Czym jest defektoskop ultradźwiękowy
Defektoskop ultradźwiękowy wysyła impuls dźwięku w element i odczytuje to, co wraca. Nieciągłość w materiale odbija część impulsu wcześniej niż tylna ścianka, a czas powrotu i amplituda echa dają razem położenie i miarę rozmiaru wady. Ponieważ dźwięk podróżuje przez materiał, a nie wokół niego, metoda wykrywa wady całkowicie wewnętrzne, co czyni ją zwykłym uzupełnieniem metody powierzchniowej w pracach spawanych i kutych.
Jest to pomiar dwuczęściowy. Przyrząd generuje, mierzy czas i wyświetla; sonda rozstrzyga, co można znaleźć. Sonda prosta wysyła dźwięk wzdłuż osi wiązki i wykrywa laminacje oraz wady równoległe do powierzchni. Sonda kątowa załamuje wiązkę w materiał pod kątem i na niej opiera się inspekcja spawów, ponieważ wady w spawie leżą zwykle pod kątem do powierzchni i wymagają wiązki, która je przecina.
Trudność polega na tym, że przyrząd wyświetla echa, a nie wady. Rozstrzygnięcie, które echo jest wadą, które jest odbiciem geometrycznym od lica spoiny lub korzenia, a które jest szumem elektrycznym, to ocena operatora, od której zależy metoda, i dlatego kalibracja na wzorcu i pisemna procedura siedzą w centrum każdej inspekcji, a nie na jej marginesie.
Jak defektoskop ultradźwiękowy dokonuje pomiaru
Sonda piezoelektryczna zamienia impuls elektryczny w dźwięk, a powracający dźwięk z powrotem na napięcie. Przyrząd mierzy odstęp między nadanym impulsem a każdym echem, przelicza go na odległość, używając prędkości dźwięku w materiale - która dla stali wynosi około 5920 m/s w fali podłużnej - i wyświetla wynik jako ślad, w którym echa pojawiają się jako odchylenia pionowe wzdłuż osi odległości. Prędkość musi być ustawiona dla materiału, ponieważ ten sam odstęp czasowy staje się inną odległością w aluminium lub w stali austenitycznej.
Wymiarowanie opiera się na zależności między amplitudą echa a rozmiarem reflektora, a zależność ta jest ustalana na wzorcach o znanych rozmiarach w bloku z tego samego materiału. Przyrząd rysuje krzywą amplitudy w funkcji odległości od tych wzorców i kolejne echa są z nią porównywane, więc wadę raportuje się jako równoważną średnicę płaskiego otworu lub długość przy określonym progu amplitudy. Ponieważ krzywa zależy od sondy, materiału i geometrii, buduje się ją dla każdego zadania, a nie przenosi z poprzedniego.
Ograniczenia praktyczne wynikają z wiązki. Dźwięk musi wejść w materiał, więc powierzchnia musi być wystarczająco gładka, a środek sprzęgający musi wypełnić lukę; chropowata lub zgorzelinowa powierzchnia traci większość energii, zanim ta dotrze do elementu. Wiązka ma też szerokość i pole bliskie, więc wada mniejsza od szerokości wiązki jest wymiarowana przez wiązkę, a nie przez samą wadę, a wada blisko powierzchni leży w strefie, gdzie wiązka jeszcze się nie uformowała. Sondy kątowe dodają geometrię do rachunku, dlatego kąt sondy i przygotowanie spawu są częścią tego, co określa procedura inspekcji.
Konfiguracje
Większość specyfikacji jest ustalana przez te decyzje, a nie przez klasę dokładności. Każda ogranicza następną, dlatego są rozstrzygane po kolei.
| Konfiguracja | Opcje do ustalenia | Co faktycznie rozstrzyga |
| Typ sondy | Sonda prosta lub sonda kątowa o określonym kącie załamania | Co przyrząd może wykryć. Sonda prosta nie może wykryć wady leżącej równolegle do własnej wiązki. |
| Częstotliwość sondy i rozmiar kryształu | Nominalna częstotliwość sondy i rozmiar jej elementu aktywnego | Kompromis między penetracją a rozdzielczością. Wyższa częstotliwość rozdziela mniejsze wady i penetruje mniej; większy kryształ wysyła szerszą wiązkę z większą energią. |
| Pasmo przyrządu i zakres wzmocnienia | Zakres częstotliwości odbiornika i maksymalne dostępne wzmocnienie | Czy sondę można napędzać przy częstotliwości, dla której jest zaprojektowana, i czy słabe echa można podnieść na tyle, aby je odczytać. |
| Krzywe odległości i amplitudy | DAC, AVG lub TCG i czy przyrząd może zbudować oraz zapisać więcej niż jedną | Jak wada jest wymiarowana i rejestrowana. Bez krzywej wzorcowej amplituda echa sama w sobie znaczy niewiele. |
| Częstotliwość próbkowania i rozdzielczość wyświetlania | Częstotliwość digitizacji sygnału powrotnego i rozdzielczość wyświetlacza | Czy blisko siebie leżące echa pozostają rozdzielone i czy można w ogóle odczytać cienkie przekroje. |
| Wyświetlacz i tryb | Sam A-skan lub A-skan z B-skanem lub zapisaną falą wzorcową | Czy operator może zobaczyć geometrię wady, a nie jeden zestaw ech, i czy ślad można zachować jako dowód. |
| Przechowywanie i raportowanie | Pamięć wewnętrzna, pamięć wymienna i format raportu, jaki przyrząd może wygenerować | Czy można wystawić i zarchiwizować zapis inspekcji, czego wymaga większość procedur po fakcie. |
| Bloki wzorcowe i kalibracja | Bloki i sondy przeznaczone do kalibracji oraz odstęp, w jakim zestaw jest sprawdzany | Czy można wykazać, że inspekcja została przeprowadzona na skalibrowanym przyrządzie, co decyduje o dopuszczalności zapisu. |
Jak wybrać defektoskop ultradźwiękowy
| Czynnik | Dlaczego rozstrzyga o odpowiedzi | Jak ustalić to przed zapytaniem |
|---|
| Materiał i jego prędkość dźwięku | Skala odległości jest obliczana z prędkości, a materiał gruboziarnisty lub austenityczny rozprasza wiązkę i podnosi poziom szumu | Podać materiał i gatunek. W przypadku odlewu lub materiału austenitycznego zaznaczyć to, ponieważ zmienia to sondę i częstotliwość. |
| Szukana wada i jej położenie | Wewnętrzna laminacja, pęknięcie pięty spoiny i wada kowalska leżą na różnych głębokościach i orientacjach, wymagając różnych sond | Opisać, w jaki sposób wada prawdopodobnie powstała i gdzie w przekroju się znajduje. |
| Grubość przekroju i geometria | Cienkie przekroje wykluczają niskie częstotliwości i umieszczają wady w polu bliskim, a złożona geometria odsyła echa od samego kształtu | Podać zakres grubości i rysunek złącza lub przekroju, włącznie z przygotowaniem spawu. |
| Norma odbiorcza | Wymienia bloki wzorcowe, kąty sond, wzorzec skanowania i progi raportowania, często określając klasę przyrządu | Podać normę i poziom odbiorczy, zamiast opisywać wymaganie w sposób ogólny. |
| Stan powierzchni | Dźwięk musi wejść w materiał, a chropowate, zgorzelinowe lub powlekane powierzchnie tracą wiązkę, zanim ta stanie się użyteczna | Opisać powierzchnię taką, jaka będzie w momencie badania, a nie taką, jaka jest na rysunku. |
| Czy zapis musi być dowodowy | Pełny raport z zapisanymi śladami i danymi kalibracji zmienia klasę przyrządu i czas inspekcji | Określić, czy ślady mają być archiwizowane, czy raporty są wystawiane i kto będzie je czytał. |
Jeśli którakolwiek z tych kwestii pozostaje otwarta, prześlij to, co jest znane, wraz z rysunkiem złącza. Wycenę można wystawić na podstawie geometrii i normy i doprecyzować po uzyskaniu brakujących danych.
Najbliższe alternatywy
To są typy, o które zazwyczaj chodzi w zapytaniu o defektoskop ultradźwiękowy, i punkt, w którym wybór jest naprawdę rozstrzygany.
| Najbliższa alternatywa | Co ją odróżnia od defektoskopu ultradźwiękowego |
| Sprzęt do badań magnetyczno-proszkowych | Wykrywa wady powierzchniowe i podpowierzchniowe w materiale ferromagnetycznym, czyniąc element magnesem, i pokazuje indicację bezpośrednio na powierzchni. Nie widzi wady leżącej głęboko w przekroju, a dokładnie do tego służy przyrząd ultradźwiękowy, i w ogóle nie działa na materiale nieferromagnetycznym. |
| Grubościomierze ultradźwiękowe | Korzystają z tej samej zasady impuls-echo, ale odczytują tylko odstęp do tylnej ścianki, więc raportują pozostały materiał, zamiast szukać nieciągłości. Są przyrządem do mapowania korozji; defektoskop jest przyrządem do szukania wad, a rozróżnia je to, jak dużą część sygnału powrotnego interpretują. |
| Mierniki grubości powłok | Mierzą warstwę na powierzchni metodą magnetyczną lub prądów wirowych i nie mówią nic o wnętrzu materiału. Na powlekanym elemencie powłokę często trzeba uwzględnić w odczycie ultradźwiękowym, zamiast ją mierzyć tym samym przyrządem. |
| Inspekcja radiograficzna | Przepuszcza promieniowanie przez element i obrazuje wewnętrzną objętość, dając trwały dwuwymiarowy obraz wady. Wymaga dostępu z obu stron i wiąże się z reżimem bezpieczeństwa radiacyjnego, a jest mniej czuła na wąskie wady płaskie, które nie zmniejszają grubości ścianki w kierunku wiązki. |
| Badanie prądami wirowymi | Wykrywa wady powierzchniowe i podpowierzchniowe w materiale przewodzącym bez środka sprzęgającego i szybko skanuje rury. Penetracja jest płytka, więc uzupełnia badania ultradźwiękowe rur i prętów, zamiast je zastępować przy grubych przekrojach. |
| Badanie emisją akustyczną | Nasłuchuje dźwięku wydanego przez aktywnie rosnącą wadę, pod obciążeniem, zamiast aktywnie jej szukać. Ogarnia całą konstrukcję jednocześnie i lokalizuje, ale wymaga cyklu obciążeniowego i niewiele mówi o rozmiarze wady, która nie rośnie. |
Defektoskop szuka nieciągłości w dowolnym miejscu przekroju i odczytuje echa, które od niej wracają; grubościomierz odczytuje tylko tylną ściankę. Ta granica - jak duża część sygnału jest interpretowana - rozdziela te dwa typy przyrządów.
Co powinna zawierać wycena
Pierwsza odpowiedź może być wyceną, a nie zestawem pytań, jeśli zapytanie zawiera te informacje. Jeśli wartość nie jest znana, wyślij opis zastosowania, a my potwierdzimy, co implikuje.
- Materiał i gatunek oraz czy jest gruboziarnisty lub austenityczny
- Szukana wada, sposób, w jaki prawdopodobnie powstała, i gdzie leży w przekroju
- Zakres grubości przekroju i rysunek złącza lub geometrii
- Norma odbiorcza i poziom odbiorczy, według którego się pracuje
- Stan powierzchni w momencie badania
- Spodziewane typy sond, włącznie z kątami i częstotliwościami, jeśli norma je określa
- Czy wymagane są zapisane ślady i pisemny raport
- Czy przyrząd jest używany w warsztacie, czy w terenie, i dostępne zasilanie
- Bloki wzorcowe lub układy kalibracyjne dostępne na miejscu
- Ilość, port docelowy i wymagana data dostawy
