Ultrasoniese toetsing van gelaste lasse, metodes en tegnologie van toetsing

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Daar is feitlik geen industrie waar sweiswerk nie uitgevoer word nie. Die oorgrote meerderheid metaalstrukture is gemonteer en met mekaar verbind deur middel van sweisnate. Natuurlik hang die kwaliteit van hierdie soort werk in die toekoms nie net af van die betroubaarheid van die gebou, struktuur, masjien of enige eenheid wat opgerig word nie, maar ook van die veiligheid van mense wat op een of ander manier met hierdie strukture sal omgaan. Daarom, om die behoorlike vlak van prestasie van sulke bedrywighede te verseker, word ultrasoniese toetsing van sweislasse gebruik, waardeur dit moontlik is om die teenwoordigheid of afwesigheid van verskeie defekte by die aansluiting van metaalprodukte op te spoor. Hierdie gevorderde beheermetode sal in ons artikel bespreek word.

Geskiedenis van gebeurtenis

Ultrasoniese foutopsporing as sodanig is in die 30's ontwikkel. Die eerste werklik werkende toestel is egter eers in 1945 gebore danksy Sperry Products. Oor die volgende twee dekades het die jongste beheertegnologie wêreldwyd erkenning gekry, en die aantal vervaardigers van sulke toerusting het dramaties toegeneem.

UltrasoniesDie foutdetektor, waarvan die prys vandag van 100 000 -130 000 duisend roebels begin, het aanvanklik vakuumbuise bevat. Sulke toestelle was lywig en swaar. Hulle het uitsluitlik van AC-kragbronne gewerk. Maar reeds in die 60's, met die koms van halfgeleierstroombane, is foutdetektors aansienlik verklein en kon hulle op batterye werk, wat dit uiteindelik moontlik gemaak het om die toestelle selfs in veldtoestande te gebruik.

Stap in die digitale werklikheid

In die vroeë stadiums het die beskrewe instrumente analoogseinverwerking gebruik, waardeur hulle, soos baie ander soortgelyke toestelle, onderhewig was aan drywing ten tyde van kalibrasie. Maar reeds in 1984 het Panametrics die eerste draagbare digitale foutdetektor genaamd die EPOCH 2002 bekendgestel. Van daardie oomblik af het digitale eenhede hoogs betroubare toerusting geword, wat ideaal die nodige kalibrasie- en meetstabiliteit verskaf. Die ultrasoniese foutdetektor, waarvan die prys direk afhang van sy tegniese kenmerke en die vervaardiger se handelsmerk, het ook 'n data-registrasiefunksie ontvang en die vermoë om lesings na 'n persoonlike rekenaar oor te dra.

In vandag se omgewing is daar meer en meer belangstelling in gefaseerde skikkingstelsels, wat gesofistikeerde tegnologie gebruik wat op multi-element piëso-elektriese elemente gebaseer is om rigtingstrale te genereer en deursneebeelde soortgelyk aan mediese ultraklankbeelding te skep.

Spheretoepassings

Ultrasoniese beheermetode word in enige bedryf gebruik. Die gebruik daarvan het getoon dat dit ewe doeltreffend gebruik kan word om byna alle soorte gelaste lasse in konstruksie te toets, wat 'n gelaste basismetaaldikte van meer as 4 millimeter het. Daarbenewens word die metode aktief gebruik om die verbindings van gas- en oliepypleidings, verskeie hidrouliese en waterstelsels na te gaan. En in gevalle soos die inspeksie van dik nate wat verkry is as gevolg van elektroslagsweiswerk, is ultrasoniese foutopsporing die enigste aanvaarbare metode van inspeksie.

Die finale besluit of 'n onderdeel of 'n sweislas geskik is vir diens, word gemaak op grond van drie fundamentele aanwysers (kriteria) - amplitude, koördinate, voorwaardelike afmetings.

Oor die algemeen is ultrasoniese toetsing presies die metode wat die vrugbaarste is in terme van beeldvorming in die proses om die naat te bestudeer (detail).

Redes vir aanvraag

Die beskryf metode van inspeksie met behulp van ultraklank is goed deurdat dit het 'n baie hoër sensitiwiteit en betroubaarheid van aanduidings in die proses van die opsporing van defekte in die vorm van krake, laer koste en hoë veiligheid in die proses van gebruik in vergelyking met klassieke metodes van radiografiese inspeksie. Tot op datum word ultrasoniese toetsing van gelaste lasse in 70-80% van inspeksiegevalle gebruik.

Ultrasoniese transducers

SonderDie gebruik van hierdie toestelle vir nie-vernietigende ultrasoniese toetsing is eenvoudig ondenkbaar. Toestelle word gebruik om opwekking te genereer, asook om vibrasies van ultraklank te ontvang.

Eenhede verskil en word geklassifiseer deur:

• Die manier om 'n kontak met die toetsitem te skep.
• Die metode om piëso-elektriese elemente aan die elektriese stroombaan van die foutdetektor self te koppel en die ontwrigting van die elektrode relatief tot die piëso-elektriese element.
• Oriëntasie van die akoestiese relatief tot die oppervlak.
• Aantal piëzo-elemente (enkel, dubbel, multi-element).
• Bandwydte van bedryfsfrekwensies (smalband - minder as een oktaafbandwydte, wyeband - meer as een oktaafbandwydte).

Meetbare kenmerke van defekte

GOST regeer alles in die wêreld van tegnologie en nywerheid. Ultrasoniese toetsing (GOST 14782-86) is ook geen uitsondering in hierdie saak nie. Die standaard spesifiseer dat defekte deur die volgende parameters gemeet word:

• Ekwivalente area van defek.
• Echo-seinamplitude, wat bepaal word met inagneming van die afstand na die defek.
• Koördinate van die defek by die sweispunt.
• Konvensionele groottes.
• Voorwaardelike afstand tussen defekte.
• Die aantal defekte in die geselekteerde lengte van die sweislas of las.

Foutverklikkerwerking

Nie-vernietigende toetsing, wat ultrasonies is, het sy eie metode van gebruik, wat bepaal dat die hoof gemeet parameter die amplitude van die eggo sein verkry isdirek van die gebrek. Om eggo-seine volgens amplitude te onderskei, word die sogenaamde verwerpingssensitiwiteitsvlak vasgestel. Dit word op sy beurt gekonfigureer deur gebruik te maak van die onderneming standaard sjabloon (SOP).

Die begin van die werking van die foutdetektor gaan gepaard met sy aanpassing. Hiervoor word verwerpingssensitiwiteit gestel. Daarna, in die proses van voortgesette ultraklankstudies, word die verkrygde eggo-sein van die bespeurde defek vergelyk met die vaste verwerpingsvlak. As die gemete amplitude die verwerpingsvlak oorskry, besluit kenners dat so 'n defek onaanvaarbaar is. Dan word die naat of produk afgekeur en vir hersiening gestuur.

Die mees algemene defekte van gelaste oppervlaktes is: gebrek aan samesmelting, onvolledige penetrasie, krake, porositeit, slakinsluitings. Dit is hierdie oortredings wat effektief opgespoor word deur foutopsporing met behulp van ultraklank.

Ultrasoniese opsies

Met verloop van tyd het die inspeksieproses verskeie kragtige metodes ontwikkel om sweislasse te ondersoek. Ultrasoniese toetsing maak voorsiening vir 'n redelike groot aantal opsies vir akoestiese ondersoek van die oorweegse metaalstrukture, maar die gewildste is:

• Echo-metode.
• Shadow.
• Spieël-skadu-metode.
• Echo Mirror.
• Delta-metode.

Metode nommer een

Meestal in nywerheid en spoorwegvervoer word die eggo-pulsmetode gebruik. Dit is aan hom te danke dat meer as 90% van alle defekte gediagnoseer word, wat moontlik word as gevolg van die registrasie en ontleding van byna alle seine wat vanaf die oppervlak van die defek gereflekteer word.

Hierdie metode self is gebaseer op die klank van 'n metaalproduk met pulse van ultrasoniese vibrasies, gevolg deur hul registrasie.

Die voordele van die metode is:

- die moontlikheid van eenrigtingtoegang tot die produk;

- redelik hoë sensitiwiteit vir interne defekte;

- die hoogste akkuraatheid in die bepaling van die koördinate van die bespeurde defek.

Daar is egter ook nadele, insluitend:

- lae weerstand teen interferensie van oppervlakreflektors;

- sterk afhanklikheid van die seinamplitude op die ligging van die defek.

Die beskryfde foutopsporing impliseer dat die vinder ultrasoniese pulse na die produk stuur. Die reaksiesein word deur hom of deur die tweede soeker ontvang. In hierdie geval kan die sein beide direk van defekte en vanaf die teenoorgestelde oppervlak van die onderdeel, produk (naat) gereflekteer word.

Skadumetode

Dit is gebaseer op 'n gedetailleerde ontleding van die amplitude van ultrasoniese vibrasies wat van die sender na die ontvanger oorgedra word. In die geval wanneer daar 'n afname in hierdie aanwyser is, dui dit op die teenwoordigheid van 'n gebrek. In hierdie geval, hoe groter die grootte van die defek self, hoe kleiner is die amplitude van die sein wat deur die ontvanger ontvang word. Om betroubare inligting te verkry, moet die sender en ontvanger koaksiaal aan teenoorgestelde kante geplaas wordvoorwerp wat bestudeer word. Die nadele van hierdie tegnologie kan as lae sensitiwiteit beskou word in vergelyking met die eggo-metode en die moeilikheid om PET's (piëzo-elektriese transduktors) relatief tot die sentrale strale van die stralingspatroon te oriënteer. Daar is egter ook voordele, wat hoë weerstand teen interferensie, lae afhanklikheid van die seinamplitude van die ligging van die defek en die afwesigheid van 'n dooie sone is.

Spieël-skadu-metode

Hierdie ultrasoniese geh altebeheer word die meeste gebruik om gelaste staafverbindings te inspekteer. Die hoofteken dat 'n defek opgespoor is, is die verswakking van die seinamplitude, wat vanaf die teenoorgestelde oppervlak (meestal die onderkant genoem) weerspieël word. Die grootste voordeel van die metode is die duidelike opsporing van verskeie defekte, waarvan die ontwrigting die sweiswortel is. Die metode word ook gekenmerk deur die moontlikheid van eensydige toegang tot die naat of deel.

Echo-spieëlmetode

Die doeltreffendste manier om vertikale defekte op te spoor. Die kontrole word uitgevoer met behulp van twee sondes wat langs die oppervlak naby die naat aan die een kant daarvan beweeg word. Terselfdertyd word hul beweging op so 'n manier uitgevoer dat die sein wat deur 'n ander sonde uitgestuur word en twee keer van die bestaande defek gereflekteer word deur een sonde vasgestel word.

Die belangrikste voordeel van die metode: dit kan gebruik word om die vorm van defekte te evalueer, waarvan die grootte 3 mm oorskry en wat in die vertikale vlak met meer as 10 grade afwyk. Die belangrikste -gebruik probes met dieselfde sensitiwiteit. Hierdie weergawe van ultrasoniese ondersoek word aktief gebruik om dikwandige produkte en hul sweislasse na te gaan.

Delta-metode

Die gespesifiseerde ultrasoniese toetsing van sweislasse gebruik ultrasoniese energie wat deur die defek herbestraal word. Die transversale golf wat op die defek inval, word gedeeltelik spiegelend gereflekteer, gedeeltelik in 'n longitudinale een getransformeer, en herbestraal ook die gediffrakteerde golf. As gevolg hiervan word die vereiste PET-golwe vasgevang. Die nadeel van die metode kan beskou word as die skoonmaak van die naat, die taamlike hoë kompleksiteit van die ontsyfering van die ontvangde seine tydens die beheer van gelaste verbindings met 'n dikte van tot 15 millimeter.

Voordele van ultraklank en subtiliteite van die toepassing daarvan

Ondersoeking van sweislasse met hoëfrekwensie klank is in werklikheid nie-vernietigende toetsing, want hierdie metode is nie in staat om enige skade aan die ondersoekde gedeelte van die produk te veroorsaak nie, maar bepaal terselfdertyd redelik akkuraat die teenwoordigheid van gebreke. Spesiale aandag verdien ook die lae koste van die werk wat uitgevoer word en hul hoë spoed van uitvoering. Dit is ook belangrik dat die metode absoluut veilig is vir menslike gesondheid. Alle studies van metale en sweislasse gebaseer op ultraklank word uitgevoer in die reeks van 0,5 MHz tot 10 MHz. In sommige gevalle is dit moontlik om werk uit te voer met behulp van ultrasoniese golwe met 'n frekwensie van 20 MHz.

Analise van 'n gelaste verbinding deur middel van ultraklank moet noodwendig met 'n hele kompleks gepaardgaanvoorbereidende maatreëls, soos die skoonmaak van die naat of oppervlak wat bestudeer word, die toediening van spesifieke kontakvloeistowwe op die beheerde area (spesiale-doelgels, gliserien, masjienolie). Dit alles word gedoen om behoorlike stabiele akoestiese kontak te verseker, wat uiteindelik die nodige prentjie op die toestel verskaf.

Onbruikbaar en nadele

Ultrasoniese toetsing is absoluut irrasioneel om te gebruik vir die ondersoek van sweislasse van metale met 'n growwe korrelstruktuur (byvoorbeeld gietyster of 'n austenitiese sweislas met 'n dikte van meer as 60 millimeter). En dit alles omdat daar in sulke gevalle 'n voldoende groot verspreiding en sterk verswakking van ultraklank is.

Dit is ook nie moontlik om die bespeurde defek (wolframinsluiting, slakinsluiting, ens.) ondubbelsinnig volledig te karakteriseer nie.