Патент на изобретение №2314524

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ВВОДА ПОПЕРЕЧНЫХ ВОЛН В ДВУХСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

(57) Реферат:

Использование: для определения угла ввода поперечных волн в двухслойных изделиях. Сущность заключается в том, что определяют угол ввода поперечной волны ₁ и скорость поверхностной волны C_R1 в стандартном образце, и скорость поверхностной волны С_R2 на контролируемом объекте, после чего вычисляют поправочный коэффициент k по отношению C_R1/C_R2 и определяют реальный угол ввода поперечной волны в объекте контроля по формуле:

_ист=arcsin(₁·k),

где _ист – реальный угол ввода поперечной волны в объекте контроля;

₁ – угол ввода поперечной волны, определенный по стандартному образцу;

k – поправочный коэффициент. Технический результат: повышение точности определения угла ввода поперечных волн в двухслойных изделиях. 2 ил.

Изобретение относится к области ультразвукового контроля изделий, в частности определения угла ввода поперечных волн при контроле двухслойных изделий, например прокатных валков.

Известен ультразвуковой способ определения угла ввода поперечных волн в изделиях, основанный на измерениях на стандартном образце СО-2 (ГОСТ 1472-78 «Ультразвуковой контроль», с.4).

Недостатком известного способа является низкая точность определения угла ввода, обусловленная разницей в скоростях поперечных волн в металле образца и объекта контроля.

Наиболее близким, принятым за прототип, является ультразвуковой способ определения угла ввода поперечных волн в двухслойных изделиях, в соответствии с которым значение угла ввода корректируют с учетом скорости волны в объекте контроля (Krautkramer, J. and Krautkramer, H., Ultrasonic Testing of Materials, third English edition, chapters 13 & 30, Springer Verlag, 1983).

Этот способ также характеризуется невысокой точностью определения угла ввода поперечных волн из-за неоднородности скорости ультразвука по глубине в двухслойных структурах, например в прокатных валках.

В настоящее время прокатные валки изготавливают двухслойными: сердцевину изготавливают из чугуна, а поверхностный (внешний) слой – из высоколегированных сталей. Такие валки характеризуются сильной неоднородностью по глубине, чем и обусловлена невысокая точность определения угла ввода поперечных волн. Скорость продольной волны в чугуне отличается от скорости в высоколегированной стали соответственно 4500 м/с и 5920 м/с. При определении скорости продольной волны по всему сечению получаем интегрированную оценку скорости, чем и обусловлена низкая точность определения угла ввода поперечных волн.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения угла ввода поперечных волн в двухслойных изделиях за счет измерения скорости волны непосредственно в поверхностном (внешнем) слое, в котором формируется угол ввода волны, что способствует повышению качества дефектоскопии двухслойных изделий.

Технический результат достигается тем, что в ультразвуковом способе определения угла ввода поперечных волн в двухслойных изделиях, например прокатных валках, в соответствии с которым определяют угол ввода поперечной волны ₁ и поверхностной волны C_R1 в стандартном образце, и скорость поверхностной волны С_R2 на контролируемом объекте, после чего определяют поправочный коэффициент k по отношению С_R1/C_R2 и определяют реальный угол ввода в объекте контроля по формуле

_ист=arcsin(k·₁),

где _ист – реальный угол ввода поперечной волны в объекте контроля;

₁ – угол ввода поперечной волны, определенный по стандартному образцу;

k – поправочный коэффициент.

Для пояснения описываемого способа на чертеже приведена схема определения угла ввода: на фиг.1 – для стандартного образца; на фиг.2 – для контролируемого объекта.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

На стандартном образце (СО-2) 1 устанавливают преобразователь 2, излучающий поперечную волну, и устройство 3 для определения скорости поверхностной волны (фиг.1) и определяют угол ₁ ввода поперечных волн, после чего на этом же образце измеряют скорость поверхностной волны С_R1. Затем на объекте контроля 4 (на поверхности валка) также измеряют скорость поверхностной волны С_R2 (фиг.2). Далее по соотношению k=С_R1/С_R2 вычисляют поправочный коэффициент и определяют истинный угол ввода по формуле

_ист=arcsin(k·₁).

Предложенный ультразвуковой способ определения угла ввода поперечных волн в двухслойных изделиях позволяет повысить точность определения угла ввода поперечных волн на 30%. Это, в свою очередь, позволит с большей точностью определять координаты дефектов и предотвращать пропуск недопустимых дефектов, находящихся на границе рабочего слоя и ядра рабочего валка.

Формула изобретения

Ультразвуковой способ определения угла ввода поперечных волн в двухслойных изделиях, например прокатных валках, отличающийся тем, что определяют угол ввода поперечной волны ₁ и скорость поверхностной волны C_R1 в стандартном образце, и скорость поверхностной волны С_R2 на контролируемом объекте, после чего вычисляют поправочный коэффициент k по отношению С_R1/С_R2 и определяют реальный угол ввода поперечной волны в объекте контроля по формуле

_ист=arcsin(₁·k),

где _ист – реальный угол ввода поперечной волны в объекте контроля;

₁ – угол ввода поперечной волны, определенный по стандартному образцу;

k – поправочный коэффициент.

РИСУНКИ