Спосіб ультразвукового електромагнітно-акустичного контролю поверхні металічних виробів з прямолінійними ділянками кромок

Реферат: Спосіб ультразвукового електромагнітно-акустичного контролю поверхні металічних виробів з прямолінійними ділянками країв-кромок включає збудження поверхневих хвиль двонаправленими променями в дві протилежні сторони, прийом відбитих імпульсів поверхневих хвиль від дефектів або елементів виробу, аналіз прийнятих імпульсів і прийняття рішення щодо якості виробу за результатами аналізу. Збудження імпульсів поверхневих хвиль суміщеним електромагнітно-акустичним перетворювачем виконується на відстані l від прямолінійної ділянки кромки виробу. UA 74613 U (12) UA 74613 U UA 74613 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до методів неруйнівного контролю і може бути використана для дефектоскопії поверхневих шарів слябів, листів, заготовок різного перерізу та аналогічних металічних виробів. Відомий спосіб ультразвукового електромагнітно-акустичного контролю [1], який включає збудження поверхневих хвиль і прийом відбитих імпульсів поверхневих хвиль від дефектів або елементів виробу. Недоліком цього способу є недостатня чутливість виявлення поверхневих дефектів, особливо розташованих на значній відстані від електромагнітно-акустичного перетворювача (ЕМАП). Найбільш близьким до запропонованого способу є спосіб [2], який включає збудження поверхневих хвиль в листах двонаправленими променями в дві протилежні сторони, прийом відбитих імпульсів поверхневих хвиль від дефектів або елементів виробу, аналіз прийнятих імпульсів і прийняття рішення щодо якості виробу за результатами аналізу Недоліком цього способу також є недостатня чутливість виявлення поверхневих дефектів, особливо розташованих на значній відстані від електромагнітно-акустичного перетворювача, що обумовлено втратами енергії акустичного поля на відстані від ЕМАП за рахунок послаблення та розсіювання. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення чутливості ультразвукового електромагнітно-акустичного контролю поверхні металічних виробів з прямолінійними ділянками кромок. Задача вирішується у такий спосіб: розміщують ЕМАП біля прямолінійної ділянки кромки на відстані, яка визначається з виразу l  (n / 2  1/ 4) , де n - ціле позитивне число;  - довжина хвилі поверхневих коливань для матеріалу контрольованого виробу. Одночасно відстань між ЕМАП і прямолінійною ділянкою кромки виробу не повинна перевищувати величину, яка визначається виразом l  C  , де C - швидкість розповсюдження поверхневої хвилі в матеріалі виробу;   N/ f - часова тривалість імпульсу збуджених поверхневих хвиль; N - кількість періодів частоти f заповнення збудженого пакетного імпульсу поверхневих хвиль. Збуджують двонаправлені імпульси поверхневих хвиль. Поверхневі імпульси променя, направленого до прямолінійної ділянки кромки, відбиваються від неї і складуються із збуджуючими ультразвуковими коливаннями у одній фазі, значно збільшуючи їх потужність. Таким чином в напрямку контрольованої ділянки виробу розповсюджуються потужні імпульси, що приводить, при однакових умовах, до збільшення чутливості виявлення поверхневих дефектів. На фіг. 1 зображена схема реалізації способу ультразвукового електромагнітно-акустичного контролю поверхні металічних виробів з прямолінійними ділянками кромок на прикладі листа. На фіг. 1 позначені: 1 - виріб; 2 - прямолінійна ділянка кромки листа; 3 - промінь, направлений від електромагнітно-акустичного перетворювача до прямолінійної ділянки кромки листа; 4 – промінь, який контролює поверхню листа; 5 - ЕМАП; 6 - індуктор ЕМАП; Д - дефект поверхні листа, від якого відбивається і приймається імпульс поверхневих хвиль. На фіг. 2 зображено спрощений варіант принципу підвищення потужності зондуючих ультразвукових імпульсів. На фіг. 2 позначені: а - початковий зондуючий ультразвуковий імпульс з N  5 , який формується ЕМАП; б - ультразвуковий імпульс, який відбився від прямолінійної ділянки кромки листа і надійшов у зону збудження ЕМАП при умові, що електромагнітно-акустичний перетворювач розташований від кромки листа на відстані 1/ 4(n  0) ; в - результуючий зондуючий імпульс поверхневих хвиль, яким ведуть контроль поверхні листа. Спосіб реалізується наступним чином, фіг. 1. Розміщують ЕМАП 5 над поверхнею виробу 1 біля прямолінійної ділянки 2 кромки листа на відстані, яку попередньо визначають з виразу l  (n / 2  1/ 4) , де n - ціле позитивне число;  - довжина хвилі поверхневих коливань для матеріалу контрольованого виробу 1. При визначенні відстані використовують також вираз l  C  , де C - швидкість розповсюдження поверхневої хвилі в матеріалі виробу;   N/ f - часова тривалість імпульсу збуджених поверхневих хвиль, N - кількість періодів частоти N заповнення збудженого пакетного імпульсу поверхневих хвиль. Індуктор 6 ЕМАП 5 живлять імпульсами струму з частотою заповнення f , кількістю імпульсів заповнення N (часовою тривалістю  ). В поверхні виробу 1 збуджується ультразвуковий імпульс з тими ж характеристиками, фіг. 2а. Завдяки вибору відстані між ЕМАП 5 і кромкою 2 ультразвукові імпульси відбиті від кромки 2 повертаються під ЕМАП 5 з фазою, фіг. 2б, яка співпадає з фазою імпульсу, який в цей час збуджується ЕМАП 5, фіг. 2а. В результаті в поверхні виробу 1 збуджується потужний імпульс 4, фіг. 2в, який розповсюджується в виробі 1. Потужний імпульс 4 відбивається від дефекту поверхні Д і повертається до ЕМАП 5 де й приймається. Таким чином, спосіб ультразвукового 1 UA 74613 U 5 електромагнітно-акустичного контролю поверхні металічних виробів з прямолінійними ділянками кромок приводить, при інших однакових умовах, до збільшення чутливості виявлення поверхневих дефектів. Джерела інформації: 1. Петрищев О.Н. Возбуждение волн Релея в металлической полосе, поляризованной постоянным магнитным полем. Акустичний вісник, 2005. - Т.8. - №1-2. - С. 85-95. 2. Кириков А.В. Физико-технические основы совершенствования средств автоматизированного бесконтактного ультразвукового контроля листового проката. Автореф. дис. к. т. н. СПб.: ЛЭТИ, 2006. - 18 с. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 Спосіб ультразвукового електромагнітно-акустичного контролю поверхні металічних виробів з прямолінійними ділянками країв-кромок, який включає збудження поверхневих хвиль двонаправленими променями в дві протилежні сторони, прийом відбитих імпульсів поверхневих хвиль від дефектів або елементів виробу, аналіз прийнятих імпульсів і прийняття рішення щодо якості виробу за результатами аналізу, який відрізняється тим, що збудження імпульсів поверхневих хвиль суміщеним електромагнітно-акустичним перетворювачем виконується на відстані l від прямолінійної ділянки кромки виробу, величина якої, з одної сторони, визначається виразом l  (n / 2  1/ 4) , де n - ціле позитивне число;  - довжина хвилі поверхневих коливань для матеріалу контрольованого виробу, а з другої сторони l  C , де C - швидкість розповсюдження поверхневої хвилі в матеріалі виробу;   N / f - часова тривалість імпульсу збуджених поверхневих хвиль, N - кількість періодів частоти f заповнення збудженого пакетного імпульсу поверхневих хвиль, при цьому один з двонаправлених променів орієнтується нормально до кромки виробу, а другий направляють в контрольовану зону виробу. 2 UA 74613 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3