Расчет зоны контроля и расстояний до типичного отражателя, дефекта. Выбор масштаба развертки, расчет типичной осциллограммы на экране дефектоскопа

Расчет ПЭП 0 , установленного с конусной стороны вала

Контроль конусной части вала с помощью прямого ПЭП выполняется по внешнему периметру торцевой части вала со стороны конусного хвостовика (рисунок 2.10). Зона контроля составляет 110 мм (L_зк = 110 мм). Прямой преобразователь излучает только продольную волну.

Для расчета координат дефекта требуется определить масштаб развертки, для этого определяется задняя граница развертки и граница зоны контроля.

Рисунок 2.10 – Схема контроля конусной части вала 0° ПЭП

Длина развертки , мм:

_, (27)

где - длина ЗК2, мм;

_, (28)

где , длина контролируемой цилиндрической части, мм ( =85);

По формулам (27) и (28):

мм_;

мм_.

Длительность развёртки t_др, мкс:

t_{др =} ; (29)

где 2t_n=1,3мкс (для прямого ПЭП);

t_{др =} мкс_.

Задержка строб-импульса t_зс, мкс

_; (30)

мкс.

Длина строба L_стр, мм:

, (31)

мм.

Длительность строб-импульса t_{стр ,} мкс

, (32)

мкс.

Масштаб развертки М, мкс/дел

, (33)

мкс/дел.

Начало зоны контроля n₁, дел.:

, (34)

дел.

Конец зоны контроля n₂, дел:

(35)

дел.

Время задержки сигнала от дефекта t₁, мкс:

, (36)

где - расстояние до дефекта, мм ( =100),

мкс.

Положение сигнала от дефекта n_д1, дел:

, (37)

дел.

Рисунок 2.11 – Типичная осциллограмма для дефекта в конусной части вала

Расчет ПЭП 0 , установленного со стороны цилиндрической части шкворня

Контроль цилиндрического участка вала производится по схеме, представленной на рисунке 2.12.

 

Рисунок 2.12 – Схема контроля цилиндрической части вала 0 ° ПЭП.

Длина контролируемой цилиндрической части, =180 мм.

По формулам (27) и (28):

мм;

мм.

Длительность развёртки t_др по формуле (29)

t_{др =} мкс.

Задержка строб-импульса t_зс по формуле (30):

мкс.

Длина строба по формуле (31):

мм.

Длительность строб-импульса t_стр по формуле (32):

мкс.

Масштаб развертки М по формуле (33):

мкс/дел.

Начало ЗК n₁ по формуле (34):

дел.

Конец зоны контроля n₂ по формуле (35):

дел.

Время задержки сигнала от дефекта по формуле (36) ( =170 мм):

мкс.

Положение сигнала от дефекта n_д2 по формуле (37):

дел.

Расчет положения третьего дефекта в цилиндрической части:

Время задержки сигнала от дефекта по формуле (36) (L_д = 90 мм):

мкс

Положение сигнала от дефекта по формуле (37):

дел_.

Определим положение донного сигнала:

Время задержки донного сигнала _, мкс

(38)

где - длина детали, мм ( =610 мм),

мкс.

Положение сигнала от дна по формуле (37):

дел_.

Время задержки сигнала от галтели t_г по формуле (38) ( =180 мм):

мкс.

Положение сигнала от галтели по формуле (37):

дел.

Сигналы от второго дефекта и галтельного перехода не сливаются.

Типичные осциллограммы для дефектов №№ 2 и 3 представлены на рисунках 2.13 и 2.14 соответственно.

Рисунок 2.13 – Осциллограмма для дефекта №2

Рисунок 2.14 – Осциллограмма для дефекта №3

Расчет наклонного ПЭП 40

Контроль галтельных переходов выполняется с помощью наклонного ПЭП. для контроля данной детали можно используем ПЭП с углом ввода 40° (волна, излучаемая данным ПЭП, имеет наименьшие затухания и большую чувствительность).Траектория сканирования продольно- поперечная с шагом сканирования 5-10 мм. Контроль галтельного перехода происходить по схеме, представленной на рисунке 2.15:

 

 

 

Рисунок 2.15 – Схема контроля галтельных переходов наклонным ПЭП 40°

Расчет дефекта в галтельном переходе:

Длина строба _, мм

_, (39)

где - диаметр детали в месте контроля, мм ( =110 мм),

- косинус угла ввода ( =0,766);

мм

Длительность строб-импульса t_стр по формуле (32):

мкс.

Длина развертки , мм:

, (40)

мм.

Длительность развёртки t_др по формуле (29) (2t_n = 12мкс):

t_{др =} мкс

Задержка строб-импульса по формуле (30):

мкс.

Масштаб развертки М по формуле (33):

мм.

Начало ЗК по формуле (34):

дел.

Конец ЗК по формуле (35):

дел

Расстояние до дефекта в галтельном переходе и до сигнала от галтельного перехода рассчитываются по схеме:

	С

Рисунок 2.16 – Схема расчета расстояний до дефекта

Из треугольника DCP угол φ=4.6⁰.

Так как , и данный угол равен углу AOC (как противоположные), а угол АСО=85.4⁰, то исходя из треугольника АОС по теореме синусов:

мм.

Из треугольника AOF:

мм.

Исходя из треугольника АОN:

мм.

В треугольнике ASB

SB=AN+MB=71.79+7.5=79.29 мм,

то в треугольнике ASВ по теореме Пифагора:

,

мм.

Получили, что расстояние до дефекта L_д4 =100.83мм, а до галтельного перехода L_г =132.2 мм.

Время задержки сигнала до дефекта _, мкс

(43)

мкс.

Положение сигнала от дефекта по формуле (39):

дел.

Время задержки сигнала от галтельного перехода:

мкс

Положение сигнала от галтели n_г по формуле (39):

дел

Получили, что сигналы от дефекта в галтельном переходе и от галтели находятся на допустимом друг от друга расстоянии и не будут сливаться. Но сигнал от галтели не должен находиться в зоне контроля поэтому ЗК уменьшают ( = 8 дел).

Типичная осциллограмма рассчитанных дефектов, определяемых с помощью ПЭП 40°, представлена на рисунке 2.20

Рисунок 2.17 – Осциллограмма для контроля галтельного перехода