การทดสอบอัลตราโซนิกของข้อต่อเชื่อมและวิธีการของเทคโนโลยีการควบคุม

มีแทบทุกอุตสาหกรรมไม่ซึ่งจะไม่ได้ออกไปทำงานเชื่อม ส่วนใหญ่ของโครงสร้างเหล็กที่ติดตั้งและมีการเชื่อมต่อกับ รอยเชื่อม แน่นอนว่าคุณภาพของงานดังกล่าวในอนาคตขึ้นอยู่ไม่เพียง แต่ในความน่าเชื่อถือของอาคารสร้างโครงสร้างเครื่องจักรหรือหน่วยงานใด ๆ แต่ยังความปลอดภัยของผู้คนที่อยู่ในบางวิธีโต้ตอบกับโครงสร้างเหล่านี้ ดังนั้นเพื่อให้มั่นใจในระดับที่เพียงพอของประสิทธิภาพของการดำเนินงานเหล่านี้จะใช้การเชื่อมอัลตราโซนิกโดยหนึ่งสามารถตรวจสอบการมีหรือไม่มีข้อบกพร่องต่าง ๆ ในทางแยกของผลิตภัณฑ์โลหะ โดยใช้วิธีการที่ทันสมัยของการควบคุมจะได้รับการกล่าวถึงในบทความของเรา

ประวัติความเป็นมาของการเกิด

การทดสอบอัลตราโซนิกดังกล่าวได้รับการพัฒนาในยุค 30 อย่างไรก็ตามอุปกรณ์การทำงานจริงเป็นครั้งแรกที่เกิดเฉพาะในปี 1945 ขอบคุณ บริษัท ผลิตภัณฑ์ Sperry ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาต่อมาเทคโนโลยีการควบคุมล่าสุดได้รับการยอมรับทั่วโลกเพิ่มขึ้นอย่างมากจำนวนของผู้ผลิตของอุปกรณ์ดังกล่าว

อัลตราโซนิกเครื่องตรวจจับข้อบกพร่อง ราคาของซึ่งวันนี้เริ่มต้นจากหลอดสุญญากาศ 100000 -130000 พัน แต่เดิมมีเนื้อแท้ อุปกรณ์ดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะน้ำหนักยุ่งยากและหนัก พวกเขาทำงานเพียงลำพังบนอุปกรณ์ไฟฟ้ามีแอร์ แต่ในยุค 60s มีการถือกำเนิดของวงจรเซมิคอนดักเตอร์ข้อบกพร่องลดลงอย่างมีนัยสำคัญในขนาดและก็สามารถที่จะทำงานบนแบตเตอรี่ที่ในที่สุดได้รับอนุญาตให้ใช้อุปกรณ์ที่แม้จะอยู่ในสนาม

ก้าวเข้าสู่ดินแดนดิจิตอล

ในช่วงแรกของอุปกรณ์อธิบายใช้การประมวลผลสัญญาณอนาล็อกเนื่องจากการที่เช่นเดียวกับหลายอุปกรณ์อื่น ๆ ที่คล้ายกันมีความอ่อนไหวต่อดริฟท์ในช่วงเวลาของการสอบเทียบ แต่ในปี 1984 บริษัท Panametrics ให้เป็นจุดเริ่มต้นในชีวิตเป็นครั้งแรกแบบพกพาเครื่องตรวจจับข้อบกพร่องที่เรียกว่าดิจิตอลยุคปี 2002 ตั้งแต่นั้นมาหน่วยดิจิตอลได้กลายเป็นอุปกรณ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง, ความนึกคิดให้ความมั่นคงที่จำเป็นของการสอบเทียบและการวัด อัลตราโซนิกเครื่องตรวจจับข้อบกพร่อง, ราคาของซึ่งขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการทำงานและแบรนด์ของผู้ผลิตของตนยังได้รับข้อมูลที่เป็นฟังก์ชั่นและความสามารถในการส่งผ่านการอ่านไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าสู่ระบบ

ในสภาพที่ทันสมัยระบบมากขึ้นและเป็นที่สนใจของอาร์เรย์จะค่อย ๆ ซึ่งใช้เทคโนโลยีที่ซับซ้อนหลายองค์ประกอบองค์ประกอบ piezoelectric สร้างรังสีกำกับและอำนวยการสร้างภาพตัดขวางคล้ายกับการถ่ายภาพทางการแพทย์อัลตราซาวด์

ขอบเขต

วิธีการควบคุมการอัลตราโซนิกถูกนำไปใช้ในทิศทางใดอุตสาหกรรม ใช้งานได้แสดงให้เห็นว่ามันสามารถนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพเท่าเทียมกันในการสแกนเกือบทุกประเภทของข้อต่อเชื่อมในการก่อสร้างที่มีความหนาของฐานโลหะรอยมากกว่า 4 มิลลิเมตร นอกจากนี้วิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทดสอบการเชื่อมต่อข้อต่อของก๊าซและท่อน้ำมันและน้ำของระบบไฮดรอลิที่แตกต่างกัน และในกรณีเช่นข้อต่อการควบคุมความหนาขนาดใหญ่ส่งผลให้เกิด การเชื่อม Electroslag, การตรวจสอบอัลตราโซนิก - เพียงวิธีการที่ยอมรับได้ของการควบคุม

การตัดสินใจขั้นสุดท้ายเกี่ยวกับว่ารายการที่มีความเหมาะสมหรือเชื่อมกับการดำเนินการทำบนพื้นฐานของสามตัวชี้วัดพื้นฐาน (เกณฑ์) - การความกว้างของแหล่งกำเนิดขนาดธรรมดา

ในการตรวจสอบล้ำทั่วไป - เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในแง่ของภาพที่ก่อตัวขึ้นในหลักสูตรของการศึกษารอยต่อ (รายละเอียด)

ความต้องการเหตุผล

วิธีการควบคุมการอธิบายโดยใช้อัลตราซาวนด์เป็นสิ่งที่ดีในการที่จะมีความไวสูงมากและความถูกต้องของการอ่านในระหว่างการตรวจสอบข้อบกพร่องเช่นรอยแตก, ลดค่าใช้จ่ายและความปลอดภัยสูงในการใช้งานเมื่อเทียบกับเทคนิคการถ่ายภาพรังสีแบบธรรมดา ในวันที่การทดสอบล้ำของรอยเชื่อมที่ใช้ใน 70-80% ของกรณีของการตรวจสอบ

ก้อนอัลตราโซนิก

โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์เหล่านี้เป็นทดสอบแบบไม่ทำลายอัลตราโซนิกไม่น่าเชื่อเพียง อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการขึ้นรูปการกระตุ้นและได้รับการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก

หน่วยที่แตกต่างกันและมีการแบ่งออกเป็น:

• วิธีการของการติดต่อกับผลิตภัณฑ์การทดสอบ
• วิธีการเชื่อมต่อองค์ประกอบ piezoelectric ในแผนภาพการเดินสายไฟของข้อบกพร่องและการเคลื่อนที่ของอิเล็กโทรดเทียบกับแบบ piezo องค์ประกอบ
• อะคูสติกปฐมนิเทศเทียบกับพื้นผิว
• จำนวนขององค์ประกอบ piezoelectric (เดี่ยว, คู่, หลายองค์ประกอบ)
• ความกว้างของแถบความถี่ปฏิบัติการ (narrowband - แบนด์วิดธ์น้อยกว่าหนึ่งคู่, wideband - แบนด์วิดธ์มากกว่าหนึ่งคู่)

ข้อบกพร่องลักษณะวัด

ในโลกของเทคโนโลยีและอุตสาหกรรมการทั้งหมดจะนำไปสู่มาตรฐาน การทดสอบอัลตราโซนิก (GOST 14782-86) ในเรื่องนี้จะไม่มีข้อยกเว้น มาตรฐานการควบคุมว่าข้อบกพร่องจะถูกวัดโดยพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

• เทียบเท่ากับพื้นที่ข้อบกพร่อง
• ความกว้างของสัญญาณเสียงสะท้อนซึ่งจะถูกกำหนดพิจารณาจากระยะทางที่มีข้อบกพร่อง
• พิกัดของข้อบกพร่องที่จุดของการเชื่อม
• ขนาดที่กำหนด
• ระยะทางระหว่างเงื่อนไขข้อบกพร่อง
• จำนวนของข้อบกพร่องอยู่กับระยะเวลาที่เลือกของการเชื่อมหรือร่วมทุน

การแสวงหาผลประโยชน์ของเครื่องตรวจจับข้อบกพร่อง

การทดสอบแบบไม่ทำลายซึ่งเป็นเทคนิคอัลตราโซนิกมีการใช้งานของตัวเองซึ่งระบุว่าพารามิเตอร์วัดหลัก - ความกว้างของเสียงสะท้อนที่ได้รับจากข้อบกพร่องโดยตรง ความแตกต่างของเสียงสะท้อนความกว้างที่ใหญ่ที่สุดได้รับการแก้ไขที่เรียกว่าไวปฏิเสธ เขาในที่สุดก็จะเป็นผู้กำหนดโดยใช้ตัวอย่างมาตรฐานของผู้ประกอบการ (SOP)

ได้รับข้อบกพร่องที่เริ่มจะมาพร้อมกับการตั้งค่า เพื่อความไวของการปฏิเสธการจัดนิทรรศการนี้ หลังจากนั้นในขั้นตอนการดำเนินการโดยอัลตราซาวนด์เปรียบเทียบที่ได้รับเสียงสะท้อนจากตรวจพบข้อบกพร่องที่มีระดับคงที่ของการปฏิเสธ หากความกว้างวัดมีค่ามากกว่าระดับการยอมรับผู้เชี่ยวชาญตัดสินใจว่าข้อบกพร่องที่ไม่ถูกต้อง แล้วตะเข็บหรือผลิตภัณฑ์ที่มีการปฏิเสธและส่งกลับไปเพื่อแก้ไข

ข้อบกพร่องที่พบมากที่สุดในพื้นผิวรอยคือการขาดการฟิวชั่น, เจาะไม่สมบูรณ์แตกพรุนรวมตะกรัน มันเป็นละเมิดเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพระบุการตรวจสอบการใช้อัลตราซาวนด์

ตัวเลือกการศึกษาอัลตราซาวนด์

เมื่อเวลาผ่านกระบวนการตรวจสอบได้รับวิธีที่มีประสิทธิภาพสำหรับการศึกษาหลายข้อต่อรอย การทดสอบอัลตราโซนิกให้จำนวนมากของตัวเลือกภายใต้การพิจารณาของการศึกษาอะคูสติกของโครงสร้างโลหะ แต่ความนิยมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่ได้รับ:

• วิธีการสะท้อน
• เงา
• วิธีกระจกเงา
• กระจกสะท้อน
• วิธีเดลต้า

จำนวนวิธีที่หนึ่ง

ส่วนใหญ่มักจะอยู่ในอุตสาหกรรมและทางรถไฟที่ใช้วิธีการเต้นของชีพจรก้อง มันเป็นเพราะมันมีการวินิจฉัยมากกว่า 90% ของข้อบกพร่องซึ่งจะกลายเป็นไปได้เนื่องจากการบันทึกและการวิเคราะห์ของเกือบทุกสัญญาณที่สะท้อนจากความบกพร่องพื้นผิว

ด้วยตัวเองวิธีการนี้จะขึ้นอยู่กับการทำให้เกิดเสียงผลิตภัณฑ์โลหะพัลส์ของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกและการลงทะเบียนมาของพวกเขา

ข้อดีของวิธีนี้คือ:

- ความเป็นไปได้ของการเข้าถึงทางเดียวกับผลิตภัณฑ์นั้น

- ความไวสูงเป็นธรรมข้อบกพร่องภายใน

- ความถูกต้องตำแหน่งที่สูงที่สุดของข้อบกพร่องที่ตรวจพบ

แต่มีข้อเสียรวมถึง:

- ความต้านทานต่ำกับพื้นผิวสะท้อนแสงรบกวน;

- การพึ่งพาอาศัยที่แข็งแกร่งของคลื่นสัญญาณจากสถานข้อบกพร่อง

ตรวจสอบอธิบายหมายถึงพัสดุในการค้นหาสินค้าพัอัลตราโซนิค รับสัญญาณตอบกลับเกิดขึ้นพวกเขารวบรวมข้อมูลที่คล้ายกันหรือที่สอง สัญญาณอาจจะสะท้อนให้เห็นได้โดยตรงจากข้อบกพร่องและบนพื้นผิวตรงข้ามของผลิตภัณฑ์ส่วน (ลูกปัด)

วิธีเงา

มันขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์รายละเอียดของความกว้างของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกที่ส่งจากเครื่องส่งไปยังผู้รับ ในกรณีที่มีการลดลงในตัวบ่งชี้นี้มันบ่งบอกถึงการปรากฏตัวของข้อบกพร่อง มากขึ้นขนาดของข้อบกพร่องจะมีขนาดเล็กกว่าความกว้างของสัญญาณที่ได้รับจากการรับ ที่จะได้รับข้อมูลที่ถูกต้องควรจะอยู่ coaxially อีซีแอลและตัวรับสัญญาณในด้านตรงข้ามของวัตถุทดสอบ ข้อเสียของเทคโนโลยีนี้ได้รับการพิจารณาความไวต่ำเมื่อเทียบกับวิธีการสะท้อนและความซับซ้อนของการวางแนวทางการสืบสวนสอบสวน (transducer piezoelectric) เทียบกับเรย์กลางของรูปแบบการฉายรังสี แต่มีข้อได้เปรียบที่มีความสูงในการต่อต้านการรบกวนคลื่นสัญญาณต่ำขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้งของข้อบกพร่องไม่ตายโซน

วิธีกระจกเงา

ล้ำนี้มักจะใช้สำหรับการตรวจสอบควบคุมคุณภาพเชื่อมเข้าด้วยกันข้อต่อการเสริมแรง บ่งชี้หลักที่ตรวจพบข้อบกพร่องคือการลดทอนของคลื่นสัญญาณซึ่งสะท้อนให้เห็นจากพื้นผิวตรงข้าม (โดยปกติจะเรียกว่าด้านล่าง) ประโยชน์หลักของวิธีการ - ตรวจสอบความชัดเจนของข้อบกพร่องต่าง ๆ ซึ่งเป็นความคลาดเคลื่อนเชื่อมราก นอกจากนี้วิธีการที่โดดเด่นด้วยความเป็นไปได้ของการเข้าถึงทางเดียวที่จะตะเข็บหรือรายละเอียด

สะท้อนกระจกวิธี

ตัวแปรที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดของข้อบกพร่องการตรวจสอบการจัดในแนวตั้ง การตรวจสอบจะดำเนินการโดยวิธีการของทั้งสอง probes ซึ่งเคลื่อนตัวไปตามพื้นผิวที่อยู่ใกล้รอยต่อบนด้านหนึ่งของมัน ดังนั้นการเคลื่อนไหวของพวกเขาจะดำเนินการในลักษณะเช่นการแก้ไขปัญหาสัญญาณสอบสวนแผ่จากการสอบสวนอีกและดับเบิลสะท้อนจากข้อบกพร่องที่มีอยู่

ประโยชน์หลักของวิธีการที่มันสามารถนำมาใช้ในการประเมินข้อบกพร่องรูปร่างขนาดของซึ่งเกินกว่า 3 มิลลิเมตรและมีการเบี่ยงเบนในระนาบแนวตั้งโดยกว่า 10 องศา สิ่งที่สำคัญที่สุด - การใช้เครื่อง AED ที่มีความไวเดียวกัน ตัวเลือกดังกล่าวมีการใช้งานอัลตราซาวนด์เพื่อตรวจสอบผลิตภัณฑ์ผนังหนาและรอยเชื่อมของพวกเขา

วิธีเดลต้า

กล่าวว่าการทดสอบล้ำของรอยเชื่อมใช้พลังงาน reradiated ล้ำข้อบกพร่อง คลื่นตามขวาง ที่ตรงกับข้อบกพร่องกระจกสะท้อนให้เห็นบางส่วนแปลงบางส่วนเป็นแนวยาวและ re-ส่งเสียงคลื่น diffracted ผลที่ได้คือการจับตัวของหัววัดคลื่นที่ต้องการ ข้อเสียของวิธีการที่ได้รับการพิจารณาตะเข็บกวาดซับซ้อนค่อนข้างสูงของการถอดรหัสสัญญาณได้รับในระหว่างการควบคุมของข้อต่อเหล็กความหนา 15 มิลลิเมตรที่

ข้อดีของการอัลตราซาวนด์และรายละเอียดปลีกย่อยของการประยุกต์ใช้

การวิจัยเชื่อมความถี่สูงด้วยเสียง - คือในความเป็นจริงการทดสอบแบบไม่ทำลายเพราะวิธีนี้ไม่สามารถที่จะทำให้เกิดความเสียหายใด ๆ ไปยังสถานที่ทดสอบผลิตภัณฑ์ แต่ค่อนข้างแม่นยำตรวจพบการปรากฏตัวของข้อบกพร่อง นอกจากนี้ยังมีความสนใจเป็นพิเศษควรจะเป็นค่าใช้จ่ายต่ำของการดำเนินงานและความเร็วในการทำงานของพวกเขาสูง นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญที่วิธีการที่เป็นอย่างปลอดภัยต่อสุขภาพของมนุษย์ ทั้งหมดโลหะการศึกษาและรอยเชื่อมจะดำเนินการบนพื้นฐานของการอัลตราซาวนด์ในช่วงตั้งแต่ 0.5 MHz ถึง 10 MHz ในบางกรณีก็อาจดำเนินงานโดยใช้คลื่นอัลตราโซนิกที่มีความถี่ 20 เมกะเฮิรตซ์

วิเคราะห์ ultrasonically เชื่อมจำเป็นต้องมีตามมาด้วยทั้งชุดของมาตรการเตรียมความพร้อมเช่นการทำความสะอาดหรือพื้นผิวของการเชื่อมการทดสอบการใช้ส่วนควบคุมของของเหลวติดต่อเฉพาะ (เจวัตถุประสงค์พิเศษ, กลีเซอรีน, เครื่องน้ำมัน) ทั้งหมดนี้จะทำเพื่อให้แน่ใจว่าเหมาะสมมีเสถียรภาพติดต่ออะคูสติกซึ่งท้ายที่สุดก็ให้ภาพที่ต้องการบนอุปกรณ์

ไม่สามารถที่จะใช้และข้อเสีย

การทดสอบอัลตราโซนิกจะทำไม่ได้อย่างยิ่งที่จะใช้สำหรับการตรวจสอบของการเชื่อมสารประกอบโลหะมีโครงสร้างหยาบ (เช่นเหล็กหรือเชื่อมสเตนที่มีความหนามากกว่า 60 มิลลิเมตร) และทั้งหมดเป็นเพราะในกรณีดังกล่าวมีค่อนข้างกระจายตัวที่แข็งแกร่งและการลดทอนของอัลตราซาวนด์

นอกจากนี้ก็เป็นไปไม่ได้อย่างเต็มที่ลักษณะที่ตรวจพบข้อบกพร่องอย่างแจ่มแจ้ง (รวมทังสเตนและอัลตะกรันรวม.)