Способ ультразвукового контроля качества изделий

Способ ультразвукового контроля качества изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля изделий. На поверхности изделия, например с соединением сваркой давлением, устанавливается прямой ультразвуковой (УЗ) преобразователь. Преобразователем излучают в изделие импульсы УЗ-уколебаний и принимают отраженные изделием эхо-сигналы. Выделяют с помощью временного интервала селектора два эхо-сигнала, например эхо-сигналы от передней и задней граней изделия или эхо-сигналы от соединения и задней грани изделия. При значительной разности амплитуд этих эхо-сигналов изменяют длительность временного интервала выделения, обрезая часть большего эхо-сигнала, до тех пор, пока не сравняются максимальные амплитудные составляющие спектров эхо-сигналов. После этого измеряют значения гарантированно четких частотных минимумов суммарного спектра выделенных эхо-сигналов и по ним определяют качество изделия. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (1! ) (51)5 G 01 N 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

-""v()63848

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4704453/28: 4724036/28 (22) 14,06.89 (46) 07,08.91. Бюл, М 29 (71) Московский авиационный технологический институт им, К.Э.Циолковского (72) А,В.Захаров (53) 620.179.16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1483353, кл. G 01 N 29/04, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1490631, кл, G 01 N 29/04, 1982, (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля изделий. На поверхности изделия, например с соединением сваркой давлением, устанавИзобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии с помощью эхо-сигналов различных изделий. в частности изде лий со сварными соединениями.

Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля изделий за счет обеспечения условий для получения четкого интерференционного минимума в суммарном спектре двух эхо-сигналов как при контроле тонкостенных изделий из материалов с высоким коэффициентом затухания УЗ-колебаний по эхо-сигналам от передней и задней граней изделия, так и при контроле изделий с соединением сваркой давлением по эхо-сигналам от соединения и задней грани изделия. ливается прямой ультразвуковой (УЗ) преобразователь. Преобразователем излучают в изделие импульсы УЗ-уколебаний и принимают отраженные изделием эхо-сигналы, Выделяют с помощью временного интервала селектора два эхо-сигнала, например эхо-сигналы от передней и задней граней изделия или эхо-сигналы от соединения и .задней грани изделия. При значительной разности амплитуд этих эхо-сигналов изменяют длительность временного интервала выделения, обрезая часть большего эхо-сигнала, до тех пор, пока не сравняются максимальные амплитудные составляющие спектров эхо-сигналов. После этого измеряют значения гарантированно четких частотных минимумов суммарного спектра выделенных эхо-сигналов и по ним определяют качество иэделия. 2 з,п, ф-лы, 5 ил, На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ УЗ-контроля качества изделий;. на фиг. 2 — временная (а) и спектральная (б) характеристики, полученные на бездефектном участке иэделия с соединением диффузионной сваркой стали и металлокерамики: на фиг. 3 — временная (а) и спектральная (б) характеристики, полученные на дефектном участке изделия с соединением диффузионной сваркой стали и . металлокерамики (дефект — строчечный непровар с максимальной длиной строчки

0.035 мм); на фиг, 4 — спектральная характеристика. полученная на бездефектном участке изделия с соединением диффузионной сваркой стали и бронзы, на фиг. 5 — спектральная характеристика, полученная на дефектном участке изделия с соединением диффузионной сваркой стали и бронзы (де1668933 фект — строчечный непровар с длиной строчки 0,05 мм).

Устройство для реализации способа

УЗ-контроля качества иэделий содержит генератор 1 коротких импульсов и последовательно соединенные усилитель 2, временной селектор 3 и осциллограф 4. Устройство также содержит соединенный с выходом селектора 3 анализатор 5 спектра и соединенный с выходом генератора 1 и входом усилителя 2 УЗ-преобразователь 6. На фиг. 1 показано контролируемое изделие 7 с соединением 8 диффузионной сваркой и передней 9 и задней 10 гранями.

Способ УЗ-контроля качества изделий заключается в следующем.

В изделие излучают импульс УЗ-колебаний и принимают отраженные изделием эхо-сигналы. Измеряют длительность временного интервала выделения двух эхо-сигналов до тех пор, пока не сравняются максимальные амплитудные составляющие спектров этих двух эхо-сигналов. Выделяют с помощью выбранного временного интервала два эхо-сигнала, причем один эхо-сигнал выделяется полностью, а другой— частично.

При контроле тонкостенных иэделий из материала с высоким коэффициентом затухания УЗ-колебаний по зхо-сигналам от передней и задней граней изделия изменение длительности временного интервала выделения осуществляют смещением его начала от начала эхо-сигнала от передней грани к окончанию эхо-сигнала от. пере дней грани, при этом с помощью выбранного. временного интервала эхо-сигнал от, задней грани изделия выделяется полностью, а эхо-сигнал от передней грани изделия — частично (обрезана головная часть эхо-сигнала).

При контроле изделий с соединением сваркой давлением по эхо-сигналам от сос единения и задней грани изделия изменение длительности временного интервала выделения осуществляют смещением его окончания от окончания эхо-сигнала от за-дней грани к началу эхо-сигнала от задней грани, при этом с помощью выбранного временного интервала эхо-сигнал от соединения изделия выделяется полностью, а эхо-сигнал от задней грани изделия — частично (обрезана хвостовая часть эхо-сигнала), Измеряют значения частотных минимумов суммарного спектра выделенных эхо-сигналов и по ним определяют качество контролируемого изделия.

Способ УЗ-контроля качества изделий осуществляется следующим образом, При контроле качества изделия 7 из материала с высоким коэффициентом затухания

УЗ-колебаний, например, с соединением 8 диффузионной сваркой стали толщиной 2

5 мм и металлокерамики толщиной 3 мм используют прямой УЗ-преобразователь 6 с задержкой, например УЗ-преобразователь на частоту,2,5 МГц из комплекта серийного дефектоскопа УД2-12 с задержкой в виде

10 водяного столба. Устанавливают преобразователь 6 на изделии 7 со стороны стали и излучают с помощью генератора 1 импульс

УЗ-колебаний. Принимают преобразователем 6 отраженные изделием 7 эхо-сигналы

15 и усиливают их усилителем 2, С усилителя 2 эхо-сигналы поступают на временной селектор 3, где происходит выделение эхо-сигналов, отраженных передней и задней гранями 9 и 10 иэделия 7, 20 С помощью осциллографа 4 наблюдают временные характеристики (фиг. 2 а и 3 а) принятых эхо-сигналов и фиксируют правильность их выделения, В силу значительного коэффициента затухания метал25 локерамики амплитуда эхо-сигнала от передней грани 9 изделия 7 значительно превосходит амплитуду эхо-сигнала от задней грани 10 изделия 7. что препятствует получению четкого интерференционного

30 минимума в суммарном спектре эхо-сигналов, Смещают начало временного интервала выделения селектора 3 от начала эхо-сигнала от передней грани 9 к окончанию эхо-сигнала от передней грани 9 до

35 получения наиболее четкого (контрастного) частотного минимума в суммарном спектре, фиксируемом анализатором 5, что свидетельствует о равенстве максимальных амплитудных составляющих спектров

40 эхо-сигналов от граней 9 и 10 изделия 7.

Обычно для получения четкого частотного минимума обрезается 1,5-3,5 периодов эхосигнала от грани 9.

Например, для контролируемого изде45 лия 7 зхо-сигнал от грани 9 выделяется без первых 3,5 периодов. На бездефектном участке анализатором 5 фиксируется частотный минимум на частоте 2,6 МГц (фиг. 2 б).

Сканируют преобразователем 6 иэделие 7 и

50 наблюдают за изменением положения частотного минимума. На участке с дефектом в виде строчечного непровара с максимальной длиной строчки 0,035 мм анализатором

5 фиксируется частотный минимум на часто55 те 2,4 МГц (фиг, Зб). Для контролируемого изделия 7 выявляются дефекты в виде сжатых строчечных непроваров с длиной строчки более 10 мкм.

При контроле качества изделия 7 с соединением 8 сваркой давлением, т.е. диффу1668933

20 эхо-сигнала от задней грани 10 к началу 30 зионной сваркой, по эхо-сигналам от соединения 8 и задней грани 10, например, стали толщиной 15 мм с бронзой толщиной 5 мм используется прямой УЗ-преобразователь

6, например УЗ-преобразователь на частоту

5 МГц из комплекта серийного дефектоскопа УД 2-12 с полосой пропускания 3,5-6,0

МГц на уровне 0,5, Устанавливают. преобразователь 6 на изделии 7 со стороны стали, используют его в контактном варианте через слой трансформаторного масла и излучают с помощью генератора 1 импульс

УЗ-колебаний. Принимают и реобразователем 6 отраженные иэделием 7 эхо-сигналы и усиливают их усилителем 2, С усилителя 2 эхо-сигналы поступают на временной селектор 3, где происходит выделение эхо-сигналов, отраженных соединением 8 и задней гранью 10 изделия 7, С помощью осциллографа 4 фиксируют правильность выделения эхо-сигналов, В силу незначительного коэффициента отражения соединения 8 амплитуда эхо-сигнала от него значительно меньше амплитуды эхо-сигнала от задней грани 10 изделия 7, что препятствует получению четкого интерференционного минимума в суммарном спектре эхо-сигналов, Смещают окончание временного интервала выделения селектора 3 от окончания эхо-сигнала от задней грани 10 до получения наиболее четкого (контрастного) частотного минимума в суммарном спектре, фиксируемом анализатором 5, например анализатором спектра СК4-59, что свидетельствует о равенстве максимальных амплитудных составляющих спектров эхо-сигналов от соединения 8 и грани 10 изделия 7. Выделяемая часть эхо-сигнала от грани 10 может быть ограничена одним полупериодом колебаний. Нэ бездефектном участке анализатором 5 фиксируются частотные минимумы на частотах 3,74, 4,29 и

4,80 МГц (фиг. 4). Сканируют преобразователем 6 изделие 7 и наблюдают за изменением положения частотных минимумов, На участке с дефектом в виде строчечного непровара с длиной строчки 0,05 мм анализа5

45 тором 5 фиксируются частотные минимумы на частотах 3,54; 4,07 и 4,60 М Гц (фиг, 5). Для контролируемого изделия T выявляются дефекты в виде сжатых строчечных непроваров с длиной строчки более 10 мкм, Формула изобретения

1. Способ ультразвукового контроля качества изделий, заключающийся в том, что излучают в изделие импульс ультразвуковых колебаний, принимают отраженные изделием эхо-сигналы, фиксируют суммарный спектр не более чем двух последовательных отраженных иэделием эхо-сигналов, измеряют значения частотных минимумов суммарного спектра и по ним определяют качество изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, в качестве суммарного спектра используют суммарный спектр одного полного эхо-сигнала и части другого эхо-сигнала, а длительность части используемого эхо-сигнала выбирают из условия равенства максимальной амплитудной составляющей спектра используемой части эхо-сигнала максимальной амплитудной составляющей спектра используемого полностью эхо-сигнала, 2. Способ по и 1, о т л и ч а го шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля тонкостенных изделий из материала с высоким коэффициентом затухания ультразвуковых колебаний по эхо-сигналам от передней и задней граней изделия, в качестве суммарного спектра используют суммарный спектр эхо-сигнала от задней грани изделия и хвостовой части эхо-сигнала от передней грани изделия, 3, Способпоп1,отл ича ющийся тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля изделий с соединением сваркой давлением по эхосигналам от соединения и задней грани изделия, в качестве суммарного спектра используют суммарный спектр эхо-сигнала от соединения свариой давлением и головной части эхо-сигнала от задней грани иэделия.

1668933

1668933

Лц Юю а игц

Фиг. 4

f54 Od7 О Г

lus,б

Составитель B. Гондаревский

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор -Т, Палий

Редактор И. Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2653 Тираж Я2. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4)5