Способ изготовления эталонных образцов для дефектоскопии Советский патент 1992 года по МПК G01N27/82 

Изобретение относится к области создания средств неразрушающего контроля изделий физическими методами и может быть использовано при метрологическом обеспечении дефектоскопии посредством создания эталонных образцов, образцов для испытаний, контрольных и рабочих образцов, содержащих разнообразные по размерам и форме дефекты (несплошности, физические неоднородности).

Цель изобретения - упрощение технологии моделирования дефектов в объектах

неразрушающего дефектоскопического контроля, используемых в качестве эталонных образцов, посредством прецизионной имитации в них несплошностей и других дефектов по размерам, форме, ориентации, физическим свойствам (магнитным, электрическим, акустическим, массовым, капиллярным) и расширение области применения в ряду различных методов неразрушающего контроля.

Известные способы основаны на механических многооперационных приемах изVI

О

ел

4J

со о

готовления (образования) различных по форме и размерам полостей или твердотельных вставок, имитирующих составное изделие с дефектами, что не позволяет имитировать и нормировать дефекты сложной геометрической формы, залегающие на различной глубине моноблочного образца и под любым углом к его поверхности.

Предлагаемый способ изготовления эталонных образцов заключается в том, что образец выполняется любой формы в виде литого тела, в котором размещают тугоплавкие вставки, предварительно закрепляемые в стенках литейной формы или на поверхности основного металла (материала) сварного или паяного соединения так, чтобы тугоплавкие вставки (имитаторы дефектов) ориентировались в зоне формирования образца, которую заполняют посредством литья, сварки или пайки расплавленным материалом, менее тугоплавким, чем материал вставок, фиксируют его посредством охлаждения и удаляют вспомогательные выступы, литейную или сварочную форму.

При этом для эталонного образца, применяемого для магнитного метода дефектоскопии (порошковому, феррозондовому, магнитографическому), встав ка-имитатор дефекта подбирается заданных размеров, формы и изготавливается из неферромагнитного и более тугоплавкого материала. Например, для ферромагнитной стали Ст-3 используются танталовая, ниобиевая, вольфрамовая, кварцевая, графитовая, композитная вставки-имитаторы.

Для эталонного образца, применяемого для ультразвукового метода контроля титановых, алюминиевых, магниевых, стальных изделий вставка-имитатор изготавливается из графита, композитов.

Для эталонного образца применяемого для радиационных методов дефектоскопии титановых, алюминиевых магниевых изделий, вставка-имитатор изготавливается из бериллия, графита или композита.

При магнитопорошковом или ферро- зондовом дефектоскопическом использовании эталонногообразца неферромагнитные вставки имитируют несплошности или неферромагнитные фазовые составляющие ферромагнитной основы.

При рентгенографическом использовании эталонного образца из титанового, алюминиевого или магниевого сплава вставки-имитаторы из бериллия или графита, будучи радиационно более прозрачными, имитируют несплошности (трещины, поры, непровары. неслигины).

На фиг. 1 представлен эталонный образец; на фиг. 2 эталонные образцы, изготовленные предложенным способом.

Эталонный образец (фиг. 1) выполнен в

виде литого цилиндра 1, переходящего в конус 2, с цилиндрическим отверстием с осью 3 и тугоплавкими вставками, имитирующими различные несплошности. Для магнитной дефектоскопии использована

ферромагнитная сталь Ст-3. Перпендикулярно оси в тело образца вплавлены вставки-имитаторы (например, из вольфрама, титана, ниобия, кварца), например такого вида: 4 - имитатор несплошности (трещина)

пирамидальный; 5 - имитатор несплошности (трещина) конический, выходящий на поверхность, с плавным убыванием ширины раскрытия и изменением глубины залегания на цилиндрической части; 6 - имитатор несплошностей (пор) разного диаметра на цилиндрической части и одного диаметра на конической части образца; 7 - имитатор несплошности с различной глубиной залегания на цилиндрической части и ступенчатый

с различной глубиной залегания на конической части образца: 8 - подповерхностный имитатор несплошности в виде цилиндра.

Образец намагничивают пропусканием переменного или постоянного тока по проводнику 9. В приложенном магнитном поле (в момент прохождения тока) его очищенную поверхность с невидимыми дефектами обрабатывают магнитной суспензией и по

визуальному выявлению скрытых в образце имитаторов дефектов судят о достаточности режима намагничивания, о способе намагничивания, о качестве магнитной суспензии (черной, цветной, люминесцирующей), что

составляет одну из задач метрологического контроля эффективности данного метода дефектоскопии.

На фиг. 2 изображены сварные эталонные образцы, изготовленные предложенным способом: а - образец со стыковым сварным швом 1, в который вварен имитатор 2 поверхностного дефекта (несплошность с меняющейся шириной раскрытия, выходящая на поверхность шва); б - образец стыкового сварного шва 3, вдоль оси которого вварен ряд цилиндрических имитаторов 4 (цилиндрических пор, выходящих на поверхность): в - стыковой сварной шов 5 со снятым вал и ком усиления с имитатором

6 (трещина, залегающая на меняющейся глубине и выходящая на поверхность); г - образец из прутков, состыкованных контактным швом 7 и снятым валиком усиления, имитатором 8 в виде вставки заданных формы и размеров.

В результате осуществления предлагаемого способа изготовления эталонных образцов удается быстро воспроизводить монолитные образцы изделий сложной конфигурации, несущие в своем твердом теле имитаторы дефектов заданных формы, размеров и ориентации. Заданное соотношение физических свойств материалов имитаторов и образцов позволяет нормирование контролировать достигаемые метрологические параметры (чувствительность, выявляемость, разрешающую способность) различных физических методов и средств неразрушающего контроля применительно к контролю качества аналогичных объектов (изделий).

Формула изобретения 1. Способ изготовления эталонных образцов для дефектоскопии, включающих ос4

5

0

5

0

нову и имитатор дефектов, заключающийся в том, что имитаторы дефектов заданной формы из материала с заданными свойствами размещают в материале основы образца, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и повышения точности образца, ориентирование вставок осуществляют предварительно в литейной форме или в зоне разделки под сварку или пайку, затем зону размещения вставок заполняют жидким материалом основы, менее тугоплавким, чем материал вставок, охлаждают и осуществляют зачистку поверхности.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что в качестве материала для вставок используют вольфрам, тантал, ниобий, бериллий, кварц, композитные керамики или графит.л

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для метрологического обеспечения дефектоскопии. Цель изобретения - упрощение технологии изготовления и повышения точности образца. Способ изготовления эталонных образцов для дефектоскопии, включающих, основу и имитатор дефектов, заключается в том, что имитаторы дефектов заданной формы из материала с заданными свойствами размещают в материале основы образца, а ориентирование вставок осуществляют предварительно в литейной форме или в зоне разделки под сварку или пайку, затем зону размещения вставок заполняют жидким материалом основы, менее тугоплавким, чем материал вставок, охлаждают и осуществляют маскирующую зачистку поверхности. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

5 Физ. 1

1

А

-у , ,

гЈ1 а

6-5

43

тлжу/

S

56 LL

г-г