Tecnologia dei controlli non distruttivi e sua applicazione (3)

Il circuito a impulsi ad alta frequenza del rilevatore di difetti a ultrasuoni genera una corrente oscillante a impulsi ad alta frequenza da applicare al cristallo ceramico piezoelettrico nel trasduttore a ultrasuoni (sonda), che eccita l'onda ultrasonica e la trasmette al pezzo da ispezionare e quando l'onda ultrasonica si propaga nel pezzo da ispezionare, Quando si incontra un difetto (eterogeneo) sul percorso acustico (il percorso di propagazione del segnale ultrasonico onda), verrà generata una riflessione sull'interfaccia e l'eco riflesso verrà ricevuto dalla sonda in un segnale elettrico a impulsi ad alta frequenza immesso nell'amplificatore di ricezione del rilevatore di difetti. Successivamente, sullo schermo del rilevatore di difetti, viene visualizzata una forma d'onda dell'eco (grafico) proporzionale alla pressione sonora dell'eco. La dimensione del i tubi piezoelettrici lineari possono essere stimati in base all'ampiezza dell'eco visualizzato e la linea orizzontale sullo schermo del display può essere regolata in modo che sia proporzionale al tempo di propagazione (distanza) dell'onda ultrasonica nel mezzo (comunemente noto come 'calibrazione'), quindi la posizione del difetto nel pezzo può essere determinata in base alla posizione dell'eco sulla linea di scansione orizzontale dello schermo del display. La posizione dell'eco del fondo del pezzo sulla linea di scansione orizzontale può essere utilizzata anche per determinare lo spessore del pezzo. Lo spazio occupato dalle onde ultrasoniche è chiamato campo ultrasonico e comprende il campo vicino (N è la lunghezza del campo vicino) e il campo lontano. La distribuzione della pressione sonora nella regione del campo vicino non è uniforme e la pressione sonora nella regione del campo lontano cambia in modo monotono all'aumentare della distanza. La lunghezza della regione di campo vicino è correlata al diametro del wafer del trasduttore e alla lunghezza d'onda dell'onda ultrasonica, e il fascio ultrasonico nella regione di campo vicino converge all'estremità della regione di campo vicino, cioè nel punto di transizione dalla regione di campo vicino a quella di campo lontano. Il diametro del raggio è il più piccolo (quindi questo punto è anche chiamato fuoco naturale). Dopo essere entrato nel campo lontano, il raggio divergerà con un certo angolo.

 La pendenza del bordo del fascio è espressa dall'angolo di semidiffusione, l'angolo di semidiffusione del fascio è lo stesso. È correlato al diametro del wafer trasduttore piezoelettrico a disco ceramico e la lunghezza d'onda dell'onda ultrasonica. Pertanto, nel rilevamento a ultrasuoni, per valutare la dimensione del difetto in base all'ampiezza dell'eco, quando la dimensione del pezzo da ispezionare è piccola e rientra nell'intervallo della regione del campo vicino, è solitamente necessario utilizzare il blocco di prova comparativo di riferimento per la valutazione comparativa, il materiale del blocco di prova di riferimento, le caratteristiche acustiche dovrebbero essere uguali o simili all'oggetto da testare e contenere riflettori artificiali specifici di dimensioni note (come fori a fondo piatto, fori trasversali, fori di colonna, scanalature, ecc.) e l'ampiezza dell'eco dell'eco di rilevamento e lo stesso suono. Viene confrontata l'ampiezza degli echi del riflettore del processo (percorso di propagazione degli ultrasuoni) e si ottiene la dimensione del difetto equivalente espressa dalla dimensione del riflettore artificiale.

 Nel rilevamento in campo lontano, a causa delle grandi dimensioni del pezzo, è difficile preparare in anticipo il pezzo di prova della dimensione corrispondente ed è scomodo da trasportare e utilizzare. Dato che la pressione sonora nel campo lontano cambia in modo monotono con l'aumento della distanza, le variazioni della pressione sonora dell'eco di vari riflettori artificiali vengono regolate regolarmente, quindi la curva distanza-ampiezza può essere calcolata mediante calcolo o pre-misurazione. (denominato metodo AVG o metodo DGS) per determinare la sensibilità di rilevamento e valutare la dimensione equivalente del difetto. Va sottolineato che la dimensione del difetto è equivalente valutata nel test ultrasonico significa che l'ampiezza dell'eco del difetto è uguale all'ampiezza dell'eco del riflettore artificiale di una certa dimensione, ma la dimensione effettiva del difetto non è uguale alla dimensione del riflettore artificiale standard. Poiché l'ampiezza dell'eco del difetto è influenzata da vari fattori come il materiale del pezzo da ispezionare e la natura, dimensione, forma, orientamento, stato superficiale del difetto stesso, e anche legato alle caratteristiche proprie dell'onda ultrasonica, viene introdotto l''equivalente'. Il concetto di importo considerevole viene utilizzato come misura della dimensione dei difetti. Ad esempio, diciamo che l'ispezione a ultrasuoni ha rilevato che c'è un difetto del foro a fondo piatto di Φ2 mm di diametro in una determinata posizione, il che significa che l'ampiezza dell'eco del difetto è di Φ2 mm di diametro del foro a fondo piatto nella stessa posizione nel pezzo (la superficie inferiore del foro a fondo piatto è l'asse del fascio di eco è perpendicolare e l'ampiezza dell'eco coassiale è la stessa, tuttavia la dimensione effettiva dell'area del difetto è spesso maggiore della superficie inferiore del foro di Φ2 mm diametro del foro a fondo piatto Inoltre, in base ai risultati dei test ad ultrasuoni per determinare la natura del difetto (qualitativo), il problema non è stato ben risolto, attualmente si basa principalmente sull'esperienza pratica del tester, sul livello tecnico e sulle proprietà del materiale del pezzo da ispezionare, sulle caratteristiche di lavorazione, sulle condizioni, ecc. Comprendere per esprimere un giudizio soggettivo completo I passaggi generali del metodo di riflessione dell'impulso ultrasonico per rilevare l'attacco:

(1) Selezione della superficie di rilevamento ultrasonico - Quando il raggio ultrasonico è perpendicolare alla direzione in cui si estende il difetto nel pezzo, o perpendicolare alla superficie del difetto, è possibile ottenere la migliore riflessione e il tasso di rilevamento del difetto è il più alto. Pertanto, sul pezzo da ispezionare, come superficie di rilevamento viene selezionata la superficie del pezzo che può rendere il fascio ultrasonico il più perpendicolare possibile alla direzione in cui può esistere il difetto. La figura a destra mostra la superficie di ispezione a ultrasuoni del pezzo comune.

Metodo per rilevare i requisiti di superficie

Metodo di contatto per il rilevamento delle onde longitudinali ≤3,2μm
Rilevamento delle onde longitudinali mediante immersione in acqua ≤6,3μm
Metodo di contatto per il rilevamento delle onde trasversali ≤3,2μm Rilevamento
delle onde Farleigh a contatto (onde superficiali) ≤0,8μm
Rilevamento delle onde della flangia di contatto (onde piatte) ≤1,6μm

Se la superficie del provino non soddisfa i requisiti del test, è necessario eseguire una preparazione speciale della superficie o adottare misure correttive speciali (come un metodo di accoppiamento speciale o una compensazione della sensibilità).

Determinazione del metodo di accoppiamento - Quando è presente aria tra la sonda a ultrasuoni e il pezzo da ispezionare, le onde ultrasoniche verranno riflesse e non potranno entrare nel pezzo da ispezionare. Pertanto, tra loro è necessario un mezzo di accoppiamento e, a seconda del metodo di accoppiamento, può essere suddiviso in metodo di contatto, la sonda a ultrasuoni è a diretto contatto con la superficie di rilevamento del pezzo, in cui si trovano olio, olio per trasformatori, grasso, glicerina, bicchiere d'acqua (silicato di sodio Na2SiO3) o colla industriale, pasta chimica, che vengono utilizzati come agenti di accoppiamento o commercializzati. speciale agente di accoppiamento per test ad ultrasuoni. Metodo di immersione in acqua - C'è un certo spessore di anello ceramico piezoelettrico tra la sonda a ultrasuoni e la superficie di rilevamento del pezzo. Lo spessore dello strato d'acqua varia a seconda dello spessore del pezzo, della velocità del suono del materiale e dei requisiti di ispezione, ma la qualità dell'acqua deve essere pulita, priva di bolle e impurità, ha capacità di bagnare il pezzo. 

La temperatura deve essere la stessa del pezzo da ispezionare, altrimenti causerà una maggiore interferenza con l'ispezione a ultrasuoni. Il metodo di contatto e il metodo di immersione in acqua sono i due principali metodi di accoppiamento utilizzati nei test ad ultrasuoni. Inoltre, esistono vari metodi di accoppiamento speciali come il metodo dell'intercapedine d'acqua, il metodo della colonna a getto d'acqua, il metodo del troppopieno, il metodo del tappeto e il metodo del rullo. (4) Preparazione delle condizioni di test, selezione di un rilevatore di difetti a ultrasuoni, di una sonda a ultrasuoni, di un blocco di test standard di riferimento appropriato (o di un programma di calcolo utilizzando il metodo di calcolo o la curva di ampiezza della distanza, curva AVG o DGS, ecc.) e lo strumento prima della calibrazione del test (correzione della linea di base temporale, impostazione della sensibilità iniziale, ecc.) (5) Scansione di ispezione: scansionare la sonda a ultrasuoni sulla superficie di ispezione del pezzo da ispezionare e assicurarsi che il raggio ultrasonico copra tutte le aree da ispezionare. (6) Valutazione dei difetti: individuare e contrassegnare i difetti rilevati (profondità e posizione orizzontale del difetto nel pezzo), in termini quantitativi (dimensione del difetto, area, lunghezza) e, se necessario, determinare la natura o il tipo del difetto, ovvero valutazione qualitativa. (7) Registrazione e giudizio: registrare i risultati del test, giudicare se il test è qualificato o meno in base alle condizioni tecniche e ai criteri di accettazione, trarre la conclusione del test ed emettere il rapporto di prova. (8) Elaborazione: contrassegnare i pezzi che hanno riscontrato il difetto problema, isolarli per l'elaborazione e passare i marchi qualificati al successivo processo di produzione o programma di turnover. Quella sopra è la procedura più semplice per il rilevamento della riflessione degli impulsi a ultrasuoni Nell'ispezione del prodotto reale, l'ispezione deve essere eseguita in base ai requisiti delle specifiche di ispezione specifiche o delle procedure di test. Il rilevamento strutturale e la diagnosi ecografica medica utilizzano ampiamente le caratteristiche di riflessione delle onde ultrasoniche.