RU1797043C - Способ ультразвуковой дефектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к акустическим методам неразрушающего контрол , Целью изобретени   вл етс  упрощение реализации способа при использовании пр мого преобразовател  за счет обеспечени  возможности визу- ального воспри ти  информации. Под конкретное изделие определ ют зависимость амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной и - м и - д ь й поверхности продольных, и зависимость амплитуды отраженных от стандартного отражател  продольных колебаний, причем этот отражатель задает чувствительность контрол  от поперечных размеров активного элемента пр мого преобразовател . Необходимый размер активного элемента выбирают по точке пересечени  зависимостей . Пр мой преобразователь 1 с необходимым размером активного элемента 3 устанавливают на изделие 2 и излучают им импульсы продольных колебаний. Преобразователем 1 принимают как продольные колебани , отраженные изделием 2, так и поперечные, образующиес  в результате трансформации из продольных колебаний при отражении последних от донной поверхности издели  2, и измер ют их амплитуды. По величине амплитуды прин тых продольных колебаний определ ют дефектность издели  2, а по величине амплитуды прин тых поперечных.колебаний определ ют качество акустического контакта преобразовател  1 с изделием 2. 2 ил. Ч N В /////////// У (Л С ч о VJ о Јь W

Description

Фиа.1

Изобретение относитс  к области акустических методов неразрушающего контрол  и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии изделий с плоскопараллельными поверхност ми , например, плит, поковок и т.п.

Известен способ УЗ-дефектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта, заключающийс  в том, что ориентируют преобразователь относительно издели  большой прот женности и малого поперечного сечени  так ,чтобы возбуждались нормальные волны, возбуждают в изделии импульсы УЗ-колебаний, принимают УЗ-колебани , распростран ющиес  в одну сторону, определ ют наличие дефектов, а по параметрам колебаний, распростран ющихс  в другую сторону, определ ют качество акустического контакта.

Недостатком этого способа  вл етс  недостаточно широка  область применени  вследствие возможности работы только с издели ми типа проволоки, ленты и т.п.

Наиболее близким по технической сущности к за вленному  вл етс  способ УЗ-дефектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта, заключающийс  в том, что ввод т в изделие импульсы УЗ-колебаний , принимают отраженные в изделии импульсы УЗ-колебаний, измер ют их амплитуду , по величине амплитуды донного сигнала оценивают качество акустического контакта и по величине других эхо-сигналов суд т о наличии дефектов, причем используемые дл  дефектоскопии УЗ-колебани  возбуждаютс  и принимаютс  одним активным элементом, а используемые дл  контрол  качества акустического контакта продольные УЗ-колебани  возбуждают и принимают другим активным элементом.

Недостатком данного способа  вл етс  относительно сложна  реализаци  вследствие необходимости использовани  специального оборудовани . Либо преобразователь должен быть снабжен специальным активным элементом, возбуждающим использующиес  дл  оценки качества акустического контакта сигналы, либо, при возможности приема данного сигнала непосредственно от используемого дл  дефектоскопии активного элемента, необходимо применение специальных электронных блоков, обеспечивающих выравнивание на экране дефектоскопа амплитуды сигналов от дефектов и донного сигнала, поскольку обычно эти сигналы значительно отличаютс  по амплитуде.

Целью изобретени   вл етс  упрощение реализации способа при контроле пр мым преобразователем за счет обеспечени  возможности визуального воспри ти  информации вследствие использовани  поперечных УЗ-колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности излучаемых продольных УЗ-колебаний.

Поставленна  цель достигаетс  предварительным определением зависимости амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных от поперечных размеров активного

0 элемента преобразовател  и выбором по этой зависимости требуемого поперечного размера активного элемента.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что сначала определ ют зависимость

5 амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных, от поперечных размеров активного элемента преобразовател  и зависимость амплитуды отраженных

0 от стандартного отражател  продольных УЗ-колебаний дл  заданной чувствительности эхо-метода контрол  также от поперечных размеров активного элемента преобразовател . Затем по полученным зави5 симост м выбирают поперечный размер активного элемента преобразовател , соответствующий равенству амплитуд этих зависимостей. После этого приступают непосредственно к дефектоскопии, дл  чего

0 устанавливают пр мой УЗ-преобразователь с выбранным поперечным размером активного элемента на плоскую поверхность издели , и ввод т с его помощью в изделие импульсы продольных УЗ-колебаний. При5 нимают этим же преобразователем отраженные в изделии импульсы УЗ-колебаний и измер ют их амплитуду. О наличии дефектов суд т по величине амплитуды эхо-сигналов , врем  распространени  которых

0 соответствует временному интервалу между временем, необходимым продольным колебани м дл  преодолени  рассто ни  от активного элемента преобразовател  до поверхности ввода и обратно, и временем, не5 обходимым продольным колебани м дл  преодолени  рассто ни  от активного элемента преобразовател  до донной поверхности издели  и обратно. Качество акустического контакта преобразовател  с изделием оцени0 вают по величине амплитуды поперечных колебаний , трансформированных при отражении от донной поверхности продольных колебаний .:

На фиг.1 представлена схема способа

5 УЗ-дефектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта; на фиг.2 - график зависимости амплитуды AI поперечных колебаний, трансформированных при отражений от донной поверхности продольных колебаний, от диаметра D пьезоэлемента пр мого преобразовател  (сплошна  крива  а) и график зависимости амплитуды Аз отраженных от стандартного плоскодонного отражател  продольных колебаний от диаметра D пьезоэлемента пр мого преобразовател  (пунктирна  крива  б).

На фиг.2 позицией 1 обозначен пр мой УЗ-преобразователь, позицией 2 - контролируемое изделие толщиной Н, а позицией 3 - активный элемент преобразовател  1.

Способ УЗ-дефектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта реализуетс  следующим образом.

Дл  заданной толщины Н контролируемого издели  2 определ ют зависимость ам- плитуды AI поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных колебаний , от поперечных размеров, например, диаметра D активного элемента преобразовател  1. При установке на бездефектный участок издели  2 или идентичного ему образца пр мого УЗ преобразовател  1 излучают им импульсы продольных волн. Вследствие того, любой пр мой преобразователь обладает определенной диаграммой направленности, часть излученных им колебаний падает на донную поверхность под углом и при отражении трансформируетс  в поперечные колебани , которые возвращаютс  к преобразователю 1 и принимаютс  им. Амплитуда принимаемых им трансформированных поперечных колебаний зависит от поперечных размеров активного элемента 3, например, диаметра D дисковой пьезопластины, так как при изменении диаметра D мен етс  диапазон углов падени  продольных колебаний, трансформирующихс  именно в те поперечные колебани , которые принимаютс  преобразователем 1, и, соответственно, необходимо учитывать изменени , обусловленные функцией, описывающей диаграмму направленности элемента 3, и коэффициентом отражени . Экспериментально полученные результаты на материале 1420 толщиной 30 мм при помощи набора преобразователей фирмы Кра- уткрамер на частоту 2 МГц представлены на фиг.2 кривой а. Также дл  этой толщины И определ ют зависимость амплитуды А2 отраженных от стандартного отражател  продольных колебаний дл  заданной чувствительности эхо-контрол  от диаметра D активного элемента 3 преобразовател  1. Дл  этого тот же набор преобразователей поочередно устанавливаетс  на стандартный образец с плоскодонным отражателем 0 1,2 мм, залегающим на глубине 30 мм. которым и определ етс  чувствительность эхо-контрол , и измер етс  амплитуда А2 5 эхо-сигнала от отражател . Результаты представлены на фиг.2 кривой б. Из графика следует, что кривые пересекаютс  при мм, что соответствуют типу преобразовател  К2. Преобразователь 1 типа К2 устанав0 ливают на поверхности издели  2, излучают им импульсы продольных УЗ колебаний и сканируют изделие 2. Основна  часть продольных колебаний распростран етс  нормально поверхности ввода и при наличии в

5 изделии 2 дефектов отражаетс  от них и возвращаетс  к преобразователю 1, также как и в донный сигнал продольной волны. Часть продольных колебаний падает на донную поверхность под углом и, отража сь,

0 трансформируетс  в поперечные колебани  и также попадает на преобразователь 1. Преобразователем 1 принимаютс  все поступившие на него колебани  и их наблюдают в виде эхо-импульсов на экране

5 дефектоскопа. О наличии дефектов суд т по .величинам амплитуд продольных колебаний , прин тых преобразователем 1 и лежащих на экране УЗ дефектоскопов между зондирующим и донным импульсами. В слу0 чае наличи  дефектов амплитуда этих импульсов превышает пороговый уровень. .Качество акустического контакта оценивают по величине амплитуды поперечных колебаний , прин тых преобразователем 1 и соот5 ветствующих по времени прихода сумме времени распространени  продольных и поперечных колебаний от активного элемента 3 преобразовател  1 до донной поверхности издели  2. Об ухудшении

0 качества контакта свидетельствует недостижение амплитуды этих импульсов порогового уровн . Вследствие выбора размера D вышеуказанным образом оператор имеет возможность одновременно наблюдать на

5 экране дефектоскопов при стационарном его коэффициенте усилени  по развертке положение импульсов, несущих информацию о дефектах и качестве акустического контакта, относительно порогового уровн .

0 Можно допустить некоторое неравенство амплитуд AI и Аа при выборе размера D, если динамический диапазон экрана дефектоскопа позвол ет одновременно отслеживать оператору высоту импульсов, несущих

5 информацию о дефектах и качестве акустического контакта.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ ультразвуковой дефектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта, заключающийс  в том, что ввод т в изделие импульсы ультразвуковых колебаний, принимают отраженные в изделии импульсы ультразвуковых колебаний, измер ют их амплитуду, по величине амплитуды донного эхо-сигнала оценивают качество акустического контакта и по величине амплитуды других эхо-сигналов суд т о наличии дефектов, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  реализации способа при использовании пр мого преобразовател , предварительно определ ют зависимость амплитуды поперечных коле0

   5

   баний, трансформируемых при отражени х отраженных от донной поверхности продольных , от поперечных размеров активного элемента пр мого преобразовател  и зависимость амплитуды отраженных от стандартного отражател  продольных колебаний дл  заданной чувствительности эхоконтрол  от поперечных размеров активного элемента пр мого преобразовател , из которых выбирают поперечный раз- мер активного элемента пр мого преобразовател , соответствующий равенству амплитуд, а качество акустического контакта оценивают по величине амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных колебаний.

   А,9Аг дв

   -50

   /

   5 Ю 15 20Лм Фиг. 2