Kaynaklı derzlerin ultrasonik incelenmesi, kontrol yöntemleri ve yöntemleri

Kaynak yapılmayan neredeyse hiç sanayi yok. Metal yapıların ezici çoğunluğu, kaynak dikişleri vasıtasıyla monte edilir ve birbirine bağlanır . Tabii ki, gelecekteki bu tür çalışmaların kalitesi, yalnızca inşa edilen binanın, yapının, makinenin veya herhangi bir ünitenin güvenilirliğine değil, aynı zamanda bu yapılarla etkileşime giren kişilerin güvenliğine de bağlıdır. Bu nedenle, bu tür operasyonların uygun bir performans seviyesinin sağlanması için, kaynak dikişlerinin ultrasonik muayene edilmesi, metal ürünlerin birleşiminde çeşitli kusurların bulunup bulunmadığının saptanması için kullanılmaktadır. Bu gelişmiş kontrol yöntemi hakkında yazımızda tartışılacaktır.

Olay tarihi

Ultrasonik kusur tespiti 1930'larda geliştirildi. Bununla birlikte, ilk gerçekten çalışan cihaz sadece 1945 yılında Sperry Products şirketi sayesinde doğdu. Gelecek yirmi yılda en son kontrol teknolojisi dünya çapında tanınmış ve bu ekipmanların üreticilerinin sayısı önemli ölçüde artmıştır.

Bugün fiyatı 100.000 ila 130000 bin ruble arasında başlayan ultrasonik kusur dedektörü başlangıçta vakum tüplerinden oluşuyordu. Bu tür cihazlar hantal ve ağır ağırdı. Sadece AC güç kaynaklarından çalışıyorlardı. Ancak zaten yarı iletken devrelerin ortaya çıkışı ile birlikte, 1960'lı yıllarda kusur dedektörleri önemli ölçüde küçültülerek pillerden çalışmayı başardı ve bu da cihazların sahada bile kullanılmasını sağladı.

Dijital gerçeğe adım atın

İlk aşamalarda, açıklanan cihazlar, analog sinyal işlemeyi kullandı; bu, birçok benzer cihaz gibi, kalibrasyon sırasında kaymaya eğilimli idi. Ancak 1984 yılında Panametrics şirketi halihazırda EPOCH 2002 adlı ilk taşınabilir dijital kusur dedektörüne bir başlangıç yaptı. O zamandan beri, dijital üniteler kalibrasyon ve ölçümlerin gerekli istikrarını ideal biçimde sağlayan yüksek güvenilir ekipman haline geldi. Fiyatının doğrudan üreticinin teknik özelliklerine ve markasına bağlı olduğu ultrasonik kusur dedektörü, ayrıca veri kaydı işlevi ve okumaları bir kişisel bilgisayara iletme olanağı da aldı.

Modern koşullarda, yönlendirilmiş kirişler üreten ve tıbbi ultrason görüntülemeye benzer çapraz görüntüler yaratan çok elemanlı piezoelektrik elemanlara dayanan sofistike bir teknoloji kullanan faz dizileri olan sistemlere giderek daha fazla ilgi çekilmektedir.

Başvuru kapsamı

Ultrasonik kontrol yöntemi endüstrinin herhangi bir yönüne uygulanır. Uygulaması, inşaat sırasında, 4 milimetreden fazla bir kaynak metal kalınlığına sahip hemen hemen tüm kaynaklı derzlerin denenmesi için eşit derecede etkili olabileceğini gösterdi. Buna ek olarak, yöntem, gaz ve petrol boru hatlarının, çeşitli hidrolik ve su tedarik sistemlerinin bağlantılarını test etmek için aktif olarak kullanılır. Bu gibi durumlarda, elektroslag kaynağının bir sonucu olarak elde edilen geniş kalınlıktaki dikişlerin kontrolü gibi , ultrasonik kusur tespiti kabul edilebilir tek yöntemdir.

Parça veya kaynak dikişinin çalışmaya uygun olup olmadığı ile ilgili nihai karar, genlik, koordinatlar ve şartlı boyutlar olmak üzere üç temel gösterge (kriter) temel alınarak alınır.

Genel olarak ultrasonik test, dikiş inceleme sürecinde görüntü oluşumu açısından en verimli olan yöntemdir (ayrıntılar).

Alakalı nedenler

Açıklanan ultrason kontrolü yöntemi, radyografi muayenesinin klasik yöntemlerine kıyasla kullanım esnasında çatlaklar, düşük maliyet ve yüksek güvenlik gibi kusurların saptanması sürecinde endikasyonların daha yüksek bir hassasiyetine ve güvenilirliğine sahip olduğu için iyidir. Bugüne kadar, incelenen vakaların% 70-80'inde kaynaklı derzlerin ultrasonik kontrolü yapılır.

Ultrasonik transdüserler

Bu cihazların kullanılmaması halinde, tahribatsız ultrasonik testler düşünülemez. Cihazlar, uyarımın oluşturulması için olduğu kadar ultrason salınımlarının alınması için de kullanılır.

Birimler farklıdır ve aşağıdakilere göre sınıflandırılır:

• Soruşturma altındaki ürünle temas kurma yöntemi.
• Piezoelements'ı kusur dedektörünün elektrik devresine bağlama yöntemi ve piezoelektrik elemana göre elektrotun yerinden çıkması yöntemi.
• Yönler yüzey açısından akustiktir.
• Piezoelement sayısı (bir, iki, çok elemanlı).
• Çalışma frekanslarının genişliği (dar bant - bir oktavdan daha düşük bir bant, geniş bant - bant genişliği bir oktavı aşıyor).

Kusurların ölçülen özellikleri

Teknoloji ve endüstri dünyasında GOST her şeyi yönetir. Bu konudaki ultrasonik muayene (GOST 14782-86) da istisna değildir. Standart, kusurların aşağıdaki parametrelerle ölçülmesini düzenlemektedir:

• Eşdeğer arıza alanı.
• Yankı sinyalinin amplitüdü, arıza mesafesini dikkate alarak belirlenir.
• Kaynak noktasındaki kusurun koordinatları.
• Şartlı boyutlara.
• Kusurlar arasındaki şartlı mesafe.
• Seçilen kaynak veya derz uzunluğundaki kusur sayısı.

Kusur dedektörünün çalışması

Ultrasonik olan tahribatsız muayene, esas ölçüm parametresinin doğrudan kusurdan elde edilen eko genliği olduğunu belirten kendi kullanım tekniğine sahiptir. Yankıları genlik büyüklüğünden ayırmak için, reddetme seviyesi olarak adlandırılan hassasiyet sabittir. Buna karşılık, standart bir kuruluş örneği (SOP) kullanılarak yapılandırılmıştır.

Kusur dedektörünün çalışmaya başlaması ayarlaması eşlik eder. Bunun için reddedilme hassasiyeti ayarlanır. Bundan sonra, iletilen ultrasonik testler sırasında, alınan yankı tespit edilen defeksten sabit reddetme seviyesiyle karşılaştırılır. Ölçülen genlik reddetme seviyesini aşarsa, uzmanlar böyle bir kusurun kabul edilemez olduğuna karar verirler. Ardından dikiş veya ürün reddedilir ve revizyon için gönderilir.

Kaynaklı yüzeylerin en yaygın kusurları: penetrasyonsuz, eksik penetrasyon, çatlama, gözeneklilik, cüruf inklüzyonları. Ultrason kullanarak kusur tespitini etkili bir şekilde tespit eden bu anormalliklerdir.

Ultrason araştırma seçenekleri

Zamanla, onaylama işlemi, kaynak derzlerini incelemek için geçerli birkaç yöntem aldı. Ultrason kontrolü, söz konusu metal yapıların akustik çalışması için oldukça fazla seçenek sunar, ancak en popüler olanlar şunlardır:

• Yankı yöntemi.
• Gölge.
• Ayna Gölge Yöntemi.
• Yankı aynası.
• Delta yöntemi.

Birinci yöntem

Çoğu zaman endüstri ve demiryolu taşımacılığında eko darbe yöntemi kullanılır. Ona teşekkürler, tüm kusurların% 90'ından fazlası teşhis edilir; bu, kusur yüzeyinden yansıyan hemen hemen tüm sinyallerin kaydedilmesi ve analizi nedeniyle mümkündür.

Bu metot, kendi içinde, ultrasonik titreşim darbeleri ile metal bir ürünün sesine dayanmaktadır.

Yöntemin avantajları şunlardır:

- ürüne tek taraflı erişim imkanı;

- İç kusurlara karşı oldukça yüksek duyarlılık;

- tespit edilen kusurun koordinatlarının belirlenmesinde en yüksek doğruluk.

Ancak aşağıdakileri de içeren dezavantajlar vardır:

- Yüzey reflektörlerden gelen parazitlere karşı düşük direnç;

- sinyal amplitüdünün kusurun yeri üzerine güçlü bir bağımlılığı.

Tanımlanan defektoskopi, bir ultrasonik pulsatörün ürüne gönderilmesini gerektirir. Yanıt sinyalinin alınması ya kendisi ya da ikinci arayıcı tarafından gerçekleşir. Bu durumda, sinyal doğrudan hem kusurlardan hem de parçanın zıt yüzeyinden, ürünle (dikiş) yansıtılır.

Gölge Metodu

Vericiden alıcıya iletilen ultrasonik titreşimlerin genliklerinin detaylı bir analizine dayanmaktadır. Bu göstergenin azalması durumunda, bu bir kusur olduğunu gösterir. Bu durumda, kusurun boyutu ne kadar büyük olursa, alıcı tarafından alınan sinyalin genliği o kadar küçük olur. Güvenilir bilgi edinmek için, verici ve alıcı, incelenen cismin karşı taraflarına koaksiyal olarak yerleştirilmelidir. Bu teknolojinin dezavantajları yankı metodu ve PES'in (piezoelektrik transdüserler) radyasyon modelinin merkez kirişlerine göre yönlendirilmesinin zorluğu ile karşılaştırıldığında düşük hassasiyet olarak kabul edilebilir. Bununla birlikte, girişime karşı yüksek direnç, sinyal amplitüdünün kusurun yeri üzerine küçük bir bağımlılığı ve ölü bölgenin olmaması gibi avantajları vardır.

Ayna Gölge Yöntemi

Bu ultrasonik kalite kontrolü çoğu zaman takviye çubuklarının kaynaklı derzlerini kontrol etmek için kullanılır. Kusurun tespit edildiğinin ana işareti, zıt yüzeyden yansıyan sinyal amplitüdünün zayıflamasıdır (çoğunlukla alt olarak adlandırılır). Metodun en büyük avantajı, değişik kusurların saptanmasıdır; bunun çıkığı dikişin köküdür. Ayrıca, yöntem dikiş veya parçaya tek taraflı erişim imkanı ile karakterizedir.

Yankı ayna yöntemi

Dikey yerleştirilen kusurları tespit etmenin en etkili yolu. Kontrol, bir tarafında dikiş yakınında yüzey boyunca hareket eden iki PET yardımıyla gerçekleştirilir. Aynı zamanda, hareketi bir başka PEP'den yayılan bir PET'den gelen sinyali bir PEP ile düzeltmek ve mevcut kusurdan iki kez yansıyacak şekilde yapılır.

Metodun ana avantajı: yardımıyla, değeri 3 mm'yi aşan ve düşey düzlemde 10 dereceden fazla sapma gösteren kusurların şeklini değerlendirmek mümkündür. En önemlisi, aynı hassasiyete sahip bir KEP kullanmaktır. Bu ultrason versiyonu, kalın duvarlı ürünleri ve bunların kaynak dikişlerini test etmek için aktif olarak kullanılır.

Delta yöntemi

Bu kaynakların ultrasonik kontrolü, kusur tarafından tekrar yayılan ultrason enerjisini kullanır. Kusur üzerine düşen enine dalga, kısmen bir ayna görüntüsüne yansır ve kısmen uzunlamasına bir dalga haline dönüştürülür ve ayrıca bir kırınım dalgası tekrar yayar. Sonuç olarak, gerekli PEP dalgaları sıkıştı. Metodun dezavantajı, dikişin süpürülmesi olarak kabul edilebilir, bu da kaynaklı eklemlerin kontrolünde 15 milimetreye kadar kalınlıklarda alınan sinyallerin deşifre edilmesi oldukça karmaşıktır.

Ultrasonun avantajları ve uygulamanın inceliği

Kaynaklı derzlerin yüksek frekanslı ses yardımıyla araştırılması aslında tahribatsız muayene yöntemidir çünkü böyle bir yöntem araştırılan ürün bölümünde herhangi bir hasara neden olmaz ancak aynı zamanda kusurların varlığını da doğru bir şekilde tespit eder. Ayrıca, çalışmaların düşük maliyeti ve yürütülme hızının yüksek olması için özel dikkat gösterilmelidir. Metodun insan sağlığı için kesinlikle güvenli olması da önemlidir. Ultrason esaslı metal ve kaynakların tüm çalışmaları 0.5 MHz ila 10 MHz aralığında yürütülür. Bazı durumlarda, 20 MHz frekansa sahip ultrasonik dalgalar kullanarak iş yapmak mümkündür.

Kaynaklı mafsalın ultrasonla analizi, test kaynak veya yüzeyinin temizlenmesi, kontrollü bölgeye belirli temas sıvılar (özel amaçlı jeller, gliserin, motor yağı) uygulanması gibi hazırlık tedbirlerinin tamamına eşlik etmelidir. Tüm bunlar, aygıtta gerekli görüntü sağlayan nihai olarak istikrarlı bir sesli temas sağlamak için yapılır.

Kullanılamama ve dezavantajlar

Kaba taneli bir yapıya sahip kaynaklı metal bileşiklerinin (örneğin, dökme demir veya kalınlığı 60 milimetreden daha fazla östenitik dikiş) incelenmesi için ultrason kontrolü kesinlikle mantıksızdır. Ve hepsi de bu gibi durumlarda, ultrasonun yeterince büyük bir dağılımı ve güçlü zayıflaması vardır.

Ayrıca tespit edilen kusurun tam olarak karakterize edilmesi de mümkün değildir (tungsten inklüzyon, cüruf katkısı, vb.).