Teknologi pengujian non-destruktif dan penerapannya (3)

Rangkaian pulsa frekuensi tinggi dari detektor cacat ultrasonik menghasilkan arus osilasi pulsa frekuensi tinggi untuk diterapkan pada kristal keramik piezoelektrik dalam transduser ultrasonik (probe), yang menggairahkan gelombang ultrasonik dan mentransmisikannya ke benda kerja yang akan diperiksa, dan ketika gelombang ultrasonik merambat pada benda kerja yang akan diperiksa, Ketika cacat (heterogen) ditemui pada jalur akustik (jalur perambatan gelombang ultrasonik), refleksi akan dihasilkan pada antarmuka, dan gema yang dipantulkan diterima oleh probe menjadi sinyal listrik pulsa frekuensi tinggi yang dimasukkan ke penguat penerima detektor cacat. Setelah itu, pada tampilan layar pendeteksi cacat, ditampilkan bentuk gelombang gema (grafik) yang sebanding dengan tekanan suara gema. Ukuran tabung piezo linier dapat diperkirakan berdasarkan amplitudo gema yang ditampilkan, dan garis horizontal pada tampilan layar dapat diatur agar sebanding dengan waktu rambat (jarak) gelombang ultrasonik dalam medium (umumnya dikenal dengan istilah 'kalibrasi'), kemudian posisi cacat pada benda kerja dapat ditentukan berdasarkan posisi gema pada garis pindai horizontal layar tampilan. Posisi gema bawah benda kerja pada garis pemindaian horizontal juga dapat digunakan untuk menentukan ketebalan benda kerja. Ruang yang ditempati oleh gelombang ultrasonik disebut medan ultrasonik, yang meliputi medan dekat (N adalah panjang medan dekat) dan medan jauh. Distribusi tekanan suara di wilayah medan dekat tidak seragam, dan tekanan suara di wilayah medan jauh berubah secara monoton seiring bertambahnya jarak. Panjang wilayah medan dekat berhubungan dengan diameter wafer transduser dan panjang gelombang gelombang ultrasonik, dan berkas ultrasonik di wilayah medan dekat berkumpul, di ujung wilayah medan dekat, yaitu pada titik transisi dari wilayah medan dekat ke wilayah medan jauh. Diameter berkas adalah yang terkecil (sehingga titik ini disebut juga fokus alami). Setelah memasuki medan jauh, pancaran sinar akan menyimpang pada sudut tertentu.

 Kemiringan tepi berkas dinyatakan dengan sudut semi difusi, sudut semi difusi berkas adalah sama. Hal ini terkait dengan diameter wafer transduser kristal cakram keramik piezo dan panjang gelombang gelombang ultrasonik. Oleh karena itu, dalam deteksi ultrasonik, untuk mengevaluasi ukuran cacat sesuai dengan amplitudo gema, ketika ukuran benda kerja yang akan diperiksa kecil dan berada dalam jangkauan wilayah medan dekat, biasanya diperlukan untuk menggunakan blok uji perbandingan referensi untuk evaluasi komparatif, bahan blok uji referensi, Karakteristik akustik harus sama atau mirip dengan objek yang akan diuji, dan mengandung reflektor buatan tertentu dengan ukuran yang diketahui (seperti lubang dasar datar, lubang melintang, lubang kolom, alur, dll.), dan amplitudo gema pendeteksi gema dan suara yang sama. Amplitudo gema reflektor dari proses (jalur propagasi ultrasonik) dibandingkan, dan ukuran setara cacat yang dinyatakan dengan ukuran reflektor buatan diperoleh.

 Dalam deteksi lapangan jauh, karena ukuran benda kerja yang besar, sulit untuk menyiapkan benda uji dengan ukuran yang sesuai terlebih dahulu, dan tidak nyaman untuk dibawa dan digunakan. Mengingat fakta bahwa tekanan suara di medan jauh berubah secara monoton dengan bertambahnya jarak, perubahan tekanan suara gema dari berbagai reflektor buatan diatur secara teratur, sehingga kurva amplitudo jarak dapat dihitung dengan perhitungan atau pengukuran awal. (disebut sebagai metode AVG atau metode DGS) untuk menentukan sensitivitas deteksi dan menilai ukuran cacat yang setara. Harus ditunjukkan bahwa ukuran cacat setara dengan evaluasi dalam uji ultrasonik berarti amplitudo gema cacat sama dengan amplitudo gema reflektor buatan dengan ukuran tertentu, tetapi ukuran cacat sebenarnya tidak sama dengan ukuran reflektor buatan standar. Karena amplitudo gema cacat dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti bahan benda kerja yang akan diperiksa dan sifat, ukuran, bentuk, orientasi, keadaan permukaan cacat itu sendiri, dan juga terkait dengan karakteristik gelombang ultrasonik, maka 'setara' diperkenalkan. Konsep jumlah yang cukup banyak digunakan sebagai ukuran besar kecilnya cacat. Sebagai contoh, kita mengatakan bahwa inspeksi ultrasonik menemukan bahwa ada cacat pada lubang bawah datar berdiameter Φ2mm pada posisi tertentu, yang berarti amplitudo gema dari cacat tersebut adalah lubang bawah datar berdiameter Φ2mm pada posisi yang sama di benda kerja (permukaan bawah lubang bawah datar adalah sumbu pancaran gema tegak lurus, dan amplitudo gema koaksial sama, namun ukuran area sebenarnya dari cacat seringkali lebih besar dari luas permukaan bawah lubang bawah datar berdiameter Φ2 mm. Dalam Selain itu, menurut hasil pengujian ultrasonik untuk mengetahui sifat cacat (kualitatif), masalah belum terselesaikan dengan baik, saat ini terutama mengandalkan pengalaman praktis penguji, tingkat teknis dan sifat material benda kerja yang akan diperiksa, karakteristik pemrosesan, kondisi, dll. Memahami untuk membuat penilaian subjektif yang komprehensif Langkah-langkah umum metode refleksi pulsa ultrasonik untuk mendeteksi serangan:

(1) Pemilihan permukaan pendeteksi ultrasonik - Ketika sinar ultrasonik tegak lurus dengan arah perluasan cacat pada benda kerja, atau tegak lurus terhadap permukaan cacat, pantulan terbaik dapat diperoleh, dan tingkat deteksi cacat adalah yang tertinggi. Oleh karena itu, pada benda kerja yang akan diperiksa, permukaan benda kerja yang dapat membuat sinar ultrasonik tegak lurus terhadap arah kemungkinan adanya cacat dipilih sebagai permukaan pendeteksi. Gambar sebelah kanan menunjukkan permukaan inspeksi ultrasonik benda kerja umum.

Metode untuk mendeteksi kebutuhan permukaan

Metode kontak deteksi gelombang longitudinal ≤3.2μm
Deteksi gelombang longitudinal dengan perendaman dalam air ≤6.3μm
Metode kontak deteksi gelombang transversal ≤3.2μm
Deteksi gelombang kontak farleigh (gelombang permukaan) ≤0.8μm
Deteksi gelombang flensa kontak (gelombang pelat) ≤1.6μm

Jika permukaan benda uji tidak memenuhi persyaratan pengujian, persiapan permukaan khusus harus dilakukan, atau tindakan perbaikan khusus (seperti metode penggandengan khusus atau kompensasi sensitivitas) harus dilakukan.

Penentuan metode kopling - Apabila terdapat udara antara probe ultrasonik dan benda kerja yang akan diperiksa, maka gelombang ultrasonik akan dipantulkan dan tidak dapat masuk ke benda kerja yang akan diperiksa. Oleh karena itu, diperlukan media penggandeng di antara keduanya, dan bergantung pada metode penggandengan, dapat dibagi menjadi metode kontak, probe ultrasonik bersentuhan langsung dengan permukaan deteksi benda kerja, di mana minyak, minyak transformator, gemuk, gliserin, gelas air (natrium silikat Na2SiO3) atau lem industri, pasta kimia, yang digunakan sebagai bahan penggandeng, atau dikomersialkan. agen kopling khusus untuk pengujian ultrasonik. Cara perendaman air - Ada ketebalan tertentu cincin keramik piezoelektrik antara probe ultrasonik dan permukaan deteksi benda kerja. Ketebalan lapisan air bervariasi tergantung pada ketebalan benda kerja, kecepatan suara material dan persyaratan pemeriksaan, namun kualitas air harus bersih, dari gelembung dan kotoran, memiliki kemampuan membasahi benda kerja. 

Suhunya harus sama dengan benda kerja yang akan diperiksa, jika tidak maka akan menyebabkan gangguan yang lebih besar pada pemeriksaan ultrasonik. Metode kontak dan metode perendaman air adalah dua metode sambungan utama yang digunakan dalam pengujian ultrasonik. Selain itu, terdapat berbagai metode penggandengan khusus seperti metode celah air, metode kolom pancaran air, metode luapan, metode karpet, dan metode roller. (4) Persiapan kondisi pengujian, memilih detektor cacat ultrasonik yang sesuai, probe ultrasonik, blok pengujian standar referensi (atau program perhitungan menggunakan metode perhitungan atau kurva amplitudo jarak, kurva AVG atau DGS, dll., dan instrumen sebelum kalibrasi pengujian (koreksi garis dasar waktu, pengaturan sensitivitas awal, dll.) (5) Pemindaian Inspeksi - Pindai probe ultrasonik pada permukaan inspeksi benda kerja yang akan diperiksa, dan pastikan bahwa sinar ultrasonik mencakup semua area yang akan diperiksa. (6) Penilaian cacat - temukan dan tandai cacat yang ditemukan (kedalaman dan posisi horizontal cacat pada benda kerja), kuantitatif (ukuran cacat, luas, panjang), dan jika perlu, tentukan sifat atau jenis cacat, yaitu penilaian kualitatif.(7) Pencatatan dan Penilaian - Catat hasil pengujian, menilai apakah pengujian memenuhi syarat atau tidak sesuai dengan kondisi teknis dan kriteria penerimaan, menarik kesimpulan pengujian, dan menerbitkan laporan pengujian tanda yang memenuhi syarat untuk proses produksi berikutnya atau program turnover. Di atas adalah prosedur paling dasar untuk deteksi refleksi pulsa ultrasonik. Dalam inspeksi produk yang sebenarnya, inspeksi harus dilakukan sesuai dengan persyaratan spesifikasi inspeksi atau prosedur pengujian tertentu.Deteksi refleksi pulsa ultrasonik adalah metode yang paling banyak digunakan dalam pengujian ultrasonik, tidak hanya dalam pengukur ketebalan ultrasonik industri, tetapi juga di bidang lain seperti pengukuran ketebalan, deteksi ikan, sonar bawah air, suara laut, topografi dasar laut dan geologi, diagnosis ultrasonik medis banyak memanfaatkan karakteristik refleksi gelombang ultrasonik.