UA126918C2 - Неруйнівне дослідження трубного виробу зі складною формою - Google Patents
Неруйнівне дослідження трубного виробу зі складною формою Download PDFInfo
- Publication number
- UA126918C2 UA126918C2 UAA201912019A UAA201912019A UA126918C2 UA 126918 C2 UA126918 C2 UA 126918C2 UA A201912019 A UAA201912019 A UA A201912019A UA A201912019 A UAA201912019 A UA A201912019A UA 126918 C2 UA126918 C2 UA 126918C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- radiation
- ultrasonic
- burst
- amplification factor
- orientation
- Prior art date
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 43
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 163
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 116
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 103
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 103
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 claims description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims description 2
- 241000698776 Duma Species 0.000 claims 1
- 241000656145 Thyrsites atun Species 0.000 claims 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 claims 1
- 101150010415 eat-5 gene Proteins 0.000 claims 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 claims 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 claims 1
- 235000013616 tea Nutrition 0.000 claims 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 47
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 45
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 22
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 description 17
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 17
- 230000004044 response Effects 0.000 description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 11
- 238000011160 research Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 241001417527 Pempheridae Species 0.000 description 2
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- BLRBOMBBUUGKFU-SREVYHEPSA-N (z)-4-[[4-(4-chlorophenyl)-5-(2-methoxy-2-oxoethyl)-1,3-thiazol-2-yl]amino]-4-oxobut-2-enoic acid Chemical compound S1C(NC(=O)\C=C/C(O)=O)=NC(C=2C=CC(Cl)=CC=2)=C1CC(=O)OC BLRBOMBBUUGKFU-SREVYHEPSA-N 0.000 description 1
- PFFIDZXUXFLSSR-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-N-[2-(4-methylpentan-2-yl)-3-thienyl]-3-(trifluoromethyl)pyrazole-4-carboxamide Chemical compound S1C=CC(NC(=O)C=2C(=NN(C)C=2)C(F)(F)F)=C1C(C)CC(C)C PFFIDZXUXFLSSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150105088 Dele1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 210000000744 eyelid Anatomy 0.000 description 1
- BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N gamma-aminobutyric acid Chemical compound NCCCC(O)=O BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004013 groin Anatomy 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4463—Signal correction, e.g. distance amplitude correction [DAC], distance gain size [DGS], noise filtering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/221—Arrangements for directing or focusing the acoustical waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/275—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving both the sensor and the material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/38—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by time filtering, e.g. using time gates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/056—Angular incidence, angular propagation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/263—Surfaces
- G01N2291/2634—Surfaces cylindrical from outside
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/26—Scanned objects
- G01N2291/263—Surfaces
- G01N2291/2638—Complex surfaces
Abstract
Автоматичний пристрій для неруйнівного випробування для виявлення пошкоджень складного трубного виробу (3), що містить щонайменше один ультразвуковий перетворювач (5), призначений для випромінювання ультразвукового променя, що має орієнтацію випромінювання, електронні компоненти (6) керування і обробки, що виконані з можливістю визначення щонайменше одного параметра сплеску ультразвукових імпульсів залежно від поздовжнього положення та/або положення по окружності засобу випромінювання ультразвукових імпульсів, щоб виявляти пошкодження в стінці труби, причому указаний щонайменше один параметр вибраний з орієнтації випромінювання сплеску, коефіцієнта підсилення або положення часового фільтра.
Description
Даний винахід відноситься до галузі неруйнівних випробувань металургійних виробів, зокрема, трубних виробів і точніше - трубних виробів зі змінним внутрішнім та/або зовнішнім діаметрами.
Труби великої довжини широко використовуються в різних галузях техніки. Можна згадати, наприклад, виробництво електроенергії, у якому використовуються труби, відомі як "котли", нафтовидобувну й газодобувну промисловості, у яких труби використовуються для буравлення, видобутку й транспортування (магістральні трубопроводи), або ж створення механічних конструкцій у цивільнім будівництві або в автомобільній та авіаційній галузях.
Для кращого розуміння даного винаходу він описаний у контексті виробів, головним чином трубних, зокрема - труб, як прикладів металургійних виробів. Проте, даний винахід призначений для більш широкого застосування до профілів, що мають зміни геометрії своїх стінок уздовж їх головної обі.
Відповідно до одного аспекту даний винахід також призначений для застосування до трубних профілів, що володіють змінюваною товщиною по своїй окружності, наприклад, труби, що мають порожнисту структуру із квадратним або прямокутним поперечними перерізами, які називаються профілями ЗНО (квадратними порожнистими профілями), або ж до трубних профілів із шестикутним перерізом, або ж до труб із круглим зовнішнім і шестикутним внутрішнім поперечними перерізами, або ж до інших типів поперечного перерізу, які є результатами навмисних змін локальної товщини труби.
Як і більшість металургійних виробів, труби можуть мати дефекти, пов'язані з їхнім виготовленням, такі як включення матеріалу в сталь, тріщини на внутрішній поверхні або зовнішній поверхні або ж пористість. Загалом, будь-яка неоднорідність сталевої матриці розцінюється як вада, яка може погіршити механічну міцність труби, що експлуатується.
З цієї причини металеві труби досліджують після їхнього виготовлення не тільки з метою виявлення будь-яких дефектів у них, але також, якщо це застосовне, з метою визначення корисної інформації для оцінки рівня ризику цих дефектів, зокрема, їх розміру, глибини, положення, типу або ж їх орієнтації, і відповідності цих труб міжнародним стандартам.
Зокрема, застосовуються технології випробування, що включають використання ультразвукових хвиль. Ультразвукові хвилі генерують таким чином, щоб вони поширювалися в
Зо досліджуваній трубі, і з отриманих у результаті луносигналів розглядають ті, які не можуть бути обумовлені геометричною формою труби. Включення або випадки відсутності матеріалу призводять до змін у середовищі поширення хвилі і відповідно генерують луносигнали при зіткненні з ультразвуковими хвилями. Ці зміни можуть розцінюватися як вади.
Інтенсивність луносигналу, створеного вадою, залежить від кута, під яким хвиля зустрічається з вадою. Для напрямку поширення ультразвукової хвилі в трубі в основному виявляють вади, орієнтовані відповідним чином, тобто перпендикулярно напрямку поширення, але, проте, з невеликим допуском, порядку декількох градусів; величина цього допуску зазвичай становить від 2 градусів до приблизно десяти градусів, залежно від обраних пристроїв.
Ваду, що повертає луносигнал, який має амплітуду, що перевищує граничне значення, класифікують як дефект. У цілому значення орієнтації пов'язане із цим дефектом, який може бути логічно виведений з напрямку дослідження, який являє собою напрямок, що надається ультразвуковій хвилі ультразвуковим датчиком, що випромінює хвилю.
Це граничне значення заздалегідь визначене за допомогою вибірки. Як правило, позиціонувальні засічки (глибина й орієнтація) використовуються як еталонні дефекти або стандартні дефекти, що мають відомі розміри, найчастіше - стандартизовані, розташовані у зразку труби.
Різні типи дефектів, які найчастіше можуть бути розглянуті при випробуваннях, описані далі: - поверхневі дефекти: - поздовжні внутрішні або зовнішні дефекти. Ці дефекти створюють у відповідь на сплеск ультразвукових імпульсів, що має по суті поперечний напрямок (тобто сплеск, що перебуває по суті в площині, перпендикулярній осі труби, або, інакше кажучи, у поперечному перерізі труби), луносигнал, амплітуда якого більше заздалегідь визначеного граничного значення; - внутрішні або зовнішні поперечні дефекти, що також називають перехресними дефектами.
Ці дефекти створюють у відповідь на сплеск ультразвукових імпульсів, що має в цілому поздовжній напрямок, тобто сплеск, що перебуває по суті в площини труби, що містить вісь, луносигнал, амплітуда якого більше іншого заздалегідь визначеного граничного значення; - похилі дефекти. Ці дефекти створюють у відповідь на сплеск ультразвукових імпульсів, що у цілому відхиляється від напрямку площини, що містить датчик і вісь труби, луносигнал, амплітуда якого більше іншого заздалегідь визначеного граничного значення. Похилий дефект бо створює у відповідь на сплеск, що має проміжну орієнтацію між поздовжньою і поперечною орієнтаціями, луносигнал, амплітуда якого більше іншого заздалегідь визначеного граничного значення; - дефекти усередині стінок, що зазвичай називають "розшаруваннями". Ці дефекти створюють у відповідь на сплеск ультразвукових імпульсів у в цілому радіальному напрямку луносигнал, амплітуда якого більше заздалегідь визначеного граничного значення.
На практиці вади не є повністю поздовжніми або поперечними, але повертають більш-менш істотний луносигнал в одному або іншому із цих напрямків. Орієнтацію вади можуть вибрати як орієнтацію її найбільшої площі відбиття.
Тривалість випробування залежить в основному від кількості виконаних сплесків, часу, необхідного для руху ультразвукових хвиль уперед і назад у трубі, часу переходу по будь-якому стиковому з'єднанню між датчиком і сталлю й до деякої міри часу обробки прийнятих повернених сигналів.
Для того щоб урегулювати вимоги, пов'язані зі швидкостями й безпекою виробництва, зазвичай обмежують кількість сплесків ультразвукових імпульсів і в кожній трубі розглядають тільки дефекти, що мають певні конкретні орієнтації.
Обмеження кількості сплесків також дозволяє обмежити електронну обробку даних і в такий спосіб обмежити витрати на апаратне забезпечення, необхідне для обробки даних.
Існують різноманітні ультразвукові датчики, що зазвичай відрізняються своєї складністю.
Перший тип перетворювача являє собою перетворювач із одним елементом (або однокристальний перетворювач). Цей тип датчика має напрямок випромінювання ультразвукових хвиль, який зафіксовано конструкцією. В цілях реалізації даного винаходу цей датчик може бути механізованим таким чином, щоб утворювати спрямований датчик, здатний випромінювати ультразвукову хвилю з вибірковою орієнтацією випромінювання бе, тобто забезпечуючи можливість зміни орієнтації випромінювання 8е.
Другий тип перетворювача являє собою ультразвуковий перетворювач, відомий як перетворювач на фазованій решітці, або матрицю з послідовним керуванням, також відому як лінійний перетворювач із декількома елементами. Цей тип перетворювача містить безліч елементів електроакустичного перетворювача у формі п'єзоелектричних елементів, розподілених по активній поверхні перетворювача в одному головному напрямку. Наприклад, ці
Зо п'єзоелектричні елементи можуть бути розміщені таким чином, щоб перебувати на одній лінії один з одним і утворювати так званий "стрижневий перетворювач". Перетворювачі, розподілені таким чином, називають "одномірними перетворювачами". Елементи перетворювача активуються одночасно або з часовими затримками, послідовно, згідно з часовою формулою, так щоб поєднувати отримані в такий спосіб ультразвукові хвилі для утворення відбитого, необов'язково сфокусованого, хвильового променя (з фокусною точкою перед датчиком), який дозволяє досліджувати трубу на наявність дефектів, орієнтованих у відповідному напрямку.
Також відомий пристрій для випробувань, що використовує ультразвукові хвилі, що містить перетворювач, що відноситься до одномірного типу на фазованій решітці, чиї дискретні перетворювачі розподілені по досліджуваній трубі. Такий пристрій надає можливість виявлення поздовжніх дефектів і розшарувань, але тільки в зменшеному сегменті труби. Одномірні датчики на фазованій решітці використовуються найбільше часто, оскільки вони більш економічні для практичного застосування й забезпечують більш швидке дослідження.
Пристрій для випробування металургійних виробів також відомий із документа
ММО2014/096700 і містить ультразвуковий перетворювач, що включає безліч дискретних перетворювачів (29), які можуть працювати незалежно один від одного й бути розподілені у двовимірній структурі. Цей тип перетворювача забезпечує можливість виявлення дефектів, що мають будь-який нахил, використовуючи єдиний датчик, шляхом надання можливості, зокрема, орієнтувати сплеск без будь-якого обмеження орієнтації відносно головного напрямку датчика.
Також відомі датчики ЕМАТ (електромагнітні акустичні перетворювачі), здатні створювати ультразвукові хвилі за допомогою електромагнітних засобів. Ці датчики зазвичай дозволяють позбутися потреби у з'єднувальних засобах між датчиком і досліджуваним елементом.
Установка для неруйнівного випробування металургійних виробів також відома з документа
УМО 2003/50527, у якому використовується датчик одномірного типу на фазованій решітці.
Кожний елемент перетворювача включається один раз, потім схема обробки аналізує загальний відгук труби на це одне випромінювання, відоме в даній галузі техніки як "сплеск". На основі сплеску, виконаного в поперечному напрямку труби, можна визначити наявність не тільки дефектів, розташованих перпендикулярно цьому напрямку, але також і дефектів, що мають нахил відносно цього перпендикулярного напрямку, що становить від 4107 до -10".
В іншій частині цього тексту ультразвуковий перетворювач рівною мірою може бути 60 позначений термінами "датчик", або "щуп", або "перетворювач", добре відомими фахівцеві в даній галузі техніки.
На практиці на стенді для випробувань трубного виробу часто використовують три перетворювачі: два перетворювачі, призначені для визначення дефектів, орієнтованих у поздовжньому напрямку, що надає можливість здійснення випробувань в обох напрямках руху, або що мають нахил відносно цього поздовжнього напрямку, що становить від 20" до -20", і третій датчик для виявлення дефектів, орієнтованих у поперечному напрямку відносно трубного виробу. Четвертий датчик зазвичай використовується для перевірки наявності розшарувань і для вимірювання товщини стінок трубного виробу. Також може бути присутнім п'ятий датчик, призначений для виявлення перехресних дефектів, на додаток до вищезгаданого третього датчика для здійснення виявлення в обох напрямках поздовжнього переміщення трубного виробу.
З документа ЕК 3000212 також відомий пристрій для ультразвукових випробувань, здатний досліджувати металургійний виріб, виявляючи в ньому дефекти, що мають будь-яку орієнтацію.
Розглянутий пристрій використовує один датчик, що приводиться в дію обмежену кількість разів, що надає можливість збереження гарної швидкості дослідження.
Згідно з певними відомими варіантами реалізації датчики є нерухомими й трубі надають гвинтовий рух.
Відповідно до інших відомих варіантів реалізації ультразвукові датчики або щупи приводять в обертання зі швидкістю декілька тисяч обертів у хвилину навколо труби, що рухається вперед з лінійною швидкістю, яка може досягати приблизно 1 метра в секунду.
В інших відомих варіантах реалізації, наприклад, у документі ЕК 2796153, використовується датчик, що складається з різноманітності елементів ультразвукового перетворювача, що оточують трубу. Електронні компоненти дозволяють утворювати ультразвуковий промінь для обертання навколо труби шляхом перемикання груп активованих елементів і наступної заміни вищеописаного механічного обертання датчиків електронним скануванням.
Ці три типи установок, усі з яких добре відомі фахівцеві в даній галузі техніки відповідно як установки "з обертовою головкою", установки "з обертовою трубою" і установки з різноманітністю навколишніх елементів датчика. У випадку використання датчиків, що працюють за допомогою електронного сканування, відносне обертання труби/датчиків є
Зо віртуальним. У контексті даного документа вираз "відносне обертання / поступальне переміщення між трубою і конструкцією перетворювачів" містить у собі випадок, коли відносне обертання є віртуальним.
Усі ці методики сьогодні застосовуються до трубних виробів, що мають поперечний переріз, відомий як постійний. Термін "трубний виріб, що має постійний поперечний переріз" означає
З5 трубні вироби, товщина яких є постійною або щонайменше товщина яких має постійне номінальне значення й допускає невелику зміну розмірів, властиву процесам виробництва цих труб, тобто ненавмисні зміни; причому зміни перебувають у межах припустимих значень, визначених стандартами. Наприклад, допуски розмірів труб згідно зі стандартом АРІ становлять порядку від приблизно -12,5 95 до 12,5 95 номінальної товщини для більш розповсюджених номінальних значень діаметра й товщини.
Проте, нещодавно були розроблені методики виробництва трубних виробів, які тепер дозволяють одержувати сталеві труби, необов'язково великої довжини й великого діаметра, що мають складні форми, тобто що мають навмисні зміни товщини та/або навмисні зміни своїх внутрішніх діаметрів та/або зовнішніх діаметрів, що приводить, зокрема, до змін, що перевищують припустимі значення, такі як вищезгадані від -12,595 до «Жт10 95 номінальної товщини згідно зі стандартом АРІ.
У цьому випадку ультразвукові пристрої для випробування на наявність дефектів у трубних виробах не придатні для виявлення дефектів у трубних виробах, що мають такі складні форми.
Зокрема, автоматизовані пристрої для ультразвукових випробувань, призначені для випробування трубних виробів після їхнього виготовлення в промислових масштабах, зокрема не придатні для дослідження трубних виробів, що мають складні форми.
Таким чином, існує потреба в кращому виявленні будь-яких дефектів у цих трубних виробах, що мають складні форми.
Автор даної заявки розробив методики неруйнівних випробувань для сталевих трубних виробів, необов'язково великої довжини, тобто загалом до 20 метрів, і великого діаметра, тобто діаметрів до 30 дюймів, тобто до приблизно 77 см; що мають складні форми, тобто що мають зміни зовнішнього та/або внутрішнього діаметрів. Наприклад, зміни розмірів можуть бути утворені стовщенням труби. Ці значення довжини і діаметра не обмежують галузі застосування даного винаходу. 60
Ці труби можуть представляти різні типології сегментів: - сегмент, що має постійну товщину й постійні зовнішній і внутрішній діаметри, - сегмент, що має постійний внутрішній діаметр і зовнішній діаметр, що змінюється в поздовжньому напрямку, що призводить до збільшення або зменшення товщини стінки труби, - сегмент, що має постійний зовнішній діаметр і внутрішній діаметр, що змінюється в поздовжньому напрямку, що призводить до збільшення або зменшення товщини стінки труби, - сегмент, що має зовнішній і внутрішній діаметри, кожний з яких змінюється, з ПоЗДОВЖНЬОЮ зміною товщини труби або без неї.
Сучасні автоматизовані стенди для випробувань є придатними для виявлення дефектів у трубах, чиї зовнішній і внутрішній діаметри є постійними, тобто трубах, що мають тільки один сегмент із постійною товщиною й постійними зовнішнім і внутрішнім діаметрами, але автор даної заявки помітив, що ці відомі стенди для випробувань не придатні для повного випробування трубних виробів, що містять сегменти з різними типологіями, зовнішній та/або внутрішній діаметри яких змінюються уздовж їхньої осі. Фактично за допомогою автоматичного стенда для випробувань відомого рівня техніки можна провести випробування тільки основного сегмента, що має незмінний зовнішній і внутрішній діаметр.
Фактично автор даної заявки помітив, що виявлення дефекту за допомогою принципу випромінювання й приймання ультразвукового променя засноване на репрезентативному вимірюванні шляху ультразвукового променя, зокрема, частини падаючого ультразвукового променя, яка досягає датчика (повертається в нього) після його відбиття дефектом. Цей шлях сплеску ультразвукових імпульсів має істотні характеристики: дистанція шляху й орієнтація траєкторії, амплітуда променя. Ці характеристики є постійними для кожного типу дефекту й кожної моделі трубного виробу, що має поперечний переріз, відомий як постійний. Під "моделлю труби" мається на увазі набір даних, що включає номінальний зовнішній діаметр, номінальний внутрішній діаметр або номінальну товщину, використовувану сталь і т. д.
Автор даної заявки помітив, що, у випадку коли трубний виріб має поперечний переріз, що не є постійним, тобто із сегментами, що мають різні типології, такі як описані вище, виявлення за допомогою відомих пристроїв є неефективним: луносигнал сплеску ультразвукових імпульсів, виміряний на перетворювачі, може мати занадто низьку амплітуду для виявлення,
Зо або сигнал взагалі не виявляється.
Автор даної заявки помітив, що зміна поперечного перерізу трубного виробу призводить до неточностей і відхилень на шляху ультразвукового променя. Буде очевидно, що даний винахід буде компенсувати ефект зміни поперечного перерізу трубного виробу, щоб забезпечити оптимізоване промислове дослідження, що поліпшує виявлення дефектів у трубному виробі, що мають поперечний переріз, що не є постійним.
Таким чином, даний винахід забезпечує можливість поліпшення здатності виявляти дефект, незалежно від зміни розміру талабо форми стінок трубного виробу. Отже, його позначають терміном "складний трубний виріб".
Згідно з аспектом даного винаходу пристрій і спосіб згідно із даним винаходом надають рішення шляхом адаптації параметрів команд випромінювання ультразвукової хвилі з перетворювача залежно від місця розташування перетворювача, зокрема, від поздовжнього положення датчика, шляхом зміни орієнтації випромінювання перетворювача або ж шляхом зміни коефіцієнта підсилення випромінювання перетворювача.
Згідно з іншим аспектом даного винаходу пристрій і спосіб згідно із даним винаходом надають рішення шляхом адаптації параметрів приймання ультразвукового сигналу залежно від поздовжнього місця розташування перетворювача, наприклад, від коефіцієнта підсилення приймання або ж від положення часового вікна отримання луносигналу.
Згідно зі ще одним аспектом даного винаходу пристрій і спосіб згідно із даним винаходом надають рішення шляхом адаптації параметрів команд випромінювання ультразвукової хвилі перетворювача та/або параметрів приймання ультразвукового сигналу залежно від місця розташування на окружності перетворювача, таких як орієнтація випромінювання, коефіцієнт підсилення випромінювання або приймання або ж положення часового вікна отримання луносигналу.
На фіг. 1 ї фіг. 2 показана традиційна установка для випробування металургійних виробів у вигляді спереду й збоку відповідно; на фіг. З зображений принцип опромінювання ультразвуком стінки труби за допомогою ультразвукового датчика; на фіг. 4 зображений схематичний вигляд у розрізі стінки труби, що має складну форму зі змінними зовнішнім і внутрішнім діаметрами, і зображений сплеск від ультразвукового бо перетворювача на поперечний дефект;
на фіг. 5 зображена розгортка типу А сплеску ультразвукових імпульсів і його луносигналу з плином часу; на фіг. ба-с показаний докладний поперечний переріз зразка труби, що має змінний поперечний переріз, що містить поздовжні дефекти, і два графіки порівняння відгуків сплесків ультразвукових імпульсів між пристроєм згідно з відомим рівнем техніки й пристроєм згідно з варіантом здійснення даного винаходу відповідно до аспектів відношення "сигнал-шум" ультразвукових луносигналів і амплітуди ультразвукових луносигналів; на фіг. 7а-е показаний докладний поперечний переріз зразка труби зі змінним поперечним перерізом, що містить поперечні дефекти, і графіки порівняння якості відгуків сплесків ультразвукових імпульсів на поперечні дефекти між пристроєм відомого рівня техніки й пристроєм згідно з варіантом здійснення даного винаходу відповідно до аспектів відношення "сигнал-шум" ультразвукових луносигналів і амплітуди ультразвукових луносигналів у двох напрямках дослідження; на фіг. ва-с показаний докладний поперечний переріз зразка труби зі змінним поперечним перерізом, що містять дефекти у вигляді отворів із плоским дном; а також графіки порівняння якості відгуків сплесків ультразвукових імпульсів на дефекти із плоским дном між пристроєм відомого рівня техніки й пристроєм згідно з варіантом здійснення даного винаходу відповідно до аспектів відношення "сигнал-шум" ультразвукових луносигналів, а також амплітуди ультразвукових луносигналів; на фіг. 9 представлений приклад реалізації варіанта здійснення даного винаходу на зразку, що містить дефекти у вигляді внутрішньої поздовжньої засічки, й одержана відповідна розгортка типу С; на фіг. 10 представлений, подібно фіг. 9, інший приклад реалізації варіанта здійснення даного винаходу й одержані відповідні результати виявлення внутрішніх поперечних дефектів у напрямку виявлення; на фіг. 11 представлений, подібно фіг. 9, інший приклад реалізації варіанта здійснення даного винаходу й одержані відповідні результати виявлення внутрішніх поперечних дефектів у напрямку виявлення; на фіг. 12 представлена структурна схема маршруту отримання й частини електронних компонентів обробки згідно з варіантом здійснення даного винаходу; на фіг. 13 представлена структурна схема маршруту отримання й частини електронних компонентів обробки згідно з іншим варіантом здійснення даного винаходу.
Графічні матеріали й додатки містять елементи з певною характеристикою. Отже, вони можуть служити не тільки для опису даного винаходу, але також для його визначення, де це застосовне.
Даний винахід буде описаний далі в основному з погляду зміни параметрів дослідження залежно від поздовжнього положення перетворювача відповідно до переважного варіанта здійснення даного винаходу. Проте, також передбачено, що даний винахід застосовний до зміни параметрів дослідження залежно від положення по окружності перетворювача у комбінації або без комбінації зі зміною цих параметрів залежно від поздовжнього положення датчика.
Даний винахід відноситься до автоматичного пристрою для неруйнівного випробування для виявлення дефектів складного трубного виробу (3), що містить: - щонайменше один ультразвуковий перетворювач (5), що має положення, визначене поздовжнім положенням (І) та положенням (А) по окружності уздовж складного трубного виробу (3), ії розташований таким чином, щоб випромінювати ультразвуковий промінь (Ет), що має орієнтацією випромінювання век, А); - електронні компоненти (6) керування і обробки, що містять схему для приведення в дію датчика й приймання повернених сигналів, і - щонайменше один каскад (21, 31) підсилення з коефіцієнтом підсилення (КІ; А)), - модуль (24) часового фільтра, виконаний з можливістю застосування часового фільтра (ЕТ; А)) до луносигналу (Ом, 05), і електронні компоненти (б) керування і обробки виконані з можливістю визначення щонайменше одного параметра (Мі) сплеску ультразвукових імпульсів залежно від поздовжнього положення (1) та/або положення (А) по окружності ультразвукового перетворювача, щоб виявляти дефекти в стінці труби, причому указаний щонайменше один параметр обраний з орієнтації випромінювання сплеску (век; А)), коефіцієнта підсилення (І ;
А)) або положення часового фільтра (ЕТ; А)).
Згідно з аспектом даного винаходу електронні компоненти (б) керування і обробки можуть бути виконані з можливістю визначення щонайменше двох параметрів (Мі) сплеску бо ультразвукових імпульсів залежно від положення (А) по окружності щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5), щоб виявляти дефекти в стінці труби, причому указаний щонайменше один параметр обраний з орієнтації випромінювання сплеску (бей/; А), коефіцієнта підсилення (І; А)) або положення часового фільтра (ЕТ; А)).
Як альтернатива електронні компоненти (б) керування і обробки можуть бути виконані з можливістю визначення щонайменше двох параметрів (Мі) сплеску ультразвукових імпульсів залежно від поздовжнього положення (І) щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5), щоб виявляти дефекти в стінці труби, причому указаний щонайменше один параметр обраний з орієнтації випромінювання сплеску (бек; А)), коефіцієнта підсилення (І; А)) або положення часового фільтра (ЕТ; А)).
Згідно з аспектом електронні компоненти (6) керування і обробки виконані з можливістю визначення орієнтації випромінювання сплеску (бе; А)), коефіцієнта підсилення (І; А)) та положення часового фільтра (ЕТ; А)) сплесків (Мі) ультразвукових імпульсів залежно від поздовжнього положення (І) щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5). Таким чином, електронні компоненти (б) керування і обробки можуть бути також виконані з можливістю визначення щонайменше одного параметра, обраного з орієнтації випромінювання сплеску (бек; А)), коефіцієнта підсилення (СІ; А)) та положення часового фільтра (ЕТ; А)) сплесків (Мі) ультразвукових імпульсів, залежно від положення (А) по окружності щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5).
Додатково пристрій може містити щонайменше один датчик (7а) положення для визначення поздовжнього положення (І) щонайменше одного ультразвукового перетворювача 5 відносно складного трубного виробу (3). Як альтернатива, пристрій може містити щонайменше один датчик (7а) положення для визначення поздовжнього положення (І) та положення (А) по окружності щонайменше одного ультразвукового перетворювача 5 відносно складного трубного виробу (3).
Щонайменше один датчик (7а) положення може бути обраний з інкрементального кодового датчика, кодового датчика, установленого в стійці, лінійного кодового датчика, кодового датчика з натяжним дротом, лазерного вимірювача швидкості, колісного кодового датчика або колісного інкрементального кодового датчика.
Як альтернатива, пристрій може містити щонайменше один таймер (75) для визначення
Зо відносного поздовжнього положення (1) та положення (А) по окружності ультразвукового перетворювача 5.
Згідно з іншим аспектом щонайменше один каскад (21, 31) підсилення може являти собою каскад (21) підсилення випромінювання, що має коефіцієнт підсилення випромінювання (сеці;
А)), і електронні компоненти (б) керування і обробки виконані з можливістю зміни указаного коефіцієнта підсилення випромінювання (Се; А)) залежно від поздовжнього положення (1) ультразвукового перетворювача (5).
В варіанті щонайменше один каскад (21, 31) підсилення може являти собою каскад (31) підсилення приймання, що має коефіцієнт підсилення приймання (Ог(І; А)), і електронні компоненти (6) керування і обробки виконані з можливістю зміни указаного коефіцієнта підсилення приймання (Ог(І; А)) залежно від поздовжнього положення (І) ультразвукового перетворювача (5).
В іншому варіанті пристрій може містити каскад (21) підсилення випромінювання, що має коефіцієнт підсилення випромінювання (секі; А)), і каскад (31) підсилення приймання, що має коефіцієнт підсилення приймання (сог(І; А)), і причому електронні компоненти (б) керування і обробки виконані з можливістю зміни коефіцієнта підсилення випромінювання (Огі(І; А)) або коефіцієнта підсилення приймання (сгі(Ї; А)) залежно від поздовжнього положення (ї) ультразвукового перетворювача (5).
Згідно з іншим аспектом електронні компоненти (б) керування і обробки можуть містити модуль параметричної пам'яті (МЕМр), здатний зберігати дані у формі асоціації між щонайменше одним поздовжнім положенням (І) щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5) і щонайменше одним набором даних, що відповідає параметрам орієнтації випромінювання сплеску (вбе(і; А)), коефіцієнту підсилення (0; А)) та/"або положенню часового фільтра (ЕТ; А)).
Таким чином, електронні компоненти (б) керування і обробки можуть містити модуль параметричної пам'яті (МЕМр), здатний зберігати дані у формі асоціації між щонайменше одним положенням (А) по окружності щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5) і щонайменше одним набором даних, що відповідає параметрам орієнтації випромінювання сплеску (век; А)), коефіцієнту підсилення (І; А)) та/або положенню часового фільтра (ЕТ;
А)). бо Додатково електронні компоненти (6) керування і обробки можуть містити модуль параметричної пам'яті (МЕМр), здатний зберігати дані у формі асоціації між парами поздовжнього положення та положення по окружності (І; А) ультразвукового перетворювача 5 і щонайменше одним набором даних, що відповідає параметрам орієнтації випромінювання сплеску (бе; А)), коефіцієнту підсилення (ФІ; А)) та положенню часового фільтра (ЕТ; А)).
Згідно з аспектом даного винаходу модуль параметричної пам'яті (МЕМр) може містити щонайменше один набір даних, що відповідає параметрам коефіцієнта підсилення (І; А)) у формі параметрів коефіцієнта підсилення приймання (Сей(і; А)) і коефіцієнта підсилення випромінювання (ОгіІ ; А)).
Згідно з іншим аспектом даного винаходу електронні компоненти (б) керування і обробки можуть бути виконані з можливістю випромінювання декількох сплесків (Мі) ультразвукових імпульсів для одного положення ультразвукового перетворювача (5), причому сплески (Мі) ультразвукових імпульсів мають кути випромінювання бе), що перебувають між мінімальним кутом орієнтації положення бетіп(І) і максимальним кутом орієнтації положення бе пахі(І.).
Таким чином, електронні компоненти (б) керування і обробки можуть бути розташовані таким чином, щоб здійснювати від 2 до 8 сплесків (Мі) ультразвукових імпульсів для положення щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5).
Згідно з аспектом даного винаходу щонайменше один ультразвуковий перетворювач (5) може являти собою стрижневий ультразвуковий перетворювач.
Згідно з аспектом даного винаходу щонайменше один ультразвуковий перетворювач (5) може являти собою датчик на фазованій решітці.
Даний винахід також відноситься до автоматичного способу випробування трубних виробів, що мають змінні зовнішній або внутрішній діаметри, який включає наступні етапи: а) щонайменше один ультразвуковий перетворювач (5) розміщують у першому положенні (РІ),
Б) здійснюють перший сплеск (Мі) ультразвукових імпульсів шляхом випромінювання ультразвукового променя (Ет), що має першу орієнтацію бе (Р!) і перше підсилення випромінювання з першим коефіцієнтом підсилення випромінювання се(Рії), с) приймають луносигнал, повернений складним трубним виробом (3), і прийнятий луносигнал перетворюють в прийнятий сигнал, до якого застосовують перший коефіцієнт
Зо підсилення приймання Ог(Р1), а) частину сигналу ізолюють у першому часовому вікні (ЕТ(Р1І)), е) виконують другий сплеск ультразвукових імпульсів, повторюючи етапи а) - 4) у другому положенні (Рг), із другими параметрами сплеску ультразвукових імпульсів, що містять другу орієнтацію бе(Рг), другий коефіцієнт підсилення випромінювання се(Р2), другий коефіцієнт підсилення приймання сог(Рг), друге часове вікно (ЕТ(Р)), і щонайменше один із других параметрів сплеску ультразвукових імпульсів із другої орієнтації ве(Р2г), другого коефіцієнта підсилення випромінювання Се(Р2), другого коефіцієнта підсилення приймання сСг(Р2), другого часового вікна (ЕТ(Р2г)) відрізняється від першої орієнтації бе(Р1!), першого коефіцієнта підсилення випромінювання сед(Р1), першого коефіцієнта підсилення приймання Ог(Р11) або першого часового вікна (ЕТ(Р1)).
Згідно з аспектом даного способу перше положення (Р!) містить перше поздовжнє положення (11) і перше положення (А1) по окружності, і етап е) заміняють етапом Я), на якому виконують другий сплеск ультразвукових імпульсів, повторюючи етапи а) - а) у другому поздовжньому положенні (12), причому другі параметри сплеску ультразвукових імпульсів містять другу орієнтацію бе(І12), другий коефіцієнт підсилення випромінювання сецкІ2), другий коефіцієнт підсилення приймання сгі(І 2), друге часове вікно (ЕТ 2)), і щонайменше один із других параметрів сплеску ультразвукових імпульсів із другої орієнтації век12), другого коефіцієнта підсилення випромінювання се(І2), другого коефіцієнта підсилення приймання Огп(12), другого часового вікна (ЕТ(І2)) відрізняється від першої орієнтації ве(Р1ї), першого коефіцієнта підсилення випромінювання се(Р1), першого коефіцієнта підсилення приймання Ог(Р1) або першого часового вікна (ЕТ(Р11)).
Слід розуміти, що, коли електронні компоненти виконані з можливістю визначення щонайменше одного параметра сплесків Мі ультразвукових імпульсів залежно від поздовжнього положення ГІ. засобу випромінювання ультразвукових імпульсів, щоб виявляти дефекти в стінці труби, причому указаний щонайменше один параметр обраний з орієнтації випромінювання сплеску ве), коефіцієнта підсилення (І) або положення часового фільтра ЕТ); у той час як електронні компоненти виконані з можливістю визначення щонайменше одного параметра бо сплесків Мі ультразвукових імпульсів у щонайменше одному першому поздовжньому положенні
Ї1 засобу випромінювання ультразвукових імпульсів, щоб виявляти дефекти в стінці труби, причому указаний щонайменше один параметр обраний з орієнтації випромінювання сплеску ве(і3, коефіцієнта підсилення С(Ї) або положення часового фільтра ЕТ), і електронні компоненти також виконані з можливістю визначення щонайменше одного другого поздовжнього положення 12 щонайменше одного параметра, обраного з орієнтації випромінювання сплеску бе), коефіцієнта підсилення (І) або положення часового фільтра
ЕТО), що відрізняється від обраного параметра або параметрів в указаному щонайменше одному першому поздовжньому положенні І 1.
Наведене посилання на фіг. 1 і фіг. 2.
Установка для випробування за допомогою ультразвукових хвиль містить стенд 1 для випробувань, що підтримує складний трубний виріб 3 з віссю Х для випробування, і ультразвуковий перетворювач 5, розташований поблизу периферійної поверхні складного трубного виробу З і з'єднаний з електронними компонентами 6 керування і обробки, що містять електронну схему для приведення в дію датчика.
Складний трубний виріб З можна привести до руху по спіралі, так що пристрій для випробувань досліджує весь складний трубний виріб 3.
В варіанті складний трубний виріб З можна привести до обертального руху тільки відносно стенда 1 для випробувань, і перетворювач 5 зрушується в поздовжньому напрямку стенда 1 для випробувань, синхронно з рухом складного трубного виробу 3 або послідовно.
Перетворювач 5 може бути встановлений на каретці, яка є рухомою відносно стенда 1 для випробувань. Згідно зі ще одним варіантом перетворювач 5 може повертатися навколо складного трубного виробу 3, під час переміщення останнього відносно стенда 1 для випробувань, синхронно або послідовно. Зазвичай в результаті одержують два типи траєкторій дослідження: першу траєкторію, відому як спіральна траєкторія, або другу траєкторію, відому як покрокова, по одиничних сегментах. Покрокова траєкторія по сегментах дозволяє датчику сканувати окружність трубного виробу перед рухом уперед на один крок у поздовжньому напрямку для виконання наступного сканування окружності. Перевага цього типу траєкторії може полягати у спрощенні електронних компонентів і, наприклад, у мінімізації змін параметрів дослідження, коли останні залежать від поздовжнього положення перетворювача.
Зо Ці траєкторії дозволяють досліджувати весь складний трубний виріб 3, використовуючи датчик зі зменшеною довжиною відносно окружності складного трубного виробу 3. Як заміна може бути передбачена більша кількість датчиків, що розташовані по колу навколо складного трубного виробу З і забезпечують послідовність сплесків, яка гарантує покриття, коли складний трубний виріб З зрушується відносно перетворювача 5.
З'єднувальне середовище або "контактне середовище" у відомій термінології може перебувати між перетворювачем 5 і периферійною поверхнею складного трубного виробу 3, наприклад, у формі гелю або води. В варіанті установка може містити резервуар, наповнений водою або будь-яким іншим рідким контактним середовищем, у яке занурені складний трубний виріб З і перетворювач 5. В іншому варіанті установка може містити пристрій з водяним струменем, у цьому випадку потік води утворює контактне середовище.
Установка призначена для дослідження складного трубного виробу З з метою перевірки наявності в ньому дефектів, що мають відмінні одна від одної орієнтації. Напрямок дослідження відповідає орієнтації дефектів, що розглядають, усередині складного трубного виробу 3.
Для забезпечення такої можливості у відгуках від складного трубного виробу 3, щоб відрізняти луносигнали, що є результатом дефектів, від луносигналів, що є результатом вад, установка для випробувань повинна бути відкалібрована для кожного з напрямків дослідження.
Далі буде наведене посилання на фіг. 3, де представлений трубний виріб, що має постійний поперечний переріз із віссю Х, що містить поперечний дефект або внутрішній перехресний дефект ОЇ, а також ультразвуковий перетворювач 5, що виконує сплеск ультразвукових імпульсів, промінь якого відбивається на внутрішній перехресний дефект бії і повертається до перетворювача 5.
Сучасні методики виявлення використовують ультразвукові перетворювачі 5, розташовані поблизу трубного виробу, що має постійний поперечний переріз. Ці датчики з'єднані опосередковано із трубою за допомогою рідкого контактного середовища, зазвичай води.
Перетворювач 5 має головний напрямок, по суті перпендикулярний осі Х складного трубного виробу З і, отже, зовнішній стінці трубного виробу, що має постійний поперечний переріз.
Загалом ультразвукові імпульси поширюються в межах товщини трубного виробу до внутрішньої поверхні стінки указаного виробу й виконують безліч рухів уперед і назад між внутрішньою поверхнею й зовнішньою поверхнею трубного виробу. При відсутності дефекту 60 промінь відбивається декілька разів усередині складного трубного виробу З і коефіцієнт поглинання металу сприяє ослабленню ультразвукової хвилі.
Для виконання сплеску ультразвукових імпульсів перетворювачем 5 керують таким чином, щоб випустити ультразвукову хвилю в контактне середовище, наприклад, воду, що має коефіцієнт заломлення Пводи, 3 кутом падіння 8і, що, наприклад, становить приблизно 17" відносно перпендикуляра до межі води/сталі в місці, де хвиля зустрічається із межею. Ця хвиля поширюється в контактному середовищі до поверхні трубного виробу, і заломлена хвиля поширюється в матеріалі трубного виробу, наприклад, сталі, з коефіцієнтом переломлення
Псталі, Під Кутом відбиття б9г, наприклад, що становить приблизно 40". Зв'язок між кутом падіння 8і і кутом відбиття 8г виражений законом Снеліуса-Декарта. 5іп (01) / Мводи 2 5іп (ОГ) / М сталі, де Мводи - ШвИиДКІіСТЬ ультразвукової хвилі у воді, й Мсталі - шВИДКІСТЬ ХВИЛІ у сталі.
Цей кут відбиття або кут опромінення ультразвуком, що становить приблизно 40", у матеріалі труби є дуже ефективним кутом для виявлення внутрішніх або зовнішніх дефектів, розташованих на внутрішній поверхні й зовнішньої поверхні. Фактично кут відносно дефекту 84, що становить приблизно 40", зазвичай дозволяє забезпечити повернення ультразвукової хвилі, відбитої дефектом, або луносигналу по зворотному шляху до датчика.
Слід розуміти, що випадок, представлений на фіг. 3, відповідає традиційному випадку дослідження труби, що має постійний поперечний переріз, і виявленню внутрішнього поперечного дефекту ОІї. Проте, коли досліджувана труба містить сегменти, що мають різні розміри, і сегменти, у яких змінюються внутрішні та/або зовнішні діаметри труби, внутрішні та/або зовнішні поверхні можуть являти собою похилі поверхні й, отже, стає важче одержати бажаний кут відносно дефекту 80, щоб луносигнал сплеску ультразвукових імпульсів повертався в перетворювач 5.
Це зображено на фіг. 4, яка представляє вигляд у поздовжньому розрізі частини складного трубного виробу 3, що має змінний поперечний переріз. Перетворювач 5 розташований у поздовжньому напрямку уздовж осі Х, щоб випромінювати ультразвукову хвилю, що проникає в складний трубний виріб З на сегменті, у якому нахил зовнішньої стінки труби утворює ненульовий кут «а відносно поздовжньої осі Х трубного виробу: це сегмент, у якому змінюється зовнішній діаметр труби. Отже, замість ультразвукового променя, що проникає в стінку труби,
Зо перпендикуляр до зовнішньої поверхні труби утворює додатковий кут а. Отже, цей кут а необхідно враховувати, коли бажано створити ультразвуковий промінь, що зустрічається із внутрішнім поперечним дефектом бії під кутом 40" відносно дефекту 84.
На фіг. 4 представлена додаткова складність, що полягає в тому, що ультразвукова хвиля зустрічається із внутрішнім поперечним дефектом Оії, розташованим на сегменті складного трубного виробу 3, у якому внутрішня стінка має нахил з ненульовим кутом В відносно поздовжньої осі труби. У цьому випадку кут відносно дефекту 84 повинен дорівнювати куту відбиття 8г, збільшеному на відповідні кути нахилу внутрішньої й зовнішньої стінок сі ВД.
Наприклад, тоді необхідно пристосувати орієнтацію випромінювання бе таким чином, щоб забезпечити, що кут ва - бг ж «а ї- В приблизно дорівнює 40", щоб забезпечити повернення хвилі сплеску ультразвукових імпульсів, відбитої поперечним дефектом, у перетворювач 5.
У галузі ультразвукових неруйнівних випробувань часто використовують наступну термінологію: - "сканування" позначає набір відносних положень труби/датчика, - "крок" позначає період сканування (обернено пропорційний частоті повторень або частоті сплесків ультразвукових імпульсів), - "розгортка типу А" позначає графік електричної напруги, виміряної на клемах ультразвукового перетворювача, із часом проходження на осі х і представленням електричної напруги, що також називається ультразвуковою амплітудою, на осі у, - "розгортка типу В" позначає зображення, що відноситься до заданого значення кроку, зі скануванням, що відповідає сплеску ультразвукових імпульсів, на осі х, часом проходження на осі у, і в кожній точці - з перетвореною ультразвуковою амплітудою на чорно-білому або кольоровому зображенні (електронне сканування для датчика на фазованій решітці, механічне сканування для датчика з одним елементом), - "динаміка луносигналу" зазвичай позначає графік у вигляді кривої, що представляє максимальну амплітуду, прийняту залежно від покрокового положення перетворювача, наприклад, від кількості сплесків, коли є один сплеск на одне положення перетворювача, - "розгортка типу С" позначає зображення з еквівалентним положенням у плоскому просторі точки сплеску ультразвукової хвилі як на осі х, так і на осі у, перетворене в чорно-біле або кольорове, що представляє максимальну ультразвукову амплітуду для цього сплеску, записану бо у розглянутому часовому селекторі з розгортки типу А ("амплітуда зображення"). У випадку труби точка на осі х розгортки типу С відповідає положенню на довжині труби, а точка на осі у відповідає положенню на окружності труби, о у випадку плоского виробу точка на осі х розгортки типу С відповідає положенню на довжині плоского виробу, а точка на осі у відповідає положенню на ширині плоского виробу.
На фігм. 5 схематично представлений часовий профіль сигналів, прийнятих після повернення, відомий як розгортка типу А. Такий сигнал містить імпульси Ет випроміненого променя та імпульси луносигналів, прийнятих після повернення. Сигнал розгортки типу А може містити послідовність імпульсів Ет, за якою ідуть імпульси Іпі луносигналів від межі між водою й зовнішньою поверхнею трубного виробу, тоді при наявності дефектів на внутрішній поверхні труби та/або на її зовнішній поверхні луносигнали відносяться до дефектів на внутрішній поверхні Юм, і луносигнали відносяться до дефектів на зовнішній поверхні Ю5. На практиці луносигнал Іпї на межі має перевагу над луносигналом О5 через дефект на зовнішній поверхні трубного виробу й маскує цей луносигнал Ю5. Тому луносигнал Ю5 дефекту на зовнішній поверхні зазвичай приймають на промені, відбитому внутрішньою поверхнею трубного виробу.
При наявності дефекту на внутрішній поверхні трубного виробу максимальну інтенсивність луносигналу Ом виявляють, якщо інтенсивність луносигналу перевищує граничне значення 51 у часовому вікні Геї.
При наявності дефекту на зовнішній поверхні трубного виробу максимальну інтенсивність луносигналу О5 виявляють, якщо інтенсивність луносигналу перевищує граничне значення 52 у часовому вікні Гег2.
Таким чином, крива динаміки луносигналу представляє максимальну амплітуду сигналу, прийнятого у вікні випробування з плином часу для кожного виконаного сплеску. Як альтернатива, крива динаміки луносигналу може представляти максимальну амплітуду прийнятого сигналу залежно від поздовжнього положення труби.
На фіг 5 зображений принцип селектора виявлення, метою якого є вибір частини луносигналів для можливого виявлення вади.
Кожний електронний канал містить часовий фільтр ЕТ (наприклад, блокувальний пристрій для отримання дискретних значень), з'єднаний з елементом перетворювача, щоб ізолювати послідовні часові вікна, які можуть містити луносигнал, що відноситься до дефекту, що
Зо розглядають (наприклад, внутрішнього або зовнішнього дефекту).
Пристрій згідно із даним винаходом може містити електронні компоненти з модулем 24 часового фільтра, виконаним з можливістю застосування щонайменше одного часового фільтра
ЕТ, (І; А), щоб ізолювати у межах відповідного періоду ТТ (І; А) часове вікно Рекі; А), у якому імовірно можуть бути присутні луносигнали Ом та/або р5, характерні для наявності дефектів.
Часове положення й ширина вікна Ред; А) залежать від швидкості поширення ультразвукових імпульсів у металі й від швидкості поширення у висоті контактного середовища, наприклад, висоті води, періоду сплеску Тг, зовнішнього діаметра і товщини металевої труби.
Згідно із даним винаходом положення й значення ширини часових вікон Ре(/; А) можна зробити залежними від поздовжнього положення (І) перетворювача, або від положення (А) по окружності датчика, або від комбінації (Г; А) поздовжнього положення та положення по окружності перетворювача. Фактично, оскільки зовнішній та/або внутрішній діаметри труби змінюються, шлях ультразвукової хвилі може відрізнятися залежно від поздовжнього положення (І) перетворювача 5. Отже, головними змінними параметрами є: відстань, пройдена в контактному середовищі, відстань, пройдена в сталі трубного виробу, відстань меж сталі / контактного середовища або сталі/повітря відносно перетворювача 5, а також орієнтації поверхонь меж відносно датчика. Наприклад, у першому сегменті труби шлях може бути коротше шляху цієї хвилі в іншому сегменті труби, у якому товщина труби збільшена. Отже, переважним є регулювання положення й ширини часових вікон Ре!) залежно від положення датчика, щоб уникнути використання широких часових вікон з великим споживанням ресурсів або щоб зменшити хибні виявлення. Подібним чином, у трубі, що має змінну товщину уздовж своєї окружності, шлях ультразвукової хвилі буде модифікований цією зміною товщини, а також нахилом або нахилами, утвореними на зовнішній і внутрішній поверхнях.
Згідно з іншим аспектом пристрій згідно із даним винаходом може містити один або декілька ультразвукових перетворювачів 5. Ультразвукові перетворювачі 5 містять елементи перетворювача, здатні випромінювати або приймати ультразвук.
Пристрій згідно із даним винаходом може містити для ультразвукового перетворювача 5 електронні компоненти (6) для здійснення сплесків, що дозволяють виконувати декілька сплесків для заданого положення перетворювача 5. Указані електронні компоненти для здійснення сплесків можуть містити звичайні компоненти, що використовуються для кожного 60 здійснюваного сплеску, та/або ексклюзивні компоненти, зарезервовані для кожного зі сплесків,
що виконуються у заданому положенні. Інакше кажучи, електронні компоненти для здійснення сплесків можуть містити загальний канал для різних сплесків або виділений канал для кожного сплеску. У подальшому описі буде згаданий канал М; отримання, пов'язаний з кількістю сплесків і, незалежно від структури використовуваних електронних компонентів. Таким чином, загальний канал може послідовно виконувати п сплесків каналів М; для змінної і, що становить від 1 до п, або може бути п виділених каналів для виконання п сплесків. Наприклад, електронні компоненти можуть бути виконані з можливістю виконання від одного до восьми сплесків на одне положення перетворювача 5. Переважно від двох до шести сплесків.
Переважно здатність здійснювати декілька сплесків ультразвукових імпульсів для заданого положення перетворювача 5 дозволяє застосовувати до цих сплесків ультразвукових імпульсів декілька орієнтацій випромінювання бе(/; А), що перебувають між мінімальним кутом випромінювання положення бетіп(; А) і максимальним кутом випромінювання положення бветах(І; А). Здатність виконувати декілька сплесків ультразвукових імпульсів для одного й того самого положення ультразвукового перетворювача (5) з різними орієнтаціями випромінювання дозволяє компенсувати ненавмисні зміни досліджуваного об'єкта Це буде зображено на прикладах.
Отже, канали Мі отримання виконані з можливістю виконання послідовностей сплесків ультразвукових імпульсів для заданого положення перетворювача 5.
На фіг. 12 представлена структурна схема електронних компонентів 6 керування і обробки, пов'язаних за допомогою електронної схеми з ультразвуковим перетворювачем 5 для неруйнівного випробування у прикладі установки, здатної реалізувати даний винахід.
Мета цієї схеми полягає в найкращій демонстрації певних ознак даного винаходу; отже, цей вигляд є спрощеним і не специфічним для конкретного типу датчика, проте, фахівцеві в даній галузі буде зрозуміло, як пристосувати цю схему залежно від типу датчика, використовуваного в пристрої.
Канал М, на фіг. 12 містить генератор 20 імпульсів, що керує випромінюванням елементів перетворювача.
Генератор 20 імпульсів може бути з'єднаний з каскадом 21 підсилення випромінювання, функцією якого є підсилення імпульсного сигналу шляхом застосування коефіцієнта підсилення випромінювання сеї). Цей каскад 21 підсилення дозволяє підсилювати електричний сигнал, що створює сплеск ультразвукових імпульсів.
Цей каскад 21 підсилення може бути виконаний з можливістю адаптації коефіцієнта підсилення випромінювання сеї(І) залежно від положення датчика, зокрема, від поздовжнього положення І! датчика 5, і з цією метою каскад 21 підсилення може бути з'єднаний з параметричною пам'яттю МЕМр, що містить значення підсилення відносно поздовжнього положення (І) датчика 5.
Каскад 21 підсилення випромінювання може бути з'єднаний з напрямним каскадом 22, виконаним з можливістю застосування орієнтації бе() до променя сплеску ультразвукових імпульсів. Переважно цей каскад застосовує часовий закон приведення в дію одиничних перетворювачів ультразвукового датчика 5. Як альтернатива, зокрема, коли датчик 5 відноситься до типу з одним елементом, цей каскад керує модулем орієнтації датчика 5, наприклад, у формі механізованої опорної пластини датчика.
Каскад 21 підсилення випромінювання й напрямний каскад 22 відносяться до випромінювальних елементів Е перетворювача й виконані з можливістю відправлення сплеску ультразвукових імпульсів, що має потужність, яка відповідає застосованому коефіцієнту підсилення випромінювання Се(!Ї), і напрямок, який відповідає обраній орієнтації випромінювання 8ве(І). Напрямний каскад 22 може бути з'єднаний з параметричною пам'яттю
МЕМр, що містить значення орієнтації відносно поздовжнього положення ГІ. датчика 5.
Таким чином, каскад 21 підсилення випромінювання й напрямний каскад 22 можуть бути з'єднані з модулем параметричної пам'яті МЕМр, що містять параметри орієнтації бе і коефіцієнта підсилення випромінювання (зе(Ї), що залежать від поздовжнього положення датчика і від типу дефекту, який необхідно охарактеризувати.
Модуль 23 позиціонування виконаний з можливістю відправлення в модуль параметричної пам'яті положення датчика у формі поздовжнього положення (І) та положення (А) по окружності. Модуль 23 позиціонування містить електронні компоненти позиціонування і щонайменше один датчик 7а положення (не показаний на фіг. 12). Модуль 23 позиціонування указує модулю параметричної пам'яті МЕМр значення активних параметрів у каналі Мі для сплеску, призначеного для виявлення дефектів певного типу, залежно від положення датчика 5.
На фіг. 13 представлена структурна схема електронних компонентів 6 керування і обробки 60 варіанта здійснення даного винаходу, здатних адаптувати параметри сплеску ультразвукових імпульсів залежно від поздовжнього положення Ї та положення А по окружності датчика 5.
Каскади підсилення випромінювання 21 і приймання 31 можуть бути виконані з можливістю застосування відповідно коефіцієнта підсилення випромінювання сеї; А) або приймання сг ;
А) залежно від поздовжнього положення І та положення А по окружності датчика 5. Подібним чином напрямний каскад 22 виконаний з можливістю застосування орієнтації бед(/; А) до променя сплеску ультразвукових імпульсів, і часовий фільтр ЕТ, А) виконаний з можливістю застосування часового вікна залежно від поздовжнього положення та положення по окружності датчика 5. У цьому варіанті здійснення щонайменше один із цих параметрів змінюється залежно від поздовжнього положення | датчика 5, і щонайменше один із цих параметрів змінюється залежно від положення А по окружності датчика 5. У цьому випадку параметрична пам'ять
МЕМр адаптована таким чином, щоб містити придатні параметри. У цьому випадку модуль 23 позиціонування виконаний з можливістю відправлення в модуль параметричної пам'яті поздовжнього положення (І) та положення А по окружності датчика.
Датчик 7а положення може являти собою інкрементальний кодовий датчик, кодовий датчик, установлений у стійці, лінійний кодовий датчик, кодовий датчик з натяжним дротом, лазерний вимірювач швидкості, колісний кодовий датчик або колісний інкрементальний кодовий датчик.
Як альтернатива, модуль позиціонування може містити, замість датчика (7а) положення, інтервальний таймер 7Б0. Ця альтернатива є можливою, оскільки автоматичні стенди для випробувань оснащені засобами відносного переміщення труби відносно перетворювачів, забезпечуючи можливість створення повторюваної відносної траєкторії, визначеної з плином часу. Проте, інтервальний таймер 76 може бути менш точним, ніж датчик 7а положення.
Як було описано раніше, у першому варіанті положення датчика 5 відповідає поздовжньому положенню (І) датчика 5. У другому варіанті положення датчика 5 відповідає поздовжньому положенню (І) та положенню (А) по окружності датчика 5. У цьому випадку модуль 23 позиціонування виконаний з можливістю відправлення в модуль параметричної пам'яті поздовжнього положення (І) та положення (А) по окружності датчика. У третьому варіанті положення датчика 5 відповідає положенню А по окружності датчика 5. У цьому випадку модуль 23 позиціонування виконаний з можливістю відправлення в модуль параметричної пам'яті положення (А) по окружності датчика.
Зо Перетворювач Е; акустичної емісії датчика 5 може випромінювати спрямований промінь ультразвукових хвиль.
Канал М; містить приймальний перетворювач К;, який може бути тим же перетворювачем, що і перетворювач Е, акустичної емісії або іншим перетворювачем. Приймальний перетворювач К; може приймати будь-який луносигнал або луносигнали випромінених сигналів і перетворювати їх у відповідний електричний сигнал. Приймальний перетворювач К; може бути з'єднаний із каскадом 31 підсилення приймання, функція якого полягає в підсиленні електричного сигналу, прийнятого приймальним перетворювачем К..
Каскад 31 підсилення приймання може бути виконаний з можливістю застосування до прийнятого сигналу підсилення з коефіцієнтом підсилення приймання каналу Мі, позначеним як
Си(/), який обраний залежно від поздовжнього положення (1) та/або положення (А) по окружності перетворювача 5 і від природи вади, що розглядають. Здатність модулювати коефіцієнт підсилення цього каскаду підсилення приймання дозволяє поліпшувати виявлення дефектів, подібно підсиленню випромінювання, що налаштовується. Коли цей каскад налаштований з аналоговим підсиленням, це має перевагу, що полягає в підсиленні прийнятого сигналу, одночасно до деякої міри обмежуючи підсилення прийнятих завад. Коли цей каскад налаштований із цифровим підсиленням, це дозволяє підсилювати прийнятий сигнал, але має недолік, що полягає в більшому підсиленні завад, ніж при аналоговому підсиленні.
Приймальні перетворювачі К; також можуть бути з'єднані з модулем 24 часового фільтра, виконаним з можливістю застосування одного або декількох часових фільтрів (ЕТ). Кожний часовий фільтр ЕТЦ) ізолює часове вікно, у якому імовірно буде перебувати луносигнал сплеску ультразвукових імпульсів. Таким чином, функція часового фільтра ЕТЦ) полягає у виборі частини прийнятого сигналу, що відповідає часовому вікну, у якому луносигнал Юм, Ю5 сплеску ультразвукових імпульсів, відхилений звичайним дефектом, імовірно повернеться в приймальні перетворювачі К, і в здатності певної обробки сигналу за обраний період часу. Це дозволяє зменшити ресурси пам'яті й обчислювальну потужність електронних компонентів, і це також дозволяє уникнути вимірювання луносигналу, що може не відповідати очікуваному луносигналу від сплеску ультразвукових імпульсів, виконаних з метою виявлення типу дефекту, наприклад, вторинного луносигналу.
Модуль 24 часового фільтра може бути з'єднаний з модулем параметричної пам'яті МЕМр, бо що містить параметри положення часових фільтрів залежно від поздовжнього положення датчика (І) і від типу дефекту, який необхідно охарактеризувати, і необов'язково в варіанті як від положення (А) по окружності датчика, так і від його поздовжнього положення (І).
Пам'ять МЕМр може бути виконана з можливістю вмісту даних, що відносяться до положень і значень ширини вікон Ред!) залежно від положення (І) датчика. Відповідно, модуль 24 часового фільтра містить часові фільтри ЕТ), виконані з можливістю модифікації положень і значень ширини часових вікон Ре) для кожного каналу М; отримання.
У першому варіанті селектори виявлення мають однакову тривалість або довжину для одного й того самого типу дефекту. У цьому випадку характерною змінною величиною є момент відкриття селектора виявлення або його початкове положення, яке зазвичай реалізоване у формі затримки відносно виконаного сплеску.
У другому варіанті початкове положення й кінцеве положення селектора виявлення модифіковані й, таким чином, здатні створювати селектори виявлення зі змінною довжиною.
Таким чином, у цьому варіанті використовуються дві характерні змінні величини для налаштування значень ЕТ).
За модулем 24 часового фільтра йде модуль 25 обробки, що містить граничний детектор, який порівнює з еталонним значенням максимальну інтенсивність прийнятих сигналів О5, Ом.
Цей модуль 25 обробки з'єднаний з пам'яттю отримання каналів 26, щоб зафіксувати максимальну інтенсивність луносигналу кожного каналу М.
Коли канали М; мають свої власні електронні компоненти, пам'ять отримання каналів 26 з'єднана в такий же спосіб з аналоговими каналами пристрою, наприклад, пам'ять 26 з'єднана з кожним з каналів Мі, Ме, Мз, ..., Мв.
Коли є присутнім єдиний електронний компонент для декількох сплесків, модуль 26 виконаний з можливістю зберігання максимальної інтенсивності сигналу, прийнятого від кожного каналу Мі, пов'язаного зі сплеском ультразвукових імпульсів і.
Пам'ять отримання каналів 26 може бути з'єднана з обчислювальним модулем 27, виконаним з можливістю створення кривих динаміки луносигналів. Обчислювальний модуль 27 також може створювати розгортки типу А, розгортки типу В з прийнятого сигналу з найбільшою інтенсивністю серед і сплесків ультразвукових імпульсів, виконаних у заданому положенні для обраного типу дефекту, і цей обчислювальний модуль 27 також може створювати розгортку типу С досліджуваного трубного виробу.
Пам'ять отримання каналів 26 може бути з'єднана із блоком 28 порівняння із граничним значенням. Блок 28 порівняння із граничним значенням порівнює максимальну інтенсивність прийнятого луносигналу й граничний рівень ініціювання попередження, збережений у виділеній пам'яті 29 для граничних рівнів попередження. Цей блок порівняння може ініціювати роботу модуля 30 попередження оператора.
В іншому варіанті здійснення даного винаходу електронні компоненти б виконані з можливістю визначення щонайменше одного параметра сплеску ультразвукових імпульсів залежно від поздовжнього положення (І) та від положення (А) по окружності засобу випромінювання ультразвукових імпульсів, щоб виявляти дефекти в стінці труби, причому указаний щонайменше один параметр обраний з орієнтації випромінювання сплеску 8бек1; А), коефіцієнта підсилення СІ; А) або положення часового фільтра ЕТ (І; А).
Автор даної заявки здійснив декілька послідовностей випробувань на зразках трубних виробів, що містять дефекти, створених спеціально для визначення якості виявлення цих дефектів.
У першому прикладі зразок труби (1) з віссю (Х) на фіг. ба має декілька сегментів 1а-16, розташованих таким чином, що: - сегмент 1а має постійні зовнішній (Оехй) і внутрішній (іп) діаметри; - сегмент 16 має непостійні зовнішній (Оех0О) і внутрішній (Оіп) діаметри, причому зовнішній діаметр (Оехі) збільшується від сегмента Та до сегмента 1с, і внутрішній діаметр зменшується в тому ж напрямку; - сегмент 1с має зовнішній діаметр, що збільшується від сегмента 15 до сегмента 14, їі внутрішній діаметр є постійним; - сегмент 14 має зовнішній діаметр і внутрішній діаметр, обидва з яких збільшуються від сегмента 1с до сегмента 16; - сегмент Те має постійний зовнішній діаметр і внутрішній діаметр, що збільшується від сегмента 14.
Поздовжні засічки а; (позначені як д11-аІ-о) довжиною 25 мм були створені на зразку труби на фіг. ба. Глибина засічок є постійною, й, отже, нижня стінка засічок по суті паралельна поверхні, у якій ці засічки виконані, яка не показана на фіг. ба. бо Труба на фіг. ба була досліджена за допомогою автоматичного пристрою для виявлення дефектів відомого рівня техніки, потім за допомогою пристрою згідно із даним винаходом з метою вимірювання інтенсивностей повернених луносигналів кожної поздовжньої засічки а. У цьому пристрої згідно із даним винаходом на каналі отримання змінювався тільки кут випромінювання бе(І).
Результат цього випробування показаний на фіг. 66 і фіг. бс, які представляють графіки, де кількість засічок аїЇ;, яка відповідає кількості засічок на фіг. ба, показана на осі х, і відношення "сигнал-шум" для фіг. 65 і зменшення амплітуди в дБ відносно еталонної засічки Мо 5 на фіг. бс показані на осі у.
На графіку 66 представлені три криві: - крива граничного значення, що обмежує мінімальне відношення "сигнал-шум" обраної засічки на 12 дБ, - крива відношень "сигнал-шум", зареєстрованих пристроєм згідно з відомим рівнем техніки (І ех), - крива відношень "сигнал-шум", зареєстрованих пристроєм згідно із даним винаходом (Опм).
На графіку бс представлені дві криві: - крива зменшення амплітуди в дБ відносно еталонної засічки Мо 5, зареєстрованої пристроєм згідно з відомим рівнем техніки (І ех), - крива зменшення амплітуди в дБ відносно еталонної засічки Мо 5, зареєстрованої пристроєм згідно із даним винаходом (ГГ іпм).
Очевидно, що засічки 5 і 10 зареєстровані на тому самому рівні пристроєм згідно з відомим рівнем техніки й пристроєм згідно із даним винаходом, що є нормальним, оскільки засічки 5 і 10 розташовані в сегменті труби, що має постійний поперечний переріз, і різна конструкція двох пристроїв не має впливу в цьому сегменті.
З іншого боку, засічки 2, 3, 6, 7 відправляють дуже слабкі луносигнали у пристрій згідно з відомим рівнем техніки з рівнями, які нижче граничного значення, яке може бути виявлене, у той час як пристрій згідно із даним винаходом дозволяє одержати луносигнали високого рівня, що перевищує 23 дБ, у всіх випадках.
Отже, із цього можна зробити логічний висновок, що пристрій згідно з відомим рівнем техніки
Зо не виявляє засічки 2, 3, 7 або навіть 6 у режимі дослідження виробів, у той час як пристрій згідно із даним винаходом дозволяє виявляти ці засічки.
На фіг. бс показане зменшення амплітуди між еталонною засічкою, позначеною тут як аї5, і інтенсивністю луносигналів на інших засічках. Рівень сигналу традиційно зафіксований на 0 дБ на еталонній засічці Мо 5 (або дІ5). Найменша прийнята інтенсивність становить менш 13 дБ при використанні пристрою згідно із даним винаходом, у той час як відхилення досягає 35 дБ в З дефектах при використанні пристрою згідно з відомим рівнем техніки.
Зразок труби на фіг. 7а містить поперечні засічки а (аї7-4нв) на послідовності змінних сегментів, подібних вищеописаному прикладу. Слід нагадати, що поперечні дефекти можуть бути виявлені за допомогою сплесків, що мають обрану орієнтацію в поздовжній площині, як представлено на фіг. З ії фіг. 4. Поперечні дефекти можуть бути виявлені в обох поздовжніх напрямках. На фіг. 70, фіг. 7с, фіг. 74, фіг. 7е показані значення відношення "сигнал-шум" і амплітуди луносигналів, вимірюваних у першому напрямку дослідження, а потім - у другому напрямку дослідження, для пристрою згідно з відомим рівнем техніки й пристрою згідно із даним винаходом, використовуваних у випробуванні на фіг. ба-с, тобто де тільки змінюється кут випромінювання 8єе(І) на каналі отримання.
Слід зазначити, що для дослідження в першому напрямку на фіг. 70, фіг. 7с ясно видне поліпшення амплітуди повернення, виміряної на певних поперечних дефектах, внутрішніх або зовнішніх. Точніше, при використанні пристрою згідно з відомим рівнем техніки, дефекти, позначені як Об, Оіз, Юні, Ої5 і ОЇ, можуть бути виявлені в обмеженій мірі або не можуть бути виявлені, оскільки відношення "сигнал-шум" прийнятих луносигналів дорівнює або менше 12 дБ.
При використанні пристрою згідно із даним винаходом виявляються усі ці дефекти. Крім цього, рівень відношення "сигнал-шум" прийнятих луносигналів є високим, більше 20 дБ, що дозволяє правильно диференціювати луносигнал фонового шуму. Пристрій згідно із даним винаходом також забезпечує можливість отримання поліпшеної однорідності між різними зареєстрованими інтенсивностями луносигналів на внутрішніх поперечних дефектах з різницею менше 12 дБ між дефектом Бі: і дефектом Ов. Ця різниця становить менше 25 дБ на зовнішніх дефектах ОнНо і Он».
На фіг. 7б-е продемонстровано, що пристрій згідно із даним винаходом, який змінює кут орієнтації сплеску, дозволяє одержувати кращі результати, ніж пристрій згідно з відомим рівнем бо техніки, зокрема, на сегменті труби, поперечний переріз якого має зовнішній діаметр, що змінюється в поздовжньому напрямку. У напрямку виявлення по фіг. 2 однорідність зареєстрованих інтенсивностей луносигналів поліпшується як для внутрішніх, так і для зовнішніх поперечних дефектів, з відхиленнями менше 12 дБ застосовно до відношення "сигнал-шум", а також застосовно до внутрішніх або зовнішніх поперечних дефектів.
Нижче, на прикладах, зображених на фіг. 9-11, буде видно, що пристрій згідно із даним винаходом також може досягати дуже гарного рівня однорідності шляхом зміни як орієнтації випромінювання 8ек(.), так і коефіцієнта підсилення ФІ).
На фіг. 7с показано, що, як і раніше, є зниження амплітуди луносигналів на певних дефектах, яке може вважатися істотним, і особливо відносно зовнішніх дефектів, відносно яких слід нагадати, що їх виявляють за допомогою луносигналу ультразвукового променя, що відбивається від внутрішньої поверхні трубного виробу; отже, шлях є особливо довгим і ослаблення поверненого луносигналу є більш чутливим до змін внутрішніх і зовнішніх діаметрів.
Ослаблення, як і раніше, може становити порядку 25 дБ на дефектах 12-14. Отже, цей відгук можна додатково поліпшити, що буде описано далі у варіанті здійснення, у якому електронні компоненти 6 розташовані таким чином, щоб змінювати щонайменше два параметри сплесків ультразвукових імпульсів залежно від поздовжнього положення (1) засобу випромінювання ультразвукових імпульсів, обраних з орієнтації випромінювання сплеску бе), коефіцієнта підсилення СІ) або положення часового фільтра ЕТ).
На фіг. ва і фіг. 8р-с відповідно показаний зразок труби, у якому було виконано 4 отвори Тр; із плоским дном, що використовуються як стандартні дефекти застосовно до виявлення дефектів у стінці, відомі як "розшарування", і порівняльні криві пристрою згідно з відомим рівнем техніки Сех і пристрою згідно із даним винаходом Гіпм, обидві з яких відносяться до вимірювання відношення "сигнал-шум" (фіг. 85) і вимірювання амплітуди сигналу в дБ (фіг. вс).
Електронні компоненти пристрою розташовані таким чином, щоб змінювати параметр орієнтації сплеску бе(!) та положення часового фільтра ЕТ(І) уздовж поздовжньої осі, не змінюючи коефіцієнт підсилення, подібно випробуванням, здійсненим і описаним у рамках фіг. 6 і фіг. 7.
Отвори Тр; із плоским дном мають діаметр 6 мм і глибину, яка дорівнює половині локальної товщини деталі. Було вирішено створити дно, паралельне осі труби, а не паралельне внутрішній стінці труби.
Зо На фіг. 85 показане поліпшення, що становить приблизно 5 дБ, у відношенні "сигнал-шум" на сегменті, у якому зовнішній діаметр змінюється в поздовжньому напрямку. На фіг. 8с показане поліпшення, що становить більше 15 дБ, у рівні амплітуди поверненого сигналу на цьому ж сегменті. Зміна лише внутрішнього діаметра сегмента не виявляє видимого впливу на якість вимірювання застосовно до виявлення отворів із плоским дном.
Ці результати показують, що пристрій згідно із даним винаходом також дозволяє поліпшити здатність до виявлення дефектів, що відносяться до типу розшарування, оскільки інтенсивності повернених луносигналів більше для отворів ТІрз і Тр із плоским дном.
Не виявлені відмінності застосовно до отворів Тр: і Тра із плоским дном, оскільки ці отвори створені в сегментах труби, що мають постійний зовнішній діаметр, і нахил внутрішньої стінки не виявляє впливу на вимірювання, тому що сплеск ультразвукових імпульсів спрямований на плоске дно. Поліпшення ситуації виникає завдяки вибору орієнтації випромінювання 6е(І) та положення часових фільтрів виявлення ЕТ(І) залежно від поздовжнього положення датчика.
Інші зразки труб з різними значеннями товщини й конфігураціями змін були досліджені й дали подібні результати, тобто продемонстрували значне поліпшення здатності до виявлення дефектів усіх типів при використанні пристрою згідно із даним винаходом порівняно із пристроєм згідно з відомим рівнем техніки.
Фіг. 9 складається з фіг. Уа, фіг. 9р, фіг. 9с і призначена для показу повної сукупності випробувань, де на фіг. За представлений профіль трубного виробу, що має змінні зовнішній і внутрішній діаметри, що містить три внутрішні поздовжні засічки, позначені як А, В, С.
На фіг. 95 представлена розгортка 95 типу С, одержувана після сканування зразка 93 труби пристроєм згідно з варіантом здійснення даного винаходу, у якому три параметри Мі сплесків ультразвукових імпульсів змінюються залежно від поздовжнього положення ультразвукового датчика 5.
Три зони є видимими на розгортці 95 типу С на фіг. 90 ії відповідають трьом наборам параметрів дослідження. Ці набори параметрів показані на фіг. 9с. На графіку 97 показані мінімальне й максимальне значення кута випромінювання бец(!Ї) для кожної зони, й слід розуміти, що досліджені всі значення із кроком в 3" між мінімальним значенням й максимальним значенням. Таким чином, у зоні 1 кут випромінювання 8е/() змінюється від 0" до 6". Три сплески виконали для кожного положення дослідження за допомогою трьох електронних каналів з 60 бе((11)-0"7; бег(П11)-3"; без(11)-6". Умовна позначка |1| заміняє всі осьові положення та положення по окружності, яких досягає датчик 5 у зоні 1 в цілях дослідження. У зоні 2 виконують два сплески на одне положення під кутом -6"7 і під кутом -3". Ці значення такі ж у зоні 3. З посиланням на виявлення поздовжніх засічок фахівець у даній галузі розуміє, що орієнтація ультразвукового променя, випроміненого у випадку дослідження поздовжніх дефектів, містить у собі поперечний компонент, що по суті міститься в поперечному перерізі труби й одержаний механічною орієнтацією ультразвукового перетворювача 5, з "механічним кутом" 9т, обраним таким чином, щоб мати значення приблизно 177 відносно перпендикуляра до осі трубного виробу, що проходить через точку зустрічі випроміненого променя й зовнішньої поверхні трубного виробу, а також поздовжній компонент, що відповідає куту випромінювання 8е(І), одержаному у варіанті здійснення на фіг. 9 шляхом електронного керування перетворювачем на фазованій решітці. У випадку цього дослідження механічний кут біт є фіксованим, у той час як кут випромінювання 8е(І) змінюється залежно від поздовжнього положення І. перетворювача 5.
На графіку 98 показані значення відкривання й закривання часового вікна ЕТ) і, отже, позиціонування селектора виявлення для кожної зони, задані в мм у воді. Селектор у зоні З уповільнений відносно селектора в зоні 2, який, у свою чергу, відстає від селектора в зоні 1. Це дозволяє враховувати більш довгий шлях ультразвукової хвилі в зоні 3, де поздовжня засічка С найбільш віддалена від перетворювача 5, порівняно із зоною 1, де поздовжня засічка А розташована ближче до перетворювача 5.
Коефіцієнт підсилення СІ) і його зміну відносно поздовжнього положення перетворювача 5 представлено на графіку 99. Коефіцієнт підсилення збільшується на 1 дБ у зонах 2 і З відносно коефіцієнта підсилення, використовуваного в зоні 1. У цьому прикладі коефіцієнт підсилення приймання Ог(І) модифікують залежно від поздовжнього положення перетворювача 5.
Одержана розгортка 95 типу С показує задовільне виявлення всіх поздовжніх засічок і відсутність небажаного луносигналу, що створює "фантомний" дефект. Крім цього, відношення 96 "сигнал-шум" є дуже однорідним у всіх трьох дефектах, становлячи 13 або 12 дБ.
Фіг. 10 складається з фіг. 10а, фіг. 106, фіг. 10с і показує приклад результату, одержаного шляхом реалізації даного винаходу для виявлення внутрішніх перехресних дефектів шляхом зміни тільки коефіцієнта підсилення ультразвукового променя. У цьому випадку деталь досліджують у напрямку 1, тобто сканують від дефекту А до дефекту І.
Зо На фіг. 10а показаний частковий поперечний переріз профілю 103 трубного виробу, що містить поперечні засічки 104, розподілені в поздовжньому напрямку по внутрішній поверхні трубного виробу 103 і позначені буквами А-Ї. Кожна засічка має довжину 10 мм.
На фіг. 1065 показана розгортка 105 типу С, отримана в результаті дослідження трубного виробу 103 пристроєм згідно із даним винаходом. Ця розгортка типу С дозволяє ясно ідентифікувати кожну засічку А-І. Пристрій згідно із даним винаходом дозволив ідентифікувати всі ці засічки. Пронумеровані зони 1-8, що відповідають віртуальному поділу трубного виробу уздовж поздовжньої осі, показані на розгортці 105 типу С на фіг. 100. Ці зони відповідають наборам параметрів, що містять орієнтацію випромінювання бе(Г), позиціонування селекторів виявлення ЕТ(І) і коефіцієнт підсилення (І). У комбінації з розгорткою 105 типу С показане середнє відношення 106 "сигнал-шум" (ЗМК), виміряне на кожному виявленому дефекті.
На фіг. 10с показані значення параметрів для кожної зони 1-8. У рамках прикладу, зображеного на фіг. 10, для орієнтації випромінювання обрані значення, представлені на графіку 107, мінімальні й максимальні значення однакові для кожної зони, а саме від 34" до 43" відповідно. Пристрій виконаний з можливістю здійснення сплесків кожні 3" між мінімальною і максимальною межами. Отже, для кожного положення сплеску пристрій виконує всього 4 сплески з наступними кутами: 34", 37", 40", 43". Таким чином, орієнтації сплесків є незмінними незалежно від поздовжнього позиціонування (І) використовуваного датчика 5.
На фіг. 10с також показане позиціонування селекторів виявлення, позначене цифрою 108.
Значення положення цих селекторів представлені в міліметрах у воді, яка є контактним середовищем, обраним для експерименту. Ці значення однакові в усіх зонах 1-8. Таким чином, положення селекторів виявлення є незмінними незалежно від поздовжнього позиціонування (І) використовуваного датчика 5.
На фіг. 10с показані за допомогою графіка 109 значення коефіцієнта підсилення в дБ для кожної зони 1-8, що є додатковими до базового коефіцієнта підсилення для утворення коефіцієнта підсилення С(І). Додатковий коефіцієнт підсилення становить, наприклад, З дБ у зоні 1, 7 дБ у зоні З і 10 дБ у зоні 7. Коефіцієнт підсилення (І) є однаковим для кожного з 4 сплесків з різною орієнтацією, виконаних у заданому поздовжньому положенні (І). Таким чином, у зоні 1 для заданого положення перший сплеск виконують під кутом випромінювання в сталі, що дорівнює 34", ії з додатковим коефіцієнтом підсилення, що дорівнює З дБ, другий сплеск 60 виконують під кутом 37" із додатковим коефіцієнтом підсилення, що дорівнює З дБ, третій - з параметрами 40" і З дБ, і четвертий сплеск - з параметрами 43" і 4 дБ.
Розгортка 105 типу С на фіг. 1065 показує, що зміна лише коефіцієнта підсилення І) дозволяє виявляти всі вади й, таким чином, дозволяє одержати перший задовільний результат.
Проте, одержана розгортка типу С має неоднорідне відношення "сигнал-шум", яке змінюється від 18 до 25 дБ залежно від зони. Розгортка типу С показує інші дефекти, що відповідають засічкам, виконаним на тому ж трубному компоненті для інших експериментів, в цілях економії.
На фіг. 11 показане друге проведене випробування з тим же трубним виробом 104, що містить засічки А-І, причому цього разу дослідження здійснювали в напрямку 2, тобто зі скануванням від дефекту І до дефекту А, з використанням пристрою згідно із даним винаходом, у якому набір параметрів відрізняється від того, який використовували в рамках фіг. 1ба-с, тим, що він використовує зміну трьох параметрів уздовж поздовжньої осі трубного виробу 103. Новий набір параметрів представлений на фіг. 11с, і одержані відповідні результати представлені на фіг. 115.
Набір параметрів на фіг. 11с розділений уздовж поздовжньої осі трубного виробу на 4 зони, пронумеровані від 1 до 4, тобто наполовину менше кількості зон, показаних раніше на фіг. 1ба- с.
На фіг. 11с показана динаміка коефіцієнта підсилення ФІ), на графіку 119, що представляє додатковий коефіцієнт підсилення, застосований до кожної зони, у дБ, відносно значення базового коефіцієнта підсилення, обраного як еталонний коефіцієнт підсилення для дослідження. Таким чином, додатковий коефіцієнт підсилення дорівнює нулю в зоні Мо 1, 2 дБ у зоні Мо 2, 1 дБ у зоні Мо З і 2 дБ у зоні Мо 4. У цьому прикладі ці зміни коефіцієнта підсилення дозволяють компенсувати більш довгий шлях ультразвукових хвиль або, наприклад, у зоні 2 на фіг. 11а-с для компенсування більш слабкого відгуку від поперечної засічки С, яка нахилена і яка з цієї причини може слабкіше відбивати сигнал у напрямку сплеску.
Під умовною позначкою 118 на фіг. 11с показано, що позиціонування селекторів виявлення
ЕТКЮ) відрізняється відповідно до кожної зони. Це позиціонування становить, наприклад, від 220 мм до 240 мм у воді в зоні 2 і становить від 240 мм до 270 мм у зоні 4. У цьому випадку селектор виявлення в зоні 4 не тільки розташований пізніше селектора в зоні 2, але також є більш широким, ніж селектор у зоні 2.
Зо На фіг. 11 під номером 117 показані орієнтації випромінювання сплесків для заданого положення, що представляють максимальне значення й мінімальне значення кута випромінювання в сталі в градусах на одну зону від зони 1 до зони 4, і при здійсненні сплесків із цими крайніми значеннями, а також при кроці в З" між двома крайніми значеннями він відрізняється залежно від зон. Кількість сплесків на одну зону також змінюється. Фактично, у зоні Мо 1 є два сплески на одне положення під кутами 37" і 40"; у зоні Мо 2 виконують З сплески на одне положення з кутами 557, 58", 617; у зоні Мо З також є З сплески під кутами 40", 43", 467: і, нарешті, у зоні 4 виконують 4 сплески на одне положення під кутами 34", 37", 40", 437. Кут випромінювання більше в зоні 2 у результаті нахилу внутрішньої стінки трубного виробу в цій зоні. Кількість сплесків більше в зоні 4, оскільки є різні типології зміни діаметрів у цій зоні, навіть якщо ці зміни мають меншу амплітуду, ніж в зоні 2.
Розгортка 115 типу С демонструє на фіг. 116, що всі засічки фактично виявлені, незважаючи на те що трубний елемент розділений тільки на 4 зони. Отже, немає видимої необхідності створювати стільки зон, що визначають набори параметрів, скільки є сегментів з різними типологіями уздовж трубного виробу. Інтенсивність повертання від дефектів є однорідною (інтенсивність представлена кольоровим або чорно-білим зображенням на розгортці типу С).
Таким чином, рівень шуму майже вдвічі менше на засічці с на фіг. 116 порівняно з рівнем шуму на засічці б на фіг. 105. Наявність щонайменше двох параметрів або трьох параметрів, що змінюються відповідно до поздовжнього положення датчика, обраних з коефіцієнта підсилення
СМ), орієнтації випромінювання бе(Ї), часового фільтра ЕТ), дозволяє поліпшити якість виявлення дефектів у трубних виробах, що мають змінний поперечний переріз.
Крім цього, випробування на фіг. 11а-с дозволяє виконувати дослідження з використанням на 20 95 менше сплесків, ніж у випадку, зображеному на фіг. 10а-с, одночасно зберігаючи хорошу здатність до виявлення дефектів із задовільним відношенням "сигнал-шум" і хорошою однорідністю відгуків.
Зазвичай необхідно калібрувати пристрої для неруйнівного випробування, щоб установити граничне значення для інтенсивності повернення луносигналу для заданого типу дефекту й заданого типу трубного виробу. Інакше кажучи, зазвичай виконують калібрування для дефектів, що відносяться до типу поздовжніх засічок, калібрування для дефектів, що відносяться до типу поперечних засічок, і калібрування для дефектів, що відносяться до типу отвору із плоским 60 дном, для кожного типу трубного виробу. Наприклад, перший тип може являти собою трубу із зовнішнім діаметром 250 мм і внутрішнім діаметром 200 мм, у той час як другий тип може являти собою трубу із зовнішнім діаметром 315 мм і внутрішнім діаметром 275 мм.
Як правило, позиціонувальні засічки (глибина й орієнтація) використовуються як еталонні дефекти або стандартні дефекти, що мають відомі розміри, найчастіше - стандартизовані, розташовані у зразку труби.
Щоб обмежити кількість сплесків і обмежити обчислювальну потужність, необхідну для пристрою згідно із даним винаходом, у такий спосіб переважно калібрувати указаний пристрій, щоб визначити значення параметрів, обраних з орієнтації випромінювання 8е(Г), коефіцієнта підсилення ((1) та/"або положення часового фільтра ЕТ(ІЇ) для різних поздовжніх положень ультразвукового датчика або датчиків.
Переважно буде обране позиціонування стандартних дефектів у різних поздовжніх положеннях, щоб одержати значення для указаних параметрів для кожної типології сегментів досліджуваного складного трубного виробу 3, що має змінний поперечний переріз. Інакше кажучи, калібрування можна здійснювати для різних сегментів складного трубного виробу 3, що має змінний поперечний переріз. Калібрування виконують на зразку труби, подібному досліджуваним складним трубним виробам. Таким чином, зразок труби має значення діаметра й товщини, подібні досліджуваній моделі трубного виробу, тобто ідентичні сегменти, однакові складні форми. Більше того, зразок труби повинен бути виготовлений з матеріалу, ідентичного матеріалу моделі, тобто з того ж сорту сталі, а також мати таку ж термообробку, ті ж властивості поверхні.
У цьому випадку, процес калібрування дозволяє, на підставі зразка труби, характерного для заданого трубного виробу й для типу дефекту, асоціювати з кожним положенням ультразвукового датчика 5 параметри, що являють собою орієнтацію випромінювання 8е(І), коефіцієнт підсилення (І) та/або положення часового фільтра ЕТ). У цьому випадку ці параметри можуть зберігатися в таблиці, наприклад, представленій нижче для визначення параметрів залежно від поздовжнього положення (І) датчика. положення -щш-ш00 шт
Далі буде наведене посилання на фіг. 12.
Зо Складний трубний виріб 3, що має змінний поперечний переріз, отриманий в ході виробничих процесів, може мати зміни розмірів відносно бажаних номінальних значень. Таким чином, з точки зору датчика, стінки досліджуваного трубного виробу можуть мати фактичні нахили стінок або фактичні позиціонування нахилів стінок, які відрізняються від номінальних нахилів і позиціонувань. У результаті, слід нагадати, що наявність єдиного значення для параметрів, таких як орієнтація випромінювання бе), коефіцієнт підсилення СІ) та/або положення часового фільтра ЕТ(І), не завжди дозволяє одержувати найкращий відгук на сплеск ультразвукових імпульсів для виявлення заданого дефекту.
Таким чином, згідно з варіантом здійснення даного винаходу пристрій містить електронні компоненти 6 керування й обробки, здатні здійснювати послідовності сплесків ультразвукових імпульсів по каналах Мі для поздовжнього положення (І), одночасно змінюючи для кожного каналу М щонайменше один з параметрів, обраний з орієнтації випромінювання бе(І), коефіцієнта підсилення (І) та/"або положення часового фільтра ЕТ(І), наближаючи його до номінальних значень параметрів, які являють собою орієнтацію випромінювання бе(І), коефіцієнт підсилення Ф(І) та/або положення часового фільтра ЕТ(І).
Наприклад, для дослідження поперечного дефекту Оїех у заданому поздовжньому положенні
Рех відповідна орієнтація випромінювання ве(Рех) може бути визначена під кутом 20" у воді в поздовжній площині. Вісім сплесків ультразвукових імпульсів можна виконати з орієнтаціями випромінювання бе від 16" до 23" у воді із кроком в 17. Отже електронні компоненти 6 керування й обробки розташовані таким чином, щоб виконувати п послідовностей сплесків, наприклад, від 1 до 10 послідовностей сплесків.
Кожна максимальна амплітуда відповідного луносигналу зберігається у відповідних запам'ятовувальних пристроях каналів Мету, ці значення порівнюють за допомогою модуля порівняння каналів "Сотр спаппеі", який може запам'ятовувати максимальну амплітуду з амплітуд, зареєстрованих на кожному з каналів М. Потім максимальну зареєстровану амплітуду порівнюють за допомогою модуля порівняння із граничним значенням, з'єднаного з пам'яттю граничних значень. Модуль попередження подає попереджувальний сигнал, якщо максимальна амплітуда, зареєстрована на різних каналах, перевищує граничне значення, вказане для цього типу дефекту.
У пам'яті МЕМр орієнтація випромінювання бе(Г) переважним чином може бути визначена парою кутів, що можуть являти собою поздовжній компонент і поперечний компонент кута випромінювання (бме(Ї); О5е(Ї)), що відповідним чином представляють кут між перпендикуляром до ультразвукового датчика й проекцією сплеску в поздовжній площині, тобто площині, що містить вісь трубного виробу, і кут сплеску між перпендикуляром до ультразвукового датчика і проекцією сплеску в поперечній площині, тобто площині, що містить поперечний переріз трубного виробу.
Наприклад, у рамках дослідження, зображеного на фіг. 9, поперечний компонент кута 9з5е(І) дорівнює механічному куту т датчика і є фіксованим протягом дослідження, зазвичай значення обране таким чином, щоб становити 177, у той час як поздовжній компонент кута бме() є змінним відповідно до поздовжнього положення (І) зі значеннями, що становлять від -67 до 6". Для дослідження дефектів, що відносяться до типів поздовжньої засічки або отвору із плоским дном, механічний кут діт датчика зазвичай обирають рівним 0".
На практиці цей поділ на складові частини адаптований до використовуваного типу датчика.
Для лінійного перетворювача з декількома елементами кут може бути модифікований тільки в єдиній площині. Перший кут із двох кутів, поздовжнього й поперечного, отже, є механічним, і другий із цих двох кутів змінюється за допомогою електроніки. Для матричного перетворювача з декількома елементами можливо змінювати ці два кути за допомогою електроніки.
Коефіцієнт підсилення (І) являє собою коефіцієнт підсилення, який буде застосований до положення (І). Найчастіше, коефіцієнт підсилення є по суті ідентичним для всіх каналів. Може бути переважним змінювати коефіцієнт підсилення й, таким чином, визначати декілька коефіцієнтів підсилення на один канал (ЇЇ) для кожного каналу, зокрема, щоб поліпшити здатність до виявлення дефектів, що відносяться до типу розшарування. Це також дозволяє
Зо поліпшити однорідність відгуку на похилих дефектах і з використанням сплесків, що мають різні орієнтації випромінювання.
У переважному варіанті здійснення коефіцієнт підсилення (І) застосовують до сигналу, відповідного до випромінювання ультразвукової хвилі.
В іншому варіанті здійснення коефіцієнт підсилення (1) застосовують до сигналу, що відповідає прийманню луносигналу сплеску ультразвукових імпульсів. У цьому випадку коефіцієнт підсилення приймання (І) позначений як ог(). Більш переважною є модифікація коефіцієнта підсилення приймання сг(І), а не коефіцієнта підсилення випромінювання се), оскільки останній коефіцієнт підсилення може мати недолік, що полягає у підсиленні прийнятого шуму, і, таким чином, може бути джерелом хибно-позитивних спрацьовувань.
В варіанті здійснення пристрій містить коефіцієнт підсилення випромінювання, обраний залежно від каналу М, і позначений як секі.).
В іншому варіанті здійснення пристрій містить коефіцієнт підсилення приймання, обраний залежно від каналу М, і позначений як ог).
У пам'яті МЕМр дані, характерні для селектора виявлення ЕТ(І), можуть бути парою даних, що позначає початок часового селектора виявлення й кінець часового селектора виявлення.
Пам'ять МЕМр також може містити дані, характерні для селекторів виявлення для кожного каналу М, позначених як ЕТ(І), у формі декількох послідовностей значень. Фактично, для поздовжнього положення І може бути і сплесків, що мають різні орієнтації, та положення селекторів виявлення може бути необхідно адаптувати з різних селекторів виявлення. Крім цього, зміна в позиціонуванні селекторів виявлення дозволяє компенсувати розмірні розбіжності значень товщини стінки трубного виробу. У випадку якщо труба товстіше бажаного номінального значення, фактичний час проходження ультразвукової хвилі буде більше. Отже, переважним чином можна передбачити другий селектор виявлення, розташований послідовно у часі відносно першого селектора виявлення.
Окрім того, згідно з варіантом здійснення, можна мати дві групи каналів М, що мають відповідні значення кутів випромінювання і застосованих коефіцієнтів підсилення, причому дві групи відрізняються одна від одної в основному положенням селекторів виявлення ЕТ), щоб дозволити виявляти внутрішні дефекти за допомогою першої групи каналів М; і виявляти зовнішні дефекти за допомогою другої групи каналів М;. 60
Поздовжих підоілення | пдснлення |. белестори положення | Орієнтація бе(І) і-1...п й . виявлення ЕТ.) 1 їх випромінювання приймання -1 п
Се(у) і-1...п сту і-1...п щ , ЕТЦІ1)- ня
ЕТвтоРцЦІ1 щ , ЕТКІ-1)- но ре ! ЕТвторі(І1 щ , ЕТа(І1)- дн
ЕТвтов(1 щ , ЕТтІ2)-
Те
ЕТвтоРцЦІ 2 щ , ЕТКІ-1)- «для ! ЕТвтот(Г 2 щ , ЕТа(І1)- деле
ЕТвторці 2 шт ша щ , ЕТХ)- нн
ЕТвтоРцЦІіХ , - . ЕТІХ)- ! ЕТеторРЦІ Х щ , ЕТаХ)-
ЕТвторціХ
В варіанті здійснення стенда для випробувань згідно із даним винаходом, що підходить для дослідження трубного виробу з профілем, що має лише навмисні зміни товщини по своїй окружності і, отже, не має навмисної зміни його поперечного перерізу по довжині указаного трубного виробу або, інакше кажучи, має по суті незмінну товщину уздовж утворювальної поверхні трубного виробу, пам'ять МЕМРр може бути організована подібно пам'яті з попереднього варіанта здійснення шляхом заміни змінної величини Г. змінною величиною А.
В іншому варіанті здійснення стенда для випробувань згідно із даним винаходом, що підходить для дослідження трубного виробу, що має навмисні зміни товщини як уздовж трубного виробу, так і по окружності трубного виробу, пам'ять МЕМр може бути організована подібно пам'яті з попереднього докладно описаного варіанта здійснення шляхом заміни змінної величини Г. парою змінних величин (І; А).
Даний винахід також відноситись до способу неруйнівного випробування для виявлення дефектів у трубних виробах, що мають складну форму, що включає наступні етапи: - позиціонування ультразвукового перетворювача 5 відносно складного трубного виробу З у першому положенні РІ1 відносно складного трубного виробу 3; - для цього першого положення Р1 виконання щонайменше одного сплеску ультразвукових імпульсів з використанням ультразвукового променя, що має щонайменше одну першу орієнтацію випромінювання бге(І; А), перший коефіцієнт підсилення випромінювання сСеР1), і приймання луносигналу, і застосування до цього луносигналу щонайменше одного першого коефіцієнта підсилення приймання Ог(РІ1) і першого часового фільтра ЕТ(РІ); - позиціонування ультразвукового перетворювача в другому положенні Р2 відносно складного трубного виробу 3; - для цього другого положення Р2 виконання щонайменше одного другого сплеску ультразвукових імпульсів з використанням другої орієнтації випромінювання бе(Рг), другого коефіцієнта підсилення приймання сг(Р2) або другого коефіцієнта підсилення випромінювання
Се(Рг), другого часового фільтра ЕТ(Р);
- причому щонайменше одне із другої орієнтації випромінювання бе(Рг), другого коефіцієнта підсилення приймання сг(Р2), другого коефіцієнта підсилення випромінювання
Сец(Р2г), другого часового фільтра ЕТ(Р2) відповідно відрізняється від першої орієнтації випромінювання бе(Р1!), першого коефіцієнта підсилення приймання сСг(Р1!) або першого коефіцієнта підсилення випромінювання сеї(Р11), першого часового фільтра ЕТ(РІ1).
В варіанті здійснення цього способу положення Рі являє собою перше поздовжнє положення 1 ультразвукового датчика 5, та положення Р2 являє собою друге поздовжнє положення 1 2 ультразвукового датчика 5.
Цей спосіб може бути застосований до набору суміжних поздовжніх положень Ї, що утворюють досліджуваний сегмент. У цьому випадку можливо утворити перший досліджуваний сегмент, у якому сплески Мі ультразвукових імпульсів будуть мати однакові параметри сплесків, що утворюють перший набір параметрів сплесків, і можливо утворювати інший досліджуваний сегмент, у якому сплески ультразвукових імпульсів будуть мати інший набір параметрів сплесків, що відрізняється від першого набору параметрів сплесків щонайменше одним з параметрів, обраним з орієнтації випромінювання бе(|), коефіцієнта підсилення приймання ст(у), коефіцієнта підсилення випромінювання се), часового фільтра ЕТ).
Слід розуміти, що для поздовжнього положення І. сплески ультразвукових імпульсів можуть бути виконані уздовж по суті всієї окружності трубного виробу, наприклад, по окружності в 360", причому сплеск розподіляється рівномірно з кутовим кроком, що становить від 17 до 157, виконуючи сплески в місцях розташування ультразвукового перетворювача 5, визначених поздовжнім положенням Г. та положенням А по окружності.
У другому варіанті здійснення цього способу положення Р1 являє собою перше положення
А1 по окружності ультразвукового датчика 5, та положення Р2 являє собою друге положення Аг по окружності ультразвукового датчика 5.
У третьому варіанті здійснення цього способу положення Р1 являє собою перше поздовжнє положення 1 та положення АТ по окружності ультразвукового датчика 5, та положення Р2 являє собою друге поздовжнє положення 1/2 та положення А2 по окружності ультразвукового датчика 5.
Слід розуміти, що можливо виконати для положення ультразвукового перетворювача 5 із заданим поздовжнім положенням І та положенням А по окружності послідовність сплесків ультразвукових імпульсів шляхом зміни між кожним сплеском щонайменше одного параметра з орієнтації випромінювання бе(І; А), коефіцієнта підсилення приймання Ог(І; А), коефіцієнта підсилення випромінювання Се; А), часового фільтра ЕТ(; А). Переважно орієнтація випромінювання бе(Ї) змінюється між мінімальним значенням Отіпе(; А) і максимальним значенням О9тахе(І; А). Це дозволяє поліпшити виявлення дефектів, незважаючи на ненавмисні геометричні вади (овальність, зсув центру) трубного виробу.
Claims (21)
1. Автоматичний пристрій для неруйнівного випробування для виявлення дефектів складного трубного виробу (3), що містить: - щонайменше один ультразвуковий перетворювач (5), що має положення, визначене поздовжнім положенням (ГІ) та положенням (А) по окружності уздовж складного трубного виробу (3), і розташований таким чином, щоб випромінювати ультразвуковий промінь (Ет), що має орієнтацію випромінювання 8ек(, А); - електронні компоненти (б) керування і обробки, що містять схему для приведення в дію датчика й приймання повернених сигналів, і - щонайменше один каскад (21, 31) підсилення з коефіцієнтом підсилення (КІ; А)), - модуль (24) часового фільтра, виконаний з можливістю застосування положення й ширини часового вікна Рек(; А) у часовому фільтрі (ЕТ; А)) до луносигналу (Ом, О5), який відрізняється тим, що електронні компоненти (б) керування і обробки виконані з можливістю визначення щонайменше одного параметра (Мі) сплеску ультразвукових імпульсів залежно від поздовжнього положення (І) та/або положення (А) по окружності ультразвукового перетворювача, щоб виявляти дефекти в стінці труби, причому указаний щонайменше один параметр вибраний з орієнтації випромінювання сплеску (бе; А)), коефіцієнта підсилення (СК; А)) або положення й ширини часових вікон Рек(і; А) у часовому фільтрі (ЕТ; А)).
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що електронні компоненти (б) керування і обробки виконані з можливістю визначення щонайменше двох параметрів (Мі) сплеску ультразвукових імпульсів залежно від положення (А) по окружності щонайменше одного ультразвукового бо перетворювача (5), щоб виявляти дефекти в стінці труби, причому указаний щонайменше один параметр вибраний з орієнтації випромінювання сплеску (бе; А)), коефіцієнта підсилення (СК; А)) або положення й ширини часових вікон Рек(і; А) у часовому фільтрі (ЕТ; А)).
3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що електронні компоненти (б) керування і обробки виконані з можливістю визначення щонайменше двох параметрів (Мі) сплеску ультразвукових імпульсів залежно від поздовжнього положення (І) щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5), щоб виявляти дефекти в стінці труби, причому указаний щонайменше один параметр вибраний з орієнтації випромінювання сплеску (бе; А)), коефіцієнта підсилення (СК; А)) або положення й ширини часових вікон Рек(і; А) у часовому фільтрі (ЕТ; А)).
4. Пристрій за п. 3, який відрізняється тим, що електронні компоненти (б) керування і обробки виконані з можливістю визначення орієнтації випромінювання сплеску (бе; А)), коефіцієнта підсилення (СІ; А)) та положення й ширини часових вікон Ре; А) у часовому фільтрі (ЕІ; А)) сплесків (Мі) ультразвукових імпульсів залежно від поздовжнього положення (Її) щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5).
5. Пристрій за будь-яким із пп. 3-4, який відрізняється тим, що електронні компоненти (б) керування і обробки також виконані з можливістю визначення щонайменше одного параметра, вибраного з орієнтації випромінювання сплеску (ве; А)), коефіцієнта підсилення (І; А)) та положення й ширини часових вікон Ред; А) у часовому фільтрі (ЕТ(Ї; А)) сплесків (Мі) ультразвукових імпульсів, залежно від положення (А) по окружності щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5).
6. Пристрій за будь-яким із пп. 1-5, який відрізняється тим, що містить щонайменше один датчик (7а) положення для визначення поздовжнього положення (І) щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5) відносно складного трубного виробу (3).
7. Пристрій за будь-яким із пп. 1-5, який відрізняється тим, що містить щонайменше один датчик (7а) положення для визначення поздовжнього положення (Ї) та положення (А) по окружності щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5) відносно складного трубного виробу (3).
8. Пристрій за п. 6 або 7, який відрізняється тим, що щонайменше один датчик (7а) положення вибраний з інкрементального кодового датчика, кодового датчика, установленого в стійці, лінійного кодового датчика, кодового датчика з натяжним дротом, лазерного вимірювача швидкості, колісного кодового датчика або колісного інкрементального кодового датчика.
9. Пристрій за будь-яким із пп. 1-5, який відрізняється тим, що містить щонайменше один таймер (75) для визначення відносного поздовжнього положення (І) та положення (А) по окружності ультразвукового перетворювача (5).
10. Пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що щонайменше один каскад (21, 31) підсилення являє собою каскад (21) підсилення випромінювання, що має коефіцієнт підсилення випромінювання (Сей; А)), і електронні компоненти (б) керування і обробки виконані з можливістю зміни указаного коефіцієнта підсилення випромінювання (сеї; А)) залежно від поздовжнього положення (І) ультразвукового перетворювача (5).
11. Пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що щонайменше один каскад (21, 31) підсилення являє собою каскад (31) підсилення приймання, що має коефіцієнт підсилення приймання (сг; А)), і електронні компоненти (6) керування і обробки виконані з можливістю зміни указаного коефіцієнта підсилення приймання (Сг(Ї; А)) залежно від поздовжнього положення (І) ультразвукового перетворювача (5).
12. Пристрій за будь-яким із пп. 1-9, який відрізняється тим, що містить каскад (21) підсилення випромінювання, що має коефіцієнт підсилення випромінювання (Се; А)), і каскад (31) підсилення приймання, що має коефіцієнт підсилення приймання (Сг(Ї; А)), ії причому електронні компоненти (б) керування і обробки виконані з можливістю зміни коефіцієнта підсилення випромінювання (Сг(!; А)) або коефіцієнта підсилення приймання (Сг(1; А)) залежно від поздовжнього положення (І) ультразвукового перетворювача (5).
13. Пристрій за будь-яким із пп. 1-12, який відрізняється тим, що електронні компоненти (6) керування і обробки містять модуль параметричної пам'яті (МЕМр), здатний зберігати дані у формі асоціації між щонайменше одним поздовжнім положенням (І) щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5) і щонайменше одним набором даних, що відповідає параметрам орієнтації випромінювання сплеску (бек; А)), коефіцієнту підсилення (1; А)) та/або положенню й ширині часових вікон Рек( ; А) у часовому фільтрі (ЕТ; А)).
14. Пристрій за будь-яким із пп. 1-12, який відрізняється тим, що електронні компоненти (6) керування і обробки містять модуль параметричної пам'яті (МЕМр), здатний зберігати дані у формі асоціації між щонайменше одним положенням (А) по окружності щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5) і щонайменше одним набором даних, що відповідає 60 параметрам орієнтації випромінювання сплеску (бек; А)), коефіцієнту підсилення (1; А))
та/або положенню й ширині часових вікон Ре; А) у часовому фільтрі (ЕТ; А)).
15. Пристрій за будь-яким із пп. 1-12, який відрізняється тим, що електронні компоненти (6) керування і обробки містять модуль параметричної пам'яті (МЕМр), здатний зберігати дані у формі асоціації між парами поздовжнього положення та положення по окружності (1; А) ультразвукового перетворювача (5) і щонайменше одним набором даних, що відповідає параметрам орієнтації випромінювання сплеску (бек; А)), коефіцієнту підсилення (І; А)) та положенню й ширині часових вікон Гек; А) у часовому фільтрі (ЕТ; А)).
16. Пристрій за будь-яким із пп. 13-15, який відрізняється тим, що модуль параметричної пам'яті (МЕМр) містить щонайменше один набір даних, що відповідає параметрам коефіцієнта підсилення (ЦІ; А)) у формі параметрів коефіцієнта підсилення приймання (Се; А)) і коефіцієнта підсилення випромінювання (сг ; А)).
17. Пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що електронні компоненти (б) керування і обробки виконані з можливістю випромінювання декількох сплесків (Мі) ультразвукових імпульсів для одного положення ультразвукового перетворювача (5), причому сплески (Мі) ультразвукових імпульсів мають кути випромінювання бе), що перебувають між мінімальним кутом орієнтації положення б9етіп(/) і максимальним кутом орієнтації положення бе тахі(І.).
18. Пристрій за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що електронні компоненти (6) керування і обробки розташовані таким чином, щоб здійснювати від 2 до 8 сплесків (Мі) ультразвукових імпульсів для одного положення щонайменше одного ультразвукового перетворювача (5).
19. Пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що щонайменше один ультразвуковий перетворювач (5) являє собою стрижневий ультразвуковий перетворювач.
20. Пристрій за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що щонайменше один ультразвуковий перетворювач (5) являє собою датчик на фазованій решітці.
21. Автоматичний спосіб випробування трубних виробів, що мають змінні зовнішній або внутрішній діаметри, в якому: а) щонайменше один ультразвуковий перетворювач (5) розміщують у першому положенні (Р1), Б) здійснюють перший сплеск (Мі) ультразвукових імпульсів шляхом випромінювання Зо ультразвукового променя (Ет), що має першу орієнтацію бе(Р!') і перше підсилення випромінювання з першим коефіцієнтом підсилення випромінювання Се(Рії), с) приймають луносигнал, повернений складним трубним виробом (3), і прийнятий луносигнал перетворюють в прийнятий сигнал, до якого застосовують перший коефіцієнт підсилення приймання Ог(Р1І), а) частину сигналу ізолюють у першому часовому вікні (ЕТ(Р1І)), е) виконують другий сплеск ультразвукових імпульсів, повторюючи етапи а)-4) у другому положенні (Рг), із другими параметрами сплеску ультразвукових імпульсів, що містять другу орієнтацію бе(Рг), другий коефіцієнт підсилення випромінювання Се(Рг), другий коефіцієнт підсилення приймання сг(Р2), друге часове вікно (ЕТ(Р2)), який відрізняється тим, що щонайменше один із других параметрів сплеску ультразвукових імпульсів із другої орієнтації ве(Р2г), другого коефіцієнта підсилення випромінювання Се(Р2), другого коефіцієнта підсилення приймання сСг(Р2), другого часового вікна (ЕТ(Р2г)) відрізняється від першої орієнтації бе(Р1!), першого коефіцієнта підсилення випромінювання сед(Р1), першого коефіцієнта підсилення приймання Ог(Р11) або першого часового вікна (ЕТ(РІ1)).
оо ню 3 ; є оно Я 5 в Е : -- : - рун Денне ннннннннн нн : сажею жо ж кожи ку кі ку кн ек ні ж шк ККУ жекі шодо жене же жк ж жю. же кекс дек в і ож хх І : 5 : - З хаосу, Ті : я ІЗ А ї ІЗ ї І Е : Е
; . ї ух я Ж ж КК й У
Фіг. ше КК х тя - В дути З у : ; : 1 : я У го -ї Н ї 01 ко
Фіг. 2
З ех ож х х х У хх х в: х в х : ен ЗМ кох з Х, г. м ох 1 ра Со: є У Й Е Я ї ї З - о Її Х В Ї ї С х є У У Кк 3 їх Кк Ї Т ї КОїЖ х Ї ї ї х хх У ї Х ї є Ї З Е х ї ЕЗЩКУ ї ї ї ї ТЕ ї ї Е Її х х З Є ї й Е ї я І ї Х ї г - Ж ї х Я Е ЕХ би я ї ї Х Е хх Же х Ї г 7 ї Ж СКЗ г Х ї г ї ї ХЕ х ї - ї 2 ї з ї У Т - Е х ї ї Ї 2 Є її К ко ї ї ї х ї ї З є х КУ ї м хг шк Е ї ї г їх їх ї ї ЗХ ї СІНО Ї З х Х СБК К Я Я ав ї ї ; ї З я й я ух ї ї К є ож, г У ї К з Ж У Її ще : 1 г З Я ї 8 ух ЖЕ зу Е ї ї Ж К Ї Как: А Її КЕ І; сн 2 2 КОЖ Ж ї їз х Ж хо ї ОКО Ї З Ж х ях 7 ї т х їх ї г
Ж . : Ох ї г ї Зоо й У Б х я - « Ух с ялих х х їх жк 4 З з ї Х У ї З й Х г ХХ Ж; Її Х У Ї ї Ох г Х ТТ їж 5 КЗ : Ж: ІЗ - КЗ й ї ї г Її 7 Ек х Е ї ї ї ї Ех Х Ї ї ї АК Х КО Б Є г Е Х ї ї ї З г ак З Х У фчт ше Б я ль «ХХХ КОЖ жи м Мой Ж ЛО МЖ РОМ. МУЖА УЖ Ж ЖЖ, Ж ФК тю ЖАХ Ж ОМ Ж ле КИ Ж М ЖЖ хх жо Ох Ком Ж юм ОККО
Фіг. З в З - у З ця й Счщ Кз Я ше дме жу ме Ах Ж М пк хм м хх зе хі м ї Же: / З їз ї їх с м Ко ошей й Ж їз і Ко я її х у ХХ ре КУ «4 . ; І 5 й і. х їх ' Єна С сіння ик па ЕЕ , ка КК І Зх мож ххх де дет хх ххх ххх ххх хх хро юс зу х : ни ' з ши І Мох : Хе : ' м ї і хі ще : т є сх : І ві Еф : ї з КИ ; х пе І хх . ї І : і зх й 1 т ї с . є М і ЕН ; : ї і ги й. ї ї : ! з з ой ї ! щу ко ЧЕ ї за о що ї : ! в м Ве: хо з ї т зва сс ню Ж мої ї З мух т М У : ! : за Ї В жу : І ї чн, З я з ї , з з х ї І і. Чакоікв з . ї : х хх. і ї тя зт тт нт нт тр ян я нн - В г АЙ х і Са се ДЕ ення тн ще я . 1 і Е?7 « У й КК в» їж
Фіг. 4
ІГ.
Я же Же ся ЦЕХ щук. Ж В Б да а ЖЕ КО ЕЕ 3 З у Я т я і . Х а Ж г Тож х їх ж ХЕ Е ЖЕ ХЕ Я оо яко дж І шк г я о Бе хх КЗ хх х ЩО хх М Кк х Ж З ХХ. хх їх х сх їх ХЕ хх М МВ ЖЕ Х - хх З ХХ ку хх ХЕ о сх МЕ : Я хх їх ЖЕ ОС Ж ХХ КЕ Ж що хх 5 З Ж Хо ЗО ШК ЖК їх ХЕ ЩІ с. Ж ек хх хх Ж їх З о ЖЖ Ж х Зх х ї сх. хх 8 . ; Ж КЗ сх о 55 55 х З «Бі Х ї т ї Щі " І . ЖЕ хх хх їх їЕ ХО їх ЖЕ : Ж ОЖ ОО Жх Б Х хо ще г її її во вх т: хх с МЕ Б Кг : їх ЖЕ МЕ З ї 5 5 5 й де ЖЖ ОО стр х 5 хх ЖКЖ ре, їх хх їх Ж 5 т ким В Ж Бо че ТЕ х Ж 5 ка 5 ек ха ВО со х хх ОО Ж ОО КТК Е ххх - ож хх ЖЖ Ж ЖЕ г С. ДО КК хх їх хх ЕЕ хх Зх хх хх хх хх Ж Ж ххх КУ З В З ЕЕ х ххх тих З ЕХ 5 хх Ж їх З 5 ХХ ХЕ Ж хх хх х 5 хх хх їх хх їх Б Ж ЖЕ Ж Ж. я ЖЕ ї БУ хх хх Ж ж ЖАХ Ж ОЖ о ОКЕ ХМ В хх х В ЖЕ ЕЕ Ж хх Ж ОБ ОК ах Х х Ж Ж КЕ ххх їх 5 хх їх ЖЕК їх хх хх Ж Ж Ох її ХЕ ЖЖ х хх Ох хх хх МОЖЕ х Зх ЖЕ ЖЕ хх Х ЖЕ се : Я хх Б МІК ХЕ хх х З ЖЕ З ХЕ х ЖЕ Х З КІ КОЖ о ко о В ше Ж ЖЖ її хх КЗ Х х ОН ЖЕ кН М ек м ко ок оо ор окон Мк Кох ен в Кен он ЯМА кум ккккнккнв З з що . . ї х іє
4. и ; 14 12 (їй х 7 : й ї ХЕ Ка ї х Кк є Я М. я й Я С й ї а ту МІХ. х я й - ко ї Ме и є шок Є 5 ї ккклх тиф ооссн фо еоеоеоо ро оф отоиосттоочюовввкк вве, че К- КУ З р юки р уми й пу і апИ р С дев ккнюнн я 7 - й ї ДОК ККУ КК КД у У утннн с ТМ Я Кк я ДУ, дн їх МКК уккккжкжкккки дню жу а фе КТ анна АКНЕ нн нен нн 7 с « ЖИ НИ ТЕ Я я кох ж Б я сх сх і ! '
Го. о ПЕ х ХК Тве ОР ЕНаЄ А зов Кв Я УЗН Ковеля хо же ж ож х жо вожт ї ЖЮ З ЖЖОСОБКЬ Ко БК сь ХАОС ОЗ КОЖ КО 0 ОЖИ А Мя ток жо их с жк ких же тив жев жк тих
: с. пи Пити, ц : ЗЕ ее, ши кифкккккккке ї : з: НЯ ШЕ ддент УХУУю : : я-ожю ик хо пл т ї пи хх т, КУ 8 ї Я І КЕ М ОККО Ї чи шу х . ї роби Б Її х о 3 г зх ї Ех ї 1 бек Ї х о лЕ х МКК Х оо жк г х р с З ї ПОЛЯ іже М, Ї х о ї хх ї : х г х ле Її се М ї Я ту БУ 2 х Ї 2 ЗЕМ ї : зт х У У ї : І х ї КУ Її їх ! г х ї х ї І : -Е у К ї о ть с Ж ї ї і з і Іраничне Я я похже хх хм соххе хх Ж хм ху хм, ххх ххх мем хх мом ХМ мм сук хх у сф хх ую сх ух сухо Ух м ух м ххх ї : - г мох фюохю сх ме хх ох ом хх хм ох мо ххх уможх мхомо ох Ху мо ох мо є» оф ою хм хом ох охо ох ме м ох м ї ! -х х Її їх ї кат ок: : - х о з Я знНиченнНня : Я х ї : і ї Я х Х -- Ж ї ї в К х і т : ї Її ї : ї я Бк. 4 к к - с ї 1 : Ї й 3 : З 6 Е я а а Я -х з у ї : злавнжній пефект ак -ї 1 : Поздовжній дедект й» пеЕ1 10) о Я ? з 5 - ї
: Виміюювання амплІТУДН СНІ НаАЛУ ( дв) на пОозданжЖнІіх дефектах : шо ШЗБХКЗХЮМО І вІШОННЯА ЗАСНКВ | : ща 0 ' ок нення . Ї т з думи КК ї Є хе ЯК ї сей : ї я іх т Ж Я й Й у соня З ї к Її : тк НІ ов щу Х ї ї тт ї Є ї : - Кук Ж : 0-40. : оо 3 45 6 7 8 Дю ю : чіюздОовжЖнИ дефект ще (п-і,. 10 :
Фіг. бе ща ЖЕ чия чаї о Мч ста сне фотка нн няння «фра ік «і 5 ФК п 7 7 ї і іх ЕЕ сдюскк кети у ї дрон К й вне ї й хоееожесеня ж Що , Одним неконнтен я Ка ПІ ну х » Еш ша и же ж же ща З Ж орки Х шішушотуношо Й ш.шушуш.дужотітітінтніжаиттівчтоттнтміхото хх хх ож» вхох дах ОХ Я хо Ж кою кох «ріг. 7а о «а/Відношення «сигнал-шум» (дБ)- напрямок І : Кк їх бе с ЩЕ х, х х Я К У : з? що їх кН я їх х я У Ж . ' ста й не ТУ КК дулі ІНВ х С й о дю ка 7 Кк ї х ший х се ок, ди К : ої ред х ка х ї сю кру ї Ук: х ше й У ї : ОТфОтютт ж : Обрив : щі їЖ : 1 33 45 еае7т В НІ 3 1514 15 16 ІТ : Дефект Ме фіг ть
: Зниження амплітуднідБ)- напрямок і ше : : : У нрЕ И лтапонна засічка |. о п те - Не ДЕ соки : г 2 зх з се кТ Ж о лети Ж дв 4 І о . ї ЖИ я НД х Я ях НІ ті ден ї 5 К Ти се ВИХ ов ке отак та я дод дя ввід зр я за за рЕ зд оте в 1 2345657 8591011 12213514І15 161715 птн ЕВ КЕ В, Фіг ус вв Нілношення «сигнал-шум» - напрямок 2 ї Кк до х. тт ен дови Я В х щік ж 5 и де» зе МЕ їж я : ї -й че : ї г35 х ; ж к . 7 та не ще м дет жа ве ї 91334567 8 9101112 131415 1617158 / тт тт питні ВЖК МО 00
Фіг. та Зниження амплітуди (дБ) напрямок 2 зе 8. ДЕК Еталонна застка |. с - Це - н шт : " З х З " " ши НН ; Є 5 МК, ше З Ж й й тат як ЩО дю р ТЕО х й 9 й У КЕ се: -40 З -45 ку : ш х: а ж З ко вж ор зо : 1 23 4567 5 91091112 13141567
Фіг. ве не Б Б хи х. доку їх ен Е соддке Ки х внннння інно Й й екю ї 7 сх шк дк ж Є УК УКХ х ї М мох ТЕ вок ок ве фо хх 2 одккювнко кн ї ко х па ов ще « ї зх : ке З ї М ХоУЖКХ КО ХХ : М, ї МІХ ие ктЖ ї : М КО їх їх їх їх їх їх їх їх їх їх їх їх їх їх їх їх
: Ж. ї І Ж ї хІБхх ХК - оби оо» х ї дих т» МОЖ ЖЖ ЮЖ КО ЯЖ жи жу ЗОЖе С ЖЖ ох ЖЖ ЖЖ Ко Ж ФОКС ЖИ МОЖ г ЖЖ ЖЖ ОК КА ЖИ СР ДАТ СО ЛИЖЖО ТЛОМ ЛАКИ КОТУ КУ дою МАЙ. СК МС ЛОТО АСОМ ХАЙ. Є ХА МОХУ УМ ХМ хжосє хк ж Моє ями Мем Мк
Фіг. ба : ку кож ху -; з я с Е : Відношення «ситнал-шум» (я . : а к - ак кх ї ї де КА Ж МКК с ШИ : Ї - Щи ТЕКИ НК ї : т Ох вх о Е ї 2 1 Ки КТ, : їх Ї дак ОХ Микенна кам їх : ши - шк ї ї пики попити ки і: ї ЖИ СІТОК хм СТИКУ К Кс. оби Е : ПО ав УКХ о Е Ї ДЕННИМ КЕ ок З : щих 3. з Ух їх аа ще БЕЖ. Е сн; . З ї жк ХХХМ Ж сх ХхЖж. ЖК ХХХ С ХХ» ХХХ ХХХ» ЗХХМ сх ххх ЖЖ, ХЖХ ХХХ: СИ ХХХ ХХХ хх ЧХХХ КК ххж» ЖЖ жк хХЖО ЖК ххх КО ХО скжи Х ЗК ї : Кк Е : з - У Е Дефект Ме Ин І що вт с. ЖК ЕХ ї ; : о зниження амплітудн (дБ ї жех " ї ї Її 3 . - ї : З вою т : ї ЗО жити : ї ї с Б ОМ юю, : : : їх ке ПДК КК ниткою, у ї І зрж-у І б Пи икний І ї хх Я ї ї ка и ї . х І
І с. Ж Око В ка ї ї Бе : ке БЖ ї ї Я Ка ї Ї І СЯ є ї ї ї -5 й я ЯК То дюдеюю З Пух : : хе я БО БУДЕ і : й 8 : : ї йея шт : : : Її пд й ще : : : У ше я : : ї ххх. Сай ї : хх у : ї ї хх, Кв ї І ж хкха «т : ї : - п я : : ї тя : ї ї о й 7 7 І : : З і ! ї хо ї ї вс Моя т : ПЦефект Ме .
й | у онуки тонннннтонннннннн: пох оВрннн СО ндвннннн о нн в С НИ о ме гхЯ В ЖЕ вна 7 Ії дЬБ іЇЗдБ 12дь
Фіг. За п о В о це я 2 з
Фіг. 36 ов Орієнтація Є) 87 І н Ятроне й іх а пн ВОНИ МВ Положення селпекюра(ммуводі 9 ОВ дет : щі: ех ин ий ши : х - кг з нн НАВ / Додатовий кюефіпенгпідснеЕння дю т и ОаВаНайв
Фіг. Зе
16 ци а АВ СВЕ Кб КН і тео зідБвоЗОдБ з8дв о 5 дв їздБ сОодвВООдБ 18 8Б за яв
Фіг. Юа ВМ ; чі з'ізавві я х з : з г 3 х КТм
Фіг. 105 я 0 Єелекторвнявтння зро Ол БО 1 хх 5456575 Додатковий коефіцієнт підсилення 109. Кн он Мой ре я х форт нннноврня
Фіг. 10с
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1755793A FR3068134B1 (fr) | 2017-06-23 | 2017-06-23 | Controle non destructif pour produit tubulaire a forme complexe |
| PCT/FR2018/051459 WO2018234678A1 (fr) | 2017-06-23 | 2018-06-19 | Contrôle non destructif pour produit tubulaire à forme complexe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA126918C2 true UA126918C2 (uk) | 2023-02-22 |
Family
ID=59699907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201912019A UA126918C2 (uk) | 2017-06-23 | 2018-06-19 | Неруйнівне дослідження трубного виробу зі складною формою |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11519880B2 (uk) |
| EP (1) | EP3642609A1 (uk) |
| JP (1) | JP7410723B2 (uk) |
| CN (1) | CN110914682B (uk) |
| AR (1) | AR112319A1 (uk) |
| BR (1) | BR112019027217A2 (uk) |
| CA (1) | CA3065659A1 (uk) |
| FR (1) | FR3068134B1 (uk) |
| RU (1) | RU2767146C2 (uk) |
| UA (1) | UA126918C2 (uk) |
| WO (1) | WO2018234678A1 (uk) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR102018015331A2 (pt) * | 2018-07-26 | 2020-02-04 | Vallourec Solucoes Tubulares Do Brasil S A | método para avaliação do nível inclusional em tubos de aço utilizando transdutor de alta frequência na inspeção ultrassônica automática |
| FR3096286B1 (fr) * | 2019-05-20 | 2021-06-11 | Vallourec Tubes France | Procédé de génération d’un indice de compatibilité entre deux extrémités de deux tubes, tube muni d’un indicateur de compatibilité |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1548670A (uk) * | 1967-10-27 | 1968-12-06 | ||
| US4016750B1 (en) * | 1975-11-06 | 1994-04-05 | Stanford Research Inst | Ultrasonic imaging method and apparatus |
| JPS593254A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-09 | Hitachi Ltd | 超音波探傷装置 |
| JPH02227662A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | 鋼板用超音波自動探傷装置 |
| JPH0333652A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-13 | Hitachi Ltd | 超音波検査方法及び超音波検査装置 |
| JP2649299B2 (ja) * | 1992-01-17 | 1997-09-03 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 中ぐり車軸の斜角探傷における屈折角の補正方法 |
| FR2796153B1 (fr) * | 1999-07-09 | 2001-11-30 | Setval | Controle non destructif a capteurs ultrasonores repartis |
| JP2001027628A (ja) | 1999-07-15 | 2001-01-30 | Nkk Corp | 多重配管の検査方法および装置 |
| RU2182331C1 (ru) * | 2001-05-25 | 2002-05-10 | ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" | Способ внутритрубной ультразвуковой дефектоскопии |
| FR2833706B1 (fr) | 2001-12-13 | 2004-07-23 | Setval | Controle non destructif a capteurs ultrasonores, de produits de metallurgie |
| RU2212660C1 (ru) * | 2001-12-25 | 2003-09-20 | ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" | Способ внутритрубного ультразвукового контроля |
| RU2204113C1 (ru) * | 2002-03-28 | 2003-05-10 | ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" | Носитель датчиков для внутритрубного инспекционного снаряда (варианты) |
| US6813950B2 (en) * | 2002-07-25 | 2004-11-09 | R/D Tech Inc. | Phased array ultrasonic NDT system for tubes and pipes |
| WO2004081525A2 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-23 | Technical Industries, Inc. | Method for inspection of metal tubular goods |
| JP3861833B2 (ja) * | 2003-03-14 | 2006-12-27 | 株式会社日立製作所 | 超音波検査方法及び装置 |
| CN102650619B (zh) | 2006-06-13 | 2015-08-19 | 新日铁住金株式会社 | 超声波探伤方法、焊接钢管的制造方法及超声波探伤装置 |
| FR2917832B1 (fr) | 2007-06-21 | 2009-10-30 | V & M France Soc Par Actions S | Procede et appareil de controle non destructif automatique d'axes d'essieu tubulaires a profils de rayons interne et externe variables |
| FR2925690B1 (fr) * | 2007-12-21 | 2010-01-01 | V & M France | Controle non destructif,en particulier pour des tubes en cours de fabrication ou a l'etat fini. |
| JP2009236794A (ja) | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 管の超音波探傷方法及び装置 |
| US9500627B2 (en) * | 2012-06-26 | 2016-11-22 | The Boeing Company | Method for ultrasonic inspection of irregular and variable shapes |
| DE102012112119A1 (de) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Ge Sensing & Inspection Technologies Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur oberflächennahen zerstörungsfreien Prüfung eines rotationssymmetrischen Werkstücks mit abschnittsweise wechselndem Durchmesser mittels Ultraschall |
| FR3000212B1 (fr) | 2012-12-21 | 2015-01-16 | V & M France | Dispositif et procede de controle non destructif de profiles metalliques |
| FR3003646B1 (fr) * | 2013-03-21 | 2015-04-03 | V & M France | Dispositif et procede de controle non destructif de produits tubulaires, notamment sur site |
| FR3006447B1 (fr) * | 2013-05-30 | 2015-05-29 | Snecma | Procede d'inspection par transmission d'ultrasons ameliore |
| RU2635016C2 (ru) * | 2013-07-02 | 2017-11-08 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Внутритрубный снаряд с системой беспроводной передачи данных |
| US10338036B2 (en) * | 2014-05-01 | 2019-07-02 | TecScan Systems Inc. | Method and apparatus for scanning a test object and correcting for gain |
| US10209223B2 (en) * | 2015-05-26 | 2019-02-19 | The Boeing Company | Real-time fusion of ultrasound and eddy current data during non-destructive examination |
| RU170507U1 (ru) * | 2016-12-20 | 2017-04-26 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Устройство ультразвукового контроля труб, патрубков, корпусов цилиндрической формы, имеющих ступенчатое внутреннее сечение |
-
2017
- 2017-06-23 FR FR1755793A patent/FR3068134B1/fr active Active
-
2018
- 2018-06-19 BR BR112019027217-8A patent/BR112019027217A2/pt active Search and Examination
- 2018-06-19 CN CN201880041830.5A patent/CN110914682B/zh active Active
- 2018-06-19 US US16/625,298 patent/US11519880B2/en active Active
- 2018-06-19 WO PCT/FR2018/051459 patent/WO2018234678A1/fr active Application Filing
- 2018-06-19 EP EP18737683.5A patent/EP3642609A1/fr active Pending
- 2018-06-19 CA CA3065659A patent/CA3065659A1/fr active Pending
- 2018-06-19 RU RU2019142149A patent/RU2767146C2/ru active
- 2018-06-19 UA UAA201912019A patent/UA126918C2/uk unknown
- 2018-06-19 JP JP2019570863A patent/JP7410723B2/ja active Active
- 2018-06-22 AR ARP180101746 patent/AR112319A1/es active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7410723B2 (ja) | 2024-01-10 |
| AR112319A1 (es) | 2019-10-16 |
| BR112019027217A2 (pt) | 2020-07-07 |
| EP3642609A1 (fr) | 2020-04-29 |
| RU2019142149A (ru) | 2021-06-18 |
| JP2020524797A (ja) | 2020-08-20 |
| CN110914682B (zh) | 2023-04-11 |
| WO2018234678A1 (fr) | 2018-12-27 |
| RU2019142149A3 (uk) | 2021-08-18 |
| CN110914682A (zh) | 2020-03-24 |
| FR3068134A1 (fr) | 2018-12-28 |
| RU2767146C2 (ru) | 2022-03-16 |
| FR3068134B1 (fr) | 2021-01-08 |
| CA3065659A1 (fr) | 2018-12-27 |
| US20200182832A1 (en) | 2020-06-11 |
| US11519880B2 (en) | 2022-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7454973B2 (en) | Ultrasonic inspection method and ultrasonic inspection equipment | |
| KR101155423B1 (ko) | 관체의 초음파 탐상 장치 및 초음파 탐상 방법 | |
| EP2844995B1 (en) | System and method for industrial ultrasonic inspection using phased array probe and distance-gain-size flaw sizing | |
| KR20150132441A (ko) | 특히 현지에서 전기음향 위상망을 사용한 튜브형 제품들의 비파괴 제어를 위한 장치 및 방법 | |
| CA1139422A (en) | Method and apparatus for ultrasonic tube inspection | |
| PL211835B1 (pl) | Urządzenie do nieniszczącego badania wyrobów metalurgicznych, zwłaszcza rur | |
| UA126918C2 (uk) | Неруйнівне дослідження трубного виробу зі складною формою | |
| JP2006308566A (ja) | 超音波探傷方法及び超音波探傷装置 | |
| EP1677106A2 (en) | Ultrasonic probe and inspection method and system | |
| CA2893044C (en) | Device and method for the non-destructive control of metal profiles | |
| US10228354B2 (en) | Single channel scanning acoustic microscope with multiple focused ultrasonic transducers | |
| JP6871534B2 (ja) | 対比試験片及び超音波フェーズドアレイ探傷試験方法 | |
| JP6779727B2 (ja) | 超音波探傷装置、データ処理装置および超音波探傷方法 | |
| CN113994204B (zh) | 超声波探伤方法、超声波探伤装置、以及钢材的制造方法 | |
| JP6479478B2 (ja) | 超音波探傷方法 | |
| JP5115024B2 (ja) | 超音波斜角探傷装置のカップリングチェック方法 | |
| WO2009150148A1 (de) | Verbesserte zerstörungsfreie ultraschalluntersuchung mit kopplungskontrolle | |
| JP2016090272A (ja) | 超音波探傷検査方法及び超音波探傷検査装置 | |
| Mosey et al. | Development and implementation of calibration process for Full Matrix Capture | |
| DE102008005971A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Prüflings mittels Ultraschall-TOFD-Technik | |
| Birring | Ultrasonic phased arrays for weld testing | |
| Wright et al. | Calibration Procedure Developed for FMC-TFM Based Imaging System | |
| Ginzel et al. | Phased-array resolution assessment techniques | |
| RU2377555C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля изделий | |
| Higuti | Ultrasonic image compounding method based on the instantaneous phase image |