Спосіб ультразвукового контролю конічних різьбових з’єднань з упорними виступами

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля качества материалов и изделий и может быть использовано при ультразвуковой дефектоскопии конических резьбовых соединений с упорными уступами в собранном состоянии. Известен способ ультразвукового контроля изделий со сферической и цилиндрической поверхностью, заключающийся в том, что на поверхности изделия устанавливают излучающий наклонный и приемные прямой и наклонный преобразователи, при этом наклонные преобразователи располагают в плоскости, перпендикулярной оси изделия, а приемный прямой преобразователь устанавливают так, чтобы его акустическая ось проходила через точку пересечения акустических осей наклонных преобразователей и была перпендикулярна плоскости, образованной ими, излучают сдвиговые линейно-поляризованные волны, и по сигналу наклонного приемного преобразователя определяют плоский дефект, а по сигналам обоих приемных преобразователей - объемный дефект (1), Как недостаток следует отметить, что вышеупомянутый способ не позволяет обнаружить дефекты поперечной ориентации в собранных резьбовых соединениях труб. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ ультразвукового контроля конических резьб, в котором ультразвуковые колебания вводят с торцевой поверхности резьбового участка, сканирование осуществляют по периметру резьбы, а о наличии дефекта судят по величине амплитуды отраженных ультразвуковых колебаний (2). Недостатком упомянутого способа является невозможность его использования для контроля резьбовых участков труб в собранном состоянии. Кроме того, способ отличается недостаточно высокой достоверностью, так как на результаты контроля существенно влияют внешние факторы (шероховатость поверхности, температура окружающей среды и до.) и качество акустического контакта. И, наконец, способ не позволяет определять размеры выявленных дефектов. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа ультразвукового контроля конических резьб, путем изменения схемы сканирования, что дает возможность контролировать конические резьбовые соединения с упорными уступами в собранном состоянии, а дополнительный прием двух опорных сигналов позволяет следить за состоянием акустического контакта м определять размеры выявляемых дефектов. За счет этого расширяется область применения способа контроля конических резьб, повышается достоверность и производительность контроля. Поставленная задача решается тем, что в способе ультразвукового контроля конических резьбовых соединений, предусматривающем возбуждение ультразвуковых колебаний в резьбовой части соединения перпендикулярно предполагаемому расположению дефекта, сканирование соединения, прием отраженных от дефекта сигналов, амплитуду которых учитывают при оценке размеров дефекта, согласно изобретению, возбуждение и прием колебаний осуществляют двумя раздельными наклонными преобразователями, располагают их на наружной поверхности одной из частей резьбового соединения таким образом, чтобы их акустические оси лежали в плоскости, параллельной осевой плоскости соединения, расстояние I между ними і выбирают из соотношения где L - расстояние от линии, соединяющей точки ввода и приема, до плоскости расположения предполагаемого дефекта; j - угол падения центрального пучка колебаний на поверхность предполагаемого дефекта; сканирование производят по винтовой линии с шагом, равным шагу резьбы, а угол ввода преобразователя выбирают равным где С1, С2 - скорости распространения соответственно продольных ультразвуковых волн в материале призмы преобразователя и поперечных ультразвуковых волн в материале контролируемого соединения; R - радиус контролируемого соединения (трубы); Η - минимальная глубина залегания дефекта в резьбовой части относительно наружной поверхности соединения Кроме того, дополнительно принимают два опорных сигнала, отраженных от торца резьбы и упорного уступа, по одновременному наличию которых судят о качестве акустического контакта преобразователей, а размер дефекта σ определяют из соотношения: где Αοn1, Αοn2 - амплитуды двух опорных сигналов; AD - амплитуда эхо-сигнала, отраженного от дефекта; k - коэффициент, учитывающий геометрические характеристики контролируемого соединения. Техническая сущность предлагаемого способа поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически изображена контролируемая труба с установленными на наружной поверхности преобразователями (здесь 1 дефект, 2 - контролируемая труба, 3 и 4 -соответственно излучающий и приемный преобразователи), на фиг. 2 контролируемая труба, 3 и 4 - соответствен но .излучающий и приемный преобразователи); на фиг. 2 - вид А; на фиг. 3 показано изображение, видимое на экране дефектоскопа (5 - зондирующий импульс; 6, 7 и 8 соответственно эхо-импульсы: от упорного уступа, от де фекта и от торца). Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Для обнаружения дефекта 1 (см. фиг. 1, 2), расположенного в резьбовой части трубы 2 и ориентированного перпендикулярно ее продольной оси, излучающий 3 и приемный 4 наклонные преобразователи, предварительно подключенные к электронному прибору (не показан), устанавливают на гладкую часть трубы, на заданном расстоянии от предполагаемого дефекта. При этом расстояние I между преобразователями рассчитывают по формуле (1). Такое размещение преобразователей обеспечивает параллельность их акустических осей плоскости, параллельной продольной оси трубы. При этом преломленные акустические оси АС и ВС пересекаются в точке С, одновременно принадлежащей как плоскости, в которой располагается обнаруживаемый дефект (см. фиг. 2), так и плоскости, в которой лежат акустические оси обоих преобразователей (см. фиг. 1). В процессе контроля сканируют резьбовой участок, синхронно перемещая преобразователи по винтовой линии с шагом, равным шагу контролируемой резьбы, в направлении к резьбовому участку. При этом расстояние L от линии, соединяющей точки ввода и приема ультразвуковых колебаний, до плоскости расположения дефекта в резьбовой части, остается неизменным. На экране дефектоскопа в процессе контроля наблюдается картина, показанная на фиг. 3. Импульсы б и 8 на экране дефектоскопа постоянны. Сравнение их амплитуд (соответственно Аоn2 и Αοn1) с амплитудой AD импульса от дефекта позволяет исключить влияние качества акустического контакта, состояния сканируемой поверхности, температуры окружающей среды и др. внешних факторов на результаты контроля. Размер d выявленного дефекта определяют из выражения (3) Таким образом предложенное техническое решение позволяет расширить область применения способа ультразвукового контроля конических резьб за счет контроля конических резьбовых соединений в собранном состоянии м одновременно повысить достоверность контроля за счет определения размеров выявленных дефектов и исключения влияния на результаты контроля внешних факторов.