УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОНТРОЛЯ ГОЛОВНЫМИ ВОЛНАМИ УЗЛА ПРИВАРКИ КОЛЛЕКТОРА К ПАТРУБКУ ПАРОГЕНЕРАТОРА

Полезная модель относится к устройствам неразрушающего контроля, в частности, к устройствам для исследования внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых волн, и может быть использовано для контроля качества сварного соединения - узла приварки установленного со скосом коллектора к патрубку парогенератора с использованием преобразователя головными волнами типа ПГЦ-91.
Известен ультразвуковой преобразователь, состоящий из излучающего и принимающего преобразователей, расположенными на одной поверхности и жестко скрепленными между собой.
(RU 2060494, G01N 29/10, опубликовано 20.05.1996)
Известен ультразвуковой преобразователь, содержащий корпус с размещенными в нем наклонными призмами, на которых закреплены первый и второй пьезоэлементы. При этом угол ввода и вывода ультразвука составляет 35°.
(RU 1298651, G01N 29/04, опубликовано 23.03.1987)
Недостатками данных технических решений, предназначенных для приема эхо-сигналов от дефектов (трещин), расположенных у донной поверхности, делает их непригодными для контроля узла приварки коллектора к патрубку парогенератора с использованием головных волн.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является ультразвуковой преобразователь, включающий корпус, разделенный акустическим экраном на две части - переднюю и заднюю, в каждой из которых размещена призма, соответственно, передняя и задняя, которые снабжены наклонными плоскостями с одинаковыми углами наклона к основанию призмы с размещенными на них пьезоэлементами, снабженные соединениями с электрическими вводами разъемов, размещенных на корпусе. Один из пьезоэлементов является излучающим, а другой - принимающим сигнал, отраженный от дефекта изделия.
(RU 2158920, G01N 29/04,опубликовано 10.11.2000)
Недостатком известного технического решения, неработоспособного без третьего подстроенного пьезоэлемента, является сложность выбора параметра третьего пьезоэлемента и угла ввода излучаемых им ультразвуковых волн. Кроме того, пьезоэлементы размещены под углами наклона 75° к основанию призм, что делает известный преобразователь непригодными для контроля с использованием головных волн узла приварки коллектора к патрубку парогенератора, при размещении коллектора со скосом относительно парогенератора.
Задачей и техническим результатом полезной модели является создание компактного и технологичного в изготовлении ультразвукового преобразователя, обеспечивающего повышение достоверности результатов и обладающего повышенной разрешающей способностью контроля головными волнами подповерхностной области узла приварки установленного со скосом коллектора к патрубку парогенератора.
Технический результат достигается тем, что ультразвуковой преобразователь контроля головными волнами узла приварки коллектора к патрубку парогенератора включает корпус, разделенный акустическим экраном на две части - переднюю и заднюю, в каждой из которых размещена призма, снабженная наклонной к ее основанию поверхностью с установленным на ней пьезоэлементом, который соединен токоподводами с вводами электрического разъема, размещенного на корпусе, при этом излучающий пьезоэлемент установлен на наклонной поверхности, выполненной в полости призмы, размещенной в передней части корпуса, и его электрические вводы, соединенные с вводом электрического разъема, дополнительно соединены между собой через дроссель, наклонные поверхности призм с пьезоэлементами размещены под углом 22-24° к их основанию, а вводы электрических разъемов размещены над принимающим пьезоэлементом, установленным на наклонной плоскости призмы, размещенной в задней части корпуса.
Технический результат также достигается тем, что корпус преобразователя дополнительно снабжен крышкой; тело призм выполнено из органического стекла; над полостью призмы, размещенной в передней части корпуса, выполнена полка с платой для распайки токоподводов, которая снабжена отверстиями для размещения токоподводов, соединенных с излучающим пьезоэлементом.
Использование ультразвукового преобразователя по полезной модели можно проиллюстрировать примером с использованием фиг. 1-4, где:
1 - корпус;
2 - призма, размещенная в передней части корпуса;
3 - излучающий пьезоэлемент;
4 - принимающий пьезоэлемент;
5 - крышка корпуса;
6 - призма, размещенная в задней части корпуса;
7 - разделительный акустический экран;
7′ - стандартные акустические экраны;
8 - наклонная поверхность;
9 - вводы электрических разъемов;
10 - полости;
11 - токоподводы;
12 - дроссель;
13 - плата для распайки токоподводов;
14 - отверстие
15 - полка.
Преобразователь по полезной модели работает следующим образом.
Корпус преобразователя 1 снабжен крышкой 5 и разделен акустическим экраном 7 (разделительным) на две части - переднюю и заднюю. В каждой части корпуса 1 размещена выполненная из органического стекла призма 2 и 3, каждая из которых снабжена наклонной к ее основанию поверхностями 8 с установленными на них пьезоэлементами 3 и 4. Каждый пьезоэлемент 3 и 4 соединен токоподводами 11 с вводами электрических разъемов 9, размещенных на корпусе.
Особенностью ультразвукового преобразователя по полезной модели является то, что для достижения поставленного технического результата, прежде всего компактности, связанной с обеспечением доступа к объекту исследования, и технологичности изготовления преобразователя, излучающий пьезоэлемент 3 установлен на наклонной поверхности 8, выполненной в полости призмы 2, размещенной в передней части корпуса 1, вводы электрических разъемов 9 размещены над принимающим пьезоэлементом 4, установленным на наклонной плоскости призмы, размещенной в задней части корпуса, а над полостью призмы, размещенной в передней части корпуса, выполнена полка 15 с платой 13 для распайки токоподводов, которая снабжена отверстиями 14 для размещения токоподводов 11, соединенных с излучающим пьезоэлементом. Для повышения разрешающей способностью контроля головными волнами подповерхностной области узла приварки установленного со скосом коллектора к патрубку парогенератора и повышения достоверности результатов электрические вводы излучающего пьезоэлемента 3, соединенные с вводом электрического разъема, дополнительно соединены между собой через дроссель 12, а наклонные поверхности с пьезоэлементами размещены под углом α=22-24° к основанию призм. Дроссель 12 необходим для редукции электрических помех.
Указанное расположение конструктивных элементов ультразвукового преобразователя по полезной модели является наиболее оптимальным для обеспечения доступа к местам нахождения вероятных дефектов (трещин, непроваров и т.д.) при контроле головными волнами подповерхностной области узла приварки установленного со скосом 20-24° коллектора к патрубку парогенератора.
Ультразвуковой преобразователь по полезной модели может быть реализован в двух равнозначных вариантах размещения вводов электрических разъемов над принимающим пьезоэлементом 4, установленным на наклонной плоскости призмы, размещенной в задней части корпуса: на боковой или торцевой стенках корпуса (фиг. 1 и 3).
Для реализации ультразвукового преобразователя по полезной модели своего назначения осуществляют стандартную настройку скорости развертки и чувствительности с использованием эталонного настроечного образца.
Сканирование преобразователем при ультразвуковом контроле осуществляют по наружной поверхности контролируемого узла: по его цилиндрической поверхности путем перемещения от скоса до парогенератора.
Практическое использование ультразвукового преобразователя по полезной модели типа ПГЦ-91 для контроля качества сварного соединения - узла приварки коллектора к патрубку парогенератора, показало достижение поставленного технического результата:
- компактный преобразователь технологичен в изготовлении и обеспечивает доступ ко всем элементам объекта исследования;
- обеспечивает повышение достоверности результатов и обладает повышенной разрешающей способностью контроля головными волнами подповерхностной области узла приварки установленного со скосом коллектора к патрубку парогенератора.