गैर-विनाशकारी परीक्षण प्रौद्योगिकी और उसका अनुप्रयोग (3)

अल्ट्रासोनिक दोष डिटेक्टर का उच्च-आवृत्ति पल्स सर्किट अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर (जांच) में पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक क्रिस्टल पर लागू होने के लिए एक उच्च-आवृत्ति पल्स ऑसिलेटिंग करंट उत्पन्न करता है, जो अल्ट्रासोनिक तरंग को उत्तेजित करता है और इसे निरीक्षण के लिए वर्कपीस तक पहुंचाता है, और जब अल्ट्रासोनिक तरंग निरीक्षण के लिए वर्कपीस में फैलती है, जब ध्वनिक पथ (विषम) का प्रसार पथ पर सामना होता है अल्ट्रासोनिक तरंग), इंटरफ़ेस पर एक प्रतिबिंब उत्पन्न होगा, और परावर्तित प्रतिध्वनि दोष डिटेक्टर के प्राप्त एम्पलीफायर को उच्च आवृत्ति पल्स विद्युत सिग्नल इनपुट में जांच द्वारा प्राप्त होती है। उसके बाद, दोष डिटेक्टर की डिस्प्ले स्क्रीन पर, इको ध्वनि दबाव के समानुपाती एक इको तरंग (ग्राफिक) प्रदर्शित होती है। का आकार रैखिक पीजो ट्यूबों का अनुमान प्रदर्शित प्रतिध्वनि के आयाम के अनुसार लगाया जा सकता है, और डिस्प्ले स्क्रीन पर क्षैतिज रेखा को माध्यम में अल्ट्रासोनिक तरंग के प्रसार समय (दूरी) के आनुपातिक होने के लिए समायोजित किया जा सकता है (आमतौर पर 'अंशांकन' के रूप में जाना जाता है), फिर डिस्प्ले स्क्रीन की क्षैतिज स्कैन लाइन पर प्रतिध्वनि की स्थिति के आधार पर वर्कपीस में दोष की स्थिति निर्धारित की जा सकती है। क्षैतिज स्कैनिंग लाइन पर वर्कपीस की निचली प्रतिध्वनि की स्थिति का उपयोग वर्कपीस की मोटाई निर्धारित करने के लिए भी किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक तरंगों द्वारा घेरे गए स्थान को अल्ट्रासोनिक क्षेत्र कहा जाता है, इसमें निकट क्षेत्र (एन निकट क्षेत्र की लंबाई है) और दूर क्षेत्र शामिल है। निकट-क्षेत्र क्षेत्र में ध्वनि दबाव वितरण एक समान नहीं है, और दूरी बढ़ने पर दूर-क्षेत्र क्षेत्र में ध्वनि दबाव नीरस रूप से बदल जाता है। निकट-क्षेत्र क्षेत्र की लंबाई ट्रांसड्यूसर वेफर के व्यास और अल्ट्रासोनिक तरंग की तरंग दैर्ध्य से संबंधित है, और निकट-क्षेत्र क्षेत्र में अल्ट्रासोनिक किरण, निकट-क्षेत्र क्षेत्र के अंत में, यानी निकट-क्षेत्र क्षेत्र से दूर-क्षेत्र क्षेत्र में संक्रमण बिंदु पर एकत्रित होती है। बीम का व्यास सबसे छोटा होता है (इसलिए इस बिंदु को प्राकृतिक फोकस भी कहा जाता है)। सुदूर क्षेत्र में प्रवेश करने के बाद, किरण एक निश्चित कोण पर विसरित हो जाएगी।

 बीम किनारे का ढलान अर्ध-प्रसार कोण द्वारा व्यक्त किया जाता है, बीम का अर्ध-प्रसार कोण समान होता है। यह के वेफर व्यास से संबंधित है पीजो सिरेमिक डिस्क क्रिस्टल ट्रांसड्यूसर और अल्ट्रासोनिक तरंग की तरंग दैर्ध्य। इसलिए, अल्ट्रासोनिक पहचान में, प्रतिध्वनि के आयाम के अनुसार दोष के आकार का मूल्यांकन करने के लिए, जब निरीक्षण किए जाने वाले वर्कपीस का आकार छोटा होता है और निकट-क्षेत्र क्षेत्र की सीमा के भीतर आता है, तो आमतौर पर तुलनात्मक मूल्यांकन के लिए संदर्भ तुलना परीक्षण ब्लॉक का उपयोग करना आवश्यक होता है, संदर्भ परीक्षण ब्लॉक की सामग्री, ध्वनिक विशेषताएं परीक्षण की जाने वाली वस्तु के समान या समान होनी चाहिए, और ज्ञात आकार के विशिष्ट कृत्रिम परावर्तक शामिल होने चाहिए (जैसे फ्लैट तल छेद, अनुप्रस्थ छेद, स्तंभ छेद, खांचे, आदि), और प्रतिध्वनि प्रतिध्वनि आयाम और समान ध्वनि का पता लगाना। प्रक्रिया (अल्ट्रासोनिक प्रसार पथ) के परावर्तक प्रतिध्वनि के आयाम की तुलना की जाती है, और कृत्रिम परावर्तक के आकार द्वारा व्यक्त दोष समकक्ष का आकार प्राप्त किया जाता है।

 सुदूर क्षेत्र का पता लगाने में, वर्कपीस के बड़े आकार के कारण, संबंधित आकार के परीक्षण टुकड़े को पहले से तैयार करना मुश्किल होता है, और इसे ले जाना और उपयोग करना असुविधाजनक होता है। इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि सुदूर क्षेत्र में ध्वनि दबाव दूरी बढ़ने के साथ नीरस रूप से बदलता है, विभिन्न कृत्रिम परावर्तकों के प्रतिध्वनि ध्वनि दबाव परिवर्तन नियमित रूप से नियंत्रित होते हैं, इसलिए दूरी-आयाम वक्र की गणना गणना या पूर्व-माप द्वारा की जा सकती है। (एवीजी विधि या डीजीएस विधि के रूप में संदर्भित) पता लगाने की संवेदनशीलता निर्धारित करने और दोष के समतुल्य आकार का आकलन करने के लिए। यह बताया जाना चाहिए कि दोष का आकार अल्ट्रासोनिक परीक्षण में समतुल्य मूल्यांकन किया गया है, इसका मतलब है कि दोष का प्रतिध्वनि आयाम एक निश्चित आकार के कृत्रिम परावर्तक के प्रतिध्वनि आयाम के समान है, लेकिन दोष का वास्तविक आकार मानक कृत्रिम परावर्तक के आकार के समान नहीं है। क्योंकि दोष की प्रतिध्वनि का आयाम विभिन्न कारकों से प्रभावित होता है जैसे निरीक्षण किए जाने वाले वर्कपीस की सामग्री और दोष की प्रकृति, आकार, आकार, अभिविन्यास, सतह की स्थिति, और अल्ट्रासोनिक तरंग की आत्म-विशेषताओं से भी संबंधित, 'समकक्ष' पेश किया जाता है। पर्याप्त मात्रा की अवधारणा का उपयोग दोषों के आकार के माप के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, हम कहते हैं कि अल्ट्रासोनिक निरीक्षण में पाया गया कि एक निश्चित स्थिति में Φ2 मिमी व्यास के फ्लैट तल छेद का दोष है, जिसका अर्थ है कि दोष का प्रतिध्वनि आयाम वर्कपीस में एक ही स्थिति में Φ2 मिमी व्यास वाला सपाट तल छेद है (सपाट तल छेद की निचली सतह इको बीम अक्ष लंबवत है, और समाक्षीय प्रतिध्वनि आयाम समान है, हालांकि दोष का वास्तविक क्षेत्र आकार अक्सर Φ2 के निचले सतह क्षेत्र से अधिक होता है) मिमी व्यास फ्लैट तल छेद। इसके अलावा, दोष की प्रकृति का निर्धारण करने के लिए अल्ट्रासोनिक परीक्षण के परिणामों के अनुसार (गुणात्मक) समस्या को अच्छी तरह से हल नहीं किया गया है, वर्तमान में मुख्य रूप से परीक्षक के व्यावहारिक अनुभव, निरीक्षण किए जाने वाले वर्कपीस के तकनीकी स्तर और भौतिक गुणों, प्रसंस्करण विशेषताओं, स्थितियों आदि पर निर्भर करते हैं। हमले का पता लगाने के लिए अल्ट्रासोनिक पल्स प्रतिबिंब विधि के सामान्य चरणों को समझें:

(1) अल्ट्रासोनिक पता लगाने वाली सतह का चयन - जब अल्ट्रासोनिक किरण उस दिशा के लंबवत होती है जिसमें वर्कपीस में दोष फैलता है, या दोष सतह के लंबवत होता है, तो सबसे अच्छा प्रतिबिंब प्राप्त किया जा सकता है, और दोष का पता लगाने की दर उच्चतम होती है। इसलिए, निरीक्षण किए जाने वाले वर्कपीस पर, वर्कपीस की सतह जो अल्ट्रासोनिक बीम को उस दिशा में यथासंभव लंबवत बना सकती है जिसमें दोष मौजूद हो सकता है, उसे पहचान सतह के रूप में चुना जाता है। सही आंकड़ा सामान्य वर्कपीस की अल्ट्रासोनिक निरीक्षण सतह को दर्शाता है।

सतह की आवश्यकताओं का पता लगाने की विधि

अनुदैर्ध्य तरंग का पता लगाने की संपर्क विधि ≤3.2μm
जल विसर्जन द्वारा अनुदैर्ध्य तरंग का पता लगाना ≤6.3μm
अनुप्रस्थ तरंग का पता लगाने की संपर्क विधि ≤3.2μm
संपर्क फ़ार्ले तरंग (सतह तरंग) का पता लगाना ≤0.8μm
संपर्क निकला हुआ किनारा तरंग (प्लेट तरंग) का पता लगाना ≤1.6μm

यदि परीक्षण टुकड़े की सतह परीक्षण आवश्यकताओं को पूरा नहीं करती है, तो विशेष सतह की तैयारी की जानी चाहिए, या विशेष उपचारात्मक उपाय (जैसे विशेष युग्मन विधि या संवेदनशीलता मुआवजा) लिया जाना चाहिए।

युग्मन विधि का निर्धारण - जब अल्ट्रासोनिक जांच और निरीक्षण किए जाने वाले वर्कपीस के बीच हवा होती है, तो अल्ट्रासोनिक तरंगें प्रतिबिंबित होंगी और निरीक्षण किए जाने वाले वर्कपीस में प्रवेश नहीं कर सकती हैं। इसलिए, उनके बीच एक युग्मन माध्यम की आवश्यकता होती है, और युग्मन विधि के आधार पर, इसे संपर्क विधि में विभाजित किया जा सकता है, अल्ट्रासोनिक जांच वर्कपीस डिटेक्शन सतह के सीधे संपर्क में होती है, जिसमें तेल, ट्रांसफार्मर तेल, ग्रीस, ग्लिसरीन, पानी का गिलास (सोडियम सिलिकेट Na2SiO3) या औद्योगिक गोंद, रासायनिक पेस्ट, जो युग्मन एजेंटों के रूप में उपयोग किया जाता है, या व्यावसायीकरण किया जाता है। अल्ट्रासोनिक परीक्षण के लिए विशेष युग्मन एजेंट। जल विसर्जन विधि - की एक निश्चित मोटाई होती है पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक रिंग । अल्ट्रासोनिक जांच और वर्कपीस डिटेक्शन सतह के बीच पानी की परत की मोटाई वर्कपीस की मोटाई, सामग्री की ध्वनि की गति और निरीक्षण आवश्यकताओं पर निर्भर करती है, लेकिन पानी की गुणवत्ता बुलबुले और अशुद्धियों से साफ होनी चाहिए, उनमें वर्कपीस को गीला करने की क्षमता होती है। 

तापमान निरीक्षण किए जाने वाले वर्कपीस के समान होना चाहिए, अन्यथा यह अल्ट्रासोनिक निरीक्षण में अधिक हस्तक्षेप का कारण बनेगा। संपर्क विधि और जल विसर्जन विधि अल्ट्रासोनिक परीक्षण में उपयोग की जाने वाली दो मुख्य युग्मन विधियाँ हैं। इसके अलावा, विभिन्न विशेष युग्मन विधियाँ हैं जैसे जल अंतराल विधि, जल जेट स्तंभ विधि, अतिप्रवाह विधि, कालीन विधि और रोलर विधि। (4) परीक्षण स्थितियों की तैयारी, एक उपयुक्त अल्ट्रासोनिक दोष डिटेक्टर, अल्ट्रासोनिक जांच, संदर्भ मानक परीक्षण ब्लॉक (या गणना विधि या दूरी आयाम वक्र, एवीजी या डीजीएस वक्र, आदि का उपयोग करके गणना कार्यक्रम) और परीक्षण अंशांकन से पहले उपकरण का चयन करना (समय बेसलाइन सुधार, प्रारंभिक संवेदनशीलता सेटिंग इत्यादि) (5) निरीक्षण स्कैन - निरीक्षण किए जाने वाले वर्कपीस की निरीक्षण सतह पर अल्ट्रासोनिक जांच को स्कैन करें, और सुनिश्चित करें कि अल्ट्रासोनिक बीम सभी क्षेत्रों को कवर करता है निरीक्षण (6) दोष मूल्यांकन - पाए गए दोषों (वर्कपीस में दोष की गहराई और क्षैतिज स्थिति), मात्रात्मक (दोष आकार, क्षेत्र, लंबाई) का पता लगाएं और चिह्नित करें, यानी गुणात्मक मूल्यांकन। (7) रिकॉर्डिंग और निर्णय - परीक्षण के परिणामों को रिकॉर्ड करें, तकनीकी स्थितियों और स्वीकृति मानदंडों के अनुसार परीक्षण योग्य है या नहीं, परीक्षण निष्कर्ष निकालें, और परीक्षण रिपोर्ट जारी करें जिन वर्कपीस में समस्या पाई गई है, उन्हें प्रसंस्करण के लिए अलग करें, और अगली उत्पादन प्रक्रिया या टर्नओवर कार्यक्रम के लिए योग्य अंक पास करें। उपरोक्त अल्ट्रासोनिक पल्स प्रतिबिंब का पता लगाने के लिए सबसे बुनियादी प्रक्रिया है, निरीक्षण विशिष्ट निरीक्षण विनिर्देशों या परीक्षण प्रक्रियाओं की आवश्यकताओं के अनुसार किया जाना चाहिए। अल्ट्रासोनिक पल्स प्रतिबिंब का पता लगाना न केवल औद्योगिक अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज में, बल्कि मोटाई माप, मछली का पता लगाने, पानी के नीचे सोनार, महासागर जैसे अन्य क्षेत्रों में भी सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है। ध्वनि, समुद्र तल स्थलाकृति और संरचनात्मक पहचान, चिकित्सा अल्ट्रासाउंड निदान व्यापक रूप से अल्ट्रासोनिक तरंगों की प्रतिबिंब विशेषताओं का उपयोग करते हैं।