SU1497561A1 - Способ зеркально-теневого ультразвукового контрол изделий равного сечени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к акустическим методам неразрушающего контрол . Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности и точности контрол  при значительных скорост х сканировани  за счет излучени  непрерывных колебаний и измерени  крутизны изменени  амплитудной огибающей вследствие более точного измерени  глубины залегани  дефекта и возможности различени  нарушени  качества акустического контакта и дефекта. В изделии наклонно возбуждают в одной точке непрерывные ультразвуковые (УЗ) колебани  и принимают в другой точке отраженные противоположной поверхностью издели  УЗ-колебани . Сканируют изделие и измер ют амплитуду прин тых колебаний. При уменьшении амплитуды прин тых УЗ-колебаний фиксируют местоположение точек приема и измер ют крутизну изменени  амплитудной огибающей прин тых УЗ-колебаний. По измеренной крутизне определ ют наличие дефекта. Измер ют рассто ние между зафиксированными местоположени ми точек и с его помощью определ ют глубину залегани  дефекта. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс .к акустическим методам неразрушающего контрол  и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии изделий равного сечени , например, при скоростном контроле листового и сортового проката, железнодорожных рельсов.

Цель изобретени  - повышение достоверности и точности контрол  при значительных скорост х сканировани  за счет использовани  в качестве критери  наличи  дефекта значени  крутизны изменени  амплитудной огибающей прошедших через изделие УЗ-коле- .баний.

На фиг. представлена схема зеркально-теневого УЗ-контрол ; на фиг.2 - график зависимости амплитуды прошедших через изделие УЗ-тколебаний от времени при прохождений преобразователей по изделию с дефектом; на фиг.З - график зависимости амплитуды прошедших через изделие УЗ-колебаний от времени при прохождении преобразователей по изделию с нарушением акустического контакта; на фиг.4 4 СО

« ел

3149

1 ариант реализации способа измерени  крутизны изменени  амплитудной огибающей путем измерени  временного интервала между мементами совпадени  амплитуды донного сигнала с заданны- tm. пороговыми уровн ми Vf,op и Vnop/.

Способ зеркально-теневого УЗ-конт- рол  изделий равного сечени  заключаетс  в следующем.

Возбуждают в изделии наклонным Электроакустическим преобразователем 1 епрерывные УЗ-колебани  и принимают торым наклонным преобразователем фтраженные противоположной поверх- 1|1остью издели  УЗ-колебани . Синхрон- йо перемещают преобразователи по поверхности издели  и измер ют в ходе перемещени  амплитуду прин тых УЗ- колебаний. При уменьшении амплитуды прин тых УЗ-колебаний ниже заданного уровн  фиксируют местоположение преобразователей и измер ют крутизну А Изменени  амплитудной огибающей прин тых УЗ-коле баний. Определ ют наличие дефекта из услови :

.2vVo(l-K})cos3 2vVo COS/3

J-- -.- Д - «.«..««.«.«.

, . (1) аа

Где V - скорость перемещени  преоб-

разователей;

V - максимальна  амплитуда прин тых УЗ-колебаний; Кд - коэффициент вы вл емости , ° дефектов;

fb - угол призмы наклонных преобразователей;

а - размер активного элемента преобразователей в направлении их перемещени ; А - крутизна изменени  амплитудной огибающей прин тых колебаний.

Измер ют рассто ние, между зафиксированными местоположени ми преоб- разователей и с его помощью определ ют глубину залегани  дефекта. Способ зеркально-теневого УЗ контрол  изделий равного сечени  реализуетс  следующим образом.

На поверхности издели  1 устанавливают идентичные излучающий и приемный электроакустические преобразователи 2 и 3 на рассто нии L, ориенти- руют их один навстречу другому и жестко св зьшают. Преобразователем 2 излучают в изделие непрерывные УЗ-колебани , например, с частотой f 2,8 мГц, а преобразователем 3

Q

5 0 5

0

r

0

с

0

5

1. 4

принимают УЗ-колеёани , отраженные донной поверхностью издели  1. Выбор рассто ни  L обеспечивает в случае качественного акустического контакта и при отсутствии дефекта 4 максимальную амплитуду прин тых УЗ- колебаний. Перемещают преобразователи 2 и 3 по поверхности издели  1 в направлении прозвучи вани  с посто нной скоростью V и измег  ют амплитуду прин тых УЗ-колебаний. В случае по влени  дефекта 4 в изделии 1 при направлении сканировани , указанном на фиг.1, вначале дефект проходит вблизи приемного преобразовател  3 и перекрывает луч УЗ-колебаний, отраженный от донной поверхности издели  1, затем вблизи излучающего преобразовател  2 и перекрывает луч УЗ-колебаний, направленный от преобразовател  2 к донной поверхности издели  1 (положение преобразователей 2 и 3 на фиг.1 отмечено пунктиром ) . В результате наблюдаетс  два ослаблени  амплитуды прин тых УЗ- колебаний (фиг.2), В случае нарушени  качества акустического контакта, вызванного наличием, например, небольшой неровности на поверхности iиздели , под любым из преобразователей

2 и 3 также наблюдаетс  ослабление амплитуды прин тых УЗ-колебаний (фиг.З). Измер ют крутизну изменени  амплитудной огибающей прин тых УЗ-колебаний, например, путем измерени  временного интервала &t между моментами совпадени  амплитуды прин тых УЗ-колебаний с заданными пороговыми уровн ми Vnop , и Vnop

9V (фиго 4). Крутизна А  , где V амплитуда .прин тых УЗ колебаний, t - врем , в случае наличи  дефекта 4 в изделии 1 должна лежать в интервале значений (1).

Так при контроле железнодорожных рельсов, уложенных в путь (Кй€0,5) с помощью преобразователей 2 и 3 с параметрами а 12 мм. и ft 30 интервал времени At изменени  амплитуды V прин тых УЗ-колебаннй от Vg . до О дл  скорости V 36 км/ч должен находитьс  в пределах 0,,t-,4Mc, а дл  скорости v 90 км/ч- . 0,28 t - 0,55 мс. Врем  измене1шй динамического зазора между каждьм из преобразователей 2 и 3 и контролируемым изделием 1 при ухудшении акустического контакта из-за наличи  неровности поверхности издели  1, а значит, и врем  уменьшени  донного сигнала из-за механических колебаний преобразователей 2 и 3 заметно больше при прочих равных услови х, чем указанные временные интервалы ДЬ дл  дефекта А. Определив по величине крутизны А причину уменьшени  амплитуды V прин тых колебаний (дефект 4 или нарушение качества акустического контакта при наличии дефекта. 4 измер ют рассто ние 1 между зафиксированными положени ми, например, преобразовател  3 и определ ют глубину h значени  дефекта 4 из выражени 

h Н (1 - 1/L),

где Н - толидина контролируемого издели  1;

L - рассто ние между излучающим преобразователем 2 и приемным преобразователем 3.

При значительных скорост х перемещени  преобразователей (36-90 км/ч наблюдаетс  сильна  флюктуаци  уровн  донного сигнала, вызванна  в основном изменением условий прохождени  упругих колебаний из электроакустического преобразовател  в контролируемое изделие из-за механических колебаний искательной системы , неравномерного растекани  кон- тактируюш;ей жидкости под преобразовател ми и т.п. При наличии любой небольшой неровности на поверхности контактируемого издели  происходит кратковременное увеличение зазора между преобразователем и изделием. Величина динамического зазора зависит от скорости движени , формы и рамеров неровностей, массы преобразовател  и усили  прижати  его к контролируемому изделию. Колебани  амплитуды прин того сигнала УЗ колебаний при нарушении качества акустического контакта достигают тех же значений, как и при наличии дефекта в изделии. Однако вследствие того, что преобразователь , имеющий определенную массу, не может очень быстро изменить свое состо ние, крутизна изменени  амплитудной огибающей прин тых УЗ-колебаний при нарушении акустического контакта меньше, чем крутизна изменени  при по влении дефекта, и измерение величины этой крутизны

75616

позвол ет зафиксировать наличие дефекта и отличить его от нарушени  качества акустического контакта, что повьш1ает Достоверность контрол .

0

При импульсном излучении УЗ-коле- баний в изделие погрешность вычислени  глубины залегани  дефекта в основном определ етс  погрешностью измерени  временного интервала tg, по которому измер етс  рассто ние между зафиксированными местоположени ми преобразователей. Погрешность

5 измерени  временного интервала tg определ етс  частотой посылок зондирующих импульсов, уменьшаетс  с его увеличением и достигает предела, поскольку частота посыпок зондирующих

0 импульсов не может превышать определенного значени . При непрерывном излучении погрешность измерени  временного интервала te стремитс  к нулю, абсолютна  погрешность измере5 ни  глубины залегани  дефекта определ етс  только погрешност ми опре- делений скорости перемещени  преобразователей , рассто ни  между излучающим и приемным преобразовател ми и толщины контролируемого издели . Суммарное значение этих погрешностей на пор док меньше погрешности измерени  глубины залегани  дефекта при импульсном излучении УЗ-колебаний. Таким образом, излучение непрерывных УЗ-колебаний повышает точность контрол . Кроме того, излучение непрерывных УЗ-колебаний существенно упрощает генераторную часть дефектоскопа . Излучение непрерывных УЗ-колебаний также создает возможность достоверного воспроизведени  и измерени  крутизны изменени  амплитудной огибающей донного сигнала.

0

5

0

45

50

55

Claims (2)

1. Способ зеркально-теневого ультразвукового контрол  изделий равного сечени , заключающийс  в вобуждении ультразвуковых колебаний в изделии наклонным электроакустическим преобразователем, njJHeMe отраженных от противоположной поверхности издели  ультразвуковых колебаний вторым наклонным преобразователем , синхронном перемещении преобразователей по поверхности издели , измерении амплитуды прин тых

колебаний, фиксировании местоположени  преобразователей при уменьшении амплитуды прин тых колебаний, измерении рассто ни  между зафиксированными местоположени ми и определении с помощью измеренного рассто ни  глубины залегани  дефекта, отличающийс  тем, что, с целью повьппени  достоверности и то кости контрол  при значительных скорост х ск анировани , в качестве возбуждае- Mbtx колебаний используют непрерывные ультразвуковые колебани , дополнительно измер ют крутизну изменени  I амплитудной ; огибающей прин тых ко- ле.баний, по величине измеренной крутизны определ ют наличие дефекта.

2. Способ по п.1, отличаю /

щ и и с   тем, что наличие дефекта определ ют из услови 

; 2vVo(l-Ka)cosf3 . 2v.VoCos(3

аа

где V - скорость перемещени  преобразователей;

V - максимальна  амплитуда прин тых колебаний; К - коэффициент вы вл емости дефектов;

/Ь - угол призмы наклонных преобразователей; а - размер активного элемента

преобразователей в направлении их перемещени ; А - крутизна изменени  амплитудной огибающей прин тых колебаний.

W

Фиг.}

0ад4

Составитель В.Гондаревский Редактор Л.Пчолинска  Техред А.Кравчук Корректор М.Самборска 

: 1аказ 4438/46

Тираж 789

В)ИИ1Т.И Государственног о комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Фиг.3

/1

Подписное