6 Разработка вспомогательных средств для сканирования объекта
В процессе сканирования необходимо обеспечить постоянный акустический контакт преобразователя с поверхностью объекта контроля. Контакт определяет качество измерений, а в особенности точность. Должен быть обеспечен равномерный слой смазки, к преобразователю необходимо прикладывать одинаковое усилие при перемещении его по объекту контроля.
Сканирование осуществляется в продольно-поперечном направлении относительно валика шва совмещенным преобразователем прямым и однократно отраженным лучами.
Вспомогательное устройство для сканирования таврового шва представлено на чертеже СУ 00.00.000. СБ.
Наклонный преобразователь 8 закрепляется в корпусе 7 при помощи винтов 18 с шайбой 21. Конструкция обеспечивает плотное прижатие преобразователя к поверхности объекта контроля за счет пружин 9.
Установка представляет собой корпус опоры 1 соединенные между собой по средствам корпуса 12 и 13. Корпус с опорами соединены по средствам винта 17. Данным винтом также закреплен преобразователь к направляющей. На концах опор установлены колеса 2, которые обеспечивают передвижение сканера, закрепленные болтом 15, гайкой 20 и шайбой 23. Между корпусами расположена направляющая 3 на котором установлен передвижной механизм 4 с крышкой 5, предназначенный для передвижения преобразования из положения контроля однократно отраженным лучом до положения контроля однократно-отраженным лучом. Преобразователь соединен с передвижным механизмом по средствам направляющей 6. Передвижение преобразователя осуществляется за счет роликов 24. Закреплен механизм болтом 14 с шайбой 22 и гайкой 19.
Конструкция приводится в движение вручную по средствам ручки для передвижения 11, которая крепится за счет крепежных пластин 10, закрепленных винтами 16.
7 Расчет чувствительности и производительности контроля
Чувствительность контроля определяется по ослаблению зондирующего сигнала. Расчет ослабления сигнала для различных видов отражателей был произведен при теоретическом анализе акустического тракта.
Графики чувствительности для наклонного преобразователя получены с помощью программы Sonic для ЭВМ и изображены на листе ГЧ 00.00.000. На этих графиках представлена зависимость от размера дефекта и глубины его залегания.
Для построения графиков использовались уравнения акустических трактов, приведенные в пункте 3.
Найдем значение коэффициентов
(7.1)
(7.2)
(7.3)
Расчет производительности произведем на основе данных о методике контроля, схемы сканирования и размеров объекта контроля.
При этом необходимо учитывать время на подготовительные операции (настройка аппаратуры, подготовка объекта, установка и снятие сканирующего устройства на объект контроля и др.), проведение контроля, а также оценку полученных результатов. Так же необходимо отметить, что настройку дефектоскопа производят один раз за рабочую смену.
Суммарное время контроля рассчитывается по формуле
(7.4)
где
– время контроля изделия;
tпо – время подготовки объекта (зачистка поверхности);
tнс – время нанесения смазки;
tус – время установки устройства сканирования на объект контроля;
tнп – время настройки прибора на контроль одного изделия.
Время контроля изделия определяется схемой сканирования и геометрическими параметрами объекта контроля
(7.5)
где L – путь сканирования, L=R*m=1100*5=5500 мм;
R – длина объекта контроля;
m – количество проходов преобразователя;
v – скорость сканирования 0.04 м/с.
Время подготовки объекта, нанесения смазки, установки устройства сканирования выбираются субъективно. Примем следующие значения
tпо=300 с;
tнс=180 с;
tус=120 с;
tнп=300 с.
Значения составляющих времени подставим в формулу (7.4) и получим общее время контроля одного изделия
Тобщ=2*(137,5+300+180+120+300)=2075 с (34,6 мин).
Таким образом при 8-ми часовом рабочем дне, производительность контроля может составлять до 13 изделий.
Заключение
В данном курсовом проекте была проведена разработка методики и технических средств для УЗ контроля сварного изделия.
Из анализа объекта контроля следует, что основными дефектами сварного шва из данного материала являются непровары, трещины и поры, исходя из этого был произведен анализ акустического тракта на основании которого выбран эхо-импульсный метод контроля сварных швов.
Для контроля заданного изделия, исходя из вероятного месторасположения дефектов, схемы прозвучивания был выбран, рассчитан и спроектирован пьезоэлектрический преобразователь со следующими характеристиками: рабочая частота 2.5 МГц, радиус пьезопластины 6 мм, угол наклона призмы 49ᵒ, угол ввода поперечных волн в объект контроля 65ͦ, стрела 11мм.
Затем, на основе схемы сканирования и условий доступа для контроля сварного соединения, была разработана методика контроля и спроектировано сканирующее устройство, позволяющее с большой точностью производить контроль таврового шва изделия. Была рассчитана чувствительность и время контроля одного заданного изделия.
Для контроля предлагается использовать дефектоскоп УД2 – 70, т.к. он удовлетворяет условиям контроля предложенного объекта и обладает высокими техническими и эксплуатационными и эргономическими характеристиками.
Разработанная установка позволяет надежно выявлять в контролируемом сварном соединении характерные для него дефекты.
Список использованных источников
1. Алешин, Н.П., Лупачев, В. Г. Ультразвуковая дефектоскопия: Справ. пособ. – Мн.:Высш. шк., 1987. – 181с.
2. Сергеев, С.С. Методические указания к самостоятельной работе для студентов специальности 20 01 02 - Приборы и методы акустического контроля 2011. – 31 с.
3. Контроль сварочных работ: Учебн.пособие / В.П. Куликов, В.Г. Лупачев – Мн.: Полымя, 2001. – 480 с.
4. Белый, В. Е., Щербинский В. Г. Угловой отражатель // Дефектоскопия, 1991 г, №7. – 120 с.: ил.
5. Алешин, Н. П., Белый В. Е., Вопилкин А. Х. и др. Методы акустического контроля металлов / Под общ. Ред. Н. П. Алешина. – М. Машиностроение, 1989 – 456 с.: ил.
6. Алешин, Н.А. Ультразвуковая дефекоскопия: Справ.пособие / Н.А. Алешин, В.Г. Лупачев. – Мн.: Выш.шк., 1987.-271 с.: ил.
7. Бадалян, В. Г., Вопилкин А. Х. Компьютерные системы для ультразвукового неразрушающего контроля. – Дефектоскопия ,1993, №5.
8. Неразрушающий контроль. Кн.2. Акустические методы контроля: Практ. пособие /И.Н.Ермолов, Н.Г. Алешин, А.И.Потапов; Под ред. В.В.Сухорукова - М.: Высш. шк., 1991 -283 с.: ил.
9. Ультразвуковые пьезопреобразователи для неразрушающего контроля/ Под общ. ред. И.Н.Ермолова.--М.: Машиностроение, 1986, 280 с.
10. Козлов, Л. В., Ралдугин А. Н., Фамичева М. А.,Гаврев В. С. Электронная аппаратура для автоматизированного ультразвукового контроля НЗД-011. – Дефектоскопия, 1991, № 12, с. 36-40.
11. Неразрушающий контроля: Справочник: В 7 т. Под общ. Ред. В. В. Клюева. Т. 3: Ультразвуковой контроль / И. Н. Ермолов, Ю. В. Ланге. – М.: Машиностроение, 2004.
12. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х кн. Кн. 2/ Под ред. В. В. Клюева. – М.:Машиностроение, 1986 г. – 352 с.
13. Сварка и свариваемые материалы: Справочник в 3-х т. Т. 2 Технология и оборудование. Справ. ред. / Под ред. Ямпольского. – М.: Машиностроение, 1986 г.-352 с.
14. Щербинский, В. Г., Алешин Н. П., Ультразвуковой контроль сварных соединений, - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000 г. – 496 с.: ил.
15. Троицкий, В.А. Дефекты сварных соединений и средства их обнаружения / В.А.Троицкий, В.П. Радько, В.Г. Демидко. – Киев.: Вища школа. Голоывное изд-во, 1683.-144с.
16. Деев Г.Ф. Дефекты сварных швов / Г.Ф.Деев, И.Р.Пацкевич. – Киев: Наук.думка, 1984.- 208с.
17. Куликов В.П. Технология сварки плавлением.- Мн.:Дизайн ПРО, 2000. – 256 с., ил.
18. http://www.ndt.by.