Способ ультразвукового контроля сварного шва изделия

Способ ультразвукового контроля сварного шва изделия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии сварньгх швов. Целью изобретения является повьшение надежности контроля за счет выявления различным образом ориентированных дефектов путем выбора максим ального угла noBopo-fa оси УЗ-пучка в зависимости от расстояния между точкой ввода УЗ-колебаний и границей шва.В ходе сканирования непрерывно перемещают УЗ-преобразователь вдоль шва с поворотом оси УЗ-пучка и переменным поперечным шагом сканирования .Максимальный угол поворота определяют по порядковому номеру шага сканирования, геометрическим параметран сварного шва, углу ввода УЗ-пучка и углу раствора диаграммы направленности УЗ-пучка в плоскости, нормальной к плоскости симметрии сварного шва и плоскости ввода. На каждом шаге сканирования осуществляют продольное перемещение многократно с количеством проходов, выбираемым по углу раствора диаграммы направленности УЗ-пучка в плоскости его ввода. 2 ил. (Л to со 00 О) 4:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИХ

„„Я0„„1298647 (5!) 4 Г 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3856711/25-28 (22) 18.02.85 (46) 23.03.87. Бюл. 11 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

НЦНИИТМАШИ (72) И.H.Åðìîëîâ, В.В.Рахманов и R.È.Ðûæîâ-Никонов (53) 620.179.16(088.8) (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник.! Под ред. В.В.Клюева. М.: Машиностроение, 1976, кн.2, с.231-232.

Гурвич А.К. и Кузьмина Л.И. Справочные диаграммы направленности искателей ультразвуковых дефектоскопов. — Киев: Техника, 1980, с.55-64. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

СВАРНОГО !ЧВА ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии сварных швов. Пелью изобретения является повышение надежности контроля за счет выявления различным образом ориентированных дефектов путем выбора максимального угла поворота оси

УЗ-пучка в зависимости от расстояния между точкой ввода УЗ-колебаний и границей шва.В ходе сканирования непрерывно перемещают УЗ-преобразователь вдоль шва с поворотом оси УЗ-пучка и переменным поперечным шагом сканирования. Максимальный угол поворота определяют по порядковому номеру шага сканирования, геометрическим параметрам. сварного шва, углу ввода УЗ-пучка и углу раствора диаграммы направленно- с сти УЗ-пучка в плоскости, нормальной

И к плоскости симметрии сварного шва и плоскости ввода. На каждом шаге сканирования осуществляют продольное С перемещение многократно с количеством проходов, выбираемым по углу раствора диаграммы направленности

УЗ-пучка в плоскости его ввода. 2 ил.

12986! i 7

По достижении преобразователем положения, при котором граница ближней зоны УЗ-пучка совпадает с границей сварного шва, величину aL по15 перечного шага сканирования определяют из выражения

Л) где а — половина размера пьезопластины преобразователя при пересечении ее плоскостью, нормальной плоскости симметрии сварного шва и пло25 скости ввода; угол призмы преобразователя.

Поворот оси УЗ;пучка относительно плоскости, проходящей через нормали к поверхности ввода, и плоскости симметрии сварного шва производят- до максимального значения угла между осью УЗ-пучка и нормалью к плоскости симметрии сварного шва, 35 проходящей через точку ввода, в обе стороны от этой нормали, определяемого из выражения сЛ.,= (H йрК -) А (Яв)

eg(d.+ ) 2

Qe — )

2 1

Q»

t g(d.—

ep(с 40 ф = arccos

Н

d.

А— а

Изобретение относится к аналитическим методам нераэрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии швов, в том числе и при автоматизированном 5 контроле швов со снятым валиком усиления.

Цель изобретения — повышение надежности контроля за счет выявления различным образом ориентированных относительно плоскости симметрии сварного шва со снятым валиком усилия дефектов.

На фиг.1 представлена схема УЗконтроля в плоскости нормальной оси симметрии сварного шва; на фиг.2— то же, в плоскости ввода.

На схеме обозначены УЗ-преобразователь 1, контролируембе изделие 2 и сварной шов 3.

Сущность способа УЗ-контроля сварного шва изделия заключается в следующем.

Сканирование сварного шва изделия

2 осуществляют посредством непрерывного перемещения УЗ-преобразователя вдоль плоскости симметрии шва с поворотом оси УЗ-пучка в .плоскости, перпендикулярной плоскости, проходящей через нормали к поверхности ввода, и плоскости симметрии сварного шва с поперечным шагом сканирования, величиная1 которого возрастает по мере удаления от шва и определяется из выражения величина шага сканирования . 45 при переходе от i-ro к (i + 1)-му шагу; высота сварного шва; угол ввода УЗ-пучка; ширина сварного шва; 50 угол раствора диаграммы направленности УЗ-пучка в плоскости, нормальной к плоскости симметрии сварно- " го шва и плоскости ввода; порядковый номер поперечного шага сканирования (i = 0 соответствует контролю корня шва).

При этом расстояние L - от точки вводя УЗ-колебаний до границы свар ного шва i-го шага. сканирования определяется из выраженйя (н . ада — -) tg (a. — )

2 2

L.

I (д, + 92)

А (н,рк )и (a Ь)

2 2 н tg" (ы + )

2 где — мак симальный угол поворота ! оси УЗ-пучка от нормали к плоскости симметрии сварного шва, проходящей через точку ввода, для i-re шага сканирования.

При достижении преобразователем положения, при котором точка ввода совпадает с границей сварного шва, максимальный угол г поворота оси о

УЗ-пучка принимают равным 180 . Поворот УЗ-пучка осуществляют дискретно с шагом, равным углу 6 раствора диаграммы направленности УЗ-пучка в плоскости ввода при многократном перемещении преобразователя вдоль

12986 сварного шва на одном и том же рас— стоянии L„, от него.

Количество n ° проходов вдоль шва на расстоянии L. от него определя1 ется из выражения 5 п, = 2 ./В

A

L cw Н ted — — 2 = 100 и разворачивают его акустическую ось относительно нормали к плоскости симметрии сварного шва 3 влево на угол 40 определяемый из выражения о

А

Н tget. —2, 6

Н ад(+ - )

6 2 45

I 8À т о о

arcco

24 .

Перемещают преобразователь 1 вдоль сварного.шва 3 по всей его длине,излучают в ходе перемещения УЗ-коле- 50 бания, принимают отраженные УЗ-эхоимпульсы, измеряют их параметры и по ним определяют качество изделия

2, т.е. осуществляют дефектоскопию.

Затем разворачивают акустическую ось 55 преобразователя 1 на угол g, опре38А деляемый из выражения о

В ходе сканирования .излучают УЗколебания и принимают эхо-импульсы, отраженнье неоднородностями мате риала сварного шва, Параметры принятых УЗ-колебаний измеряют и определяют по ним качество контролируемого изделия.

Способ УЗ-контроля сварного шва изделия реализуют следующим образом.

При контроле сварного шва 3, например, высотой Н = 120 и шириной

А = 16 мм, УЗ-преобразователем 1, 20 например, с углом ввода с = 40 углом раствора диаграммы направленности в вертикальной плоскости о

10, углом раствора диаграммы направленности в азимутальной плоско25 о сти = 20, размером пьезопластины 2 о = 14 мм, углом призмы P = 34 и расстоянием от точки ввода до гра-. ницы ближней зоны 1 = 27 мм устанавB 30 ливают преобразователь 1 от границы сварного шва 3 на расстоянии, соответствующем нулевому шагу сканирования (i = О):

47 4

= 4, и опять перемещают преобразователь 1 вдоль tlIBB осуществляя дефектоскопию. Пискретный поворот акустической оси осуществляют до тех пор, пока не осуществлено перекрытие всего азимутального диапазона, определяо емого как ? P = 68 о

После этого устанавливают преобра-зователь 1 от границы сварного шва

3 на расстоянии, соответствующем первому шагу сканирования (i = 1): (Н tgd — -) tp (Ы- — )

А в

2 2

Е, — — — — — -- — — — — — —.-- — 70 мм, в (д. + — )

4 и разворачивают его ось относительно нормали к. плоекости симметрии сварного шва 3 влево на угол г, определяемый из выражения (H tI„d. ) д ()

P = arccos

1 т е6 ея (+ — )

6> о х -- — — 44

2 и вновь осуществляют дефектоскопию.

При достижении преобразователем 1 положения, при котором граница ближней зоны УЗ-пучка совпадает с границей сварного шва 3, чему соответствует

Е = 17 мм, т.е. пятый шаг сканирования, все последующие шаги сканирования равны ь1, = 2а/cos p = 17 мм. А г при достижении преобразователем 1 положения, при котором точка ввода совпадает с границей сварного шва, чему соответствует Е 6 = 0 мм (шестой шаг сканирования), максимальный угол поворота оси УЗ-пучка прио нимают равным 180, т. е., начиная с этого шага, необходимо перекрывать азимутальный диапазон, равный 360 чему соответствует п количество про?Ó вЂ” 18.

8А

При совпадении точки ввода УЗ-колебаний с центром сварного шва

3 все операции, включающие сканирование, повторяются симметрично с противоположной стороны. Таким образом, прозвучивание сварного шва 3 при контроле каждого дефекта осуществляется при полном его охвате в азимутальной плоскости. 1298647

N = 2J;/О

= 2с //совр, где

Формула изобретения

Способ ультразвукового контроля сварного шва иэделия, заключающийся в том, что осуществляют сканирование 5 непрерывным перемещением ультразвукового преобразователя вдоль плоскости симметрии сварного шва с поворотом оси ультразвукового пучка относительно плоскости, проходящей через нормали к поверхности ввода и плоскости симметрии сварного шва, с поперечным шагом сканирования, величина которого возрастает по мере удаления от шва, излучают и принимают ультразвуковые колебания в ходе сканирования, измеряют параметры принятых колебаний и по ним определяют качество изделия, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения надежности контроля сварного шва со снятым валиком усиления, максимальный угол поворота оси ультразвукового пучка от нормали к плоскости симметрии сварного шва, проходящей через точку ввода, в диапазоне положений преобразователя от положения, при котором ось ультразвукового пучка пересекает корень сварного шва, до положения, при котором точка ввода совпадает с границей сварного шва, определяют из выра кения (И ted. — A/2) tg (а -8„/2) 35

g = arccos

Э вЂ” максимальный угол пово1 рота оси ультразвуково- 40 го пучка от нормали

I к плоскости симметрии сварного шва, проходящей через точку ввода, для

i-го шага сканирования;

Н вЂ” высота сварного шва;

А — ширина сварного шва;

d — угол ввода ультразвукового пучка;

Π— угол раствора диаграммы направленности ультразвукового пучка в плоскости, нормальной к плоскости симметрии сварного шва и плоскости ввода;

i=О,1,2... - порядковый номер поперечного шага сканирования (i = Π— соответствует контролю корня

mBa), продольное перемещение при каждом шаге осуществляют многократно с количеством N проходов шва по длине, определяемым из выражения где 9 — угол раствора диаграммы направленности ультразвукового пуска в плоскости его ввода, по достижении преобразователем положения, при котором граница ближней зоны ультразвукового пучка совпадает с границей сварного шва, величи-! ну с ь1. поперечного шага сканирования определяют из выражения где а — половина размера пьеэопластины преобразователя; — угол призмы преобразователя, а по достижении преобразователем положения, при котором точка ввода совпадает с границей сварного шва, максимальный угол g поворота оси ультразвукового лучка принимают равным

iRA

1298647

l298647

Составитель В. Гондаревский

Редактор M. Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор А. Тяско

Заказ 882!46 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4