Եռակցված հոդերի ուլտրաձայնային փորձարկում, փորձարկման մեթոդներ և տեխնոլոգիա

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Գործնականում չկա արդյունաբերություն, որտեղ զոդում չի իրականացվում։ Մետաղական կոնստրուկցիաների ճնշող մեծամասնությունը ամրացված և փոխկապակցված է եռակցման կարերի միջոցով: Իհարկե, ապագայում նման աշխատանքների որակը կախված է ոչ միայն կառուցվող շենքի, կառուցվածքի, մեքենայի կամ որևէ միավորի հուսալիությունից, այլև այն մարդկանց անվտանգությունից, ովքեր ինչ-որ կերպ կշփվեն այդ կառույցների հետ: Հետևաբար, նման գործողությունների կատարման պատշաճ մակարդակն ապահովելու համար օգտագործվում է եռակցման ուլտրաձայնային փորձարկում, որի շնորհիվ հնարավոր է հայտնաբերել տարբեր թերությունների առկայությունը կամ բացակայությունը մետաղական արտադրանքի հանգույցում: Կառավարման այս առաջադեմ մեթոդը կքննարկվի մեր հոդվածում։

Դեպքի պատմություն

Ուլտրաձայնային թերությունների հայտնաբերումը որպես այդպիսին մշակվել է 30-ականներին: Այնուամենայնիվ, առաջին իսկապես աշխատող սարքը ծնվել է միայն 1945 թվականին Sperry Products-ի շնորհիվ։ Հաջորդ երկու տասնամյակների ընթացքում կառավարման նորագույն տեխնոլոգիան համաշխարհային ճանաչում ձեռք բերեց, և նման սարքավորումներ արտադրողների թիվը կտրուկ աճեց:

ՈւլտրաձայնայինԹերության դետեկտորը, որի գինը այսօր սկսվում է 100 000 -130 000 հազար ռուբլուց, սկզբում պարունակում էր վակուումային խողովակներ։ Նման սարքերը ծավալուն և ծանր էին: Նրանք աշխատում էին բացառապես փոփոխական հոսանքի աղբյուրներից: Բայց արդեն 60-ականներին, կիսահաղորդչային սխեմաների գալուստով, թերությունների դետեկտորները զգալիորեն կրճատվեցին չափերով և կարողացան աշխատել մարտկոցներով, ինչը, ի վերջո, հնարավորություն տվեց օգտագործել սարքերը նույնիսկ դաշտային պայմաններում:

Քայլ դեպի թվային իրականություն

Վաղ փուլերում նկարագրված գործիքներն օգտագործում էին ազդանշանի անալոգային մշակում, ինչի պատճառով, ինչպես և շատ այլ նմանատիպ սարքեր, դրանք ենթարկվում էին դրեյֆի չափորոշման ժամանակ։ Բայց արդեն 1984թ.-ին Panametrics-ը գործարկեց առաջին շարժական թվային թերությունների դետեկտորը, որը կոչվում է EPOCH 2002: Այդ պահից սկսած, թվային ագրեգատները դարձան բարձր հուսալի սարքավորում՝ իդեալականորեն ապահովելով անհրաժեշտ չափաբերման և չափման կայունությունը: Ուլտրաձայնային թերությունների դետեկտորը, որի գինը ուղղակիորեն կախված է իր տեխնիկական բնութագրերից և արտադրողի ապրանքանիշից, ստացել է նաև տվյալների գրանցման գործառույթ և ընթերցումներ անհատական համակարգիչ փոխանցելու հնարավորություն։

Այսօրվա միջավայրում ավելի ու ավելի մեծ հետաքրքրություն է առաջանում փուլային զանգվածային համակարգերի նկատմամբ, որոնք օգտագործում են բարդ տեխնոլոգիա՝ հիմնված բազմատարր պիեզոէլեկտրական տարրերի վրա՝ ուղղորդված ճառագայթներ ստեղծելու և բժշկական ուլտրաձայնային պատկերման նման խաչաձեւ հատվածային պատկերներ ստեղծելու համար:

Ոլորտհավելվածներ

Ուլտրաձայնային կառավարման մեթոդը կիրառվում է ցանկացած ոլորտում։ Դրա օգտագործումը ցույց է տվել, որ այն կարող է հավասարապես արդյունավետորեն օգտագործվել շինարարության մեջ գրեթե բոլոր տեսակի եռակցված հոդերի փորձարկման համար, որոնք ունեն եռակցված հիմնական մետաղի հաստությունը ավելի քան 4 միլիմետր: Բացի այդ, մեթոդը ակտիվորեն օգտագործվում է գազատարների և նավթատարների, տարբեր հիդրավլիկ և ջրային համակարգերի հոդերի ստուգման համար։ Իսկ այնպիսի դեպքերում, ինչպիսին է էլեկտրախարամային եռակցման արդյունքում ստացված հաստ կարերի ստուգումը, ուլտրաձայնային թերությունների հայտնաբերումը ստուգման միակ ընդունելի մեթոդն է։

Վերջնական որոշումը, թե արդյոք մի մասը կամ եռակցումը պիտանի է ծառայության համար, կայացվում է երեք հիմնարար ցուցանիշների (չափանիշների) հիման վրա՝ ամպլիտուդ, կոորդինատներ, պայմանական չափումներ:

Ընդհանուր առմամբ, ուլտրաձայնային հետազոտությունը հենց այն մեթոդն է, որն ամենաարդյունավետն է կարի (մանրամասն) ուսումնասիրման գործընթացում պատկերավորման առումով:

Պահանջարկի պատճառներ

Ուլտրաձայնի օգտագործմամբ ստուգման նկարագրված մեթոդը լավն է նրանով, որ այն ունի ցուցումների շատ ավելի բարձր զգայունություն և հուսալիություն ճաքերի տեսքով թերությունների հայտնաբերման գործընթացում, ցածր գնով և օգտագործման գործընթացում բարձր անվտանգությամբ՝ համեմատած ռադիոգրաֆիկ հետազոտության դասական մեթոդներ. Մինչ օրս եռակցված հոդերի ուլտրաձայնային փորձարկումն օգտագործվում է ստուգման դեպքերի 70-80%-ում։

Ուլտրաձայնային փոխարկիչներ

ԱռանցԱյս սարքերի օգտագործումը ոչ կործանարար ուլտրաձայնային փորձարկման համար պարզապես աներևակայելի է: Սարքերն օգտագործվում են գրգռում առաջացնելու, ինչպես նաև ուլտրաձայնային թրթռումներ ստանալու համար։

Միավորները տարբեր են և դասակարգվում են ըստ՝

• Թեստային տարրի հետ կապ ստեղծելու եղանակը:
• Պիեզոէլեկտրական տարրերը բուն թերության դետեկտորի էլեկտրական շղթային միացնելու և էլեկտրոդի տեղահանումը պիեզոէլեկտրական տարրի նկատմամբ:
• Ակուստիկայի կողմնորոշումը մակերեսի նկատմամբ։
• Պիեզո տարրերի քանակը (մեկ, կրկնակի, բազմատարր):
• Օպերատիվ հաճախականությունների թողունակություն (նեղ գոտի՝ մեկ օկտավաից պակաս թողունակություն, լայնաշերտ՝ մեկ օկտավաից ավելի թողունակություն):

Արատների չափելի բնութագրեր

ԳՕՍՏ-ը ղեկավարում է ամեն ինչ տեխնոլոգիայի և արդյունաբերության աշխարհում: Այս հարցում բացառություն չէ նաև ուլտրաձայնային հետազոտությունը (ԳՕՍՏ 14782-86): Ստանդարտը սահմանում է, որ թերությունները չափվում են հետևյալ պարամետրերով.

• թերության համարժեք տարածք։
• Էխոյի ազդանշանի ամպլիտուդը, որը որոշվում է հաշվի առնելով դեպի արատ հեռավորությունը։
• Եռակցման կետում թերության կոորդինատները։
• Պայմանական չափսեր.
• Պայմանական հեռավորություն թերությունների միջև։
• Եռակցման կամ հոդերի ընտրված երկարության թերությունների թիվը:

Թերի դետեկտորի գործողություն

Ոչ կործանարար թեստավորումը, որը ուլտրաձայնային է, ունի օգտագործման իր մեթոդը, որտեղ ասվում է, որ հիմնական չափված պարամետրը ստացված էխոյի ազդանշանի ամպլիտուտն է։անմիջապես արատից. Էխոյի ազդանշանները ամպլիտուդով տարբերելու համար ամրագրված է այսպես կոչված մերժման զգայունության մակարդակը։ Սա, իր հերթին, կազմաձևված է ձեռնարկության ստանդարտ ձևանմուշի (SOP) միջոցով։

Թերի դետեկտորի գործարկման սկիզբն ուղեկցվում է նրա ճշգրտմամբ։ Դրա համար սահմանված է մերժման զգայունություն: Դրանից հետո ընթացող ուլտրաձայնային հետազոտությունների ընթացքում հայտնաբերված արատից ստացված էխո ազդանշանը համեմատվում է ֆիքսված մերժման մակարդակի հետ։ Եթե չափված ամպլիտուդը գերազանցում է մերժման մակարդակը, փորձագետները որոշում են, որ նման թերությունն անընդունելի է: Այնուհետև կարը կամ արտադրանքը մերժվում է և ուղարկվում վերանայման։

Եռակցված մակերեսների ամենատարածված թերություններն են՝ ձուլման բացակայություն, թերի ներթափանցում, ճեղքվածք, ծակոտկենություն, խարամային ներդիրներ։ Հենց այս խախտումներն են արդյունավետորեն հայտնաբերվում ուլտրաձայնի միջոցով թերությունների հայտնաբերմամբ։

Ուլտրաձայնային ընտրանքներ

Ժամանակի ընթացքում ստուգման գործընթացը մշակել է մի քանի հզոր մեթոդներ՝ զոդումներն ուսումնասիրելու համար: Ուլտրաձայնային փորձարկումը նախատեսում է դիտարկվող մետաղական կոնստրուկցիաների ակուստիկ հետազոտության բավականին մեծ թվով տարբերակներ, սակայն ամենատարածվածներն են՝

• Էխո մեթոդ։
• Shadow.
• Հայելի-ստվերային մեթոդ.
• Echo Mirror.
• Դելտա մեթոդ։

Մեթոդ թիվ մեկ

Առավել հաճախ արդյունաբերության և երկաթուղային տրանսպորտում օգտագործվում է էխո-պուլս մեթոդը:Հենց նրա շնորհիվ է ախտորոշվում բոլոր արատների ավելի քան 90%-ը, ինչը հնարավոր է դառնում թերության մակերեսից արտացոլված գրեթե բոլոր ազդանշանների գրանցման և վերլուծության շնորհիվ։

Այս մեթոդն ինքնին հիմնված է ուլտրաձայնային թրթռումների իմպուլսներով մետաղական արտադրանքի ձայնի վրա, որին հաջորդում է դրանց գրանցումը:

Մեթոդի առավելություններն են՝

- արտադրանքի միակողմանի մուտքի հնարավորություն;

- բավականին բարձր զգայունություն ներքին արատների նկատմամբ;

- հայտնաբերված թերության կոորդինատների որոշման ամենաբարձր ճշգրտությունը:

Այնուամենայնիվ, կան նաև թերություններ, այդ թվում՝

- ցածր դիմադրություն մակերեսային ռեֆլեկտորների միջամտությանը;

- ազդանշանի ամպլիտուդի ուժեղ կախվածություն թերության տեղակայությունից:

Նկարագրված թերության հայտնաբերումը ենթադրում է ուլտրաձայնային իմպուլսների ուղարկում արտադրանքին գտնողի կողմից: Պատասխան ազդանշանը ստացվում է նրա կամ երկրորդ փնտրողի կողմից: Այս դեպքում ազդանշանը կարող է արտացոլվել ինչպես ուղղակի թերություններից, այնպես էլ մասի, արտադրանքի (կարի) հակառակ մակերեսից:

Ստվերային մեթոդ

Այն հիմնված է հաղորդիչից ընդունիչ փոխանցվող ուլտրաձայնային թրթռումների ամպլիտուդի մանրամասն վերլուծության վրա: Այն դեպքում, երբ այս ցուցանիշի նվազում կա, դա վկայում է թերության առկայության մասին։ Այս դեպքում, որքան մեծ է թերության չափը, այնքան փոքր է ստացողի կողմից ստացվող ազդանշանի ամպլիտուդը: Հուսալի տեղեկատվություն ստանալու համար թողարկիչը և ընդունիչը պետք է տեղադրվեն միմյանց հակառակ կողմերումուսումնասիրվող օբյեկտ. Այս տեխնոլոգիայի թերությունները կարելի է համարել ցածր զգայունությունը՝ համեմատած էխոյի մեթոդի հետ և PET-ների (պիեզոէլեկտրական փոխարկիչների) կողմնորոշման դժվարությունը ճառագայթման օրինաչափության կենտրոնական ճառագայթների նկատմամբ: Այնուամենայնիվ, կան նաև առավելություններ, որոնք են՝ բարձր դիմադրությունը ինտերֆերենցիային, ազդանշանի ամպլիտուդի ցածր կախվածությունը թերության տեղակայությունից և մեռած գոտու բացակայությունը։

Հայելի-ստվերային մեթոդ

Այս ուլտրաձայնային որակի հսկողությունը առավել հաճախ օգտագործվում է եռակցված ամրանների հոդերը ստուգելու համար: Հիմնական նշանը, որ թերությունը հայտնաբերվել է, ազդանշանի ամպլիտուդի թուլացումն է, որն արտացոլվում է հակառակ մակերեսից (առավել հաճախ կոչվում է ներքև): Մեթոդի հիմնական առավելությունը տարբեր թերությունների հստակ հայտնաբերումն է, որոնց տեղահանումը եռակցման արմատն է: Նաև մեթոդը բնութագրվում է կարի կամ մասի միակողմանի մուտքի հնարավորությամբ։

Էխո հայելու մեթոդ

Ուղղահայաց թերությունները հայտնաբերելու ամենաարդյունավետ միջոցը. Ստուգումն իրականացվում է երկու զոնդերի միջոցով, որոնք տեղաշարժվում են դրա մի կողմում գտնվող կարի մոտ գտնվող մակերեսով։ Միաժամանակ դրանց շարժումն իրականացվում է այնպես, որ մի զոնդով ամրագրվի մեկ այլ զոնդից արձակված և առկա արատից երկու անգամ արտացոլված ազդանշանը։

Մեթոդի հիմնական առավելությունը. այն կարող է օգտագործվել թերությունների ձևը գնահատելու համար, որոնց չափերը գերազանցում են 3 մմ-ը և որոնք ուղղահայաց հարթությունում շեղվում են ավելի քան 10 աստիճանով։ Ամենակարևորը -օգտագործեք նույն զգայունությամբ զոնդերը: Ուլտրաձայնային հետազոտության այս տարբերակը ակտիվորեն օգտագործվում է հաստ պատերով արտադրանքները և դրանց եռակցումները ստուգելու համար:

Դելտա մեթոդ

Եռակցման նշված ուլտրաձայնային փորձարկումն օգտագործում է ուլտրաձայնային էներգիա, որը կրկին ճառագայթվում է արատով: Թերի վրա ընկած լայնակի ալիքը մասամբ արտացոլվում է տեսողականորեն, մասամբ փոխակերպվում երկայնականի, ինչպես նաև կրկին ճառագայթում է ցրված ալիքը: Արդյունքում, անհրաժեշտ PET ալիքները գրավվում են: Մեթոդի թերությունը կարելի է համարել կարի մաքրումը, ստացված ազդանշանների վերծանման բավականին բարձր բարդությունը մինչև 15 միլիմետր հաստությամբ եռակցված հոդերի կառավարման ժամանակ։

Ուլտրաձայնային հետազոտության առավելությունները և դրա կիրառման նրբությունները

Եռակցված հոդերի հետազոտությունը բարձր հաճախականությամբ ձայնի միջոցով իրականում ոչ կործանարար փորձարկում է, քանի որ այս մեթոդը ի վիճակի չէ որևէ վնաս պատճառել արտադրանքի ուսումնասիրված հատվածին, բայց միևնույն ժամանակ բավականին ճշգրիտ որոշում է. թերությունների առկայությունը. Նաև հատուկ ուշադրության է արժանի կատարված աշխատանքների ցածր արժեքը և դրանց կատարման բարձր արագությունը: Կարևոր է նաև, որ մեթոդը բացարձակապես անվտանգ է մարդու առողջության համար։ Մետաղների և եռակցման բոլոր ուսումնասիրությունները, որոնք հիմնված են ուլտրաձայնային հետազոտության վրա, իրականացվում են 0,5 ՄՀց-ից մինչև 10 ՄՀց տիրույթում: Որոշ դեպքերում հնարավոր է աշխատանքներ իրականացնել ուլտրաձայնային ալիքների միջոցով՝ 20 ՄՀց հաճախականությամբ։

Եռակցված հոդերի վերլուծությունը ուլտրաձայնի միջոցով պետք է անպայման ուղեկցվի մի ամբողջ համալիրով.նախապատրաստական միջոցառումներ, ինչպիսիք են ուսումնասիրվող կարի կամ մակերեսի մաքրումը, հատուկ կոնտակտային հեղուկների կիրառումը վերահսկվող տարածքի վրա (հատուկ նշանակության գելեր, գլիցերին, մեքենայի յուղ): Այս ամենն արվում է պատշաճ կայուն ակուստիկ շփում ապահովելու համար, որն ի վերջո ապահովում է անհրաժեշտ պատկերը սարքի վրա։

Անօգտագործելի և թերություններ

Ուլտրաձայնային փորձարկումը բացարձակապես իռացիոնալ է օգտագործել խոշոր հատիկավոր կառուցվածք ունեցող մետաղների եռակցման հոդերի հետազոտման համար (օրինակ՝ չուգուն կամ 60 միլիմետրից ավելի հաստությամբ աուստենիտիկ զոդում): Եվ ամեն ինչ, քանի որ նման դեպքերում տեղի է ունենում ուլտրաձայնի բավականաչափ մեծ ցրվածություն և ուժեղ թուլացում։

Հնարավոր չէ նաև միանշանակ ամբողջությամբ բնութագրել հայտնաբերված թերությունը (վոլֆրամի ընդգրկում, խարամի ընդգրկում և այլն):