Патент на изобретение №2273848

(54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬНЫЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ДЕФЕКТОСКОПИИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области неразрушающего контроля. Сущность: образец состоит из пластины с отверстием и установленной в нем втулки из того же материала. Отверстие и втулка выполнены ступенчатой формы в виде нескольких коаксиальных цилиндров с диаметрами d₁, d₂, …, d_n, уменьшающимися по глубине пластины, и выполненных на глубину t₁, t₂, … t_n, соответственно, от поверхности образца. Сопряжение ступеней образует подповерхностные дефекты. Образец может быть выполнен из ферромагнитного материала или немагнитного электропроводного. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для метрологического обеспечения дефектоскопической аппаратуры при магнитном и вихретоковом методах неразрушающего контроля изделий.

Известны контрольные образцы (авторские свидетельства РФ №1562835, №1467488, №1698732 и авт. свид. ГДР №258077) с поверхностными дефектами типа трещина, щель, предназначенные для поверки и определения чувствительности магнитных дефектоскопов, недостатками которых является то, что глубина поверхностного дефекта данных образцов определяется толщиной упрочненного слоя, которую трудно задавать с необходимой точностью. Также исключена возможность изготовления образца, содержащего ряд дефектов различной глубины, и в этих образцах отсутствуют подповерхностные дефекты с известными размерами и глубиной залегания, что не позволяет обеспечить необходимую надежность и точность контроля.

Наиболее близким техническим решением является контрольный образец для магнитной дефектоскопии (положительное решение о выдаче патента от 09.08.2004 по заявке №2003116886 от 05.06.03), состоящий из пластины с отверстием и установленной в нем втулки из того же материала, сопряжение которых образует поверхностный дефект, а сквозное отверстие во втулке, расположенное на расстоянии t от поверхности контрольного образца, образует подповерхностный дефект. Контрольный образец желательно намагничивать так, чтобы направление магнитного поля было перпендикулярно направлению дефекта, иначе отложения порошка от подповерхностного дефекта образовываться не будут. Также физические свойства (геометрия и магнитные свойства) искусственного дефекта в виде отверстия во втулке далеки от физических свойств подповерхностного дефекта, который возникает в результате реальных усталостных процессов. Возникает необходимость разработки универсального контрольного образца, позволяющего одновременно определять чувствительность дефектоскопов и индикаторных материалов к поверхностным и подповерхностным дефектам, что позволяет обеспечить необходимую надежность и точность контроля.

Целью изобретения является повышение надежности, точности контроля, за счет улучшения физических свойств (геометрия, магнитные свойства) подповерхностных дефектов, повышения точности задания глубины подповерхностного дефекта, а также расширение функциональных возможностей за счет работы как с магнитными, так и вихретоковыми дефектоскопами.

Эта цель достигается тем, что универсальный контрольный образец для дефектоскопии, состоящий из пластины с отверстием и установленной в нем втулки из того же материала, сопряжение которых образует поверхностный дефект, отверстие и втулка выполнены ступенчатой формы в виде нескольких коаксиальных цилиндров с диаметрами d₁, d₂, …, d_n, уменьшающимися по глубине пластины, и выполненных на глубину t₁, t₂, …, t_n, соответственно, от поверхности контрольного образца, сопряжение ступеней которых образует подповерхностные дефекты. Для работы с магнитными дефектоскопами универсальный контрольный образец выполнен из ферромагнитного материала, а для работы с вихретоковыми дефектоскопами контрольный образец выполнен из немагнитного электропроводного материала.

На фиг.1 представлен общий вид контрольного образца.

На фиг.2 – сечение контрольного образца с рядом подповерхностных дефектов.

На фиг.3 – сечение контрольного образца с одним подповерхностным дефектом.

Универсальный контрольный образец для магнитной и вихретоковой дефектоскопии (фиг.1, 2) содержит пластину 1 толщиной Н с отверстием. В это отверстие установлена втулка 2. Сопряжение пластины 1 и втулки 2 образует поверхностный дефект 3. Втулка 2 и отверстие выполнены ступенчатой формы в виде коаксиальных цилиндров с диаметрами d₁, d₂, …, d_n, уменьшающимися по глубине пластины, и выполненных на глубину, соответственно t₁, t₂, …, t_n, сопряжение ступеней которых образует подповерхностные дефекты 4, 5, 6.

На фиг.3 показано сечение контрольного образца с одним подповерхностным дефектом 4. Сопряжение пластины 1 и втулки 2 образуют поверхностный дефект 3. Втулка 2 и отверстие выполнены ступенчатой формы в виде двух коаксиальных цилиндров с диаметрами d₁ и d₂, уменьшающимися по глубине пластины. Сопряжение ступеней отверстия диаметром d₁ и втулки d₁ образует подповерхностный дефект 4 на глубине t₁. Данный контрольный образец может быть выполнен как из ферромагнитного, так и из немагнитного электропроводного материала для работы как с магнитными, так и вихретоковыми дефектоскопами и позволит определить чувствительность дефектоскопов к подповерхностным дефектам, залегающим на разной глубине.

Глубина залегания подповерхностного дефекта t₁ задается при механической обработке верхней поверхности, что позволит обеспечить более высокую точность контроля. Параметр шероховатости Ra_a 2.5 мкм по ГОСТ 2789-73.

Контрольный образец для дефектоскопии (фиг.1, 2) работает следующим образом. Данный контрольный образец содержит пластину 1 толщиной Н с отверстием. В это отверстие установлена втулка 2. Сопряжение пластины 1 и втулки 2 образует поверхностный дефект 3. Втулка 2 и отверстие выполнены ступенчатой формы в виде коаксиальных цилиндров с диаметрами d₁, d₂, …, d_n, уменьшающимися по глубине пластины, и выполненных на глубину t₁, t₂, …, t_n, сопряжение ступеней которых образует подповерхностные дефекты 4, 5, 6. В случае магнитопорошковой дефектоскопии контрольный образец можно намагничивать в любом направлении. Отложения магнитного порошка от поверхностного дефекта 3 будут более четкими и иметь форму двух полумесяцев, в отличие от подповерхностных дефектов 4, 5, 6, которые будут давать отложения магнитного порошка также в виде двух полумесяцев, но с меньшей контрастностью отложения, причем контрастность изображения будет уменьшаться с увеличением глубины залегания t₁ дефекта. В случае вихретоковой дефектоскопии сигнал от поверхностного дефекта 3 по амплитуде будет больше, чем от подповерхностных дефектов 4, 5, 6, так как амплитуда сигнала от подповерхностных дефектов 4, 5, 6 уменьшается с увеличением глубины залегания дефекта. Данный контрольный образец может быть выполнен как из ферромагнитного, так и из немагнитного электропроводного материала для работы как с магнитными, так и вихретоковыми дефектоскопами и позволит определить чувствительность дефектоскопов к подповерхностным дефектам, залегающим на разной глубине. Выполнение ряда искусственных дефектов в виде нескольких цилиндров с диаметрами, уменьшающимися по глубине пластины позволит обеспечить большую надежность контроля. Физические свойства искусственных подповерхностных дефектов предлагаемого контрольного образца недалеки от физических свойств реальных подповерхностных дефектов, возникающих в результате реальных усталостных процессов, что также позволит повысить точность и надежность контроля.

Следовательно, положительный эффект достигнут, так как универсальный контрольный образец содержит поверхностный дефект и ряд подповерхностных дефектов с заданной глубиной залегания, что позволит обеспечить надежность и точность контроля, а выполнение контрольного образца из разных материалов позволит расширить функциональные возможности использования за счет работы как с магнитными, так и с вихретоковыми дефектоскопами.

Формула изобретения

1. Универсальный контрольный образец для дефектоскопии, состоящий из пластины с отверстием и установленной в нем втулки из того же материала, сопряжение которых образует поверхностный дефект, отличающийся тем, что отверстие и втулка выполнены ступенчатой формы в виде нескольких коаксиальных цилиндров с диаметрами d₁, d₂, …, d_n, уменьшающимися по глубине пластины, выполненных на глубину t₁, t₂, … t_n соответственно от поверхности контрольного образца, сопряжение ступеней которых образует подповерхностные дефекты.

2. Универсальный контрольный образец по п.1, отличающийся тем, что он выполнен из ферромагнитного материала.

3. Универсальный контрольный образец по п.1, отличающийся тем, что он выполнен из немагнитного электропроводного материала.

РИСУНКИ