Дәнекерленген қосылыстарды ультрадыбыстық сынау, сынау әдістері мен технологиясы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Дәнекерлеу жұмыстары жүргізілмейтін сала іс жүзінде жоқ. Металл конструкцияларының басым көпшілігі дәнекерлеу тігістері арқылы монтаждалған және өзара байланысқан. Әрине, болашақта мұндай жұмыстың сапасы ғимараттың, құрылыстың, машинаның немесе қандай да бір қондырғының сенімділігіне ғана емес, сонымен қатар осы құрылымдармен қандай да бір түрде әрекеттесетін адамдардың қауіпсіздігіне байланысты. Сондықтан мұндай операцияларды орындаудың тиісті деңгейін қамтамасыз ету үшін дәнекерленген жіктердің ультрадыбыстық сынағы қолданылады, соның арқасында металл бұйымдарының түйіскен жерінде әртүрлі ақаулардың болуын немесе болмауын анықтауға болады. Бұл кеңейтілген басқару әдісі біздің мақалада талқыланады.

Болғандар тарихы

Ультрадыбыстық ақауларды анықтау 30-жылдары жасалған. Дегенмен, бірінші шынымен жұмыс істейтін құрылғы Sperry Products арқасында 1945 жылы ғана дүниеге келді. Келесі екі онжылдықта басқарудың соңғы технологиясы бүкіл әлемде танымал болды және мұндай жабдықты өндірушілердің саны күрт өсті.

УльтрадыбыстықБағасы бүгінде 100 000 -130 000 мың рубльден басталатын ақауларды анықтағышта бастапқыда вакуумдық түтіктер болды. Мұндай құрылғылар көлемді және ауыр болды. Олар тек айнымалы ток қуат көздерінен жұмыс істеді. Бірақ 60-шы жылдардың өзінде жартылай өткізгіш тізбектердің пайда болуымен дефектоскоптар көлемі айтарлықтай кішірейіп, батареялармен жұмыс істей алды, бұл сайып келгенде құрылғыларды дала жағдайында да пайдалануға мүмкіндік берді.

Цифрлық шындыққа қадам жасаңыз

Алғашқы кезеңдерде сипатталған құралдар аналогтық сигналдарды өңдеуді пайдаланды, соның арқасында көптеген басқа ұқсас құрылғылар сияқты олар калибрлеу кезінде дрейфке ұшырады. Бірақ қазірдің өзінде 1984 жылы Panametrics EPOCH 2002 деп аталатын бірінші портативті цифрлық ақау детекторын іске қосты. Осы сәттен бастап цифрлық қондырғылар қажетті калибрлеу мен өлшеу тұрақтылығын қамтамасыз ететін жоғары сенімді жабдыққа айналды. Бағасы оның техникалық сипаттамаларына және өндірушінің брендіне тікелей байланысты ультрадыбыстық дефектоскоп, сонымен қатар деректерді тіркеу функциясын және көрсеткіштерді дербес компьютерге тасымалдау мүмкіндігін алды.

Қазіргі ортада бағытталған сәулелерді жасау және медициналық ультрадыбыстық бейнелеуге ұқсас көлденең қима кескіндерді жасау үшін көп элементті пьезоэлектрлік элементтерге негізделген күрделі технологияны пайдаланатын фазалық массив жүйелеріне қызығушылық артып келеді.

Сферақолданбалар

Ультрадыбыстық бақылау әдісі кез келген салада қолданылады. Оны пайдалану дәнекерленген негізгі металдың қалыңдығы 4 миллиметрден асатын құрылыстағы дәнекерленген қосылыстардың барлық дерлік түрлерін сынау үшін бірдей тиімді пайдалануға болатындығын көрсетті. Сонымен қатар, әдіс газ және мұнай құбырларының, әртүрлі гидравликалық және су жүйелерінің түйіспелерін тексеру үшін белсенді қолданылады. Ал электрошлакпен дәнекерлеу нәтижесінде алынған қалың тігістерді тексеру сияқты жағдайларда ультрадыбыстық ақауларды анықтау тек қолайлы тексеру әдісі болып табылады.

Бөлшек немесе дәнекерленген тігістің қызмет көрсетуге жарамдылығы туралы соңғы шешім үш іргелі көрсеткіш (критерий) негізінде қабылданады - амплитуда, координаттар, шартты өлшемдер.

Жалпы, ультрадыбыстық тестілеу тігісті (деталь) зерттеу процесінде кескіндеу тұрғысынан ең жемісті әдіс болып табылады.

Сұраныс себептері

Ультрадыбысты қолдану арқылы сипатталған тексеру әдісі жақсы, өйткені ол жарықтар түріндегі ақауларды анықтау процесінде көрсеткіштердің әлдеқайда жоғары сезімталдығы мен сенімділігімен, төмен бағамен және пайдалану процесінде жоғары қауіпсіздікпен салыстырғанда радиографиялық тексерудің классикалық әдістері. Бүгінгі күні дәнекерленген қосылыстардың ультрадыбыстық сынағы тексеру жағдайларының 70-80% пайдаланылады.

Ультрадыбыстық түрлендіргіштер

ОнсызБұл құрылғыларды бұзылмайтын ультрадыбыстық сынау үшін пайдалану мүмкін емес. Құрылғылар қозуды тудыру, сондай-ақ ультрадыбыстық тербелістерді қабылдау үшін пайдаланылады.

Бірліктер әртүрлі және жіктеледі:

• Сынақ элементімен контакт жасау жолы.
• Пьезоэлектрлік элементтерді дефектоскоптың өзінің электр тізбегіне қосу әдісі және пьезоэлектрлік элементке қатысты электродтың дислокациясы.
• Акустиканың бетке қатысты бағыты.
• Пьезоэлементтердің саны (бір, қос, көп элемент).
• Жұмыс жиіліктерінің өткізу жолағы (тар жолақ – бір октавалық өткізу жолағы енінен аз, кең жолақ – бір октавалық өткізу жолағы ені).

Ақаулардың өлшенетін сипаттамалары

ГОСТ технология мен өнеркәсіп әлеміндегі бәрін басқарады. Ультрадыбыстық сынақ (ГОСТ 14782-86) бұл мәселеде де ерекшелік емес. Стандарт ақаулар келесі параметрлермен өлшенетінін анықтайды:

• Ақаудың баламалы ауданы.
• Жаңғырық сигналының амплитудасы, ол ақауға дейінгі қашықтықты ескере отырып анықталады.
• Дәнекерлеу нүктесіндегі ақау координаттары.
• Кәдімгі өлшемдер.
• Ақаулар арасындағы шартты қашықтық.
• Таңдалған дәнекерленген жік немесе қосылыс ұзындығындағы ақаулар саны.

Ақау детекторының жұмысы

Ультрадыбыстық болып табылатын бұзбайтын сынаудың өзіндік қолдану әдісі бар, ол негізгі өлшенетін параметр алынған эхосигналдың амплитудасы екенін айтады.ақаудан тікелей. Эхосигналдарды амплитудасы бойынша саралау үшін қабылдамау сезімталдығы деп аталатын деңгей бекітілген. Бұл, өз кезегінде, кәсіпорынның стандартты үлгісі (SOP) арқылы конфигурацияланады.

Ақау детекторының жұмысының басталуы оны реттеумен бірге жүреді. Ол үшін қабылдамау сезімталдығы орнатылған. Осыдан кейін, үздіксіз ультрадыбыстық зерттеулер процесінде анықталған ақаудан алынған жаңғырық сигналы бекітілген бас тарту деңгейімен салыстырылады. Егер өлшенген амплитудасы бас тарту деңгейінен асып кетсе, сарапшылар мұндай ақауды қабылдауға болмайды деп шешеді. Содан кейін тігіс немесе өнім қабылданбайды және қайта қарауға жіберіледі.

Дәнекерленген беттердің жиі кездесетін ақаулары: балқыманың болмауы, толық емес ену, крекинг, кеуектілік, шлак қосындылары. Дәл осы бұзушылықтар ультрадыбысты қолдану арқылы ақауларды анықтау арқылы тиімді анықталады.

Ультрадыбыстық опциялар

Уақыт өте келе тексеру процесі дәнекерленген жіктерді тексерудің бірнеше күшті әдістерін әзірледі. Ультрадыбыстық тестілеу қарастырылатын металл құрылымдарды акустикалық тексерудің көптеген нұсқаларын қамтамасыз етеді, алайда ең танымалдары:

• Эхо әдісі.
• Көлеңке.
• Айна-көлеңке әдісі.
• Жаңғырық айнасы.
• Дельта әдісі.

Бірінші әдіс

Өнеркәсіп пен теміржол көлігінде көбінесе эхо-импульстік әдіс қолданылады. Оның арқасында барлық ақаулардың 90%-дан астамы диагностикаланады, бұл ақаудың бетінен шағылысқан барлық дерлік сигналдарды тіркеу және талдау нәтижесінде мүмкін болады.

Бұл әдістің өзі ультрадыбыстық тербеліс импульстары бар металл бұйымды дыбыстап, кейін оларды тіркеуге негізделген.

Әдістің артықшылықтары:

- өнімге бір жақты қол жеткізу мүмкіндігі;

- ішкі ақауларға өте жоғары сезімталдық;

- анықталған ақаудың координаталарын анықтаудағы ең жоғары дәлдік.

Алайда кемшіліктері де бар, соның ішінде:

- беттік рефлекторлардың кедергілеріне төзімділігі төмен;

- сигнал амплитудасының ақаудың орнына қатты тәуелділігі.

Сипатталған ақауларды анықтау іздеу құралы арқылы өнімге ультрадыбыстық импульстарды жіберуді білдіреді. Жауап сигналын ол немесе екінші іздеуші қабылдайды. Бұл жағдайда сигнал ақаулардан да, бөлшектің, бұйымның (тігістің) қарама-қарсы бетінен де шағылысуы мүмкін.

Көлеңке әдісі

Ол таратқыштан қабылдағышқа берілетін ультрадыбыстық тербелістердің амплитудасын егжей-тегжейлі талдауға негізделген. Бұл көрсеткіштің төмендеуі болған жағдайда, бұл ақаудың болуын көрсетеді. Бұл жағдайда ақаудың өзі неғұрлым үлкен болса, қабылдағыш қабылдайтын сигналдың амплитудасы соғұрлым аз болады. Сенімді ақпаратты алу үшін эмитент пен қабылдағышты қарама-қарсы жақтарға коаксиалды түрде орналастыру керекзерттелетін объект. Бұл технологияның кемшіліктері эхо әдісімен салыстырғанда төмен сезімталдық және сәулелену үлгісінің орталық сәулелеріне қатысты ПЭТ (пьезоэлектрлік түрлендіргіштер) бағдарлануының қиындығы деп санауға болады. Дегенмен, кедергілерге жоғары төзімділік, сигнал амплитудасының ақаудың орнына төмен тәуелділігі және өлі аймақтың болмауы сияқты артықшылықтар да бар.

Айна-көлеңке әдісі

Бұл ультрадыбыстық сапаны бақылау көбінесе дәнекерленген арматуралық қосылыстарды тексеру үшін қолданылады. Ақаулықтың анықталғанының негізгі белгісі - қарама-қарсы жақтан (көбінесе төменгі деп аталады) шағылысатын сигнал амплитудасының әлсіреуі. Әдістің негізгі артықшылығы әртүрлі ақауларды анық анықтау болып табылады, олардың дислокациясы дәнекерленген түбір болып табылады. Сондай-ақ, әдіс тігіске немесе бөлікке бір жақты қол жеткізу мүмкіндігімен сипатталады.

Эхо айна әдісі

Тік ақауларды анықтаудың ең тиімді жолы. Тексеру оның бір жағындағы тігістің жанында бетінің бойымен қозғалатын екі зонд арқылы жүзеге асырылады. Бұл ретте олардың қозғалысы бір зонд басқа зондтан шыққан сигналды бекітетін және бар ақаудан екі рет шағылысатындай етіп жүзеге асырылады.

Әдістің негізгі артықшылығы: ол өлшемі 3 мм-ден асатын және тік жазықтықта 10 градустан астам ауытқуы бар ақаулардың пішінін бағалау үшін пайдаланылуы мүмкін. Ең бастысы -бірдей сезімталдығы бар зондтарды пайдаланыңыз. Ультрадыбыстық зерттеудің бұл нұсқасы қалың қабырғалы бұйымдар мен олардың дәнекерленген жерлерін тексеру үшін белсенді қолданылады.

Дельта әдісі

Дәнекерленген жіктердің көрсетілген ультрадыбыстық сынағы ақаудан қайта сәулеленетін ультрадыбыстық энергияны пайдаланады. Ақауға түсетін көлденең толқын ішінара айнадай шағылысады, ішінара бойлыққа айналады, сонымен қатар дифракцияланған толқынды қайта сәулелендіреді. Нәтижесінде қажетті ПЭТ толқындары түсіріледі. Әдістің кемшілігі тігісті тазалауды, қалыңдығы 15 миллиметрге дейінгі дәнекерленген қосылыстарды бақылау кезінде қабылданған сигналдарды шешудің жеткілікті жоғары күрделілігін қарастыруға болады.

Ультрадыбыстың артықшылықтары және оны қолданудың қыр-сырлары

Дәнекерленген қосылыстарды жоғары жиілікті дыбысты қолдану арқылы тексеру, шын мәнінде, бұзбайтын сынақ болып табылады, өйткені бұл әдіс өнімнің зерттелетін бөлігіне ешқандай зақым келтіруге қабілетті емес, бірақ сонымен бірге өте дәл анықтайды ақаулардың болуы. Сондай-ақ, орындалатын жұмыстың төмен құны мен олардың жоғары жылдамдығына ерекше назар аудару керек. Бұл әдіс адам денсаулығы үшін мүлдем қауіпсіз болуы да маңызды. Ультрадыбыстық негізіндегі металдар мен дәнекерленген жіктердің барлық зерттеулері 0,5 МГц-тен 10 МГц-ке дейінгі диапазонда жүргізіледі. Кейбір жағдайларда 20 МГц жиіліктегі ультрадыбыстық толқындар арқылы жұмысты орындауға болады.

Дәнекерленген қосылыстарды ультрадыбыстық зерттеу арқылы талдау міндетті түрде тұтас кешенмен бірге жүруі керек.дайындық шаралары, мысалы, зерттелетін тігісті немесе бетті тазалау, бақыланатын аймаққа арнайы жанасу сұйықтықтарын қолдану (арнайы мақсаттағы гельдер, глицерин, машина майы). Мұның бәрі сайып келгенде құрылғыда қажетті суретті қамтамасыз ететін дұрыс тұрақты акустикалық контактіні қамтамасыз ету үшін жасалады.

Пайдалануға болмайтын және кемшіліктері

Ультрадыбыстық сынауды ірі түйіршікті құрылымы бар металдардың дәнекерлеу қосылыстарын (мысалы, шойын немесе қалыңдығы 60 миллиметрден асатын аустениттік дәнекерлеу) зерттеу үшін пайдалану мүлдем қисынсыз. Мұның бәрі, өйткені мұндай жағдайларда ультрадыбыстың жеткілікті үлкен дисперсиясы және күшті әлсіреуі бар.

Анықталған ақауды (вольфрамды қосу, қожды қосу және т.б.) бір мәнді түрде толық сипаттау мүмкін емес.