Teknologi ujian tidak merosakkan dan aplikasinya (3)

Litar nadi frekuensi tinggi pengesan kecacatan ultrasonik menjana arus berayun denyut frekuensi tinggi untuk digunakan pada kristal seramik piezoelektrik dalam transduser ultrasonik (probe), yang merangsang gelombang ultrasonik dan menghantarnya ke bahan kerja untuk diperiksa, dan apabila gelombang ultrasonik merambat dalam bahan kerja yang akan diperiksa, Apabila kecacatan propaghet berlaku (laluan propaghet) gelombang ultrasonik), pantulan akan dihasilkan pada antara muka, dan gema yang dipantulkan diterima oleh probe ke dalam input isyarat elektrik denyut frekuensi tinggi kepada penguat penerima pengesan kecacatan. Selepas itu, pada skrin paparan pengesan kecacatan, bentuk gelombang gema (grafik) adalah berkadar dengan tekanan bunyi gema dipaparkan. Saiznya tiub piezo linear boleh dianggarkan mengikut amplitud gema yang dipaparkan, dan garisan mendatar pada skrin paparan boleh dilaraskan supaya berkadar dengan masa perambatan (jarak) gelombang ultrasonik dalam medium (biasanya dikenali sebagai 'penentukuran'), maka kedudukan kecacatan pada bahan kerja boleh ditentukan berdasarkan kedudukan paparan garis gema skrin. Kedudukan gema bawah bahan kerja pada garisan pengimbasan mendatar juga boleh digunakan untuk menentukan ketebalan bahan kerja. Ruang yang diduduki oleh gelombang ultrasonik dipanggil medan ultrasonik, Ia termasuk medan dekat (N ialah panjang medan dekat) dan medan jauh. Taburan tekanan bunyi di kawasan medan dekat tidak seragam, dan tekanan bunyi di kawasan medan jauh berubah secara monoton apabila jarak bertambah. Panjang kawasan medan-hampir adalah berkaitan dengan diameter wafer transduser dan panjang gelombang gelombang ultrasonik, dan pancaran ultrasonik di kawasan medan-dekat disatukan, pada penghujung kawasan medan-hampir, iaitu, pada titik peralihan dari kawasan medan-dekat ke kawasan medan-jauh. Diameter rasuk adalah yang paling kecil (jadi titik ini juga dipanggil fokus semula jadi). Selepas memasuki medan jauh, rasuk akan menyimpang pada sudut tertentu.

 Cerun tepi rasuk dinyatakan oleh sudut separa resapan, sudut separa resapan rasuk adalah sama. Ia berkaitan dengan diameter wafer transduser kristal cakera seramik piezo dan panjang gelombang gelombang ultrasonik. Oleh itu, dalam pengesanan ultrasonik, untuk menilai saiz kecacatan mengikut amplitud gema, apabila saiz bahan kerja yang akan diperiksa adalah kecil dan berada dalam julat kawasan berhampiran medan, biasanya perlu menggunakan blok ujian perbandingan rujukan untuk penilaian perbandingan, bahan blok ujian rujukan, Ciri-ciri akustik haruslah sama atau serupa dengan objek yang dicerminkan atau sama dengan objek tertentu. lubang bawah rata, lubang melintang, lubang lajur, alur, dll.), dan amplitud gema gema pengesan dan bunyi yang sama.Amplitud gema reflektor proses (laluan perambatan ultrasonik) dibandingkan, dan saiz setara kecacatan yang dinyatakan dengan saiz reflektor buatan diperolehi.

 Dalam pengesanan medan jauh, disebabkan saiz bahan kerja yang besar, sukar untuk menyediakan bahagian ujian dengan saiz yang sepadan terlebih dahulu, dan menyusahkan untuk dibawa dan digunakan. Memandangkan fakta bahawa tekanan bunyi dalam medan jauh berubah secara membosankan dengan peningkatan jarak, perubahan tekanan bunyi gema pelbagai reflektor tiruan sentiasa diperintah, jadi lengkung amplitud jarak boleh dikira dengan pengiraan atau pra-ukuran. (dirujuk sebagai kaedah AVG atau kaedah DGS) untuk menentukan sensitiviti pengesanan dan untuk menilai saiz kecacatan yang setara. Perlu ditegaskan bahawa saiz kecacatan adalah setara yang dinilai dalam ujian ultrasonik bermakna amplitud gema kecacatan adalah sama dengan amplitud gema reflektor buatan saiz tertentu, tetapi saiz sebenar kecacatan tidak sama dengan saiz reflektor buatan standard. Oleh kerana amplitud gema kecacatan dipengaruhi oleh pelbagai faktor seperti bahan bahan kerja yang akan diperiksa dan sifat, saiz, bentuk, orientasi, keadaan permukaan kecacatan itu sendiri, dan juga berkaitan dengan ciri-ciri diri gelombang ultrasonik, 'setara' diperkenalkan. Konsep jumlah yang besar digunakan sebagai ukuran saiz kecacatan. Sebagai contoh, kami mengatakan bahawa pemeriksaan ultrasonik mendapati bahawa terdapat kecacatan lubang bawah rata diameter Φ2mm pada kedudukan tertentu, yang bermaksud amplitud gema kecacatan itu ialah lubang bawah rata diameter Φ2mm pada kedudukan yang sama dalam bahan kerja (permukaan bawah lubang bawah rata ialah paksi rasuk gema adalah serenjang, bagaimanapun saiz kecacatan koaksial yang sama adalah sama. selalunya lebih besar daripada kawasan permukaan bawah lubang bawah rata diameter Φ2 mm Di samping itu, menurut keputusan ujian ultrasonik untuk menentukan sifat kecacatan (kualitatif) masalah belum diselesaikan dengan baik, pada masa ini bergantung terutamanya pada pengalaman praktikal penguji, tahap teknikal dan sifat bahan bahan kerja yang akan diperiksa, pemprosesan ciri-ciri, keadaan, dan lain-lain.

(1) Pemilihan permukaan pengesan ultrasonik - Apabila pancaran ultrasonik berserenjang dengan arah di mana kecacatan memanjang pada bahan kerja, atau berserenjang dengan permukaan kecacatan, pantulan terbaik boleh diperoleh, dan kadar pengesanan kecacatan adalah yang tertinggi. Oleh itu, pada bahan kerja yang akan diperiksa, permukaan bahan kerja yang boleh menjadikan pancaran ultrasonik serenjang mungkin dengan arah di mana kecacatan mungkin wujud dipilih sebagai permukaan pengesanan. Angka yang betul menunjukkan permukaan pemeriksaan ultrasonik bahan kerja biasa.

Kaedah untuk mengesan keperluan permukaan

Kaedah sentuhan pengesanan gelombang membujur ≤3.2μm
Pengesanan gelombang membujur melalui rendaman air ≤6.3μm
Kaedah sentuhan pengesanan gelombang melintang ≤3.2μm
Pengesanan gelombang farleigh kontak (gelombang permukaan) ≤0.8μm
Pengesanan gelombang bebibir kontak (gelombang plat) ≤1.6μm

Jika permukaan bahagian ujian tidak memenuhi keperluan ujian, penyediaan permukaan khas perlu dijalankan, atau langkah-langkah pemulihan khas (seperti kaedah gandingan khas atau pampasan sensitiviti) perlu diambil.

Penentuan kaedah gandingan - Apabila terdapat udara antara probe ultrasonik dan bahan kerja yang akan diperiksa, gelombang ultrasonik akan dipantulkan dan tidak boleh memasuki bahan kerja yang akan diperiksa. Oleh itu, medium gandingan diperlukan di antara mereka, dan bergantung kepada kaedah gandingan, ia boleh dibahagikan kepada kaedah sentuhan, probe ultrasonik bersentuhan langsung dengan permukaan pengesanan bahan kerja, di mana minyak, minyak pengubah, gris, gliserin, kaca air (natrium silikat Na2SiO3) atau gam perindustrian, pes kimia, yang digunakan sebagai ejen gandingan, atau dikomersialkan. ejen gandingan khas untuk ujian ultrasonik. Kaedah rendaman air - Terdapat ketebalan tertentu gelang seramik piezoelektrik antara probe ultrasonik dan permukaan pengesan bahan kerja. Ketebalan lapisan air berbeza-beza bergantung pada ketebalan bahan kerja, kelajuan bunyi bahan dan keperluan pemeriksaan, tetapi kualiti air mestilah bersih, daripada buih dan kekotoran, ia mempunyai keupayaan membasahkan pada bahan kerja. 

Suhu harus sama dengan bahan kerja yang akan diperiksa, jika tidak, ia akan menyebabkan gangguan yang lebih besar kepada pemeriksaan ultrasonik. Kaedah sentuhan dan kaedah rendaman air adalah dua kaedah gandingan utama yang digunakan dalam ujian ultrasonik. Selain itu, terdapat pelbagai kaedah gandingan khas seperti kaedah jurang air, kaedah lajur pancutan air, kaedah limpahan, kaedah permaidani dan kaedah penggelek. (4) Penyediaan keadaan ujian, memilih pengesan kecacatan ultrasonik yang sesuai, probe ultrasonik, blok ujian standard rujukan (atau program pengiraan menggunakan kaedah pengiraan atau lengkung amplitud jarak, lengkung AVG atau DGS, dsb, dan instrumen sebelum penentukuran ujian (pembetulan garis dasar masa, tetapan kepekaan awal, dsb.) (5) Pemeriksaan permukaan kerja ultrasonik Imbasan - Imbasan permukaan kerja ultrasonik. dan memastikan bahawa pancaran ultrasonik meliputi semua kawasan yang akan diperiksa (6) Penilaian kecacatan - cari dan tandakan kecacatan yang ditemui (kedalaman dan kedudukan mendatar kecacatan pada bahan kerja), kuantitatif (saiz kecacatan, luas, panjang), dan jika perlu, tentukan sifat atau jenis kecacatan, iaitu, penilaian kualitatif dan keputusan ujian (7) yang ditentukan. syarat dan kriteria penerimaan, buat kesimpulan ujian, dan keluarkan laporan ujian (8) Pemprosesan - Tandakan bahan kerja yang telah menemui masalah, asingkan mereka untuk diproses, dan lulus markah yang layak ke proses pengeluaran atau program perolehan seterusnya dalam ujian ultrasonik, bukan sahaja dalam tolok ketebalan ultrasonik industri, tetapi juga dalam bidang lain seperti pengukuran ketebalan, pengesanan ikan, sonar bawah air, bunyi laut, topografi dasar laut dan geologi, diagnosis ultrasound perubatan secara meluas menggunakan ciri pantulan gelombang ultrasonik.