Спосіб ультразвукового контролю труб

МПК 6 9 01^29/04 СПОСІБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЮ ТРУБ Винахід належить до галузі неруйнуючого контроля труб і може використуватись, зокрема,при ультразвуковом контролі препизійних труб з тонкими стінками. Відомий спосіб ультразвукового контролю труб , згідно якому трубу розміщують в імерсійній ванні, потім збуджують ультразвукові коливання під кутом до поверхи/ труби, приймають віддзеркалені сигнали від внутрішніх і зовнішніх дефектів і порівнюють з с игналами від еталонів, визначаючи таким чином, величини дійсних дефектів С Б.И. Вьіборнов" Ультразвуковая дефектоскопия", изд-во "Металлургия", 19 8 5 г . , с. 220). Пей спосіб забе зпечує контрол ь в трубах тільки дефе ктів і не дає жодної інформації про величину (розміри) зерен металу і про ста н шершавості поверхні труб. Окрім того спосіб має різну відчутність до дефектів, які розміщені на зовнішній та внутрішній поверхнях труб. Різна відчутність призводе до перебракування чи недобракування труб, особливо тоді, коли труби мають тонкі стінки. Спосіб також не дає можливості виявляти місцеположення дефекта тому, в більшості випадків потребує додаткового контроля (візуального,токовихорного та інших). Відомий також спосіб ультразвукового контролю труб, у якому збуджують ультразвукові кол ивання під кутом до труби, яка поступально переміщується, при тіьому приймають сигнали, що пройшли через труби, вимірюють їх амплітуди і виявляють величини зерен стінку металу, порівнюючи пі амплітуди з амплітудами від зразків-еталонів (авт.свид. СССР % 216353, SOI У 29/04, 1968). 2. Ней спосіб дає інформацію тільки про величину зерен металу труб і не дав інформації про дефекти на поверхнях труб та шершавості їх зовні. Крім того і контроль величини зерен металу характеризується низькою точністю через усереднення показників контролю величини зерна на поясі труби довжиною 20-30 мм за один оберт труби навколо уздовжної вісі. Відомий також спосіб ультразвукового контролю труб» відповідно якому збуджують ультразвукові коливання під кутом до поверхні труби у вигляді нормальних хвиль асиметричної нульової моди за критичним кутом падіння Релея, довжина яких перевищує товщину стінки труби, що контролюється, приймають від зерен метала та дефектів віддзеркалені сигнали і визначають їх величину по результатам порівняння амплітуд віддзеркалених сигналів з еталонними значеннями ( патент України К ІІ955, 90і/?9/04, 1996). Пей спосіб дозволяє фіксувати як величину зерен метала, так і факт наявністі дефекта на якійсь поверхні труби, переважно тонкостінної. Але дефекти виявляються тільки у випадках, коли амплітуда сигналів від них перевищує амплітуду сигналів від зерен метала. Ней спосіб не дає можливості знаходити місце розташування дефекта ( на якій поверхні труби він розміщений і не вказує на вид дефекта.Крім того, оскільки інформація про величину зерен метала надається одночасно з інформацією про шершавість зовнішньої поверхні труби , опінити величину шершавісті через фон амплітуд сигналів віддзеркалених від зерен не можливо. Достовірність контролю величини зерен метала також зменшується тому, що сигнали від дефектів та шершавості зовнішньої поверхні вносять викривлення в результати контроля при поривнянні амплітуд віддзеркаленних сигналів з еталонними значеннями. В основі винаходу є удосконалення способа ультразвукового контролю труб шляхом збудження додаткових ультразвукових коливань, які 8. відрізняються від основних за типом збудження з наступной фікса-цієй різниці них результатів контролю, завдяки чому забезпечується можливість визначати мі сне розташування дефекта відносно зовнішньої чи внутрішньої поверхні труби, його вид, а також величину шершавості зовнішньої поверхні труби з одночасним підвищенням достовірності контролю величини зерна метала. Поставлена задача вирішується тим, шо в способі ультразвукового контролю труб, відповідно якому збуджують ультразвукові коливання під кутом до поверхні труби у вигляді нормальних хвиль асиметричної нульо вої моди за критичним кутом падіння Релея, довжина яких перевищує товщину стінки труби, що контролюється, приймають від зерен метала та дефектів віддзеркалені сигнали і визначають їх величину по результатам порівняння амплітуд віддзеркалених сигналів з еталонними значеннями, відповідно винаходу, додатково збуджують під кутом до поверхні труби ультразвукові коливання у вигляді нормальних хвиль симетричної нульової моди, несуча частота яких дорівнює несучій частоті хвиль асиметричної нульової моди, далі в аналогової формі роблять запис амплітуд від дзеркалених сигналів обох типів хвиль і, порівнюючи їх амплітуди, виявляють місце знаходження дефекта, його вид, а також шершавість зовнішньої поверхні труби, при ньому кут вводу збудженої нормальної хвилі симетричної нульової моди устанавлювають вдвічі меншим від аналогічного кута збудженої нормальної хвилі асиметричної нульової моди. Гїропонуемий спосіб відрізняється від прототипу тим, що збуджують додаткові ультразвукові коливання вказаного типу , параметри яких пов'язані, як вказано вище, з параметрами основних коливань. Технічним результатом застосування пропонуємого способа є забезпечення можливості визначення мїспя розташування дефекта на поверхні труби, його вида, а також визначення величини шершавости зовнішньої поверхні труби з одночасним підвишенням достовірності контролю величини зерна метала труби. lie обумовлено тим, що типи обох коливань відрізняються один від одного формою розповсюдження в стінки труби. В асиметричній нульовій моді нормальної хвилі (вигинальні коливання), яким відповідають нормальні зміщення частинок металу верхній і нижній половин стінки труби відбувається в одну і ту сторону, а тангениійні - у різні. Тому і віддзеркалення відбувається і від зовнішніх і від внутрішніх дефектів, а також від зерен метала та поступає на датчик в інтервалах поміж посилками імпульсів. При симетричній нульовій моді переміщення частинок симетрично відносно осьовій площини стінки труби, у цьому випадні, зміщення перпендикулярні до стінки зверху і знизу від осьової площини, мають різні знаки, тобто частинки переміщуються у різні боки, а ті котрі паралельні стінки - однакові, тобто частинки переміщуються в один бік. Тому віддзеркалення відбувається тільки від дефектів зовнішньої поверхні труби, що контролюють, В результаті при однаковій несучій частоті та вказаному спів відношенні кутів вводу цих хвиль, досягається можливість достовірного виявлення внутрішніх та зовніщніх дефектів обох видів , а також чіткий розділ сигналів від шершавості зовнішньої поверхні та зерен метала. Отже такі можливості способа значно розширюють його технологічні властивості в порівнянні з прототипом. Насріг.І приведена схема здійснення пропонуємого способа, на якій: І - ультразвукова ванна; ^ 2 - труба, що контролюється; З - датчик збудження нормальних хвиль асиметричної нульової моди; Ц- - датчик збудження нормальних хвиль симетричної нульової моди; 5 - ультразвуковий дефектоскоп збудження асиметричної моди; 6 - ультразвуковий дефектоскоп збудження симетричної моди; 7 - самописець. Насрїе.2 наведен послідовний запис на стрічку самописця від дзеркалених сигналів від чотирьох труб-зразків(довжиною і де: Ч € , )» якими користувались для настроювання дефектоскопів, 8 - запис каналу на стрічці самописця від датчика 3 асиметричної нульової моди нормальної хвилі; 9 - запис каналу на стрічці самописця від датчика Ц симетричної нульової моди нормальної хвилі. На фів.З наведен запис амплітуд віддзеркалених сигналів від різних величин шершавості поверхні при збуджені в сттнттт труби симетр'ичної нульової моди нормальної хвилі за способом, що пропонується, та дані здобути за допомога© механічного способу, де: ПО - II пояс шліфування поверхні з шершавістю класа 7а; 12 - ІЗ-— пояс шліфування поверхні з шершавістю класа 7в; — --