Upimaji wa ultrasonic wa viungo vilivyochomeshwa, mbinu na teknolojia ya majaribio

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Kwa kweli hakuna tasnia ambayo uchomeleaji haufanyiki. Idadi kubwa ya miundo ya chuma imewekwa na kuunganishwa kwa njia ya seams za kulehemu. Bila shaka, ubora wa aina hii ya kazi katika siku zijazo inategemea si tu juu ya kuaminika kwa jengo, muundo, mashine au kitengo chochote kinachojengwa, lakini pia juu ya usalama wa watu ambao kwa namna fulani wataingiliana na miundo hii. Kwa hiyo, ili kuhakikisha kiwango sahihi cha utendaji wa shughuli hizo, kupima ultrasonic ya welds hutumiwa, shukrani ambayo inawezekana kuchunguza kuwepo au kutokuwepo kwa kasoro mbalimbali kwenye makutano ya bidhaa za chuma. Mbinu hii ya udhibiti wa hali ya juu itajadiliwa katika makala yetu.

Historia ya kutokea

Ugunduzi wa dosari za Ultrasonic kama hivyo ulianzishwa katika miaka ya 30. Walakini, kifaa cha kwanza cha kufanya kazi kilizaliwa tu mnamo 1945 shukrani kwa Bidhaa za Sperry. Katika miongo miwili iliyofuata, teknolojia ya hivi punde zaidi ya udhibiti ilipata kutambuliwa duniani kote, na idadi ya watengenezaji wa vifaa hivyo iliongezeka sana.

UltrasonicKichunguzi cha dosari, bei ambayo leo huanza kutoka rubles 100,000 -130,000,000, awali ilikuwa na zilizopo za utupu. Vifaa vile vilikuwa vingi na nzito. Walifanya kazi pekee kutoka kwa vyanzo vya nguvu vya AC. Lakini tayari katika miaka ya 60, pamoja na ujio wa nyaya za semiconductor, vigunduzi vya dosari vilipunguzwa kwa ukubwa na viliweza kufanya kazi kwenye betri, ambayo hatimaye ilifanya iwezekane kutumia vifaa hata katika hali ya shamba.

Nenda kwenye uhalisia wa kidijitali

Katika hatua za awali, ala zilizofafanuliwa zilitumia uchakataji wa mawimbi ya analogi, kutokana na ambayo, kama vifaa vingine vingi sawa, vilikuwa chini ya kuelea wakati wa kusawazisha. Lakini tayari mnamo 1984, Panametrics ilizindua kigunduzi cha kwanza cha dosari cha dijiti kinachoitwa EPOCH 2002. Kuanzia wakati huo na kuendelea, vitengo vya dijiti vimekuwa vifaa vya kutegemewa sana, ambavyo vinatoa urekebishaji muhimu na uthabiti wa kipimo. Kigunduzi cha dosari cha ultrasonic, bei ambayo inategemea moja kwa moja sifa zake za kiufundi na chapa ya mtengenezaji, pia kilipokea kipengele cha kurekodi data na uwezo wa kuhamisha usomaji kwenye kompyuta ya kibinafsi.

Katika mazingira ya leo, kuna shauku zaidi na zaidi katika mifumo ya safu iliyopangwa kwa awamu, ambayo hutumia teknolojia ya hali ya juu kulingana na vipengee vingi vya piezoelectric ili kutoa miale ya mwelekeo na kuunda picha za sehemu tofauti sawa na upigaji picha wa uchunguzi wa kimatibabu.

Tufemaombi

Mbinu ya udhibiti wa Ultrasonic inatumika katika tasnia yoyote. Matumizi yake yameonyesha kuwa inaweza kutumika kwa usawa kupima karibu kila aina ya viungo vya svetsade katika ujenzi, ambavyo vina unene wa chuma wa svetsade wa zaidi ya milimita 4. Kwa kuongeza, njia hiyo hutumiwa kikamilifu kuangalia viungo vya mabomba ya gesi na mafuta, mifumo mbalimbali ya majimaji na maji. Na katika hali kama vile ukaguzi wa mishono minene iliyopatikana kutokana na kulehemu kwa electroslag, kugundua dosari ya ultrasonic ndiyo njia pekee inayokubalika ya ukaguzi.

Uamuzi wa mwisho kuhusu kama sehemu au weld inafaa kwa huduma inafanywa kwa misingi ya viashirio vitatu vya msingi (vigezo) - amplitude, viwianishi, vipimo vya masharti.

Kwa ujumla, upimaji wa ultrasonic ndiyo njia hasa inayozaa matunda zaidi katika suala la kupiga picha katika mchakato wa kusoma mshono (maelezo).

Sababu za mahitaji

Njia iliyoelezwa ya ukaguzi kwa kutumia ultrasound ni nzuri kwa kuwa ina unyeti wa juu zaidi na uaminifu wa dalili katika mchakato wa kugundua kasoro katika mfumo wa nyufa, gharama ya chini na usalama wa juu katika mchakato wa matumizi ikilinganishwa na njia za classical za ukaguzi wa radiografia. Hadi sasa, uchunguzi wa ultrasonic wa viungo vilivyochomezwa hutumiwa katika 70-80% ya kesi za ukaguzi.

Transducers Ultrasonic

BilaMatumizi ya vifaa hivi kwa upimaji wa ultrasonic usio na uharibifu ni jambo lisilofikirika. Vifaa hutumika kuzalisha msisimko, na pia kupokea mitetemo ya ultrasound.

Vizio ni tofauti na vimeainishwa kwa:

• Njia ya kuunda mtu anayewasiliana naye kwa kutumia kipengee cha majaribio.
• Njia ya kuunganisha vipengee vya piezoelectric kwenye sakiti ya umeme ya kigundua dosari chenyewe na kutenganisha kwa elektrodi kuhusiana na kipengele cha piezoelectric.
• Mwelekeo wa acoustic kuhusiana na uso.
• Idadi ya vipengee vya piezo (vipengee kimoja, viwili, vingi).
• Upana upana wa masafa ya uendeshaji (bendi finyu - chini ya kipimo data cha oktava moja, bendi pana - zaidi ya kipimo data cha oktava moja).

Sifa zinazoweza kupimika za kasoro

GOST inatawala kila kitu katika ulimwengu wa teknolojia na tasnia. Uchunguzi wa Ultrasonic (GOST 14782-86) sio ubaguzi katika suala hili pia. Kiwango kinabainisha kuwa kasoro hupimwa kwa vigezo vifuatavyo:

• Eneo sawa la kasoro.
• Ukubwa wa mawimbi ya mwangwi, ambayo hubainishwa kwa kuzingatia umbali wa kasoro.
• Viratibu vya kasoro kwenye sehemu ya kulehemu.
• Ukubwa wa kawaida.
• Umbali wa masharti kati ya kasoro.
• Idadi ya kasoro katika urefu uliochaguliwa wa weld au pamoja.

Operesheni ya kigundua dosari

Upimaji usioharibu, ambao ni ultrasonic, una mbinu yake ya matumizi, ambayo inasema kwamba kigezo kikuu kilichopimwa ni amplitude ya mawimbi ya mwangwi uliopatikana.moja kwa moja kutoka kwa kasoro. Ili kutofautisha ishara za echo kwa amplitude, kinachojulikana kama kiwango cha unyeti wa kukataa kimewekwa. Hii, kwa upande wake, imesanidiwa kwa kutumia kiolezo cha kawaida cha biashara (SOP).

Mwanzo wa utendakazi wa kigundua dosari huambatana na urekebishaji wake. Kwa hili, unyeti wa kukataa umewekwa. Baada ya hayo, katika mchakato wa masomo ya ultrasound inayoendelea, ishara ya echo iliyopatikana kutoka kwa kasoro iliyogunduliwa inalinganishwa na kiwango cha kukataa kilichowekwa. Ikiwa amplitude iliyopimwa inazidi kiwango cha kukataa, wataalam wanaamua kuwa kasoro hiyo haikubaliki. Kisha mshono au bidhaa hukataliwa na kutumwa kwa marekebisho.

Kasoro zinazojulikana zaidi za nyuso zilizochomezwa ni: ukosefu wa muunganisho, upenyezaji usio kamili, kupasuka, upenyo, ujumuishaji wa slag. Ni ukiukaji huu ambao hugunduliwa kwa ufanisi kwa kugundua dosari kwa kutumia ultrasound.

Chaguo za Ultrasonic

Baada ya muda, mchakato wa ukaguzi umeunda mbinu kadhaa za nguvu za kuchunguza welds. Upimaji wa ultrasonic hutoa idadi kubwa ya chaguzi za uchunguzi wa akustisk wa miundo ya chuma inayozingatiwa, hata hivyo, maarufu zaidi ni:

• Mbinu ya mwangwi.
• Kivuli.
• Mbinu ya kioo-kivuli.
• Echo Mirror.
• Mbinu ya Delta.

Njia namba moja

Mara nyingi katika sekta ya usafiri na usafiri wa reli, mbinu ya echo-pulse hutumiwa. Ni shukrani kwake kwamba zaidi ya 90% ya kasoro zote hugunduliwa, ambayo inawezekana kwa sababu ya usajili na uchambuzi wa karibu ishara zote zinazoonyeshwa kutoka kwa uso wa kasoro.

Njia hii yenyewe inategemea mlio wa bidhaa ya chuma yenye mitetemo ya ultrasonic, ikifuatiwa na usajili wao.

Faida za mbinu ni:

- uwezekano wa ufikiaji wa njia moja kwa bidhaa;

- unyeti mkubwa zaidi kwa kasoro za ndani;

- usahihi wa juu zaidi katika kubainisha viwianishi vya kasoro iliyogunduliwa.

Hata hivyo, pia kuna hasara, ikiwa ni pamoja na:

- upinzani mdogo kwa kuingiliwa kutoka kwa viakisi uso;

- utegemezi mkubwa wa amplitude ya mawimbi kwenye eneo la kasoro.

Ugunduzi wa dosari uliofafanuliwa unamaanisha kutuma mipigo ya ultrasonic kwenye bidhaa na kitafutaji. Ishara ya majibu inapokelewa naye au na mtafutaji wa pili. Katika kesi hii, ishara inaweza kuonyeshwa moja kwa moja kutoka kwa kasoro na kutoka kwa uso wa kinyume wa sehemu, bidhaa (mshono).

Mbinu ya kivuli

Inatokana na uchanganuzi wa kina wa ukubwa wa mitetemo ya angavu inayopitishwa kutoka kwa kisambaza data hadi kwa kipokezi. Katika kesi wakati kuna kupungua kwa kiashiria hiki, hii inaonyesha kuwepo kwa kasoro. Katika kesi hii, ukubwa mkubwa wa kasoro yenyewe, ndogo ya amplitude ya ishara iliyopokelewa na mpokeaji. Ili kupata taarifa za kuaminika, mtoaji na mpokeaji anapaswa kuwekwa coaxially kwa pande tofautikitu chini ya utafiti. Hasara za teknolojia hii zinaweza kuchukuliwa kuwa unyeti mdogo kwa kulinganisha na njia ya echo na ugumu wa kuelekeza PETs (piezoelectric transducers) kuhusiana na mihimili ya kati ya muundo wa mionzi. Hata hivyo, pia kuna faida, ambazo ni upinzani mkubwa wa kuingiliwa, utegemezi mdogo wa amplitude ya ishara kwenye eneo la kasoro, na kutokuwepo kwa eneo lililokufa.

Njia ya kivuli cha kioo

Udhibiti huu wa ubora wa ultrasonic hutumiwa sana kukagua viungio vya upau vilivyosuguliwa. Ishara kuu kwamba kasoro imegunduliwa ni kudhoofika kwa amplitude ya ishara, ambayo inaonekana kutoka kwa uso wa kinyume (mara nyingi huitwa chini). Faida kuu ya njia ni kutambua wazi ya kasoro mbalimbali, dislocation ambayo ni mzizi weld. Pia, njia hiyo ina sifa ya uwezekano wa upatikanaji wa upande mmoja kwa mshono au sehemu.

Njia ya kioo cha mwangwi

Njia mwafaka zaidi ya kugundua kasoro wima. Cheki hufanyika kwa kutumia probes mbili, ambazo huhamishwa kando ya uso karibu na mshono upande mmoja wake. Wakati huo huo, harakati zao hufanywa kwa njia ya kurekebisha kwa uchunguzi mmoja ishara iliyotolewa kutoka kwa uchunguzi mwingine na kuakisiwa mara mbili kutoka kwa kasoro iliyopo.

Faida kuu ya mbinu: inaweza kutumika kutathmini umbo la kasoro, saizi yake ambayo inazidi milimita 3 na ambayo inakengeuka katika ndege wima kwa zaidi ya digrii 10. Muhimu zaidi -tumia uchunguzi wenye unyeti sawa. Toleo hili la uchunguzi wa ultrasonic linatumika kikamilifu kuangalia bidhaa zenye kuta nene na welds zake.

Mbinu ya Delta

Upimaji maalum wa ultrasonic wa welds hutumia nishati ya ultrasonic inayoangaziwa upya na kasoro. Tukio la mawimbi ya kupita kwenye kasoro huakisiwa kwa kiasi fulani, hubadilishwa kwa sehemu kuwa longitudinal, na pia huangaza upya wimbi lililotofautiana. Matokeo yake, mawimbi ya PET yanayotakiwa yanakamatwa. Ubaya wa njia hiyo inaweza kuzingatiwa utakaso wa mshono, ugumu wa juu zaidi wa kufafanua ishara zilizopokelewa wakati wa udhibiti wa viungo vilivyounganishwa na unene wa hadi milimita 15.

Faida za ultrasound na hila za matumizi yake

Uchunguzi wa viungio vilivyounganishwa kwa kutumia sauti ya masafa ya juu, kwa kweli, ni majaribio yasiyo ya uharibifu, kwa sababu njia hii haiwezi kusababisha uharibifu wowote kwa sehemu iliyochunguzwa ya bidhaa, lakini wakati huo huo huamua kwa usahihi kabisa. uwepo wa kasoro. Pia, tahadhari maalum inastahili gharama ya chini ya kazi iliyofanywa na kasi yao ya juu ya utekelezaji. Pia ni muhimu kwamba njia hiyo ni salama kabisa kwa afya ya binadamu. Masomo yote ya metali na welds kulingana na ultrasound hufanyika katika aina mbalimbali kutoka 0.5 MHz hadi 10 MHz. Katika baadhi ya matukio, inawezekana kufanya kazi kwa kutumia mawimbi ya ultrasonic na mzunguko wa 20 MHz.

Uchambuzi wa kiungo kilichochomezwa kwa njia ya ultrasound lazima lazima uambatane na tata nzima.hatua za maandalizi, kama vile kusafisha mshono au uso chini ya utafiti, kutumia vimiminiko maalum vya mawasiliano kwenye eneo linalodhibitiwa (gel za kusudi maalum, glycerin, mafuta ya mashine). Haya yote yanafanywa ili kuhakikisha mawasiliano thabiti ya akustika, ambayo hatimaye hutoa picha inayohitajika kwenye kifaa.

Haitumiki na hasara

Upimaji wa ultrasonic hauna akili kabisa kutumika kuchunguza viungio vya kulehemu vya metali vilivyo na muundo wa nafaka tambarare (kwa mfano, chuma cha kutupwa au weld austenitic yenye unene wa zaidi ya milimita 60). Na yote kwa sababu katika hali kama hizi kuna mtawanyiko mkubwa wa kutosha na upunguzaji mkubwa wa ultrasound.

Pia haiwezekani kubainisha kikamilifu kasoro iliyotambuliwa (ujumuishaji wa tungsten, ujumuishaji wa slag, n.k.).