SU1719980A1 - Acoustic tester to check the joint compressive stresses between a datum plane and shell conjugated to it at contact normal - Google Patents

Acoustic tester to check the joint compressive stresses between a datum plane and shell conjugated to it at contact normal Download PDF

Info

Publication number
SU1719980A1
SU1719980A1 SU894704462A SU4704462A SU1719980A1 SU 1719980 A1 SU1719980 A1 SU 1719980A1 SU 894704462 A SU894704462 A SU 894704462A SU 4704462 A SU4704462 A SU 4704462A SU 1719980 A1 SU1719980 A1 SU 1719980A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
shell
joint
amplitude
oscillations
ultrasonic
Prior art date
Application number
SU894704462A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ярополк Мирославович Бажалук
Олег Михайлович Карпаш
Георгий Васильевич Молчанов
Анедрей Степанович Смерека
Иван Григорьевич Мигаль
Федор Иванович Турко
Original Assignee
Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа filed Critical Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа
Priority to SU894704462A priority Critical patent/SU1719980A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1719980A1 publication Critical patent/SU1719980A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к неразру- шаюцим методам контрол  контактных напр жений и может быть использовано дл  определени  напр жений в упорном стыке замкового резьбового соединени  бурильной трубы. Через одну из обработанных боковых поверхностей оболочки, например трубы, ввод т от возбудител  под углом к этой поверхности ультразвуковые колебани , перемещают возбудитель в направлении, перпендикул рном плоскости стыка, определ ют сопр женное с положением возбудител  положение приемника, при котором сигнал максимален, измер ют в этом положении амплитуду колебаний сигнала и по соотношению амплитуд определ ют напр жени . При реализации способа может быть использована стандартна  дефектоскопическа  аппарату- pai 1 ил. (ЛThe invention relates to non-destructive methods of controlling contact stresses and can be used to determine the stresses at the abutment joint of a locking threaded joint of a drill pipe. Through one of the treated side surfaces of the envelope, for example a pipe, ultrasonic vibrations are introduced from the exciter at an angle to this surface, the exciter is moved in the direction perpendicular to the plane of the joint, the receiver’s position at which the signal is maximum is measured, the signal is measured in this position, the amplitude of the signal oscillations and the voltage ratio are determined from the ratio of the amplitudes. When implementing the method, standard flaw detector equipment can be used. (L

Description

Изобретение относитс  к ультразвуковым средствам контрол  и может быть использовано дл  контрол  величины контактных напр жений в соприкасающихс  детал х при сборке машин и механизмов в буровой технике, судостроении , прессостроении.The invention relates to ultrasonic means of control and can be used to control the magnitude of contact stresses in contiguous parts when assembling machines and mechanisms in drilling equipment, shipbuilding, and press building.

Известен способ ультразвукового контрол  контактных напр жений в стыке базовой плоскости и сопр женной к ней оболочки, заключающийс  в том, что через одну из обработанных до заданной величины шероховатости боковых поверхностей оболочки ввод т от возбудител  под угломвк этой поверхности ультразвуковые колебани , измер ют амплитуду колебаний выход щего через ту же поверхность оболочки отраженного ультразвукового сигнала и по результатам измерений определ ют контактные напр жени  в стыке.A known method of ultrasonic testing of contact stresses at the junction of the base plane and the envelope adjacent to it, consists in that through one of the side surfaces of the casing treated to a predetermined roughness from the exciter at an angle of this surface ultrasonic vibrations measure the amplitude of the oscillations output Through the same surface of the shell of the reflected ultrasonic signal and the measurement results determine the contact voltage at the junction.

Недостатком указанного способа  вл етс  отсутствие возможности установлени  картины распределени  контактных напр жений по сечению стыка, проведенному по нормали к боковой поверхности оболочки. Информаци  о распределении контактных напр жений по сечению стыка позвол ет определ ть начало упругой деформации муфтовой части резьбового соединени  при превышении рационального значени  усили  зат жки соединени .The disadvantage of this method is the inability to establish a pattern of the distribution of contact stresses over the cross section of the joint, carried out normal to the lateral surface of the shell. The information on the distribution of contact stresses over the cross section of the joint allows determining the beginning of the elastic deformation of the coupling part of the threaded joint when the rational value of the joint tightening force is exceeded.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей контрол  путем определени  картины распределеСО СО 00The purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the control by determining the picture of the distribution of CO CO 00

1717

ни  контактных напр жений по сечению стыка, проведенному по нормали к боковой поверхности оболочки.nor contact stresses along the cross section of the joint, conducted along the normal to the lateral surface of the shell.

Изменение картины распределени  напр жений по сечению стыка свидетельствуют об изменении линейных размеров сопр гаемых деталей.A change in the pattern of stress distribution over the cross section of the joint indicates a change in the linear dimensions of the mating parts.

Поставленна  цель достигаетс  тем,The goal is achieved by

что в способе ультразвукового контрот- л  контактных напр жений в стыке базовой плоскости и сопр женной по нормали к ней оболочки, заключающемс  в том, что через одну Из обработанных до заданной величины шероховатости боковых поверхностей оболочки ввод т от возбудител  под углом к этой поверхности ультразвуковые колебани , измер ют амплитуду колебаний выход щего через ту же поверхность оболочки отраженного ультразвукового сигнала и по результатам измерений определ ют контактные напр жени  в стыке, возбудитель перемещают в направлении, перпендикул рном плоскости стыка, опре- дел ют сопр женное с положением возбудител  положение приемника и измер ют амплитуду колебаний в соответствующем положении приемника.that in the method of ultrasonic control of contact stresses at the junction of the base plane and the normal envelope adjacent to it, consists in that through one of the surface surfaces of the shell treated to a given value of roughness, the ultrasonic oscillations are inserted at an angle to this surface , the amplitude of oscillations of the reflected ultrasonic signal coming out through the same surface of the shell is measured, and the contact voltages in the joint are determined from the measurement results, the pathogen is moved in the direction , perpendicular to the plane of the junction, determine the position of the receiver adjacent to the position of the exciter and measure the amplitude of oscillations in the corresponding position of the receiver.

На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа.The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed method.

Способ ультразвукового контрол  осуществл ют следующим образом.The method of ultrasonic testing is carried out as follows.

Ультразвуковые колебани , излучаемые возбудителем 1, под углом ввод тс  через одну из обработанных до за- данной величины шероховатости боковых поверхностей оболочки 2 и отражаютс  от стыка 3, образованного сопр жением оболочки 2 и базовой плоскости 4. Ультразвуковые колебани , отраженные от стыка 3, принимаютс  приемником 5.Ultrasonic vibrations emitted by the exciter 1 are angled through one of the side surfaces of the shell 2 processed to a given amount of roughness and reflected from the junction 3 formed by the conjugation of the shell 2 and the base plane 4. The ultrasonic vibrations reflected from the junction 3 are taken receiver 5.

В предлагаемый способ вход т следующие основные операции.The proposed method includes the following basic operations.

возбуждение пучка ультразвуковых колебаний;excitation of a beam of ultrasonic vibrations;

введение пучка ультразвуковых колебаний в контролируемую зону;the introduction of a beam of ultrasonic vibrations in a controlled area;

перемещение возбудител  в направлении , перпендикул рном плоскости стыка;moving the driver in a direction perpendicular to the joint plane;

определение сопр женного с положением возбудител  положени  приемника и измерение амплитуды колебаний в соответствующем положении приемника.determining the position of the receiver adjacent to the driver position and measuring the amplitude of oscillations in the corresponding receiver position.

Потер  соприкасающимис  детал ми первоначальной формы под воздействием нагрузки из-за про влени  упругой или пластической деформации приводитLoss of contiguous parts of the original shape under the influence of the load due to the appearance of elastic or plastic deformation leads

к перераспределению контактных давлений по поверхности соприкосновени . Зависимость между величиной контактного давлени  и количеством отраженной ультразвуковой энергии (в данном случае амплитудой)  вл етс  линейной и описываетс  уравнением регрессииto the redistribution of contact pressures on the contact surface. The relationship between the magnitude of the contact pressure and the amount of reflected ultrasound energy (in this case amplitude) is linear and is described by the regression equation

00

5five

00

00

5 five

5 five

00

5five

00

5five

где А А В + kp,Where A A B + kp,

ультразвуковых коР В, kultrasonic cores B, k

амплитуда лебаний;amplitude of oscillation;

контактное давление; коэффициенты уравнени  регрессии .contact pressure; regression equation coefficients.

Дл  частоты 5 МГц уравнение принимает вид:For a frequency of 5 MHz, the equation takes the form:

А 21,63 + 0,06 р.A 21.63 + 0.06 p.

Величина деформации соприкасающихс  деталей пропорциональна разности контактных давлений на поверхности соприкосновени .The magnitude of the deformation of the contacting parts is proportional to the difference in contact pressure on the contact surface.

По предлагаемому способу определ ли величину радиальной деформации муфты замкового резьбового соединени  бурильной трубы. Ультразвуковые колебани  возбуждали и регистрировали с помощью ультразвукового дефектоскопа типа УД2-12. Ультразвуковой датчик, возбуждающий пучок пультразвуковых колебаний в виде импульсов с частотой заполнени  5 МГц, помещали на внешней поверхности муфтовой части замкового резьбового соединени  3-50, он же регистрировал отраженные от резьбового стыка ультразвуковые колебани . Сканирование ультразвукового пучка производили путем перемещени  датчика в направлении, перпендикул рном плоскости стыка. На индикаторе дефектоскопа наблюдали отраженные импульсы от верхнего и нижнего двугранных углов , образованных внутренней и внешней поверхност ми конической проточки муфтовой части соединени  и упорной поверхностью муфты. Величину амплитуды этих импульсов проводили к нормированному знаиению с помощью системы ВР,Ч дефектоскопа при отсутствии контактного давлени  в упорном стыке соединени . При зат жке резьбового соединени  контактное давление в упорном стыке увеличивалось, при этом амплитуды обоих импульсов уменьшались пропорционально увеличению контактного давлени . При превышении оптимального значени  крут щего момента свинчивани  (2000 Н«м) замкового резьбоAccording to the proposed method, the magnitude of the radial strain of the coupling of the locking threaded joint of the drill pipe was determined. Ultrasonic vibrations were excited and recorded using an ultrasonic flaw detector of type UD2-12. An ultrasonic sensor that excites a beam of pulsonic oscillations in the form of pulses with a filling frequency of 5 MHz was placed on the outer surface of the coupling part of the locking threaded joint 3-50, it also recorded the ultrasonic oscillations reflected from the threaded joint. The ultrasound beam was scanned by moving the sensor in a direction perpendicular to the plane of the joint. The flaw detector indicator observed reflected pulses from the upper and lower dihedral angles formed by the inner and outer surfaces of the conical groove of the coupling part of the joint and the thrust surface of the coupling. The magnitude of the amplitude of these pulses was carried out to the normalized value using the BP, H system of the flaw detector in the absence of contact pressure at the contact joint. When the threaded joint was tightened, the contact pressure at the stop joint increased, while the amplitudes of both pulses decreased in proportion to the increase in contact pressure. When the optimum torque torque (2000 N "m) of the locking thread is exceeded

вого соединени  3-50 апульса , отраженного от гранного угла, начала а амплитуда импульса, от нижнего двугранного жала снижатьс . При изщего момента с 2000 до метр муфты в плоскости ка увеличилс  на 0,4 мм происходило увеличение туд обоих сигналов до нально увеличению велич муфты.connection between the 3-50 apulse reflected from the face angle, the onset and the amplitude of the pulse from the lower dihedral sting decrease. At the moment from 2000 to a meter of coupling in the plane ka increased by 0.4 mm, an increase in the amplitude of both signals occurred to an increase in the size of the coupling.

Таким образом, величину деформации в данном случае определили как разницу между максимальным и минимальным значени ми амплитуд сигналов, при этом была введена поправка на затуха- 7 ние сигнала при изменении рассто ни  датчика от точки ввода до поверхности стыка.Thus, the strain value in this case was determined as the difference between the maximum and minimum values of the signal amplitudes, and the correction for the attenuation of the signal was introduced when the distance of the sensor was changed from the insertion point to the interface.

Предлагаемый способ прост и доступен , при его реализации можно использовать стандартную дефектоскопическую аппаратуру.The proposed method is simple and affordable, with its implementation, you can use the standard flaw detection equipment.

00

5five

Claims (1)

Формула изобретени  Способ ультразвукового контрол  контактных напр жений в стыке базовой плоскости и сопр женной по нормали к ней оболочки, заключающийс  в том, что через одну из обработанных до заданной величины шероховатости боковых поверхностей оболочки ввод т от возбудител  под углом к этой поверхности ультразвуковые-колебани , измер ют амплитуду колебаний выход щего через ту же поверхность оболочки отраженного ультразвукового сигнала и по результатам измерений определ ют контактные напр жени  в стыке, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей путем определени  картины распределени  напр жений по сечению стыка, проведенному по нормали к боковой поверхности оболочки, перемещают возбудитель в направлении, перпендикул рном плоскости стыка, определ ют сопр женное с положением возбудител  положение приемника и измер ют амплитуду колебаний в соответствующем положении приемника.The invention of the method of ultrasonic testing of contact stresses at the junction of the base plane and the normal conjugate shell is that through one of the side surfaces of the shell processed to a given value of roughness, ultrasonic vibrations are introduced at an angle to this surface, the amplitude of oscillations of the reflected ultrasonic signal going out through the same surface of the shell is measured, and the contact voltages at the junction, which differ from o, in order to expand technological capabilities by determining the pattern of stress distribution over the cross section of the joint, carried along the normal to the lateral surface of the shell, the pathogen is moved in the direction perpendicular to the interface plane, the receiver position is matched with the exciter position, and the amplitude of oscillations is measured in appropriate position of the receiver.
SU894704462A 1989-06-14 1989-06-14 Acoustic tester to check the joint compressive stresses between a datum plane and shell conjugated to it at contact normal SU1719980A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894704462A SU1719980A1 (en) 1989-06-14 1989-06-14 Acoustic tester to check the joint compressive stresses between a datum plane and shell conjugated to it at contact normal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894704462A SU1719980A1 (en) 1989-06-14 1989-06-14 Acoustic tester to check the joint compressive stresses between a datum plane and shell conjugated to it at contact normal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1719980A1 true SU1719980A1 (en) 1992-03-15

Family

ID=21453854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894704462A SU1719980A1 (en) 1989-06-14 1989-06-14 Acoustic tester to check the joint compressive stresses between a datum plane and shell conjugated to it at contact normal

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1719980A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792810C1 (en) * 2022-12-16 2023-03-24 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром ПХГ" Method of ultrasonic testing of drill pipe threaded joints

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1191818, кл. G 01 N 29/04, 1982. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792810C1 (en) * 2022-12-16 2023-03-24 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром ПХГ" Method of ultrasonic testing of drill pipe threaded joints

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4569229A (en) Ultrasonic process for measuring stress in a bolt or similar part adapted to this method
US4062227A (en) CW ultrasonic bolt tensioning monitor
US20080236285A1 (en) Device for measuring bulk stress via insonification and method of use therefor
US20230228718A1 (en) Non-baseline On-line Stress Monitoring System and Monitoring Method Based on Multi-mode Lamb Wave Data Fusion
WO1983003470A1 (en) Method of measuring contact stress of contacting solid surfaces with ultrasonic waves
JPH0324454A (en) Ultrasonic flaw detecting method
GB2109555A (en) Ultrasonic testing method and apparatus
US5549001A (en) Set of ultrasonic probeheads for measurements of times of flight of ultrasonic pulses
SU1719980A1 (en) Acoustic tester to check the joint compressive stresses between a datum plane and shell conjugated to it at contact normal
CN109341912A (en) A kind of ultrasonic wave plane voussoir is used for the residual stress measuring method of curve surface work pieces
JP3531915B2 (en) Stress diagnosis method and stress diagnosis device for ground anchor
US4823609A (en) Ultrasonic method and apparatus for determining crack opening load
US5101663A (en) Method for the determination of strength of join between ceramic and non-ceramic
JPS629241A (en) Ultrasonic measuring method for contact stress of hose joint
JPS61254849A (en) Stress measuring method
Ossant et al. Airborne ultrasonic imaging system for parallelepipedic object localization
RU2052769C1 (en) Ultrasonic method of measuring thickness of articles with large attenuation of ultrasound and apparatus for performing the method
GB2254425A (en) Defect detecting method and apparatus using vibrations
CA1241734A (en) Ultrasonic process for measuring stress in a bolt or similar part adapted to this method
RU2075047C1 (en) Method of determination of forces
SU1516948A1 (en) Apparatus for determining mechanical properties of solids
RU2020471C1 (en) Ultrasonic method for measuring internal mechanical stresses in nut of threaded joint
SU1516947A1 (en) Simulator for tuning eddy-current devices
SU896410A1 (en) Method of measuring object turn angle in 0 to 90 range
Ogi et al. Noncontacting ultrasonic measurement of bolt axial stress with electromagnetic acoustic transducer