Способ ультразвукового контроля поверхности трубопровода Советский патент 1993 года по МПК G01N29/04 

ho

где Аоб АО и А используют прямоугольный импульс длительностью 0,5-2 колебаний и частотой, равной 0,5С/ho, где С- скорость ультразвуковых колебаний в материале трубопровода; после обнаружения несплошностей дополнительно сканируют поверхность трубопровода вдоль его образующей, а о наличии несплошности типа риски судят по монотонному характеру огибающей после- дователности амплитуд фиксируемых эхо- сигналов; принятый эхо-сигнал сравнивают с двумя эхо-сигналами от основного отражателя и дополнительного аналогичного плоского углового отражателя с высотой 0, ho, выполненного от основного на поверхности образца на расстоянии, не менее ширины ультразвукового луча, а высоту несплошности определяют по формуле h (Ар-А ) (hp - ho)

АО -А6

максимальные амплитуды эхо-сигналов соответственно от основного, дополнительного отражателей и несплошности в трубопроводе. Сканирование несплошности плоской волной с углом ввода а 43- -47°, длительностью прямоугольного импульса 0,5-2 колебаний и частотой равной 0,5 С/по за счет снижения интерферен- ционных явлений при формировании отраженного эхо-сигнала обеспечивает показательную (если амплитуда эхо-сигнала выражена в разах) или квазилинейную (если амплитуда в дБ) зависимость между высотой несплошности и амплитудой эхо- сигнала от нее в пределах 0,2ho ho ho (ho- заданная высота плоского углового отражателя, например, максимально допустимая высота риски). При наличии указанной линейной зависимости становится возможным при сканировании получение монотоннойзависимостиогибающейпоследовательности амплитуд эхо-сигналов от риски за счет монотонного изменения ее высоты на значительном расстоянии в отличии от других несплошностей, что позволяет выявить допустимую риску, определить высоту несплошности и тем самым повысить достоверность контроля.

На чертеже представлена характерная зависимость амплитуды эхо-сигнала от значения высоты плоского углового отражателя, полученная по предлагаемому способу, которая как видно из графика, носит линейный характер.

Способ осуществляется следующим образом.

На стандартном образце выполняют плоский угловой отражатель с высотой, равной максимально допустимой высоте риски

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ho и длиной, равной или более ширины ультразвукового луча. Со стороны противоположной контролируемой поверхности сканируют отражатель плоской волной с углом ввода, выбранного из интервала 43- -47°, длительность прямоугольного импульса из интервала 0.5-2 колебаний и частотой - 0,5 C/ho, фиксируют максимальную амплитуду АО эхо-сигнала. Далее при аналогичных параметрах контроля проводят сканирование контролируемой поверхности трубопровода и фиксируют максимальное значений амплитуды А эхо- сигнала от несплошности с высотой h. При А АО оценивают любую несплошность дефектом. При А АО для выявления несплошности типа риски сканируют лучом вдоль образующей контролируемой поверхности трубопровода и по монотонному характеру огибающей последовательности амплитуд фиксируемых эхо-сигналов судят о наличии несплошности типа риски, Для определения высоты несплошности выполняют на образце второй плоский угловой отражатель на расстоянии не менее ширины ультразвукового луча от первого и высотой ho в пределах 0,2ho ho bo с фиксацией максимальной амплитуды эхо-сигнала от него АО . Сканируют несплошность в трубопроводе и фиксируют амплитуду эхо-сигнала от нее А. Высоту несплошности определяют по

формуле h - ho - & - ) ,

В качестве примера предложены некоторые результаты экспериментальных исследований на образце с толщиной 50 мм и длиной 250 мм. На образце был выполнен плоский угловой отражатель в виде прямоугольного паза с углом наклона вершины паза у - 0,92° к внутренней поверхности образца. Плоскость паза нормально расположена к поверхности образца. Ультразвуковая волна вводилась в образец со стороны противоположной стороне расположения отражателя. Лучом сканировали всю длину паза и фиксировали максимальные значения эхо-сигналов от указанного паза. Был сформирован ультразвуковой луч с шириной углового захвата (A j последовательности амплитуд эхо-сигналов на уровне 6 дБ от бокового цилиндрического отражателя диаметром 6 мм, залегающего на глубине 44 мм в стандартном образце № 2 (что составляет 5-10, характеризующего плоскостность ультразвуковой волны, падающей на отражатель. Были проведены испытания при различных значениях углов ввода луча и длительности импульса с использованием 3 дефектоскопов типа ДУК-66ПМ, УС-13И, ДУК-66, генератор зондирующих импульсов которых формировал акустические импульсы различной формы. Длительность импульса фиксировалась на уровне 0,5 от максимального значения амплитуды. Для дефектоскопов УС-13И и ДУК-66 форма импульсов была близка к прямоугольной.

При , А°- 10° и t- 41 проявляется нерегулярности в зависимости для циэ- пазона h/A 0,5. Сокращение длительности импульса до 2Т существенно улучшает монотонность кривой в указанном диапазоне. При а 48° проявляются незначительные нерегулярности. При а - 45°, А° - 9° и t -1,5Т. Зависимость квазилинейна до значений h/ A 0,5 (за исключением возможной экспериментальной ошибки при h/ А 0.5). Для t - 2Т, А° - 5° и углов ввод колеПаний 40,45 и 50° получены зависимоеш (пр дпоч- тение следует отдать кривой 2 для г - -45°). Для а - 46°, А° 7°, t - ЗТ. t - 3,5Т и t - Т получены зависимости, из которых следует, что при t - Т формируется зависимость, близкая к линейной (квазилинейная с учетом возможных экспериментальных ошибок).

Данный способ может найти широкое применение при контроле широкого класса типоразмеров трубопроводов злектростан- ций и другого оборудования, где возникает необходимость выявления несплошностей, выходящих на поверхности изделия. При- чем контроль может быть реализован с лучшей достоверностью по сравнению с известными методами ультразвукового контроля, выражающейся в существенном улучшении ли- нейности между высотой несплошности и амплитудой эхо-сигнала от нее. Это особен но важно для оценки браковочных признаков несплошностей при контроле ответственных узлов трубопроводов АЭС или ГЭС, в процессе которого оптимизи- руются критерии браковки изделий.

Формула изобретен ия 1. Способ ультразвукового контроля поверхности трубопровода, заключающийся в том, что в трубопроводе под углом к поверхности возбуждают импульсные поперечные колебания, склнируют ими трубопровод, принимают эхо-сигналы от несплшчкостей и сравнивают амплитуду приняты, колебяний с максимальной амплитудой / cm налое от плоского уголкового ст,-, гол заданной высоты ho в станд п чц-л поразче, отличающийся тем, 41-м г ц. лыо повышения достоверности KOHToo iH о счет обеспечения квазилинейной згиисимости между амплитудой эхо- сипилэ и высотой несплошности, возбуждают плоские поперечные волны, угол зпода колебаний выбирают в диапазоне 43-47°, используют прямоугольный импульс длительностью 0,5-2 колебаний, частотой равной 0,5 C/ho, где С - скорость распространения ультразвуковых колебаний в материала трубопровода.

2 Способ по п. 1,отличающийся тем, 41 о, с целью повышения достоверности контропя несплошности типа риски, после обнаружения несплошности дополнительно сканируют поверхностью трубопровода вдоль его образующей, а о наличии риски судят по монотонному характеру огибающей последовательности амплитуд фиксируемых чхо-сиг налов.

3. Способ по п. 1,отличающийся тем, что принятый эхо-сигнал сравнивают с двумя эхо-сигналами от аналогичных основного и дополнительного плоских отражателей, высота ho дополнительного выбрана из coorHOiJji нич 0,2ho ho , сам дополнительный отка агель располагают на поверхности образца на расстоянии не менее ширини ультразвукового луча от основного отражателя, а высоту несплошности определяют из выражения

h-ho

( Ар -ч А ) (h0 - Но) АО -А,

где АО, АО и А - максимальные амплитуды эхо-сигяалс соответственно от основного, дополнительного отражателей и несплошностей п трубопроводе.

Ло

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для выявления несплошностей, расположенных на поверхностях трубопровода или их гибах. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет обеспечения квазилинейной зависимости между амплитудой эхо-сигнала и высотой несплошности, достигается за счет того, что сканирование несплошности производят плоской поперечной волной с углом ввода Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для выявления несплошностей, расположенных на поверхностях трубопроводов или их гибах. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет обеспечения ква- зилинейной зависимости между амплитудой эхо-сигнала и высотой несплошности. В предлагаемом способе ультразвукового контроля поверхности трубопровода, 43-47°, длительностью прямоугольного импульса 0,5-2 колебаний и частотой 0,5 C/ho, где С - скорость ультразвуковых колебаний в материале трубопровода; ho - высота плоского углового отражателя. О наличии типа риски судят по монотонному характеру огибающей последовательности амплитуд, фиксируемых эхо-сигналов при дополнительном сканировании поверхности трубопровода вдоль его образующей; для определения высоты несплошности фиксируемый эхо-сигнал сравнивают с двумя эхо- сигналами от основного отражателя и аналогичного дополнительного с выротой 0,2ho h o; h0, выполненного от основного на контролируемой поверхности образца на расстоянии не менее ширины ультразвукового луча, а высоту определяют по форму,ле h ho - .h. /где Ао, АО и АО -А, А - максимальные амплитуды эхо-сигналов соответственно от основного, дополнительного отражателей и несплошности в трубопроводе. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С заключающимся в том, что в трубопроводе под углом к поверхности возбуждают импульсные поперечные колебания, сканируют ими трубопровод, принимают эхо-сигналы от несплошностей и сравнивают амплитуду принятых колебаний с максимальной амплитудой эхо-сигналов от плоского углового отражателя заданной высоты в стандартном образце, указанная цель достигается тем, что возбуждают плоские поперечные волны, угол ввода колебаний выбирают в диапазоне 43-47°, с ю ел VI N

h , 0,46, о,sA, Qg/. 0,5 f/f