Способ ультразвукового контроля качества сборки соединений с натягом

Способ ультразвукового контроля качества сборки соединений с натягом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля. Целью изобретения является повышение информативности контроля за счет определения остаточного ресурса работы соединения с натягом. Излучают и принимают ультразвуковые (УЗ) колебания в одном сечении соединения и измеряют параметры провзаимодействовавших с соединением колебаний. Повторяют измерения по крайней мере ещё в одном сечении. По параметрам принятых колебаний определяют величину контактного давления в каждом сечении и вычисляют его усредненное значение, с помощью которого определяют остаточный ресурс работы соединения с натягом и качество его сборки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s G 01 N 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823260/28 (22) 05.05,90 (46) 23.04,92. Бюл. ¹ 15 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Недра" (72) О.М.Карпаш (53) 620.179.16(088.8) (56) Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов. М.; Машиностроение, 1980, с. 208.

Химченко Н.В. Неразрушающий контроль в химическом и нефтяном машиностроении, М.: Машиностроение, 1978, с. 92.

Авторское свидетельство СССР

N 905778,,кл. G 01 N 29/04,,1980. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СБОРКИ СОЕДИНЕНИЙ

С НАТЯГОМ

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к спосо- бам контроля качества и прогнозирования ресурса соединений с натягом, работающих в экстремальных условиях, и может быть использовано в машиностроении, нефтегазовой промышленности.

Известен способ ультразвукового контроля соединений с натягом, заключающийся в введении ультразвуковых колебаний (УЗК) в контролируемую зону изделия, приеме эхо-сигналов, отраженных от внутренней поверхности охватываемой детали, и оценке качества соединений по параметрам принятых эхо-сигналов.

Известен также способ ультразвукового контроля качества сборки трубных изделий с натягом, заключающийся в введении УЗК

„„ЫЛ„„1728782 Al (57) Изобретение относится к неразрушающим методам контроля. Целью изобретения является повышение информативности контроля за счет определения остаточного ресурса работы соединения с натягом.

Излучают и принимают ультразвуковые (УЗ) колебания в одном сечении соединения и измеряют параметры провзаимодействовавших с соединением колебаний. Повторяют измерения по крайней мере еще в одном сечении. По параметрам принятых колебаний определяют величину контактного давления в каждом сечении и вычйсляют его усредненное значение, с помощью которого определяют остаточный ресурс работы соединения с натягом и качество его сборки, 1 з.п, ф-лы, 1 ил. под углом к наружной поверхности охватываемой детали в зону сопряжения, приеме эхо-сигналов, отраженных от внутренних ) стенок охватывающей и охватываемой труб, и оценке качества соединения по соотношению амплитуд принятых сигналов.

К недостаткам обоих способом следует отнести относительно невысокую достоверность контроля, невозможность наблюдения за изменением качества в процессе эксплуатации и, как следствие, невозмож- а ность прогнозирования ресурса соединения с натягом.

Наиболее близким к изобретению является способ ультразвукового контроля качества сборки трубных изделий с натягом. заключающийся в введении УЗК под определенным углом к внешней поверхности

1728782 трубного изделия в плоскости поперечного сечения к его продольной оси, приеме эхосигналов, отраженных от внутренних поверхностей охватывающей и охватываемой труб, использовании дважды отраженного эхо-сигнала от внутренней поверхности охватываемой трубы, приеме эхо-сигналов, соответствующих кольцевому прохождению ультразвуковых колебаний в охватывающей и. охватываемой деталях, 10 определении отношения их амплитуд и сравнении его с первоначальным отношением.

Известный способ имеет следующие недостатки: изделия контролируются толь- 15 ко в одном сечении, а это не обеспечивает необходимую информативность контроля; применение этого способа позволяет судить о состоянии соединения только в текущий момент времени (обычно — 20 непосредственно после сборки), и, кроме того, нет возможности прогнозирования ресурса соединения при работе в экстремальных условиях.

Цель изобретения — повышение инфор- 25 мативности контроля качества соединений с натягом за счет определения остаточного ресурса работы соединения, а также повышение достоверности определения остаточного ресурса. 30

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ультразвукового контроля качества сборки соединений с натягом, заключающемуся в том, что излучают и принимают ультразвуковые колебания в одном 35 сечении соединения, измеряют параметры провзаимодействовавших с соединением колебаний, определяют с их помощью величину контактного давления в этом сечении, по которому судят о качестве, дополнитель- 40 но, по крайней мере еще в одном сечении, возбуждают и и рини мают ул ьтраз вука вые колебания, определяют величину контактного давления в остальных сечениях, вычисляют усредненное значение Р1 контактного 45 давления, определяют остаточный ресурс to работы соединения из выражения

Р1

to-C

РРмии где Рр„„„вЂ” минимальное значение контакт- 50 ного давления, при котором соединение теряет работоспособность;

С вЂ” константа, учитывающая физико-механические свойства и условия работы соединения, 55 и учитывают величину to при определении качества сборки соединения с натягом, Кроме того, в предлагаемом способе дополнительно определяют величину контактного давления в тех же сечениях через время t, равное t = 2 to/3, вычисляют усредненное значение Pz контактного давления, определяют величину to из выражения

2то Р2

3Р1 и используют ее в качестве поправки при определении остаточного ресурса работы соединения на момент измерения.

Сопоставительный анализ с известным способом показывает, что заявляемое техническое решение имеет следующие отличия: контроль соединения ведут по всей длине соединения и определяют распределение напряжений; соединение контролируют дважды— один раз непосредственно после сборки, а второй — через время t, определяемое исходя из физико-механических свойств исследуемого объекта и условий его эксплуатации, а о качестве соединения судят по отношению результатов первого и второго контроля.

Предпосылкой для разработки способа являются следующие положения:

При работе соединения с натягом в условиях переменного кручения и изгиба условия контактирования втулки с валом постепенно меняются из-за возможного местного скольжения и износа торцевых частей втулки. Это приводит к новому распределению контактных давлений по длине сопряжения.

Изменение исходных условий контактирования может вызвать также релаксацию напряжений, в том числе и при повышенных температурах.

Способ базируется на том, что между величиной контактного давления в соединении и ресурсом его работоспособности в стадии установившейся релаксации существует линейная зависимость.

На чертеже представлен график распределения контактных давлений по длине соединения: кривая 1 — распределение контактных давлений непосредственно после сборки, кривая 2 — распределение контактных давлений по длине соединения после повторного (через время с) контроля.

Способ контроля качества сборки соединений с натягом осуществляется следующим образом.

Соединение контролируют сразу после сборки. Преобразователь устанавливают на наружную поверхность контролируемого соединения, ультразвуковые колебания вводят в плоскости поперечного сечения под углом к наружной поверхности, осуществля1728782

50 ют прием эхо-сигналов, отраженных от. внутренних поверхностей охватывающей и охватываемой деталей, и определяют отношение амплитуд этих эхо-сигналов. Находят распределение контактных давлений по 5 длине соединения (кривая 1) P1 = f (1), вычисляют усредненное значение Р1, определяют остаточный. ресурс t< работы соединения из выражения

С Р1 10 то=

Рмин где С вЂ” константа, учитывающая физико-механические свойства и условия эксплуатации исследуемого объекта;

P H — минимальное контактное давле- 15 ние, при котором соединение теряет работоспособность, и результаты расчетов и измерений заносят в память микропроцессора, Затем через время с, определяемое в 20 зависимости от физико-механических свойств и условий эксплуатации исследуемого объекта (например, t = 2 to/3), процесс контроля повторяют, находят распределение контактных давлений по длине соедине- 25 ния (кривая 2) Р2 = f(l), вычисляют усредненное значение Р",, определяют величину to из выражения

2 С to Р2

3 Р1 30 и используют ее в качестве поправки при определении остаточного ресурса работы соединения на момент измерения.

Положительный эффект обеспечивается за счет уменьшения количества поломок соединений с натягом, работающих в экстремальных условиях, и полной выработки их ресурса, Предлагаемое техническое решение позволит не только повысить достоверность оценки качества сборки 40 соединений с натягом, но и прогнозировать ресурс работы соединения с натягом, работающего в экстремальных условиях.

Формула изобретения

1, Способ ультразвукового контроля качества сборки соединений с натягом, заключающийся в том, что излучают и принимают ультразвуковые колебания в одном сечении соединения, измеряют параметры провзаимодействовавших с соединением колебаний и с их помощью определяют величину контактного давления в этом сечении, по которому судят о качестве, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью. повышения информативности контроля за счет определения остаточного ресурса работы соединения, дополнительно, по крайней мере еще в одном сечении, возбуждают и принимают ультразвуковые колебания, определяют величину контактного давления в остальных сечениях, вычисляют усредненное значение

Р1 контактного давления и определяют остаточный ресурс тр работы соединения из выражения

to = С P>/Рр где Рр ин — минимальное значение KQHTBKT ного давления, при котором соединение теряет работоспособность;

С вЂ” константа, учитывающая физико-механические свойства и условия эксплуатации контролируемого соединения, и учитывают величину to при определении качества сборки соединений с натягом.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения остаточного ресурса работы соединения, дополнительно определяют величину контактного давления в тех же сечениях через время t, равное t = 2 tp/3, вычисляют усредненное значение Pz контактного давления, определяют величину to из выражения tp = 2 С tp Р2/3 Р и используют ее в качестве поправки при определении остаточного ресурса работы соединения на момент измерения.

1728782

35

45

Составитель О.Карпаш

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И.Муска

Редактор В.Данко

Заказ 1405 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раущская наб., 4/5