Kaynaklı bağlantıların ultrasonik testi, test yöntemleri ve teknolojisi

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Kaynak yapılmayan neredeyse hiçbir sektör yoktur. Metal yapıların büyük çoğunluğu kaynak dikişleri vasıtasıyla monte edilir ve birbirine bağlanır. Elbette gelecekte bu tür çalışmaların kalitesi sadece binanın, yapının, makinenin veya dikilecek herhangi bir birimin güvenilirliğine değil, aynı zamanda bu yapılarla bir şekilde etkileşime girecek kişilerin güvenliğine de bağlıdır. Bu nedenle, bu tür işlemlerin uygun düzeyde performans göstermesini sağlamak için, metal ürünlerin birleşme yerlerinde çeşitli kusurların varlığını veya yokluğunu tespit etmenin mümkün olduğu için kaynakların ultrasonik testi kullanılır. Bu gelişmiş kontrol yöntemi yazımızda ele alınacaktır.

Olay tarihi

Ultrasonik kusur tespiti 30'larda geliştirildi. Ancak, gerçekten çalışan ilk cihaz ancak 1945'te Sperry Products sayesinde doğdu. Sonraki yirmi yılda, en son kontrol teknolojisi dünya çapında tanınırlık kazandı ve bu tür ekipman üreticilerinin sayısı önemli ölçüde arttı.

UltrasonikBugün fiyatı 100.000 - 130.000 bin ruble'den başlayan kusur dedektörü, başlangıçta vakum tüpleri içeriyordu. Bu tür cihazlar hantal ve ağırdı. Yalnızca AC güç kaynaklarından çalıştılar. Ancak 60'larda, yarı iletken devrelerin ortaya çıkmasıyla birlikte, kusur dedektörlerinin boyutları önemli ölçüde küçüldü ve pillerle çalışabildi, bu da sonunda cihazların saha koşullarında bile kullanılmasını mümkün kıldı.

Dijital gerçekliğe adım atın

İlk aşamalarda, tarif edilen cihazlar analog sinyal işlemeyi kullanıyordu, çünkü diğer birçok benzer cihaz gibi, kalibrasyon sırasında kaymaya maruz kalıyorlardı. Ancak 1984'te Panametrics, EPOCH 2002 adı verilen ilk taşınabilir dijital kusur dedektörünü piyasaya sürdü. O andan itibaren dijital birimler, ideal olarak gerekli kalibrasyon ve ölçüm kararlılığını sağlayan son derece güvenilir ekipman haline geldi. Fiyatı doğrudan teknik özelliklerine ve üreticinin markasına bağlı olan ultrasonik kusur dedektörü ayrıca bir veri kaydı işlevi ve okumaları kişisel bir bilgisayara aktarma yeteneği aldı.

Günümüz ortamında, yönlü ışınlar üretmek ve tıbbi ultrason görüntülemeye benzer kesitsel görüntüler oluşturmak için çok elemanlı piezoelektrik elemanlara dayalı sofistike teknolojiyi kullanan aşamalı dizi sistemlerine giderek daha fazla ilgi duyulmaktadır.

Küreuygulamalar

Ultrasonik kontrol yöntemi herhangi bir endüstride kullanılır. Kullanımı, kaynaklı ana metal kalınlığı 4 milimetreden fazla olan inşaatlarda neredeyse tüm kaynaklı bağlantı türlerini test etmek için eşit derecede etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Ek olarak, yöntem, gaz ve petrol boru hatlarının, çeşitli hidrolik ve su sistemlerinin bağlantılarını kontrol etmek için aktif olarak kullanılır. Elektro cüruf kaynağı sonucu elde edilen kalın dikişlerin muayenesi gibi durumlarda, ultrasonik kusur tespiti kabul edilebilir tek muayene yöntemidir.

Bir parçanın veya kaynağın servis için uygun olup olmadığına ilişkin nihai karar, üç temel gösterge (kriter) temelinde verilir - genlik, koordinatlar, koşullu boyutlar.

Genel olarak ultrasonik test, dikişi inceleme sürecinde (detay) görüntüleme açısından tam olarak en verimli yöntemdir.

Talep nedenleri

Ultrason kullanarak açıklanan muayene yöntemi, çatlak şeklindeki kusurları tespit etme sürecinde endikasyonların çok daha yüksek hassasiyet ve güvenilirliğine sahip olması, kullanım sürecinde daha düşük maliyet ve yüksek güvenliğe sahip olması bakımından iyidir. klasik radyografik muayene yöntemleri. Bugüne kadar, kaynaklı bağlantıların ultrasonik testi, muayene vakalarının %70-80'inde kullanılmaktadır.

Ultrasonik dönüştürücüler

YokBu cihazların tahribatsız ultrasonik testler için kullanılması basitçe düşünülemez. Cihazlar, uyarım oluşturmak ve ultrason titreşimlerini almak için kullanılır.

Birimler farklıdır ve şuna göre sınıflandırılır:

• Test öğesiyle kişi oluşturmanın yolu.
• Piezoelektrik elemanları, kusur dedektörünün kendisinin elektrik devresine bağlama yöntemi ve elektrotun piezoelektrik elemana göre yer değiştirmesi.
• Yüzeye göre akustiğin oryantasyonu.
• Piezo elemanlarının sayısı (tek, çift, çok eleman).
• Çalışma frekanslarının bant genişliği (dar bant - bir oktavdan az bant genişliği, geniş bant - birden fazla oktav bant genişliği).

Kusurların ölçülebilir özellikleri

GOST, teknoloji ve endüstri dünyasında her şeye hükmeder. Ultrasonik testler (GOST 14782-86) da bu konuda bir istisna değildir. Standart, kusurların aşağıdaki parametrelerle ölçüldüğünü belirtir:

• Eşdeğer kusur alanı.
• Hataya olan uzaklık dikkate alınarak belirlenen eko sinyal genliği.
• Kaynak noktasındaki kusurun koordinatları.
• Geleneksel boyutlar.
• Kusurlar arasındaki koşullu mesafe.
• Kaynak veya bağlantının seçilen uzunluğundaki kusurların sayısı.

Kusur dedektörü işlemi

Ultrasonik olan tahribatsız muayene, ölçülen ana parametrenin elde edilen yankı sinyalinin genliği olduğunu belirten kendi kullanım yöntemine sahiptir.doğrudan kusurdan. Yankı sinyallerini genliğe göre ayırt etmek için, sözde reddetme duyarlılığı seviyesi sabittir. Bu da kurumsal standart şablon (SOP) kullanılarak yapılandırılır.

Kusur dedektörünün çalışmaya başlamasına ayarlanması eşlik eder. Bunun için reddetme hassasiyeti ayarlanır. Bundan sonra, devam eden ultrason çalışmaları sürecinde, tespit edilen kusurdan elde edilen yankı sinyali, sabit reddetme seviyesi ile karşılaştırılır. Ölçülen genlik reddetme seviyesini aşarsa, uzmanlar böyle bir kusurun kabul edilemez olduğuna karar verir. Ardından dikiş veya ürün reddedilir ve revizyona gönderilir.

Kaynaklı yüzeylerin en yaygın kusurları şunlardır: ergime eksikliği, eksik penetrasyon, çatlama, gözeneklilik, cüruf kalıntıları. Ultrason kullanılarak kusur tespiti ile etkili bir şekilde tespit edilen bu ihlallerdir.

Ultrasonik seçenekler

Zamanla, inceleme süreci, kaynakları incelemek için birkaç güçlü yöntem geliştirdi. Ultrasonik test, dikkate alınan metal yapıların akustik muayenesi için oldukça fazla sayıda seçenek sunar, ancak en popüler olanları:

• Yankı yöntemi.
• Gölge.
• Ayna-gölge yöntemi.
• Yankı Aynası.
• Delta yöntemi.

Bir numaralı yöntem

En sık olarak sanayi ve demiryolu taşımacılığında eko-darbe yöntemi kullanılır. Kusur yüzeyinden yansıyan neredeyse tüm sinyallerin kaydı ve analizi sayesinde mümkün olan tüm kusurların %90'ından fazlasının teşhis edilmesi onun sayesindedir.

Bu yöntemin kendisi, metal bir ürünün ultrasonik titreşim darbeleriyle seslendirilmesine ve ardından bunların kaydına dayanır.

Yöntemin avantajları şunlardır:

- ürüne tek yönlü erişim imkanı;

- iç kusurlara karşı oldukça yüksek hassasiyet;

- tespit edilen kusurun koordinatlarını belirlemede en yüksek doğruluk.

Ancak, dezavantajları da vardır:

- yüzey reflektörlerinden kaynaklanan parazitlere karşı düşük direnç;

- sinyal genliğinin kusurun konumuna güçlü bağımlılığı.

Açıklanan kusur tespiti, bulucu tarafından ürüne ultrasonik darbeler gönderilmesi anlamına gelir. Yanıt sinyali kendisi veya ikinci arayan tarafından alınır. Bu durumda sinyal hem doğrudan kusurlardan hem de parçanın, ürünün (dikişin) karşı yüzeyinden yansıtılabilir.

Gölge yöntemi

Vericiden alıcıya iletilen ultrasonik titreşimlerin genliğinin ayrıntılı bir analizine dayanır. Bu göstergede bir azalma olması durumunda, bu bir kusurun varlığını gösterir. Bu durumda, kusurun boyutu ne kadar büyük olursa, alıcı tarafından alınan sinyalin genliği o kadar küçük olur. Güvenilir bilgi elde etmek için verici ve alıcı eş eksenli olarak zıt taraflara yerleştirilmelidir.incelenen nesne. Bu teknolojinin dezavantajları, yankı yöntemine kıyasla düşük hassasiyet ve radyasyon modelinin merkezi ışınlarına göre PET'leri (piezoelektrik dönüştürücüler) yönlendirmenin zorluğu olarak kabul edilebilir. Bununla birlikte, parazite karşı yüksek direnç, sinyal genliğinin kusurun konumuna düşük bağımlılığı ve ölü bölgenin olmaması gibi avantajlar da vardır.

Ayna-gölge yöntemi

Bu ultrasonik kalite kontrolü en yaygın olarak kaynaklı inşaat demiri bağlantılarını kontrol etmek için kullanılır. Bir kusurun tespit edildiğinin ana işareti, karşı yüzeyden (çoğunlukla alt olarak adlandırılır) yansıyan sinyal genliğinin zayıflamasıdır. Yöntemin ana avantajı, yerinden çıkması kaynak kökü olan çeşitli kusurların net bir şekilde tespitidir. Ayrıca, yöntem, dikişe veya parçaya tek taraflı erişim olasılığı ile karakterize edilir.

Yankı ayna yöntemi

Dikey kusurları tespit etmenin en etkili yolu. Kontrol, bir tarafında dikişe yakın yüzey boyunca hareket ettirilen iki sonda kullanılarak gerçekleştirilir. Aynı zamanda, hareketleri, bir sonda tarafından başka bir sondadan yayılan ve mevcut kusurdan iki kez yansıtılan sinyali sabitleyecek şekilde gerçekleştirilir.

Yöntemin ana avantajı: Boyutu 3 mm'yi geçen ve dikey düzlemde 10 dereceden fazla sapma gösteren kusurların şeklini değerlendirmek için kullanılabilir. En önemli -aynı hassasiyete sahip probları kullanın. Ultrasonik muayenenin bu versiyonu, kalın duvarlı ürünleri ve bunların kaynaklarını kontrol etmek için aktif olarak kullanılmaktadır.

Delta yöntemi

Kaynakların belirtilen ultrasonik testi, kusur tarafından yeniden yayılan ultrasonik enerjiyi kullanır. Kusur üzerindeki enine dalga olayı kısmen speküler olarak yansıtılır, kısmen uzunlamasına bir dalgaya dönüştürülür ve ayrıca kırınım dalgasını yeniden yayar. Sonuç olarak, gerekli PET dalgaları yakalanır. Yöntemin dezavantajı, dikişin temizlenmesi, 15 milimetreye kadar kalınlığa sahip kaynaklı bağlantıların kontrolü sırasında alınan sinyallerin deşifre edilmesinin oldukça karmaşıklığı olarak düşünülebilir.

Ultrason avantajları ve uygulamasının incelikleri

Kaynaklı bağlantıların yüksek frekanslı ses kullanılarak incelenmesi aslında tahribatsız bir testtir, çünkü bu yöntem ürünün incelenen bölümüne herhangi bir zarar verme yeteneğine sahip değildir, ancak aynı zamanda oldukça doğru bir şekilde tespit eder. kusurların varlığı. Ayrıca, yapılan işin düşük maliyeti ve yüksek uygulama hızı özel ilgiyi hak ediyor. Ayrıca yöntemin insan sağlığı için kesinlikle güvenli olması da önemlidir. Ultrasona dayalı tüm metal ve kaynak çalışmaları 0,5 MHz ila 10 MHz aralığında gerçekleştirilir. Bazı durumlarda, 20 MHz frekansında ultrasonik dalgalar kullanarak çalışma yapmak mümkündür.

Kaynaklı bir bağlantının ultrason yoluyla analizine mutlaka bütün bir kompleks eşlik etmelidir.incelenen dikişin veya yüzeyin temizlenmesi, kontrol edilen alana belirli temas sıvılarının (özel amaçlı jeller, gliserin, makine yağı) uygulanması gibi hazırlık önlemleri. Tüm bunlar, sonuçta cihazda gerekli resmi sağlayan, düzgün ve istikrarlı akustik teması sağlamak için yapılır.

Kullanılamaz ve dezavantajlar

Ultrasonik test, iri taneli yapıya sahip metallerin kaynak bağlantılarını incelemek için kesinlikle mantıksızdır (örneğin, dökme demir veya 60 milimetreden daha kalın bir östenitik kaynak). Ve hepsi bu gibi durumlarda yeterince büyük bir dağılım ve ultrasonun güçlü zayıflaması olduğu için.

Tespit edilen kusuru açık bir şekilde tam olarak karakterize etmek de mümkün değildir (tungsten içerme, cüruf içerme vb.).