RU2655048C1 - Устройство для ультразвукового контроля круглого проката и труб - Google Patents
Устройство для ультразвукового контроля круглого проката и труб Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655048C1 RU2655048C1 RU2017121919A RU2017121919A RU2655048C1 RU 2655048 C1 RU2655048 C1 RU 2655048C1 RU 2017121919 A RU2017121919 A RU 2017121919A RU 2017121919 A RU2017121919 A RU 2017121919A RU 2655048 C1 RU2655048 C1 RU 2655048C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ultrasonic
- stator
- axis
- rotor
- pipes
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для ультразвукового контроля круглого проката и труб. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для ультразвукового контроля круглого проката и труб содержит статор, ротор и ультразвуковые преобразователи, при этом оно дополнительно содержит по крайней мере одно акустическое зеркало, размещенное на роторе, причем как минимум один ультразвуковой преобразователь закреплен на статоре, по крайней мере один ультразвуковой преобразователь, размещенный на статоре, направлен таким образом, что направление его излучения/приема почти параллельно оси объекта контроля, зеркало выполнено в виде по крайней мере одного отражающего элемента, геометрическая форма которого соответствует конкретной измерительной или дефектоскопической задаче, ультразвуковые преобразователи образуют по крайней мере одно кольцо, ось излучения/приема которого почти параллельна оси объекта контроля. Технический результат: повышение производительности оборудования ультразвукового контроля, а также упрощение его конструкции. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а конкретно к области ультразвукового контроля цилиндрических изделий, например труб или круглого сортового проката.
Широко известны устройства роторного типа для ультразвукового контроля объектов цилиндрической формы. Они содержат неподвижную часть (статор), размещенный в линии, транспортирующей объекты контроля, и вращающуюся часть (ротор), на которой закреплены ультразвуковые преобразователи (УП). Перед началом контроля ротор приводится во вращение, а внутрь устройства подается контактная жидкость (как правило, это вода), образующая при вращении своего рода «водяную трубу», внутрь которой вводится объект контроля (ОК). При этом, через вовлеченный во вращение водяной слой, создается акустический контакт между вращающимися ультразвуковыми преобразователями и ОК. Это устройство обеспечивает надежный ультразвуковой контроль цилиндрических изделий, который, вследствие вращения ультразвуковых преобразователей и поступательного перемещения ОК, осуществляется по спирали, плотность которой зависит от количества однотипных УП в системе, угловой скорости вращения ротора и скорости поступательного движения ОК.
Недостатком известного устройства является обязательное наличие довольно сложного элемента, позволяющего обеспечить передачу полезных сигналов (зондирующих импульсов и принимаемых из объекта контроля сигналов) со статора на ротор и обратно. Этот элемент передачи сигналов (ЭПС), в свою очередь, ввиду своей громоздкости, ограничивает количество каналов передаваемой информации. Это обусловливает существенное ограничение производительности ультразвукового контроля. Это объясняется следующим.
Обеспечение высокой сплошности ультразвукового контроля напрямую связано с уменьшением шага спирального сканирования. Поскольку количество каналов передачи информации ограничено ЭПС, а соответственно ограничено и число УП, то существенное уменьшение шага спирали возможно только за счет снижения скорости перемещения объекта контроля. Это означает снижение количества ОК в единицу времени, которое может быть проконтролировано.
Вращение ультразвуковых преобразователей и связанных с ними разъемов, кабелей, элементов крепления и регулировки, наличие элементов передачи сигналов с ротора на статор и обратно, существенным и притом негативным образом сказывается на надежности устройства, его стоимости и стоимости его эксплуатации.
Целью настоящего изобретения является повышение производительности оборудования ультразвукового контроля, упрощение его конструкции, а также снижение его стоимости и эксплуатационных затрат.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для ультразвукового контроля круглого проката и труб, содержащем статор, ротор и ультразвуковые преобразователи, дополнительно включено по крайней мере одно акустическое зеркало, размещенное на роторе, а как минимум один ультразвуковой преобразователь закреплен на статоре.
Указанная цель достигается и за счет того, что по крайней мере один ультразвуковой преобразователь, размещенный на статоре, закреплен таким образом, что направление его излучения/приема почти параллельно оси объекта контроля.
Цель изобретения достигается и тем, что зеркало выполнено в виде по крайней мере одного отражающего элемента, геометрическая форма которого соответствует конкретной измерительной или дефектоскопической задаче.
Достижению указанной цели способствует так же то, что ультразвуковые преобразователи образуют по крайней мере одно кольцо, ось излучения/приема которого почти параллельна оси объекта контроля.
Пример устройства приведен на Фиг. 1.
Устройство содержит статор, состоящий из двух элементов 1 и 2, на котором закреплен кольцевой УП, и ротор 3, на котором закреплено акустическое зеркало (АЗ) 4. Ротор 3 приводится во вращение с помощью электромотора 5, соединенного с ним с помощью ремня 6. Вода в устройство подается с помощью штуцера 7. Ультразвуковые преобразователи 7 расположены по окружности и образуют кольцевой преобразователь 8 с количеством элементов и их размерами, определяемыми конструктором исходя из задачи контроля. Ход ультразвуковых лучей условно показан стрелками. Отверстия 9 и 10 служат для ввода в устройство объекта контроля 11, например прутка.
Устройство работает следующим образом. Ротор 3 приводится во вращение с помощью электромотора 5, соединенного с ним с помощью ремня 6. Вода в устройство подается с помощью штуцера 7. За счет быстрого вращения ротора и возникающей при этом центробежной силы вода приобретает форму трубы. Объект контроля 11 подается в устройство с помощью, например, рольганга. УП 7 одновременно, по очереди, или в ином запрограммированном порядке излучают импульсы упругих колебаний в направлении АЗ 4. АЗ 4 поворачивает вектор направления распространения акустической энергии в сторону ОК 11, обеспечивая заданный угол встречи ультразвукового луча с поверхностью OK 11. Часть энергии ультразвукового луча войдет в ОК и, отразившись, например, от несплошности и/или противоположной стенки, вернется к УП7 по тому же пути. Таким образом, все сечение ОК будет проконтролировано. Поскольку ОК движется поступательно, то через какое-то время он окажется полностью проконтролированным.
Примеры АЗ приведены на Фиг. 2-6. В общем случае, оно представляет собой кольцо с сечением в форме конуса. Угол наклона конуса определяет направление отраженного от него ультразвукового луча. На Фиг. 2 изображено кольцо 12, угол α отражающей поверхности которого равен 45°. Такое кольцо обеспечивает ввод ультразвука по нормали к поверхности ОК 11 и позволяет обнаруживать несплошности, как например, расслоения в стенках труб, осуществлять толщинометрию и т.д.
Фиг. 3 и 4 демонстрируют формы сечения кольца 13 и 14 для возбуждения/приема упругих колебаний под углом β и γ соответственно к поверхности ОК в плоскости, параллельной оси OK 11. Такая конфигурация позволяет обнаруживать поперечные по отношению к оси ОК дефекты.
Фиг. 5 демонстрирует зеркало со ступенчатой формой отражающей поверхности 15, позволяющей вводить ультразвук в ОК под любым заданным углом к его поверхности, в том числе, организовать обнаружение продольных по отношению к оси прутка дефектов. На Фиг. 6 приведено АЗ (зеркало-кольцо) 16, на котором сформированы зоны (секторы) с различным назначением отражающей поверхности. При вращении такого АЗ каждый УП будет периодически возбуждать в ОК волны различного направления.
Пример кольцевого ультразвукового преобразователя из 16 дискретных приемо-излучающих элементов 17 показан на Фиг 7. Сам элемент приведен на Фиг. 8.
На Фиг. 9 и 10 показаны варианты элемента, выполненного в виде фазированной решетки: вертикальной (Фиг. 9) и горизонтальной (Фиг. 10). Каждая из решеток содержит 12 пьезокристаллов 18. Их количество выбирается при проектировании дефектоскопической системы исходя из конкретной задачи.
Фазированные решетки позволяют электронным образом управлять акустической системой и обнаруживать дефекты различной ориентации.
Источники информации
1. Патент РФ №113585.
2. Патент США №2667780.
3. Патент РФ 145759.
Claims (4)
1. Устройство для ультразвукового контроля круглого проката и труб, содержащее статор, ротор и ультразвуковые преобразователи, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по крайней мере одно акустическое зеркало, размещенное на роторе, причем как минимум один ультразвуковой преобразователь закреплен на статоре.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по крайней мере один ультразвуковой преобразователь, размещенный на статоре, направлен таким образом, что направление его излучения/приема почти параллельно оси объекта контроля.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зеркало выполнено в виде по крайней мере одного отражающего элемента, геометрическая форма которого соответствует конкретной измерительной или дефектоскопической задаче.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ультразвуковые преобразователи образуют по крайней мере одно кольцо, ось излучения/приема которого почти параллельна оси объекта контроля.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121919A RU2655048C1 (ru) | 2017-06-21 | 2017-06-21 | Устройство для ультразвукового контроля круглого проката и труб |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121919A RU2655048C1 (ru) | 2017-06-21 | 2017-06-21 | Устройство для ультразвукового контроля круглого проката и труб |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655048C1 true RU2655048C1 (ru) | 2018-05-23 |
Family
ID=62202532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017121919A RU2655048C1 (ru) | 2017-06-21 | 2017-06-21 | Устройство для ультразвукового контроля круглого проката и труб |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655048C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200608U1 (ru) * | 2020-07-06 | 2020-11-02 | Максим Владимирович Ковалев | Устройство для неразрушающего контроля вихретоковым преобразователем мест изменения диаметра и линий сопряжения конструктивных элементов ступенчатых валов и других объектов контроля, имеющих форму тел вращения |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2238553C2 (ru) * | 2002-10-31 | 2004-10-20 | ООО "Компания Нординкрафт" | Способ бесконтактного ультразвукового контроля сортового проката и труб и установка для его осуществления |
RU2292042C2 (ru) * | 2001-12-13 | 2007-01-20 | Валлурек Энд Маннесманн Тьюбз | Неразрушающий контроль металлургических изделий с использованием ультразвуковых датчиков |
WO2009106711A2 (fr) * | 2007-12-21 | 2009-09-03 | V & M France | Controle non destructif, en particulier pour des tubes en cours de fabrication ou a l'etat fini |
CN201569641U (zh) * | 2009-06-10 | 2010-09-01 | 山东省科学院激光研究所 | 一种防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置 |
RU119119U1 (ru) * | 2012-03-27 | 2012-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Установка для автоматического ультразвукового контроля крупногабаритных изделий |
RU145759U1 (ru) * | 2013-11-06 | 2014-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Нординкрафт" | Многоканальный ультразвуковой преобразователь |
-
2017
- 2017-06-21 RU RU2017121919A patent/RU2655048C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2292042C2 (ru) * | 2001-12-13 | 2007-01-20 | Валлурек Энд Маннесманн Тьюбз | Неразрушающий контроль металлургических изделий с использованием ультразвуковых датчиков |
RU2238553C2 (ru) * | 2002-10-31 | 2004-10-20 | ООО "Компания Нординкрафт" | Способ бесконтактного ультразвукового контроля сортового проката и труб и установка для его осуществления |
WO2009106711A2 (fr) * | 2007-12-21 | 2009-09-03 | V & M France | Controle non destructif, en particulier pour des tubes en cours de fabrication ou a l'etat fini |
CN201569641U (zh) * | 2009-06-10 | 2010-09-01 | 山东省科学院激光研究所 | 一种防止缺陷漏检的管材超声自动探伤装置 |
RU119119U1 (ru) * | 2012-03-27 | 2012-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Установка для автоматического ультразвукового контроля крупногабаритных изделий |
RU145759U1 (ru) * | 2013-11-06 | 2014-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Компания "Нординкрафт" | Многоканальный ультразвуковой преобразователь |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200608U1 (ru) * | 2020-07-06 | 2020-11-02 | Максим Владимирович Ковалев | Устройство для неразрушающего контроля вихретоковым преобразователем мест изменения диаметра и линий сопряжения конструктивных элементов ступенчатых валов и других объектов контроля, имеющих форму тел вращения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4089227A (en) | Apparatus for measuring the radial dimensions of a cylindrical tube by ultrasonics | |
US6848313B2 (en) | Method and device for inspecting pipelines | |
EP2006675B1 (en) | Ultrasonic flaw detection method for a tubular metal body | |
EP2844995B1 (en) | System and method for industrial ultrasonic inspection using phased array probe and distance-gain-size flaw sizing | |
KR102251819B1 (ko) | 특히 현지에서 전기음향 위상망을 사용한 튜브형 제품들의 비파괴 제어를 위한 장치 및 방법 | |
US7900517B2 (en) | System and method for inspecting a pipeline with ultrasound | |
CN102047106B (zh) | 用于具有相互成角度的平整表面的试件的无损超声测试的方法和设备 | |
US10533976B2 (en) | Ultrasonic inspection system | |
US3924453A (en) | Ultrasonic testing of tubing employing a spiral wave generator | |
RU2655048C1 (ru) | Устройство для ультразвукового контроля круглого проката и труб | |
JP6871534B2 (ja) | 対比試験片及び超音波フェーズドアレイ探傷試験方法 | |
JP6594608B2 (ja) | 超音波検出方法及び超音波分析方法 | |
KR101716997B1 (ko) | 초음파 탐촉자 | |
CN113994204B (zh) | 超声波探伤方法、超声波探伤装置、以及钢材的制造方法 | |
JP2006250873A (ja) | 超音波探傷方法及びその装置 | |
JP5810873B2 (ja) | 超音波探傷方法 | |
JP2011529170A (ja) | カップリングチェックを使用した改良超音波非破壊検査 | |
JP6081028B1 (ja) | 超音波測定装置 | |
JP6274957B2 (ja) | 斜角超音波探触子のカップリングモニタ方法 | |
JP7006444B2 (ja) | 超音波探傷方法 | |
JP5464849B2 (ja) | 超音波自動探傷装置及び超音波自動探傷方法 | |
JPS61198056A (ja) | アレイ形探触子による鋼管の超音波探傷法 | |
RU159204U1 (ru) | Ультразвуковой блок внутритрубного дефектоскопа для выявления произвольно ориентированных дефектов | |
US3166930A (en) | Ultrasonic testing | |
Bosch et al. | Phase array technology for automated pipeline inspection |