Ultrasonic testing ng welded joints, mga pamamaraan at teknolohiya ng pagsubok

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Walang halos industriya kung saan hindi isinasagawa ang welding. Ang karamihan sa mga istrukturang metal ay naka-mount at magkakaugnay sa pamamagitan ng mga welding seams. Siyempre, ang kalidad ng ganitong uri ng trabaho sa hinaharap ay nakasalalay hindi lamang sa pagiging maaasahan ng gusali, istraktura, makina o anumang yunit na itinatayo, kundi pati na rin sa kaligtasan ng mga tao na kahit papaano ay makikipag-ugnayan sa mga istrukturang ito. Samakatuwid, upang matiyak ang tamang antas ng pagganap ng naturang mga operasyon, ginagamit ang ultrasonic testing ng mga welds, salamat sa kung saan posible na makita ang pagkakaroon o kawalan ng iba't ibang mga depekto sa kantong ng mga produktong metal. Ang advanced na paraan ng pagkontrol na ito ay tatalakayin sa aming artikulo.

History of occurrence

Ang Ultrasonic flaw detection ay ginawa noong 30s. Gayunpaman, ang unang talagang gumaganang aparato ay ipinanganak lamang noong 1945 salamat sa Sperry Products. Sa susunod na dalawang dekada, ang pinakabagong teknolohiya ng kontrol ay nakakuha ng pagkilala sa buong mundo, at ang bilang ng mga tagagawa ng naturang kagamitan ay tumaas nang husto.

UltrasonicAng flaw detector, ang presyo kung saan ngayon ay nagsisimula mula sa 100,000 -130,000 libong rubles, sa una ay naglalaman ng mga vacuum tubes. Ang ganitong mga aparato ay napakalaki at mabigat. Eksklusibong nagtrabaho sila mula sa mga pinagmumulan ng kuryente ng AC. Ngunit noong 60s na, sa pagdating ng mga semiconductor circuit, ang mga flaw detector ay makabuluhang nabawasan ang laki at nagawang gumana sa mga baterya, na sa kalaunan ay naging posible na gamitin ang mga device kahit na sa mga kondisyon ng field.

Hakbang sa digital reality

Sa mga unang yugto, ang mga inilalarawang instrumento ay gumamit ng analog signal processing, dahil sa kung saan, tulad ng maraming iba pang katulad na device, sila ay napapailalim sa drift sa oras ng pagkakalibrate. Ngunit noong 1984, inilunsad ng Panametrics ang unang portable digital flaw detector na tinatawag na EPOCH 2002. Mula noon, ang mga digital unit ay naging lubos na maaasahang kagamitan, na perpektong nagbibigay ng kinakailangang pagkakalibrate at katatagan ng pagsukat. Nakatanggap din ang ultrasonic flaw detector, na ang presyo nito ay direktang nakasalalay sa mga teknikal na katangian nito at brand ng manufacturer, ng data logging function at ang kakayahang maglipat ng mga pagbabasa sa isang personal na computer.

Sa kapaligiran ngayon, parami nang parami ang interes sa mga phased array system, na gumagamit ng sopistikadong teknolohiya batay sa mga multi-element na piezoelectric na elemento upang makabuo ng mga directional beam at lumikha ng mga cross-sectional na larawan na katulad ng medikal na ultrasound imaging.

Sphereapplication

Ultrasonic control method ay ginagamit sa anumang industriya. Ang paggamit nito ay nagpakita na maaari itong pantay na epektibong magamit upang subukan ang halos lahat ng mga uri ng welded joints sa konstruksiyon, na may welded base metal na kapal na higit sa 4 na milimetro. Bilang karagdagan, ang pamamaraan ay aktibong ginagamit upang suriin ang mga joints ng mga pipeline ng gas at langis, iba't ibang mga sistema ng haydroliko at tubig. At sa mga kaso tulad ng inspeksyon ng makapal na tahi na nakuha bilang resulta ng electroslag welding, ang ultrasonic flaw detection ay ang tanging katanggap-tanggap na paraan ng inspeksyon.

Ang pinal na desisyon kung ang isang bahagi o isang weld ay akma para sa serbisyo ay ginawa batay sa tatlong pangunahing tagapagpahiwatig (pamantayan) - amplitude, mga coordinate, mga kondisyong dimensyon.

Sa pangkalahatan, ang ultrasonic testing ang eksaktong paraan na pinakamabunga sa mga tuntunin ng imaging sa proseso ng pag-aaral ng tahi (detalye).

Mga dahilan ng demand

Ang inilarawan na paraan ng inspeksyon gamit ang ultrasound ay mabuti dahil ito ay may mas mataas na sensitivity at pagiging maaasahan ng mga indikasyon sa proseso ng pag-detect ng mga depekto sa anyo ng mga bitak, mas mababang gastos at mataas na kaligtasan sa proseso ng paggamit kumpara sa klasikal na pamamaraan ng radiographic inspeksyon. Sa ngayon, ginagamit ang ultrasonic testing ng mga welded joint sa 70-80% ng mga kaso ng inspeksyon.

Ultrasonic transducers

WalaAng paggamit ng mga device na ito para sa non-destructive ultrasonic testing ay hindi maiisip. Ginagamit ang mga device para makabuo ng excitement, gayundin makatanggap ng mga vibrations ng ultrasound.

Ang mga unit ay iba at inuri ayon sa:

• Ang paraan para gumawa ng contact gamit ang test item.
• Ang paraan ng pagkonekta ng mga piezoelectric na elemento sa electrical circuit ng flaw detector mismo at ang dislokasyon ng electrode na nauugnay sa piezoelectric element.
• Orientation ng acoustic na nauugnay sa surface.
• Bilang ng piezo elements (single, double, multi-element).
• Bandwidth ng mga operating frequency (narrowband - mas mababa sa isang octave bandwidth, wideband - higit sa isang octave bandwidth).

Mga nasusukat na katangian ng mga depekto

Pinamunuan ng GOST ang lahat ng bagay sa mundo ng teknolohiya at industriya. Ang ultrasonic testing (GOST 14782-86) ay walang pagbubukod sa bagay na ito. Tinutukoy ng pamantayan na ang mga depekto ay sinusukat ng mga sumusunod na parameter:

• Katumbas na lugar ng depekto.
• Echo signal amplitude, na tinutukoy na isinasaalang-alang ang distansya sa depekto.
• Mga coordinate ng depekto sa welding point.
• Mga karaniwang sukat.
• Kondisyonal na distansya sa pagitan ng mga depekto.
• Ang bilang ng mga depekto sa napiling haba ng weld o joint.

Flaw detector operation

Non-destructive testing, which is ultrasonic, ay may sariling paraan ng paggamit, na nagsasaad na ang pangunahing sinusukat na parameter ay ang amplitude ng echo signal na nakuha.direkta mula sa depekto. Upang maiiba ang mga signal ng echo sa pamamagitan ng amplitude, ang tinatawag na antas ng sensitivity ng pagtanggi ay naayos. Ito naman ay na-configure gamit ang enterprise standard template (SOP).

Ang simula ng operasyon ng flaw detector ay sinamahan ng pagsasaayos nito. Para dito, nakatakda ang sensitivity ng pagtanggi. Pagkatapos nito, sa proseso ng patuloy na pag-aaral ng ultrasound, ang nakuha na echo signal mula sa nakitang depekto ay inihambing sa nakapirming antas ng pagtanggi. Kung ang nasusukat na amplitude ay lumampas sa antas ng pagtanggi, ang mga eksperto ay nagpasiya na ang naturang depekto ay hindi katanggap-tanggap. Pagkatapos ay tatanggihan ang tahi o produkto at ipapadala para sa rebisyon.

Ang pinakakaraniwang mga depekto ng welded surface ay: kakulangan ng fusion, hindi kumpletong pagtagos, pag-crack, porosity, mga slag inclusions. Ang mga paglabag na ito ang mabisang natutukoy ng flaw detection gamit ang ultrasound.

Ultrasonic na opsyon

Sa paglipas ng panahon, ang proseso ng inspeksyon ay nakabuo ng ilang makapangyarihang paraan para sa pagsusuri ng mga weld. Ang ultrasonic testing ay nagbibigay ng medyo malaking bilang ng mga opsyon para sa acoustic na pagsusuri ng mga tinuturing na istrukturang metal, gayunpaman, ang pinakasikat ay:

• Echo method.
• Anino.
• Paraan ng salamin-anino.
• Echo Mirror.
• Delta method.

Paraan numero uno

Kadalasan sa industriya at railway transport, ginagamit ang echo-pulse method. Ito ay salamat sa kanya na higit sa 90% ng lahat ng mga depekto ay nasuri, na nagiging posible dahil sa pagpaparehistro at pagsusuri ng halos lahat ng mga signal na makikita mula sa ibabaw ng depekto.

Ang pamamaraang ito mismo ay batay sa pagpapatunog ng isang produktong metal na may mga pulso ng ultrasonic vibrations, na sinusundan ng kanilang pagpaparehistro.

Ang mga bentahe ng pamamaraan ay:

- ang posibilidad ng one-way na pag-access sa produkto;

- medyo mataas ang sensitivity sa mga panloob na depekto;

- ang pinakamataas na katumpakan sa pagtukoy sa mga coordinate ng nakitang depekto.

Gayunpaman, may mga disadvantage din, kabilang ang:

- mababang pagtutol sa interference mula sa mga surface reflector;

- malakas na pagdepende ng signal amplitude sa lokasyon ng depekto.

Ang inilarawan na flaw detection ay nagpapahiwatig ng pagpapadala ng mga ultrasonic pulse sa produkto ng finder. Ang signal ng tugon ay natanggap niya o ng pangalawang naghahanap. Sa kasong ito, ang signal ay maaaring maipakita nang direkta mula sa mga depekto at mula sa kabaligtaran na ibabaw ng bahagi, produkto (seam).

Paraan ng anino

Ito ay batay sa isang detalyadong pagsusuri ng amplitude ng ultrasonic vibrations na ipinadala mula sa transmitter patungo sa receiver. Sa kaso kapag may pagbaba sa tagapagpahiwatig na ito, ito ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng isang depekto. Sa kasong ito, mas malaki ang laki ng depekto mismo, mas maliit ang amplitude ng signal na natanggap ng receiver. Upang makakuha ng mapagkakatiwalaang impormasyon, ang emitter at receiver ay dapat ilagay nang magkakaugnay sa magkabilang panigbagay na pinag-aaralan. Ang mga disadvantages ng teknolohiyang ito ay maaaring ituring na mababang sensitivity kumpara sa pamamaraan ng echo at ang kahirapan sa pag-orient ng mga PET (piezoelectric transducers) na may kaugnayan sa mga gitnang beam ng pattern ng radiation. Gayunpaman, mayroon ding mga pakinabang, na mataas ang pagtutol sa interference, mababang pag-asa ng signal amplitude sa lokasyon ng depekto, at ang kawalan ng dead zone.

Mirror-shadow method

Ang ultrasonic quality control na ito ay pinakakaraniwang ginagamit upang siyasatin ang mga welded rebar joints. Ang pangunahing palatandaan na ang isang depekto ay napansin ay ang pagpapahina ng amplitude ng signal, na makikita mula sa kabaligtaran na ibabaw (pinaka madalas na tinatawag na ibaba). Ang pangunahing bentahe ng pamamaraan ay ang malinaw na pagtuklas ng iba't ibang mga depekto, ang dislokasyon kung saan ay ang weld root. Gayundin, ang pamamaraan ay nailalarawan sa pamamagitan ng posibilidad ng isang panig na pag-access sa tahi o bahagi.

Echo mirror method

Ang pinakaepektibong paraan upang makita ang mga patayong depekto. Ang tseke ay isinasagawa gamit ang dalawang probes, na inilipat sa ibabaw malapit sa tahi sa isang gilid nito. Kasabay nito, ang kanilang paggalaw ay isinasagawa sa paraan upang ayusin sa pamamagitan ng isang probe ang signal na ibinubuga mula sa isa pang probe at dalawang beses na sumasalamin mula sa kasalukuyang depekto.

Ang pangunahing bentahe ng pamamaraan: maaari itong magamit upang suriin ang hugis ng mga depekto, ang laki nito ay lumampas sa 3 mm at na lumihis sa patayong eroplano ng higit sa 10 degrees. Ang pinakamahalagang -gumamit ng mga probe na may parehong sensitivity. Ang bersyong ito ng ultrasonic na pagsusuri ay aktibong ginagamit upang suriin ang mga produktong may kapal na pader at ang kanilang mga weld.

Delta method

Ang tinukoy na ultrasonic testing ng mga welds ay gumagamit ng ultrasonic energy na muling na-radiated ng depekto. Ang insidente ng transverse wave sa depekto ay bahagyang ipinapakita specularly, bahagyang transformed sa isang longitudinal isa, at din re-radiates ang diffracted wave. Bilang resulta, ang mga kinakailangang PET wave ay nakuha. Ang kawalan ng pamamaraan ay maaaring isaalang-alang ang paglilinis ng tahi, ang medyo mataas na pagiging kumplikado ng pag-decipher ng mga natanggap na signal sa panahon ng kontrol ng mga welded joint na may kapal na hanggang 15 millimeters.

Mga kalamangan ng ultrasound at mga subtlety ng aplikasyon nito

Ang pagsusuri ng mga welded joint gamit ang high-frequency na tunog ay, sa katunayan, hindi mapanirang pagsubok, dahil ang pamamaraang ito ay hindi kayang magdulot ng anumang pinsala sa sinisiyasat na seksyon ng produkto, ngunit sa parehong oras ay tumpak na tinutukoy ang pagkakaroon ng mga depekto. Gayundin, ang espesyal na atensyon ay nararapat sa mababang halaga ng gawaing isinagawa at ang kanilang mataas na bilis ng pagpapatupad. Mahalaga rin na ang pamamaraan ay ganap na ligtas para sa kalusugan ng tao. Ang lahat ng pag-aaral ng mga metal at welds batay sa ultrasound ay isinasagawa sa saklaw mula 0.5 MHz hanggang 10 MHz. Sa ilang mga kaso, posibleng magsagawa ng trabaho gamit ang mga ultrasonic wave na may dalas na 20 MHz.

Ang pagsusuri ng isang welded joint sa pamamagitan ng ultrasound ay dapat na sinamahan ng isang buong complexmga hakbang sa paghahanda, tulad ng paglilinis ng tahi o ibabaw na pinag-aaralan, paglalagay ng mga partikular na contact liquid sa kinokontrol na lugar (mga espesyal na layunin na gel, gliserin, langis ng makina). Ginagawa ang lahat ng ito para matiyak ang maayos na stable na acoustic contact, na sa huli ay nagbibigay ng kinakailangang larawan sa device.

Hindi magagamit at mga disadvantage

Ang ultrasonic na pagsubok ay ganap na hindi makatwiran na gamitin para sa pagsusuri ng mga welding joint ng mga metal na may magaspang na istraktura (halimbawa, cast iron o isang austenitic weld na may kapal na higit sa 60 millimeters). At lahat dahil sa mga ganitong kaso mayroong sapat na malaking dispersion at malakas na pagpapahina ng ultrasound.

Hindi rin posible na ganap na ilarawan ang natukoy na depekto (pagsasama ng tungsten, pagsasama ng slag, atbp.).