Rikkomaton testaustekniikka ja sen sovellus (3)

Ultraäänivikailmaisimen korkeataajuinen pulssipiiri synnyttää suurtaajuisen pulssivärähtelyvirran, joka kohdistetaan ultraäänimuuntimessa (sondin) olevaan pietsosähköiseen keraamiseen kiteeseen, joka virittää ultraääniaallon ja välittää sen tarkastettavaan työkappaleeseen, ja kun ultraääniaalto etenee työkappaleessa (defecteetogen) kohdataan akustisella tiellä (ultraääniaallon etenemisreitti), rajapinnassa syntyy heijastus ja anturi vastaanottaa heijastuneen kaiun korkeataajuisen pulssin sähköisen signaalin sisäänmenoon virheilmaisimen vastaanottovahvistimeen. Tämän jälkeen vianilmaisimen näyttöruudulla näkyy kaiun aaltomuoto (grafiikka), joka on verrannollinen kaiun äänenpaineeseen. Koko lineaariset pietsoputket voidaan arvioida näytettävän kaiun amplitudin mukaan ja näytön vaakaviivaa voidaan säätää verrannolliseksi ultraääniaallon etenemisaikaan (etäisyyteen) väliaineessa (tunnetaan yleisesti nimellä 'kalibrointi'), sitten voidaan määrittää skannausviivan sijainti työkappaleessa näytön sijainnin perusteella. Työkappaleen alakaiun sijaintia vaakasuuntaisella pyyhkäisyviivalla voidaan käyttää myös työkappaleen paksuuden määrittämiseen. Ultraääniaaltojen viemää tilaa kutsutaan ultraäänikentällä, se sisältää lähikentän (N on lähikentän pituus) ja kaukokentän. Äänenpaineen jakautuminen lähikentän alueella ei ole tasainen, ja äänenpaine kaukokentän alueella muuttuu monotonisesti etäisyyden kasvaessa. Lähikenttäalueen pituus on suhteessa anturikiekon halkaisijaan ja ultraääniaallon aallonpituuteen, ja ultraäänisäde lähikenttäalueella on konvergoitunut lähikenttäalueen lopussa, eli siirtymäkohdassa lähikenttäalueelta kaukokenttäalueelle. Säteen halkaisija on pienin (joten tätä pistettä kutsutaan myös luonnolliseksi fokusokseksi). Kaukokenttään saapumisen jälkeen säde poikkeaa tietyssä kulmassa.

 Palkin reunan kaltevuus ilmaistaan ​​puolidiffuusiokulmalla, säteen puolidiffuusiokulma on sama. Se liittyy kiekon halkaisijaan pietsokeraaminen levykideanturi ja ultraääniaallon aallonpituus. Siksi ultraäänitunnistuksessa vian koon arvioimiseksi kaiun amplitudin mukaan, kun tarkastettavan työkappaleen koko on pieni ja osuu lähikenttäalueen alueelle, on yleensä käytettävä vertailutestilohkoa vertailevaan arviointiin, vertailutestilohkon materiaalia, akustisten ominaisuuksien heijastamista ja kohteen tiedossa olevan koon tulee olla sama tai samanlainen. (kuten tasapohjaiset reiät, poikittaisreiät, pylväiden reiät, urat jne.) ja havaitsevan kaiun kaiun amplitudi ja sama ääni. Prosessin heijastimen kaikujen amplitudia (ultraäänen etenemisreitti) verrataan ja saadaan keinotekoisen heijastimen koolla ilmaistu vikaekvivalentin koko.

 Kaukokentän tunnistuksessa työkappaleen suuren koon vuoksi vastaavan kokoista testikappaletta on vaikea valmistaa etukäteen, ja se on hankala kuljettaa ja käyttää. Ottaen huomioon, että äänenpaine kaukokentässä muuttuu monotonisesti etäisyyden kasvaessa, eri keinotekoisten heijastimien kaikuäänenpaineen muutoksia ohjataan säännöllisesti, joten etäisyys-amplitudikäyrä voidaan laskea laskennallisesti tai esimittauksella. (kutsutaan AVG-menetelmäksi tai DGS-menetelmäksi) havaitsemisherkkyyden määrittämiseksi ja vian vastaavan koon arvioimiseksi. On syytä huomauttaa, että vian koko on ekvivalentti ultraäänitestissä arvioituna tarkoittaa, että vian kaiun amplitudi on sama kuin tietyn kokoisen keinoheijastimen kaiun amplitudi, mutta vian todellinen koko ei ole sama kuin tavallisen keinoheijastimen koko. Koska vian kaiun amplitudiin vaikuttavat useat tekijät, kuten tarkastettavan työkappaleen materiaali ja itse vian luonne, koko, muoto, suunta, pintatila sekä liittyvät myös ultraääniaallon itseominaisuuksiin, 'ekvivalentti' otetaan käyttöön. Huomattavan määrän käsitettä käytetään vikojen koon mittarina. Esimerkiksi sanotaan, että ultraäänitarkastuksessa havaittiin, että tietyssä kohdassa on Φ2mm halkaisijaltaan tasaisen pohjareiän vika, mikä tarkoittaa, että vian kaiun amplitudi on Φ2mm halkaisijaltaan tasainen pohjareikä samassa kohdassa työkappaleessa (tasapohjaisen reiän todellinen pinta-ala on kaikusäteen akseli on kohtisuorassa, ja amplitudi on sama kuin akselin koko Vika on usein suurempi kuin halkaisijaltaan Φ2 mm:n tasaisen pohjan reiän alapinta. Lisäksi ultraäänitestauksen tulosten mukaan vian luonnetta (laadullista) ei ole ratkaistu hyvin, luotetaan tällä hetkellä pääasiassa testaajan käytännön kokemukseen, tarkastettavan työkappaleen tekniseen tasoon ja materiaalin ominaisuuksiin heijastusmenetelmä hyökkäyksen havaitsemiseksi:

(1) Ultraäänitunnistuspinnan valinta - Kun ultraäänisäde on kohtisuorassa suuntaan, johon vika ulottuu työkappaleessa, tai kohtisuorassa vian pintaan nähden, voidaan saada paras heijastus ja vian havaitsemisnopeus on suurin. Siksi tarkastettavalla työkappaleella tunnistuspinnaksi valitaan se työkappaleen pinta, joka voi saada ultraäänisäteen mahdollisimman kohtisuoraan siihen suuntaan, jossa vika voi esiintyä. Oikeassa kuvassa on yhteisen työkappaleen ultraäänitarkastuspinta.

Menetelmä pintavaatimusten havaitsemiseksi

Pitkittäisaallon ilmaisumenetelmä ≤3,2μm
Pitkittäisaallon ilmaisu veteen upottamalla ≤6,3μm Kontaktimenetelmä
poikittaisen aallon havaitsemiseksi ≤3,2μm
Kontaktifarleigh-aallon (pinta-aalto) tunnistus ≤0,8μm
Kontaktilaippa-aallon (levyaalto) tunnistus.6μm

Jos koekappaleen pinta ei täytä testivaatimuksia, on suoritettava erityiset pintakäsittelyt tai ryhdyttävä erityisiin korjaaviin toimenpiteisiin (kuten erityinen kytkentämenetelmä tai herkkyyden kompensointi).

Kytkentämenetelmän määrittäminen - Kun ultraäänianturin ja tarkastettavan työkappaleen välissä on ilmaa, ultraääniaalto heijastuu eivätkä pääse sisään tarkastettavaan työkappaleeseen. Siksi niiden väliin tarvitaan kytkentäväliaine, joka kytkentämenetelmästä riippuen voidaan jakaa kosketusmenetelmään, ultraääni-anturi on suorassa kosketuksessa työkappaleen tunnistuspinnan kanssa, jossa öljyä, muuntajaöljyä, rasvaa, glyseriiniä, vesilasia (natriumsilikaatti Na2SiO3) tai teollista liimaa, kemiallista tahnaa,joita käytetään, tai kaupallistettuna aineena. erityinen kytkentäaine ultraäänitestaukseen. Veteen upotusmenetelmä - On olemassa tietty paksuus pietsosähköinen keramiikkarengas ultraäänianturin ja työkappaleen tunnistuspinnan välillä. Vesikerroksen paksuus vaihtelee riippuen työkappaleen paksuudesta, materiaalin äänennopeudesta ja tarkastusvaatimuksista, mutta veden laadun tulee olla puhdasta, kuplia ja epäpuhtauksia, niillä on työkappaleen kostutuskyky. 

Lämpötilan tulee olla sama kuin tarkastettavalla työkappaleella, muuten se häiritsee enemmän ultraäänitarkastusta. Kosketusmenetelmä ja veteen upotusmenetelmä ovat kaksi pääasiallista ultraäänitestauksessa käytettävää kytkentämenetelmää. Lisäksi on olemassa erilaisia ​​​​erikoiskytkentämenetelmiä, kuten vesirakomenetelmä, vesisuihkupylväsmenetelmä, ylivuotomenetelmä, mattomenetelmä ja rullamenetelmä. (4) Testiolosuhteiden valmistelu, sopivan ultraäänivirheilmaisimen, ultraäänianturi, vertailustandardin testilohkon (tai laskentamenetelmää tai etäisyyden amplitudikäyrää, AVG- tai DGS-käyrää jne. käyttävän laskentaohjelman sekä instrumentin valinta ennen testikalibrointia (aikaperusviivan korjaus, herkkyyden alkuasetus jne.) valinta Varmista, että ultraäänisäde kattaa kaikki tarkastettavat alueet (6) Vian arviointi - paikanna ja merkitse havaitut viat (vian syvyys ja sijainti työkappaleessa), kvantitatiiviset (vian koko, pinta-ala, pituus) ja määritä tarvittaessa vian luonne tai tyyppi, eli laadullinen arviointi ja arviointi (7). tee testipäätelmä ja anna testiraportti (8) Prosessointi - Merkitse ongelman löytäneet kappaleet ja siirrä pätevät merkinnät seuraavaan tuotantoprosessiin tai kierrätysohjelmaan laajimmin käytetty menetelmä ultraäänitestauksessa, ei vain teollisuuden ultraäänipaksuusmittarissa, vaan myös muilla aloilla, kuten paksuuden mittaamisessa, kalojen havaitsemisessa, vedenalaisessa kaikuluotaimessa, valtameren luotauksessa, merenpohjan topografiassa ja geologiassa.