Ультразвуковой способ определения угла ввода поперечных волн в двухслойных изделиях

Использование: для определения угла ввода поперечных волн в двухслойных изделиях. Сущность заключается в том, что определя ют угол ввода поперечной волны a₁ и скорость поверхностной волны C_R1 в стандартном образце, и скорость поверхностной волны C_R2 на контролируемом объекте, после чего вычисля ют поправочный коэффициент k по отношению C_R1/C_R2 и определяют реальный угол ввода поперечной волны в объекте контроля по формуле:

a_ист=arcsin(a₁k), где:

• a_ист - реальный угол ввода поперечной волны в объекте контроля;
• a₁ - 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 измерения х 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 определя ют угол ввода поперечной волны a₁ и поверхностной волны C_R1 в стандартном образце, и скорость поверхностной волны C_R2 на контролируемом объекте, после чего определя ют поправочный коэффициент k по отношению C_R1/C_R2 и определя ют реальный угол ввода в объекте контроля по формуле:

a_ист=arcsin(ka₁), где:

• a_ист - реальный угол ввода поперечной волны в объекте контроля;
• a₁ - 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 a₁ ввода поперечных волн, после чего на этом же образце измеря ют скорость поверхностной волны C_R1.
• 4. Затем на объекте контроля (на поверхности валка) также измеряют скорость поверхностной волны C_R2 (фиг.2).
• Далее по соотношению k=C_R1/C_R2 вычисля ют поправочный коэффициент и определя ют истинный угол ввода по формуле:

a_ист=arcsin(ka₁)

Предложенный ультразвуковой способ определения угла ввода поперечных волн в двухслойных изделиях позволя ет 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, находя щихся 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 определя ют угол ввода поперечной волны a₁ и скорость поверхностной волны C_R1 в стандартном образце, и скорость поверхностной волны C_R2 на контролируемом объекте, после чего вычисля ют поправочный коэффициент k по отношению C_R1/C_R2 и определя ют реальный угол ввода поперечной волны в объекте контроля по формуле:

a_ист=arcsin(a₁k), где:

• a_ист - реальный угол ввода поперечной волны в объекте контроля;
• a₁ - угол ввода поперечной волны, определенный по стандартному образцу;
• k - поправочный коэффициент.