Способ ультразвукового контроля размеров труб Советский патент 1979 года по МПК G01B17/00 

Изобретение касается неразрушающего контроля и может быть использовано для ультразвукового контроля труб, Известен ультразвуковой способ контроля для определения толщины стенки, согласно которому через кон ролируемую трубу пропускают ультра звуковые колебания и по времени про хождения ультразвукового импульса судят о толщине стенки грубы 1 , Однако данный способ не позволяет надежно осуществлять контроль из за плохого контакта ультразвуковых преобразователей с поверхностью кон ролируемого изделия. Известен также способ ультразвукового контроля размеров труб, заключающийся в том, что искателем, помещенным внутри трубы, излучают в нескольких направлениях ультразву ковые импульсы, принимают импульсы, отраженные от внутренней и внешней поверхностей стенки трубы, и по раз ности времени принятых сигналов судят о внутреннем и внешнем диаметрах трубы 2. Этот способ является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту. Однако такой способ не позволяет определять разнотолщинность контролируемых труб, получаемую при износе стенок трубы. С целью повышения информативности контроля при износе стенок труб, преобразователи искателя размещают по предлагаемому способу по окружности, центр которой совпадает с продольной осью контролируемой трубы, и дополнительно измеряют длительность отраженных импульсов, фиксируют импульсы с длительностью/ отличной от длительности зондирующего импульса, и по очеред ности появления и продолжительности этих импульсов судят о степени и характере износа стенки трубы. На фиг. 1 и 2 представлена схема измерения по предложенному способу и осциллограмма отраженных эхо-импульсов в случае неизношенной трубы; на фиг, 3, 4 - то же/ в случае наружного износа; на фиг, 5/ б - то же/ в случае внутреннего износа. Нормальные ультразвуковые пьезопреобразователи 1 размещаются внутри контролируемой трубы 2 по окружности/ центр которой совпадает с продольной осью внутренней поверхности трубы 2, т.е. преобразователи 1 являются гранями правильного вписанного в эту окружность многогранника 3. Подобранные одинаковыми по чувствительности и резонансной частоте, пьезопреобраэователи 1 эадемп фированы и соединены между собой па раллельно. Пространство между трубой 2 и пьеэопреобразователями 1 заполнено акустической жидкостью 4. При подаче на пьезопластины преобра зователей 1 высокочастотного напряже ния от импульсного ультразвукового генератора все пьезопреобразователи 1 одновременно начинают излучать ко роткие ультразвуковые импульсы в сто рону трубы 2 по радиальным направле ниям. Отразившись от различных участ ков внутренней и наружной поверхнос тей трубы 2, импульсы УЗК принимают ся теми же преобразователями 1 с по следующей фиксацией их на индикатор ном .устройстве в виде осциллограммы. В зависимости от различия толщины стенки трубы 2 на различных учас ках ее сечения отраженные эхо-импул сы УЗК достигают преобразователей 1 через различные временные интерва лы . в случае неизношенной трубы длительность отраженных импульсов а и б не изменяется, поскольку отраженная ультразвуковая волна проходит на все 4 ультразвуковые преобразователи одновременно. При внешнем износе трубы наблюдается растягивание импульса 6, отраженного от внешней поверхности .трубы, из-за неодновременного прихода отраженной волны на преобразов тели, связанного с уменьшением толщины контролируемой стенки в одном направлении. При этом измеряют временные интервалы между передним фронтом первого отраженного импульса и передним фронтом второго отраженного импульса и между передним фронтом пер вого отраженного импульса и задним фронтом второго отраженного импульса. Внутренний износ трубы приводит к изменению длительности импульсов а и б, так как при этом, во-первых, расстояние между преобразователями и внутренней стенкой неодинаково, и во-вторых, толщина стенки по окру ности трубы разновелика. В этом слу чае измеряют интервалы времени между передним- фронтом зондирующего им пульса и задним фронтом и передним фронтом первого отраженного импульса. 44 Таким образом, разнотолщикность трубы проявляется в изменении длительности отраженных импульсов, а характер износа стенки - в номере отраженного сигнала с измененной длительностью. В качестве искателя может быть использован цилиндрический полый преобразователь, диаграмма направленности которого в плоскости, перпендикулярной продольной оси преобразователя, представляет окружность. Предлагаемый способ контроля толщины стенки трубы для внутреннего контроля распространяется также на вариант наружного контроля толщины стенки, т.е. тот случай, когда контролируемая труба размещается внутри полого цилиндрического преобразователя или многогранника, при зтом излучающей УЗК поверхностью преобразователя является внутренняя поверхность полого цилиндра или пьезопластин, расположенных на гранях правильного многогранника и излучающие внутрь. Формула изобретения Способ ультразвукового контроля размеров труб, заключающийся в том, что искателем, помещенным внутри трубы, излучают в нескольких направлениях ультразвуковые импульсы, принимают импульсы, отраженные от внутренней и внешней поверхностей стенки трубы, и по разности времени принятых сигналов судят о внутреннем и внешнем диаметрах трубы, о т л ичающийс я тем, что, с целью повышения информативности контроля при износе стенок труб, преобразователи искателя размещают по окружности, центр которой совпадает с продольной осью контролируемой трубы, и дополнительно измеряют длительность отраженных импульсов, фиксируют импульсы с длительностью, отличной от длительности зондирующего импульса, и по продолжительности этих импульсов и по очередности их появления судят о степени и характере износа стенки трубы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции 2234545, кл. G 01 В 17/02, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР 552554, кл. G 01 N 29/04, 1975.