Tehnologia de testare nedistructivă și aplicarea acesteia (3)

Circuitul de impulsuri de înaltă frecvență al detectorului de defecte cu ultrasunete generează un curent oscilant de impuls de înaltă frecvență care urmează să fie aplicat cristalului ceramic piezoelectric în traductorul ultrasonic (sondă), care excită unda ultrasonică și o transmite piesei de prelucrat care urmează să fie inspectată, iar atunci când unda ultrasonică se propagă în piesa de prelucrat care urmează să fie inspectată, atunci când un defect detector este detectat (defectul detector). calea de propagare a undei ultrasonice), o reflexie va fi generată la interfață, iar ecoul reflectat este recepționat de sondă într-un semnal electric de impuls de înaltă frecvență de intrare către amplificatorul de recepție al detectorului de defecte. După aceea, pe ecranul de afișare al detectorului de defecte, este afișată o formă de undă a ecou (grafică) este proporțională cu presiunea sonoră a ecoului. Dimensiunea lui tuburile piezo liniare pot fi estimate în funcție de amplitudinea ecoului afișat, iar linia orizontală de pe ecranul de afișare poate fi ajustată pentru a fi proporțională cu timpul de propagare (distanța) undei ultrasonice în mediu (cunoscută în mod obișnuit ca „calibrare”), apoi poziția defectului în piesa de prelucrat poate fi determinată în funcție de poziția ecoului pe linia orizontală de scanare a ecranului. Poziția ecoului inferior al piesei de prelucrat pe linia orizontală de scanare poate fi, de asemenea, utilizată pentru a determina grosimea piesei de prelucrat. Spațiul ocupat de undele ultrasonice se numește câmp ultrasonic, include câmpul apropiat (N este lungimea câmpului apropiat) și câmpul îndepărtat. Distribuția presiunii sonore în regiunea câmpului apropiat nu este uniformă, iar presiunea sonoră în regiunea câmpului îndepărtat se modifică monoton pe măsură ce distanța crește. Lungimea regiunii câmpului apropiat este legată de diametrul plăcuței traductorului și de lungimea de undă a undei ultrasonice, iar fasciculul ultrasonic din regiunea câmpului apropiat este convergent, la sfârșitul regiunii câmpului apropiat, adică la punctul de tranziție din regiunea câmpului apropiat în regiunea câmpului îndepărtat. Diametrul fasciculului este cel mai mic (deci acest punct este numit și focar natural). După ce intră în câmpul îndepărtat, fasciculul va diverge la un anumit unghi.

 Panta marginii fasciculului este exprimată prin unghiul de semidifuzie, unghiul de semidifuziune al fasciculului este același. Este legat de diametrul plachetei traductor cu cristal de disc piezo-ceramic și lungimea de undă a undei ultrasonice. Prin urmare, în detectarea cu ultrasunete, pentru a evalua dimensiunea defectului în funcție de amplitudinea ecoului, atunci când dimensiunea piesei de prelucrat care trebuie inspectată este mică și se încadrează în intervalul regiunii câmpului apropiat, este de obicei necesar să se utilizeze blocul de testare de comparație de referință pentru evaluarea comparativă, materialul blocului de testare de referință, Caracteristicile acustice ar trebui să aibă aceeași dimensiune sau similară cu obiectul de testat și să fie similare cu obiectul de testat sau similar. (cum ar fi găuri cu fund plat, găuri transversale, găuri pentru coloană, caneluri etc.) și amplitudinea ecoului de detectare a ecoului și același sunet. Este comparată amplitudinea ecourilor reflectorului procesului (calea de propagare cu ultrasunete) și se obține dimensiunea echivalentului defectului exprimată prin dimensiunea reflectorului artificial.

 În detectarea câmpului îndepărtat, din cauza dimensiunii mari a piesei de prelucrat, este dificil să pregătiți în avans piesa de testare de dimensiunea corespunzătoare și este incomod de transportat și utilizat. Având în vedere faptul că presiunea sonoră în câmpul îndepărtat se modifică monoton odată cu creșterea distanței, modificările presiunii sonore ale ecoului diferitelor reflectoare artificiale sunt reglementate în mod regulat, astfel încât curba distanță-amplitudine poate fi calculată prin calcul sau premăsurare. (denumită metoda AVG sau metoda DGS) pentru a determina sensibilitatea de detecție și pentru a evalua dimensiunea echivalentă a defectului. Trebuie subliniat că dimensiunea defectului este echivalentă evaluată în testul cu ultrasunete înseamnă că amplitudinea ecoului defectului este aceeași cu amplitudinea ecoului reflectorului artificial de o anumită dimensiune, dar dimensiunea reală a defectului nu este aceeași cu dimensiunea reflectorului artificial standard. Deoarece amplitudinea ecoului defectului este afectată de diverși factori, cum ar fi materialul piesei care trebuie inspectată și natura, dimensiunea, forma, orientarea, starea suprafeței defectului în sine și, de asemenea, legate de autocaracteristicile undei ultrasonice, se introduce „echivalentul”. Conceptul de cantitate considerabilă este utilizat ca măsurătoare a mărimii defectelor. De exemplu, spunem că inspecția cu ultrasunete a constatat că există un defect de gaură de fund plat cu diametrul de Φ2mm la o anumită poziție, ceea ce înseamnă că amplitudinea ecoului a defectului este gaura de fund plat cu diametrul de Φ2mm în aceeași poziție în piesa de prelucrat (suprafața inferioară a orificiului de fund plat este axa fasciculului de eco este perpendiculară, iar amplitudinea coaxială este aceeași, totuși amplitudinea reală a suprafeței este aceeași echo. deseori mai mare decât suprafața inferioară a găurii de fund plat cu diametrul Φ2 mm. În plus, în conformitate cu rezultatele testelor cu ultrasunete pentru a determina natura defectului (calitativ) problema nu a fost bine rezolvată, în prezent se bazează în principal pe experiența practică a testerului, nivelul tehnic și proprietățile materiale ale piesei de prelucrat care trebuie inspectate, caracteristicile de prelucrare, evaluarea generală a pulsului etc metoda de reflexie pentru a detecta atacul:

(1) Selectarea suprafeței de detectare cu ultrasunete - Când fasciculul ultrasonic este perpendicular pe direcția în care defectul se extinde în piesa de prelucrat sau perpendicular pe suprafața defectului, se poate obține cea mai bună reflexie, iar rata de detectare a defectului este cea mai mare. Prin urmare, pe piesa de prelucrat care trebuie inspectată, ca suprafață de detectare este selectată suprafața piesei de prelucrat care poate face fasciculul ultrasonic cât mai perpendicular pe direcția în care poate exista defectul. Figura din dreapta arată suprafața de inspecție cu ultrasunete a piesei comune de prelucrat.

Metodă de detectare a cerințelor de suprafață

Metoda de contact de detectare a undei longitudinale ≤3,2μm
Detectare a undelor longitudinale prin imersie în apă ≤6,3μm
Metoda de contact de detectare a undelor transversale ≤3,2μm Detectare
a undei de contact farleigh (undă de suprafață) ≤0,8μm
Detectare a undei de flanșă de contact (undă de placă) ≤1,6μm

Dacă suprafața piesei de testare nu îndeplinește cerințele de testare, trebuie efectuată o pregătire specială a suprafeței sau trebuie luate măsuri speciale de remediere (cum ar fi metoda specială de cuplare sau compensarea sensibilității).

Determinarea metodei de cuplare - Când există aer între sonda cu ultrasunete și piesa de prelucrat care trebuie inspectată, undele ultrasonice se vor reflecta și nu pot pătrunde în piesa de prelucrat pentru a fi inspectată. Prin urmare, este necesar un mediu de cuplare între ele și, în funcție de metoda de cuplare, poate fi împărțită în metoda de contact, sonda cu ultrasunete este în contact direct cu suprafața de detectare a piesei de prelucrat, în care ulei, ulei de transformator, grăsime, glicerină, sticlă de apă (silicat de sodiu Na2SiO3) sau adeziv industrial, pastă chimică, care sunt utilizate ca agenți de cuplare sau comercializate. agent special de cuplare pentru testarea cu ultrasunete. Metoda de imersie în apă - Există o anumită grosime de inel ceramic piezoelectric între sonda ultrasonică și suprafața de detectare a piesei de prelucrat. Grosimea stratului de apă variază în funcție de grosimea piesei de prelucrat, de viteza sunetului materialului și de cerințele de inspecție, dar calitatea apei trebuie să fie curată, de bule și impurități, au o capacitate de umezire a piesei de prelucrat. 

Temperatura ar trebui să fie aceeași cu cea a piesei de prelucrat care trebuie inspectată, altfel va cauza interferențe mai mari la inspecția cu ultrasunete. Metoda contactului și metoda imersiei în apă sunt cele două metode principale de cuplare utilizate în testarea cu ultrasunete. În plus, există mai multe metode speciale de cuplare, cum ar fi metoda golului de apă, metoda coloanei cu jet de apă, metoda preaplinului, metoda covorului și metoda rolei. (4) Pregătirea condițiilor de testare, selectarea unui detector de defecte cu ultrasunete adecvat, a sondei cu ultrasunete, a blocului de testare standard de referință (sau a programului de calcul folosind metoda de calcul sau curba de amplitudine a distanței, curba AVG sau DGS, etc. și instrumentul înainte de calibrarea testului (corecția timpului de bază, setarea sensibilității inițiale etc.) (6) Evaluarea defectului - localizați și marcați defectele constatate (adâncimea și poziția orizontală a defectului în piesa de prelucrat), cantitativ (dimensiunea defectului, suprafața, lungimea) și, dacă este necesar, determinați natura sau tipul defectului, adică evaluarea calitativă - Înregistrarea și evaluarea testului, criteriile de testare sunt calificate sau nu. Concluzie și emite raportul de testare (8) Prelucrare - Marcați piesele care au găsit problema, izolați-le pentru procesare și treceți marcajele calificate la următorul proces de producție sau programul de rulare în măsurarea grosimii cu ultrasunete industriale, dar și în alte domenii, cum ar fi măsurarea grosimii, detectarea peștilor, sonarul subacvatic, sondarea oceanelor, topografia fundului mării și geologia, detecția structurală, diagnosticul cu ultrasunete utilizează pe scară largă caracteristicile de reflexie ale undelor ultrasonice.