Спосіб безеталонного виявлення місць розташування дефектів в металевих деталях, що містять дефекти

1. Спосіб безеталонного виявлення місць розташування дефектів в металевих деталях, що містять дефекти, котрий включає зондування металевої деталі імпульсами ультразвукових коливань та приймання відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь-якої грані деталі та від дефекту, і порівняння амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будьякої грані деталі та від дефекту, який відрізняється тим, що встановлюють визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь-якої грані деталі та від дефекту і на контрольованій деталі реєструють відбиті сигнали тільки в тих точках поверхні контрольованої деталі, де виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь-якої грані деталі та від дефекту, і при цьому також реєструють час, через який надійшли сигнали до точки реєстрації від дна чи будь-якої грані деталі та від дефекту, вимірюючи при цьому швидкість розповсюдження ультразвукових коли 2 (19) 1 3 85809 Винахід може бути використаний в машинобудуванні, на будівництві, в залізничному транспорті, металургії та енергетиці, при контролі якості та ресурсу роботи тр уб різного призначення, несучих металевих конструкцій, поковок, валів, залізничних рейок та будь яких металевих деталів відповідального призначення. Відомий спосіб безеталонної дефектоскопії, котрий включає те, що контрольований виріб, поділяють на окремі ділянки, і на кожну ділянку контрольованого виробу впливають електромагнітним випромінюванням, довжину хвилі якого вибирають в залежності від матеріалу досліджуваного виробу, та/або впливають звуковими чи ультразвуковими коливаннями, довжину хвилі яких вибирають в залежності від матеріалу досліджуваного виробу, та/або впливають шляхом прикладання динамічних навантажень, і з кожної підконтрольної ділянки отримують принаймні один обраний інформативний параметр в вигляді відповідного сигналу, а потім кожній підконтрольній ділянці контрольованого виробу привласнюють отримане при вимірах числове значення принаймні одного обраного інформативного параметру, по котрому досліджують ділянки контрольованого виробу, і за допомогою принаймні одного статистичного математичного методу вираховують та визначають пороговий рівень принаймні одного обраного інформативного параметру, а потім вибирають і окремо досліджують ті ділянки контрольованого виробу, котрі по привласненому числовому значенню принаймні одного обраного інформативного параметру знаходяться по один бік порогового рівня, і по власним отриманим значенням принаймні одного обраного інформативного параметру складають меншість відносно ділянок контрольованого виробу, котрі по принаймні одному обраному та привласненому інформативному параметру знаходяться по другий бік порогового рівня [1]. Основним недоліком цього способу є те, що він не забезпечує точного виявлення розташування дефектів в деталях, а лише вказує на ту ділянку деталі, де може бути дефект. Точність виявлення розташування дефекту в деталі обумовлена розмірами ділянки деталі. До того ж вказаний спосіб виявлення дефектів займає багато часу і не дає можливості швидко й оперативно виявляти дефекти в деталя х. Найбільш близьким є спосіб безеталонного виявлення дефектів в металевих деталях, котрий включає зондування деталі імпульсами ультразвукових коливань та приймання відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, і порівняння амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту [2]. Цей спосіб також не забезпечує точного виявлення розташування дефектів в деталях, оскільки він виявляє лиш дефект в самій деталі, не вказуючи точного його місця розташування. Виявлення точного місця розташування дефекту в деталі дуже важливо при контролі довгомірних деталів, наприклад, труб, залізничних рейок, довгих валів та поковок для виготовлення деталів відповідального призначення. Виявлення точного місця розташу 4 вання дефекту в деталі дасть можливість скорегувати технологічний процес виготовлення деталі чи спосіб експлуатації деталі в будь якому пристрої. В основу винаходу поставлена задача, шляхом вдосконалення способу безеталонного виявлення місць розташування дефектів в металевих деталях, забезпечити швидке, і разом з тим точне, виявлення місць розташування дефектів в металевих деталях. 1. Поставлена задача вирішується тим, що в способі безеталонного виявлення місць розташування дефектів в металевих деталях, котрий включає зондування металевої деталі імпульсами ультразвукових коливань та приймання відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, і порівняння амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, новим є те, що встановлюють визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту і на контрольованій деталі реєструють відбиті сигнали тільки в тих точках поверхні контрольованої деталі, де виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, та реєструють час, через який надійшли сигнали до точки реєстрації, при цьому вимірюючи швидкість розповсюдження ультразвукових коливань в деталі чи ні, і потім розраховують місце розташування дефекту в металевій деталі в автоматичному режимі. 2. Новим по п.1 є те, що на контрольованій деталі реєструють відбиті сигнали не менше, чим в двох різних точках, де виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, при цьому реєструючи час, через який надійшли відбиті сигнали до точок реєстрації, і потім розраховують місце розташування дефекту в металевій деталі в автоматичному режимі. 3. Новим по п.1, 2 є також те, що на контрольованій деталі реєструють відбиті сигнали не менше, чим в двох різних точках, де виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, а місце розташування дефекту в металевій деталі визначають експериментально, виходячи з того, що дефект повинен мати однакову відстань від точок, де виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту. 4. Новим по п.1–3 є ще й те, що на контрольованій деталі реєструють відбиті сигнали не менше, чим в двох різних точках, де виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, одночасно. 5. Новим по п. 1–4 є ще й те, що точки на поверхні деталі, в котрих виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сиг 5 85809 налів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, виявляють, реєструючи будь які ультразвукові сигнали в будь яких точках на поверхні деталі, що вибрані навмання, і потім отримані дані обробляють, використовуючи інформаційну систему та програмне забезпечення, що здатне здійснювати статистичну обробку отриманих експериментальних даних та здатне оптимізовувати отримані статистичні розрахунки. Спосіб здійснюють наступним чином, використовуючи відповідне ультразвукове обладнання. Металеву деталь зондують імпульсами ультразвукових коливань через встановлені проміжки часу, використовуючи випромінювач ультразвукових коливань. Відбиті сигнали від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту приймають та реєструють за допомогою приймача ультразвукових коливань. При цьому встановлюють визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, і на контрольованій деталі реєструють відбиті сигнали тільки в тих точках поверхні контрольованої деталі, де виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, та реєструють час, через який надійшли сигнали до точки реєстрації. При випромінюванні ультразвукових коливань та при прийманні ультразвукових коливань можуть виникати будь які перешкоди, що здатні вносити помилки в виявлення дефектів та місць їх розташування в металевій деталі. Визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту майже виключає помилку при виявленні дефекту в металевій деталі. До того ж визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту може існувати тільки на певній відстані точки реєстрації від дефекту. Таким чином може бути визначена відстань від точки реєстрації до дефекту. Виявлення вказаних точок реєстрації відбитих сигналів можуть здійснювати в ручному режимі, візуально фіксуючи амплітуди відбитих сигналів на екрані відповідного пристрою чи в автоматичному режимі в відеоінформаційній системі, використовуючи відповідне програмне забезпечення. Визначення часу, через який надійшли сигнали до точки реєстрації та швидкості розповсюдження ультразвукових коливань в деталі, дає додаткову можливість розрахувати відстань від точки реєстрації до дефекту. Розрахунки здійснюють також за допомогою відеоінформаційної системи, котрою може бути комп'ютер та відповідного програмного забезпечення. При виявлення дефектів на одній металевій деталі (якщо деталь не є біметалічною чи виготовлення шляхом зварювання різних металів) не обов'язково постійно вимірювати швидкість розповсюдження звуку в деталі, оскільки в одній деталі швидкість звуку є майже незмінною. 6 Вказаний спосіб дозволяє швидко і точно виявити місце розташування дефекту чи дефектів в металевій деталі. При виявленні місць розташування дефектів в довгих деталях, тобто в деталях, в котрих їх довжина на багато перевищує їх товщину та ширину, досить буде знайти лише одну точку, де виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту. При виявленні місць розташування дефектів на площині поверхні чи всередині об'єму деталі, на контрольованій деталі реєструють відбиті сигнали не менше, чим в двох різних точках, де виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від де фекту. Кількість точок реєстрації при цьому може бути і три і більше. Кількість точок залежить від того, наскільки складною є стереометрія деталі. При цьому місце розташування дефекту в металевій деталі розраховують в автоматичному режимі, реєструючи час, через який надійшли відбиті сигнали до точок реєстрації. Збільшення кількості точок реєстрації збільшує точність виявлення місця дефекту в деталі. Місце розташування дефекту в металевій деталі визначають також експериментально, тільки виявляючи точки, де виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту. Дефект повинен знаходитися на однакові відстані від кожної з точок реєстрації. Реєстрація часу надходження сигналів при цьому не потрібна. Це додатково збільшує точність виявлення дефекту чи дефектів в металевій деталі. Щоб збільшити швидкість виявлення місць розташування дефектів в деталях, на контрольованій деталі реєструють відбиті сигнали не менше, чим в двох різних точках, де виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, одночасно. Для того, щоб якомога швидше виявити точки на поверхні деталі, в котрих виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, в будь яких точках на поверхні деталі, ідо вибрані навмання, здійснюють реєстрацію відбитих сигналів ультразвукових коливань і потім використовують інформаційну систему та програмне забезпечення, що здатне здійснювати статистичну обробку отриманих експериментальних даних та здатне оптимізовувати отримані статистичні розрахунки. Таким способом точки на поверхні деталі, в котрих виконується визначене співвідношення амплітуд прийнятих відбитих сигналів ультразвукових коливань від дна чи будь якої грані деталі та від дефекту, можна виявити якнайшвидше. Таким чином вказаний спосіб не є складним і не потребує складного обладнання, але разом з тим дозволяє швидко і точно виявляти місця розташування дефектів в металевих деталя х. 7 85809 Приклад конкретного виконання Спосіб випробуваний при виявленні місць розташування дефектів в бурильних труба х. Металеву деталь (бурильну тр убу) зондували імпульсами ультразвукових коливань з частотою 2,5МГц через встановлені проміжки часу в одну мілісекунду. (Частота посилання імпульсів 1КГц.) Визначене співвідношення амплітуди сигналу, що відбивався від внутрішньої стінки труби, та амплітуди сигналу від дефекту було 1:2. Тобто амплітуда сигналу від дефекту вдвічі перевищувала амплітуду сигналу від внутрішньої стінки труби. Приймання відбитих сигналів здійснювали в двох точках на зовнішній Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 8 поверхні труби одночасно. При пошуку точок, в яких можна було реєструвати вказане співвідношення амплітуд сигналів, на поверхні труби, використовували комп'ютер та спеціальне програмне забезпечення. Ймовірність виявлення дефектів в трубі досягала 97-99 відсотків. Місце розташування дефектів виявляли з точністю ±5мм. Джерела інформації: 1. Патент України на винахід №80236, G01М7/00. 2. Авторське свідоцтво СРСР №1566283, G01M 29/04, бюл. №19, 23.05.1990р. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601