Tehnologija ispitivanja bez razaranja i njezina primjena (3)

Visokofrekventni impulsni krug ultrazvučnog detektora grešaka generira visokofrekventnu pulsnu oscilirajuću struju koja se primjenjuje na piezoelektrični keramički kristal u ultrazvučnom pretvaraču (sondi), koji pobuđuje ultrazvučni val i prenosi ga na izratka koji se pregledava, a kada se ultrazvučni val širi u izratku koji se provjerava, kada se kvar (heterogen) naiđe na akustičnom putu (putu širenja ultrazvučnog vala), refleksija će se generirati na sučelju, a sonda prima reflektirani odjek u visokofrekventni pulsni električni signal koji ulazi u prijemno pojačalo detektora grešaka. Nakon toga, na zaslonu detektora nedostataka prikazuje se valni oblik (grafikon) odjeka proporcionalan zvučnom tlaku odjeka. Veličina linearne piezo cijevi mogu se procijeniti prema amplitudi prikazanog odjeka, a vodoravna linija na zaslonu može se podesiti tako da bude proporcionalna vremenu širenja (udaljenosti) ultrazvučnog vala u mediju (općenito poznato kao 'kalibracija'), a zatim se položaj defekta u obratku može odrediti na temelju položaja odjeka na vodoravnoj liniji skeniranja zaslona. Položaj donjeg odjeka izratka na vodoravnoj liniji skeniranja također se može koristiti za određivanje debljine izratka. Prostor koji zauzimaju ultrazvučni valovi naziva se ultrazvučno polje, uključuje blisko polje (N je duljina bliskog polja) i daleko polje. Raspodjela zvučnog tlaka u području bliskog polja nije ravnomjerna, a zvučni tlak u području dalekog polja monotono se mijenja kako se udaljenost povećava. Duljina područja bliskog polja povezana je s promjerom pločice pretvarača i valnom duljinom ultrazvučnog vala, a ultrazvučna zraka u području bliskog polja konvergira se na kraju područja bliskog polja, odnosno na prijelaznoj točki iz područja bliskog polja u područje dalekog polja. Promjer snopa je najmanji (pa se ova točka naziva i prirodnim fokusom). Nakon ulaska u daleko polje, zraka će se razići pod određenim kutom.

 Nagib ruba grede izražen je kutom poludifuzije, kut poludifuzije grede je isti. Povezan je s promjerom pločice piezo keramički disk kristalni pretvarač i valna duljina ultrazvučnog vala. Stoga, u ultrazvučnoj detekciji, kako bi se procijenila veličina defekta prema amplitudi odjeka, kada je veličina obratka koji se pregledava mala i pada unutar područja bliskog polja, obično je potrebno koristiti referentni usporedni testni blok za komparativnu procjenu, materijal referentnog testnog bloka, akustičke karakteristike trebaju biti iste ili slične objektu koji se ispituje i sadržavati specifične umjetne reflektore poznatih veličine (kao što su rupe s ravnim dnom, poprečne rupe, rupe u stupovima, utori, itd.), i amplituda odjeka detektirajućeg odjeka i isti zvuk. Uspoređuje se amplituda odjeka reflektora procesa (staza širenja ultrazvuka) i dobiva se veličina ekvivalenta defekta izražena veličinom umjetnog reflektora.

 U detekciji dalekog polja, zbog velike veličine izratka, teško je unaprijed pripremiti ispitni komad odgovarajuće veličine, te ga je nezgodno nositi i koristiti. S obzirom na činjenicu da se zvučni tlak u dalekom polju monotono mijenja s povećanjem udaljenosti, promjene zvučnog tlaka odjeka raznih umjetnih reflektora redovito se računaju, tako da se krivulja udaljenost-amplituda može izračunati proračunom ili prethodnim mjerenjem. (naziva se AVG metoda ili DGS metoda) za određivanje osjetljivosti detekcije i procjenu ekvivalentne veličine kvara. Mora se istaknuti da je veličina defekta ekvivalentna procijenjenoj u ultrazvučnom ispitivanju što znači da je amplituda odjeka defekta jednaka amplitudi odjeka umjetnog reflektora određene veličine, ali stvarna veličina defekta nije ista kao veličina standardnog umjetnog reflektora. Budući da na amplitudu odjeka defekta utječu različiti čimbenici kao što su materijal izratka koji se pregledava i priroda, veličina, oblik, orijentacija, površinsko stanje samog defekta, a također je povezano sa vlastitim karakteristikama ultrazvučnog vala, uvodi se 'ekvivalent'. Koncept značajne količine koristi se kao mjera veličine nedostataka. Na primjer, kažemo da je ultrazvučna inspekcija otkrila da postoji defekt promjera Φ2mm ravnog dna rupe na određenom položaju, što znači da je amplituda odjeka defekta Φ2mm promjera ravnog dna rupe na istoj poziciji u radnom predmetu (donja površina rupe ravnog dna je os snopa odjeka okomita, a koaksijalna amplituda odjeka je ista, međutim stvarna veličina površine defekt je često veći od donje površine promjera 2 mm ravnog dna. Osim toga, prema rezultatima ultrazvučnog ispitivanja za određivanje prirode defekta (kvalitativni) problem se trenutno uglavnom oslanja na praktično iskustvo ispitivača, tehničku razinu i svojstva materijala koji se ispituje, karakteristike obrade, uvjete itd. Shvatite kako biste napravili sveobuhvatnu subjektivnu prosudbu. Opći koraci ultrazvuka metoda refleksije pulsa za otkrivanje napada:

(1) Odabir ultrazvučne detekcijske površine - Kada je ultrazvučna zraka okomita na smjer u kojem se defekt proteže u obratku, ili okomito na defektnu površinu, može se postići najbolja refleksija, a stopa detekcije defekta je najveća. Stoga se na izratku koji se pregledava kao površina za otkrivanje odabire površina izratka koja može učiniti ultrazvučnu zraku što je moguće okomitijom na smjer u kojem bi mogao postojati defekt. Desna slika prikazuje ultrazvučnu inspekcijsku površinu uobičajenog obratka.

Metoda za otkrivanje površinskih zahtjeva

Kontaktna metoda detekcije uzdužnog vala ≤3,2 μm
Detekcija uzdužnog vala uranjanjem u vodu ≤6,3 μm
Kontaktna metoda detekcije poprečnog vala ≤3,2 μm
Detekcija kontaktnog Farleigh vala (površinski val) ≤0,8 μm
Detekcija vala kontaktnog ruba (pločasti val) ≤1,6 μm

Ako površina ispitnog komada ne zadovoljava zahtjeve ispitivanja, potrebno je provesti posebnu pripremu površine ili poduzeti posebne mjere popravka (kao što je posebna metoda spajanja ili kompenzacija osjetljivosti).

Određivanje metode spajanja - Kada postoji zrak između ultrazvučne sonde i obradaka koji se pregledava, ultrazvučni valovi će se reflektirati i ne mogu ući u obradak koji se pregledava. Stoga je između njih potreban medij za spajanje, a ovisno o metodi spajanja, može se podijeliti na kontaktnu metodu, ultrazvučna sonda je u izravnom kontaktu s površinom detekcije obratka, u kojoj je ulje, transformatorsko ulje, mast, glicerin, vodeno staklo (natrijev silikat Na2SiO3) ili industrijsko ljepilo, kemijska pasta, koji se koriste kao sredstva za spajanje ili komercijalizirani. posebno sredstvo za spajanje za ultrazvučno ispitivanje. Metoda uranjanja u vodu - Postoji određena debljina piezoelektrični keramički prsten između ultrazvučne sonde i površine za otkrivanje obratka. Debljina vodenog sloja varira ovisno o debljini obratka, brzini zvuka materijala i zahtjevima inspekcije, ali kvaliteta vode mora biti čista, od mjehurića i nečistoća, imaju sposobnost vlaženja na obratku. 

Temperatura treba biti ista kao i radni komad koji se pregledava, inače će uzrokovati veće smetnje ultrazvučnom pregledu. Metoda kontakta i metoda uranjanja u vodu dvije su glavne metode spajanja koje se koriste u ultrazvučnom ispitivanju. Osim toga, postoje razne posebne metode spajanja kao što su metoda vodenog razmaka, metoda stupca vodenog mlaza, metoda preljeva, metoda tepiha i metoda valjka. (4) Priprema ispitnih uvjeta, odabir odgovarajućeg ultrazvučnog detektora grešaka, ultrazvučne sonde, referentnog standardnog ispitnog bloka (ili programa za izračun koristeći metodu izračuna ili krivulju amplitude udaljenosti, AVG ili DGS krivulju, itd., i instrument prije kalibracije ispitivanja (ispravak vremenske osnovne linije, početna postavka osjetljivosti, itd.) (5) Inspekcijsko skeniranje - Skenirajte ultrazvučnu sondu na inspekcijskoj površini izratka koji se treba pregledati pregledati i osigurati da ultrazvučni snop pokriva sva područja koja treba pregledati. (6) Procjena nedostataka - locirati i označiti pronađene nedostatke (dubina i horizontalni položaj u izratku), kvantitativno (veličina defekta, površina, duljina), i ako je potrebno, odrediti prirodu ili tip defekta, odnosno kvalitativna procjena. (7) Zabilježiti rezultate testa, procijeniti je li test kvalificirani ili ne u skladu s tehničkim uvjetima i kriterijima prihvatljivosti. (8) Obrada - Označite izratke koji su otkrili problem i proslijedite kvalificirane oznake sljedećem proizvodnom procesu ili programu prometa. U stvarnoj inspekciji proizvoda, inspekcija se mora provesti u skladu sa zahtjevima specifičnih inspekcijskih postupaka Detekcija refleksije pulsa najraširenija je metoda u ultrazvučnom ispitivanju, ne samo u industrijskim ultrazvučnim mjeračima debljine, već iu drugim poljima kao što su mjerenje debljine, detekcija riba, podvodni sonar, sondiranje oceana, strukturna detekcija i medicinska ultrazvučna dijagnoza široko koriste karakteristike refleksije ultrazvučnih valova.