СЧИТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДЕФЕКТОСКОПА

Полезная модель относится к устройствам ультразвукового неразрушающего контроля сварных соединений (дефектоскопам) и основного металла поперечных швов труб и плоских соединяемых деталей.
Из сведений, общедоступных до даты приоритета заявленного технического решения, известно следующее средство того же назначения: считывающее устройство ультразвукового дефектоскопа, содержащее корпус из двух взаимно подвижных наружной и внутренней частей со стойками на свободных концах, на которых установлены опорные элементы, части корпуса соединены между собой фиксатором положения, к внутренней части корпуса жестко присоединена ступенчатая рама для крепления посредством пружин контролирующих элементов в виде подпружиненных блоков ультразвуковых основных пьезоэлектрических преобразователей (далее ПЭП), которые расположены попарно относительно центра корпуса - ближе к нему установлены низкочастотные ПЭП, а на удалении под соответствующими площадками рамы установлены высокочастотные ПЭП, на внутренней части корпуса в зоне установки одного из опорных элементов закреплен дополнительный, прямой пьезоэлектрический преобразователь и датчик измерения пройденного пути (патент РФ №93157 на полезную модель, МПК G01N 29/10, 2009 г.)
Данное техническое решение является наиболее близким по технической сущности и назначению заявленному устройству и, поэтому выбрано в качестве прототипа.
Недостатками прототипа являются сложность конструкции, вес и большая погрешность измерений в результате воздействия на прибор неровностей измеряемой поверхности.
Технический результат от использования устройства заключается в упрощении конструкции, снижении веса и повышении точности измерений путем использования трубчатого телескопического корпуса и резиновых опорных гусениц, снижающих влияние неровностей исследуемой поверхности на показания прямого дополнительного ПЭП, контролирующего прилегание основных ПЭП к поверхности металла.
Ниже приведены общие и частные существенные признаки, характеризующие причинно-следственную связь изобретения с указанным техническим результатом.
Считывающее устройство ультразвукового дефектоскопа, содержащее корпус из двух взаимно подвижных наружной и внутренней частей со стойками, на свободных концах которых установлены опорные элементы, части корпуса соединены между собой фиксатором положения, К внутренней части корпуса жестко присоединена ступенчатая рама для крепления посредством пружин контролирующих элементов в виде подпружиненных блоков ультразвуковых основных пьезопреобразователей, которые расположены попарно относительно центра корпуса - ближе к нему установлены низкочастотные пьезопреобразователи. А на удалении под соответствующими площадками рамы установлены высокочастотные ПЭП. На внутренней части корпуса в зоне установки одного из опорных элементов закреплен дополнительный, прямой ПЭП и датчик измерения пройденного пути. Указанные части рамы выполнены в виде телескопически соединенных труб, со сплющенной серединой с возможностью их свободного взаимного перемещения и, соединенных между собой указанным фиксатором положения, выполненным в виде болта с барашковой гайкой, вставленного в одно из ряда совмещенных соосных сквозных отверстий в собранном состоянии корпуса. При этом указанные стойки выполнены в виде цилиндрических заглушек, жестко закрепленных на концах рамы и, имеющих несущую часть, на которой установлены опорные элементы, каждый из которых выполнен в виде пары разнесенных опорных катков, которые охватывает резиновая гусеница круглого поперечного сечения. При этом опорные катки, имеют круговую беговую дорожку в виде впадины соответствующей форме поперечного сечения гусеницы. Ось одного из катков размещена в горизонтальной прорези, выполненной в каждой стойке и закреплена барашковой гайкой с возможностью регулирования натяжения гусеницы. Датчик измерения пройденного пути прикреплен в средней части рамы и состоит из спаренных роликов, выполненных с возможность регулирования ширины колеи в зависимости от ширины сварного шва, расположенного между роликами роликов, выполненных с возможность размещения по обе стороны сварного шва.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 представлен общий вид устройства в разрезе; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - вид II на фиг.1, гусеничная опора; на фиг.4 - вид II на фиг.1, стойка в сборе; на фиг.5 - вид Б-Б на фиг.5; на фиг.6 - вид I на фиг.1.
Считывающее устройство ультразвукового дефектоскопа содержит корпус 1 из двух взаимно подвижных наружной 2 и внутренней 3 частей со стойками 4, на свободных концах которых установлены опорные элементы 5.
Части корпуса 2 и 3 соединены между собой фиксатором положения 6.
К внутренней части корпуса жестко присоединена ступенчатая рама 7 для крепления посредством пружин 8 контролирующих элементов в виде подпружиненных блоков ультразвуковых основных преобразователей 9, которые расположены попарно относительно центра корпуса 1 - ближе к нему установлены низкочастотные ПЭП, а на удалении под соответствующими площадками рамы 7 установлены высокочастотные ПЭП.
На внутренней части корпуса 1 в зоне установки одного из опорных элементов 5 закреплен дополнительный 10 прямой пьезоэлектрический преобразователь и датчик измерения пройденного пути 11.
Указанные части 2 и 3 корпуса 1 выполнены в виде телескопически соединенных труб, со сплющенной серединой с возможностью их свободного взаимного перемещения и, соединенных между собой указанным фиксатором положения 6, выполненным в виде болта 12 с барашковой гайкой 13, вставленного в одно из ряда совмещенных соосных сквозных отверстий 14 в собранном состоянии корпуса 1. Указанные стойки 4 состоят из цилиндрических заглушек 15, жестко закрепленных, например, винтами 16 на концах корпуса 1 и, имеющих несущую часть, на которой установлены опорные элементы 5, каждый из которых выполнен в виде пары разнесенных опорных катков 17, которые охватывает резиновая гусеница 18 круглого поперечного сечения. При этом опорные катки 17, имеют круговую беговую дорожку в виде впадины соответствующей форме поперечного сечения гусеницы 18 (фиг.5).
Ось 20 одного из катков 17 размещена в горизонтальной прорези 21, выполненной в каждой стойке 4 и закреплена барашковой гайкой 22 с возможностью регулирования натяжения гусеницы 18.
Датчик измерения пройденного пути 11 прикреплен в средней части рамы 7 и состоит из спаренных на стержне 23 роликов 24, выполненных с возможность размещения по обе стороны сварного шва 25.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники, известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках не выявило средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле полезной модели, включая характеристику назначения. Т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в описании к заявке и названии полезной модели указано его назначение, оно может быть изготовлено промышленным способом и использовано для ультразвукового неразрушающего контроля сварных соединений и основного металла, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки устройства позволяют получить заданный технический результат.
Полезная модель в том виде, как оно охарактеризовано в формуле, может быть осуществлена с помощью средств и методов, описанных в прототипе, ставшим общедоступным до даты приоритета полезной модели. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".
Устройство работает следующим образом.
Рабочая (контактная с изделием) поверхность покрывается износостойким слоем (карбид вольфрама), что предохраняет ее от стирания и увеличивает срок ПЭП. Околошовная поверхность очищается от брызг металла после сварки.
Контактно-измерительный блок устройства для неразрушающего контроля сварных швов устанавливается на сваренные детали поперек сварному шву 25, причем ролики 24 датчика измерения пройденного пути 11 раздвигаются относительно оси сварного шва 25 (фиг.6) в зависимости от ширины сварного шва 25 для обеспечения их свободного качения.
Все измерительные датчики электрически соединяются с элементами дефектоскопа, а контроль с использованием данного устройства проводится по всему сечению металла.
Результаты измерений выводятся на экран дефектоскопа или печатаются с указанием параметров дефектов: координат расположения вдоль оси сварного соединения от начала контроля; условной протяженности (длины) вдоль оси сварного соединения; типа (характера) - объемных (пор, шлаковых включений), плоскостных (трещин, непроваров, несплавлений) и объемно-плоскостных (несплошностей промежуточной формы); размеров (для протяженных дефектов - оценки развития по вертикальной составляющей сечения шва, для компактных - оценки допустимости по эквивалентной площади).
С использованием устройства могут контролироваться: сварные соединения трубопроводов диаметром от 16 до 51 мм с толщиной стенки от 2.5 до 6 мм; сварные соединений трубопроводов диаметром 57 мм и более с толщиной стенки от 4 до 13 мм; сварные швы подводных переходов трубопроводов; кольцевые стыковые швы сварных соединений и околошовных зон трубопроводов диаметром более 100 мм, с толщиной стенки 4…60 мм; продольных стыковых сварных соединений и околошовных зон трубопроводов диаметром 530 мм и более, с толщиной стенки 4…60 мм; нахлесточных сварных соединений трубопроводов диаметром более 530 мм с толщиной стенки 6…12 мм; основного металла трубопроводов с толщиной стенки 4…60 мм, диаметром 325 мм и более.
Использование устройства дает возможность упростить конструкцию, снизить вес и исключить погрешности измерения путем снижения влияния неровностей исследуемой поверхности на показания прямого ПЭП, контролирующего прилегание основных ПЭП к поверхности металла.