ-колебаний до точки 0 и рассто ние Ln от точки П приема УЗ-колебаний до точки 0 выбраны из услови

-и (п + -y)d-tp,ot;

0

5

0

5

.Q

д5

0

55

Ln Ьи - d- tgot,

где n - целое число, соответствующее кратности отражений поперечных УЗ колебаний от точки И до точки О,

например, при n 2:Ln 64,8 мм, Ln 90,1 мм. Причем угол Ц выбирают внутри интервала значений, определ емого условием

arcsin(C5/Cu) -j- -Ц) ar-ccos

i

(-g-.ctgoO,

где Сд, CL - скорость распространени соответственно поверхностных и продольных колебаний в материале сварного шва,

В данном случае С5 2,95-10 мм/с, CL 5,84-Ю6 мм/с, откуда 54, Ј 59,7°.

Оптимальным значением угла ср вл етс середина указанного диапазона,

При введении УЗ-колебаний в контролируемое изделие они распростран ютс в сторону сварного шва, отражаютс в точке В от донной поверхности и попадают на поверхность усилени шва частично под углами, равными или близкими к касательному (фиг. 1). Излучаема поперечна волна, распростран юща с со скоростью Ст (далее, волна Ст), дифрагирует на границе PQ сварного шва и возбуждает новые волны - поверхностную и головную, распростран ющиес со скорост ми Cs и Сг (далее, волны Сеи Сг). На границе MN сварного шва нарушаютс услови существовани волн Cs и Сг, и они

переизлучаютс в продольные С и С1, и

с г поперечные Cj и Ст волны, вл ющиес

источником помех от усилени шва. Кроме того, существуют вторичные пере излученные волны других типов, но их интенсивность мала и практически не оказывает вли ни на уровень помех.

Поскольку скорости Cf, C и С больше С , то помехи, вызванные этими типами волн, при приеме могут быть (восприн ты как сигналы от дефекта, лежащего внутри шва, а помехи от волны С - как сигналь: от дефектов на границе шва.Поскольку на границе MN дл перечисленных волн отражение происходит с трансформацией, углы между направлением их распространени и пр мой MN будут отличатьс от угла tf (фиг. 2): чем меньше угол (f , тем больше это бтличие, При угле Ср

Т С5„

-г- - arcsin --- исчезает волна С . /CLЦ

Причем уменьшение угла (о без ограничений невозможно. Дл получени достоверных результатов контрол всего сечени шва необходимо, чтобы излученный УЗ-луч пересекал сечение шва без отражений, следовательно проекци отрезка ОА акустической оси излучател на плоскость издели (ОА b/sinCp ) не должна превышать величины cb tgoi. Эти соображени учтены при выборе угла ц . Дл подавлени геометрической составл ющей помех от усилени шва, обусловленных зеркальным отражением излучаемой волны С при условии 30 ни Ъи и Ln от точек излучени и при- ее падени перпендикул рно поверхнос- ема до пересечени акустических осей

и

И

Ln

(п

L п Ь и

5

ти усилени шва, рассто ни выбраны неравными (разна кратность отражений). При этом сигнал отраженный от усилени шва, не попадает 35 на приемный преобразователь. Выбор неравных рассто ний обеспечивает наилучшее вы вление плоскостных вертикально ориентированных дефектов. Излучают излучающим преобразователем 40 УЗ-колебани и принимают приемным преобразователем УЗ-колебани , отраженные в сварном шве издели . С помо- где С щью УЗ-дефектоскопа измер ют параметры прин тых колебаний и определ - 45 ют качество контролируемого сварного шва.

Реализаци способа УЗ-контрол качества сварных швов изделий позвол ет снизить уровень помех от усиле- 50 ни шва при контроле сварных соединений толщиной 6-20 -мм, выполненных двухсторонней сваркой на 18 дБ, обеспечива тем самым вы вление дефектов п 0,1,2, с эквивалентной площадью 1,5 мм2 при 55 отношении сигнал-помеха, равном 2. При реализации способа УЗ-контрол качества сварных швов изделий с помощью

излучени и приема на задней границе сварного шва соответственно выбирают из условий

Vi

arcsin(C5/Cb) - -(f arccos (---ctgoi)

+ ---)d-tgot ;

d.tgoC,

C - скорость распростране- нени поверхностных и головных волн в материале сварного шва соответственно j

b - ширина сварного шва,

d - толщина кромок сварного шва1,

DЈ - угол ввода излучаемых поперечных колебаний в материал изделий; - целое число, соответствующее кратности отражений поперечных акустических осей излучени и приема.

автоматизированного дефектоскопа УД2С- 93 при контроле одной парой преобразователей (излучатель-приемник), рас- положенной с одной стороны шва, и второй аналогичной парой преобразователей , расположенной с другой стороны шва, достигаетс достоверность результатов контрол , равна 97%,

10

Claims

Формула изобретени

Способ ультразвукового контрол качества сварных швов изделий, заключающийс в излучении в изделие поперечных колебаний в направлении, образующем угол Cf с осью сварного пгва, приеме колебаний с той же стороны шва,, распростран ющихс под угломер к оси

сварного шва зеркального относительно излучаемых колебаний, измерении параметров прин тых колебаний и определении по измеренным параметрам качества сварного шва издели , о т л и-

чающийс тем, что, с целью повышени достоверности контрол за счет уменьшени уровн сигналов помехи , отраженных от валика усилени сварного шва, угол q и рассто

35 40 где С 45

излучени и приема на задней границе сварного шва соответственно выбирают из условий

Vi

arcsin(C5/Cb) - -(f arccos (---ctgoi) )

Ln

(п

е С

+ ---)d-tgot ;

L п Ь и

е С

d.tgoC,

,2,

C - скорость распростране- нени поверхностных и головных волн в материале сварного шва соответственно j

b - ширина сварного шва,

d - толщина кромок сварного шва1,

DЈ - угол ввода излучаемых поперечных колебаний в материал изделий; - целое число, соответствующее кратности отражений поперечных акустических осей излучени и приема.

м

Ф«9.1

Фив.1

н