Способ ультразвукового контроля качества сварных швов Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

1

Изобретение относится к нераэру- шающему контролю качества изделий и является усовершенствованием способа по авт.св. № 1228011.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет уменьшения разброса амплитуд регистрируемых сигналов.

При контроле изделий многократно отраженным пучком У3--колебаний, вводимых в металл сварного шва под большим углом (около 70°), дефект озвучивается несколькими находя1цимнся в створе диаграммы направленности поля искателя УЗ-лучами, распространяющимися под разными углами и претерпевающими на своем пути к дефекту и обратно к искателю разное количество отражений от стенок изделия .Путь, пройденный каждым из них от искателя к дефекту, а вследствие этого и время их регистрации, будут разными. От дефектов с широкой диаграммой направленности отраженного от них звукового поля временные интервалы ut между соседними регистрирующими сигналами определяются по формуле

bt

. d с о s ci.

Реализаций известного способа основана на выборе определенной длительности зондирующих импульсов, болшей интервала времени bt между соседними регистрируемыми сигналами от дефекта, девиации: частоты зондирующих импульсов в пределах,, в которых выполняется условие синфазного и противофазного сложения соседних импульсов, и регистрации среднего значения амплитуды сигналов от дефекта за период изменения частоты.

Однако при выполнении этих условий не всегда возможно получение высокой точности контроля. Так , например, при определенной частоте собственных колебаний искателя, применяемого для контроля качества ста ль- ного листа известной толщккы, чтобы получить синфазное и противофазное сложение соседн лх сигналов, изменять частоту необходимо в пределах, превьшающих полосу пропускания искателя. При этом высокая точность контроля вследсивие потери опреде-,

22144

ленной части информации о дефекте не достигается.

Для получения определенной точности контроля необходимо знать коли5 чество и myльcoв и с каким шагом - изменяется частота их заполнения за период девиации.

Экспериментально установлено, что обеспечить выполнение условия

JO синфазного и противофазного сложения сигналов возможно при изменении частоты заполнения зондирующих импульсов в пределах, когда число периодов ультразвуковых колебаний, укладывающихся в интервале между соседними регистрируемыми от дефекта эхо-сигналами, изменилост бы на один или более .период. При известной относительности полосе пропускания час20 тоты (uF) собственная частота искателя определяется из условия

15

f 5

с uFd

cosot

Однако вьшолнение этого условия является недостаточным для получения высокой точности контроля.

Экспериментально установлено, что для получения высокой точности контроля необходимо, чтобы количество п зондирующих импульсов было больше или равно шести. При этом увеличение количества импульсов больше шести не приводит к существенному снижению относительной погреш ности контроля. И, наоборот, использование меньше шести импульсов приводит к резкому увеличению погрешности контроля.

Из этого следует, что для достижения высокой точности контроля необходимо использовать не менее шести импульсов.

Относительный шаг S изменения частоты должен удовлетворять следующим условиям. Диапазон изменения частоты ультразвуковых колебаний за период ее девиации не должен выходить за пределы полосы пропускания искателя

Л F й- п S .

Изменение частоты от импульса к импульсу с относительным шагом Должно обеспечить изменение числа периодов ультразвуковых колебаний,

укладывающихся в интервале времени между соседними регистрируемыми от дефекта сигналами не менее, чем 1

fd coso

Эти условия записываются в следующем виде:

±1. . 5 nfd- cos 66

Способ контроля качества сварньк швов осуществляется следующим образом.

Вводят в металл изделия со сварным швом и принимают с помощью призматического искателя наклонный пучок ультразвуковых колебаний, кото- ,рый, распространясь в стенке изделия до дефекта и обратно, многократно отражается от стенок изделия: длительность С зондирующих импульсов уста- навливают и выбирают из условия

о

3d- COSaS

где d - толщина стенки контролируемого изделия, с - скорость распространения сдвиговых ультразвуковых колебаний в металле об угол между нормалью к поверхности изделия и акустической осью диаграммы направленности поля искателя в металле изделия j частоту заполнения зондирующих импульсов от импульса к Импульсу изменяет с помощью, например, генератора зондирующих импульсов с девиацией частоты, причем среднюю частоту f его выбирают из условия

f Ь

и Fd- cos об

где U F - относительная полоса пропускания частоты искателя, излучают в металл изделия не менее шести зондирующих импульсов с относительным шагом 5 изменения частоты из заполнения, величину которого выбирают из условия

0

5

5

0

0

F,. ,

п nfd- cos об

где п - количество зондирующих импульсов за период девиации частоты, а дефекты регистрируют по среднему значению амплитуд эхо-сигналов от дефекта за период изменения частоты с помощью например, стандартного блока обработки информации, имеющего пороговое устройство.

Выбор параметров контроля, а именно средней частоты f ультразвуковых колебаний, количество п импульсов за период ее девиации и шага S ее изменения от импульса к импульсу обеспечивают высокую точность контроля за счет уменьшения разброса амплитуд регистрируемых от дефекта сигналов.

Форму л.а изобретения

Способ ультразвукового контроля качества сварных швов по авт.св. № 1228011, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля за счет уменьшения разброса амплитуд регистрируемых сигналов, среднюю частоту сдвиговых ультразвуковых колебаний выбирают из условия

А Fd cos oi

где ДР - относительная полоса пропускания частот искателя, а в металл изделия вводят не менее шести зондирующих импульсов за период девиации частоты с шагом S изменения частоты их заполнения, величину которого выбирают из условия

Al. п

nfd -cos сх50

где п - количество зондирующих импульсов за период девиации частоты.

Изобретение относится к неразрушаемому контролю качества изделий и является усовершенствованием основного изобретения по авт. св. JP1228011, Цель дополнительного изобретения - повьшение точности контроля. При контроле изделий наклонным многократно отраженным ультразвуковым (УЗ) пучком волн используют девиацию частоты УЗ-колебаний, средняя частота f которых выбирается из условия f 5-c/uF d cos,-iC, где с - скорость распространения УЗ волн, d - толщина контролируемого изделия, об - угол нормалью к поверхности изделия и акустической осью диаграммы направленности поля излучения искателя, а uF - относительная полоса пропускания частот искателя. За период изменения частоты УЗ-колебаний в изделие излучают не менее шести зондирующих импульсов с разной частотой их заполнения, относительный шаг S изменения частоты УЗ-колебаний от импульса к импульсу выбирают из условия AF/nsS i с/ /п f d cos oi , a дефекты регистрируют по среднему значению амплитуд всех эхо-сигналов за период изменения частоты. S СЛ