Способ ультразвукового контроля сварных соединений труб Советский патент 1992 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для ультразвукового контроля сварных соединений трубопроводов различных диаметров

Известен способ ультразвукового контроля сварных соединений труб, заключающийся в том, что в изделии возбуждают с помощью излучателя ультразвуковые колебания, принимают с помощью приемника колебания, прошедшие через сварной шов и, анализируя их, судят о качестве шва.

Недостаток этого способа заключается в высоком уровне помех, связанных с отражением ультразвуковых колебаний от неровностей валиков усиления сварного шеа.

Этот недостаток устранен в прототипе - способе ультразвукового контроля, заключающемся в том, что в изделии возбуждают с помощью излучателя ультразвуковые колебания, принимают с помощью приемника колебания, прошедшие через сварной шов и, анализируя их, судят о качестве шва, при этом излучатель и приемник располагают с одной стороны шва и ориентируют их в пространстве так, чтобы направление излучения колебаний было параллельно осевой плоскости шва трубы, а расстояние между ними устанавливают в соответствии с соотношением.. . .

I 43d D2

где 1 - расстояние между излучателем и приемником;

& 00

о

D - внешний диаметр трубы,

d - толщина стенки.

Недостаток этого способа заключается втом, что при изменении диаметра и толщины стенки трубы в достаточно широком диапазоне применение способа снижает точность контроля

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Эта цель достигается тем, что в способе ультразвукового контроля сварных соединений труб, заключающемся в том, что с одной стороны сварного шва располагают излучатель и приемник ультразвуковых колебаний с одинаковым углом ввода #, излучают в изделие ультразвуковые колебания и принимают их после отражения от дефекта, излучатель и приемник ориентируют так что их акустические оси пересекаются на оси сварного шва, при этом излучатель и приемник устанавливают симметрично относительно продольной оси трубы положение точек ввода определяют в соответствии с выражением

V

2 , „

«Зк

2 2а-аг ;а

UK

где 6К - толщина стенки трубопровода,

DK наружный диаметр контролируемого трубопровода

IK - расстояние между точками ввода излучателя и приемника а угол разворота акустических осей излучателя и приемникя определяют из соотношения

sin

ГГТгг

где m определяется из соотношения (-g)(2-a)a(2-a)seca-1

C

5

0

нии Опорная пластина 3 с гильзами устанавливается на околошовную зону контролируемой трубы 5 на заданном расстоянии от сварного шва 6. Датчики 1, 2 имеют возможность перемещаться как в радиальном направлении, так и вокруг собственной оси

Устройство работает следующим образом

Идентичные гильзы-датчики 1, 2, один из которых возбуждает, а другой принимает ультразвуковые колебания, рабочей поверхностью устанавливаются на контролируемое изделие трубу 5), прозвучивая контролируемую среду, например - сварной шов б, на наличие внутренних несплошно- стей Расстояние между точками ввода ультразвука, расположенными на рабочей поверхности гильз датчиков 1, 2 выбирается в соответствии с выражением

D, /2 а-а

где 1К - расстояние между точками ввода излучателя и приемника контролируемой трубы;

б - толщина стенки контролируемой трубы

DK - диаметр контролируемой трубы.

30

а

L

DK

Максимально возможный диаметр контролируемой трубы будет соответствовать дирметру трубы, на которой изготовлен сегмент опорной пластины, а минимально возможный диаметр контролируемой трубы DK max определяется из конструктивных соображений лишь диаметром гитьз-датчиков 1.2

Угол разворота р акустических осей датчиков 1,2 относительно продольной оси тру- бы выбирается в соответствии с выражением

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для ультразвукового контроля %# ; м. AJ 2 -. сварных соединений труб. Цель изобретения - повышение точности контроля. Эффект обусловлен возможностью изменения расстояния между точками ввода излучающего и приемного преобразователей При этом указанное изменение осуществляют по определенному закону. Приведено устройство, реализующее способ, в котором передающий и приемный датчики 1, 2 выполнены в виде гильз, вставляемых в опорную пластину 3 с фиксаторами 4, позволяющими удерживать подвижную гильзу в любом нужном положении. При этом существенно не только расстояние между точками ввода ультразвуковых колебаний, но и угол разворота датчиков 1,2 Эти параметры определяются в соответствии с конкретными данными по приведенным формулам 3 ил. $Л

На фиг 1 приведен общий вид устройства на фиг. 2 - основные размеры конструкции, необходимые при расчете, на фиг 3 - кривые

m ,, / бк

расчетных зависимостей- r HfT )для Раз

личных углов ввода а

Раздельно-совмещенный преобразователь состоит из двух датчиков 1, 2, один из которых является приемником, другой - из- лучателем Они выполнены в виде гильз, вставляемых в опорную пластину 3 с фиксаторами 4, позволяющими фиксировать подвижную гильзу в любом нужном поаожез п рк li+m2

где т - расстояние от отражателя, находящегося на оси сварного шва, и линией, соединяющей точки ввода датчиков 1, 2 (фиг, 2), определяется из выражения

(т)(2-а)а(2-а)зеса-1

где а- угол ввода ультразвуковой волны.

Расстояние m можно определить и по КРИВОЙ, представленной на фиг. 3, постро

енной как зависимость f ( гг) для ряUKUK

да заданных значений углов а.

На основании экспериментальных исследований наилучшие результаты получены при значениях m в пределах 17-18 мм,

При изменении диаметра контролируемого объекта гильзы 1,2 в опорной пластине 3 перемещают таким образом, чтобы их точки ввода находились на расстоянии 21, соответствующем контролируемому диаметру трубы 5. Кроме того, поворотом гиЛьз 1, 2 вокруг своей оси устанавливается необходимый угол а. Этой нэ стройки достаточно для осуществления ультразвукового контроля. Преобразователь считается настроенным для конкретного диаметра трубопровода.

.. г

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я Способ ультразвукового контроля сварных соединений труб, заключающийся в том, что с одной стороны сварного шва рас- полагают излучатель и приемник у льтразву- ковы х кол ебаний с одинаковым углом ввода а; излучают в изделиеультразвуковые коле- бания и принимают их после отражения от дефекта, при этом излучатель и приемник ориентируют так, что их акустические оси

пересекаются на оси сварного шва, от л и- чающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, излучатель и приемник устанавливают симметрично относительно продольной оси трубы, положение точек ввода определяют в соответствии с выражением

10

0,

Т2а

где IK - расстояние между точками ввода излучателя и приемника,

&

бк - толщина стенки трубы;

DK - наружный диаметр контролируемой трубы,

а угЪл разворота р акустических осей излучателя и приемника определяют из соотношения

sin

щ+ih

-

t где m определяется из соотношения ()2(2-a)a(2-a)seca-1.

fiuej

m&w& fffofa 1fttf

фие. 2

Tewct BBofa Ш

25

5075

Фиг.3

72,5°

tf,5°