Što je ultrazvučno ispitivanje zavara

Što je ultrazvučno ispitivanje?

Ultrazvučno ispitivanje (UT) je metoda ispitivanja bez razaranja koja koristi visokofrekventne zvučne valove za otkrivanje unutarnjih nedostataka ili mjerenje debljine materijala.

Zvučne valove generira pretvarač (također nazvan UT sonda), koji se postavlja na površinu materijala koji se ispituje.

Pretvornik šalje zvučne valove u materijal i prima odjeke zvučnih valova koji se reflektiraju od unutarnjih elemenata kao što su pukotine, praznine ili promjene debljine.

Reflektirani zvučni valovi zatim se analiziraju kako bi se utvrdilo mjesto, veličina i priroda bilo kakvih nedostataka ili varijacija u debljini materijala.

Ultrazvučno ispitivanje koristi se u širokom rasponu industrija, uključujući proizvodnju, građevinarstvo, zrakoplovstvo te naftu i plin, kako bi se osigurao integritet proizvoda i struktura.

Princip ultrazvučnog ispitivanja

Ultrazvučno ispitivanje (UT) temelji se na principu korištenja visokofrekventnih zvučnih valova (u rasponu od MHz) za otkrivanje unutarnjih nedostataka prisutnih u materijalu (kao što su pukotine, pore laminacije itd.) ili mjerenje debljine materijala ( npr. koristeći tehnike UT mjerenja).

Osnovni princip ultrazvučnog ispitivanja je sljedeći:

• Pretvornik se postavlja na površinu materijala koji se ispituje.
• Transduktor pretvara električnu energiju u mehaničku energiju u obliku visokofrekventnih zvučnih valova.

• Ti se zvučni valovi šalju u materijal pomoću medija za spajanje kao što je voda ili ulje (koji se primjenjuje za kontakt između sonde i ispitnog materijala).
• Zvučni valovi putuju kroz materijal i nailaze na unutarnje značajke kao što su defekti.

• Ove unutarnje značajke uzrokuju da se dio zvučne energije reflektira natrag na površinu kao što je prikazano u donjoj animaciji.

• Ove reflektirane zvučne valove zatim prima sonda.
• Pretvarač ih pretvara natrag u električne signale.
• Ove električne signale zatim analizira računalo (ugrađeno u UT stroj) kako bi se odredilo mjesto, veličina i priroda bilo kakvih nedostataka ili varijacija u debljini materijala.

Pročitajte više: Kako provesti ultrazvučno ispitivanje zavara?

Kako radi ultrazvučno ispitivanje?

Ultrazvučno ispitivanje (UT) je metoda ispitivanja bez razaranja koja koristi visokofrekventne zvučne valove za otkrivanje unutarnjih nedostataka ili mjerenje debljine materijala.

Osnovni koraci rada ultrazvučnog ispitivanja uključuju:

• Površina materijala koji se ispituje čisti se kako bi se uklonila sva površinska onečišćenja.
• Sredstvo za spajanje, poput vode ili ulja, nanosi se na površinu kako bi se poboljšao prijenos zvučnih valova.
• Pretvornik, koji je uređaj koji generira i prima zvučne valove, postavlja se u kontakt s materijalom.
• Pretvornik šalje visokofrekventne zvučne valove u materijal.
• Zvučni valovi putuju kroz materijal i nailaze na unutarnje karakteristike kao što su defekti ili varijacije u debljini.
• Unutarnje značajke uzrokuju da se dio zvučne energije reflektira natrag na površinu.
• Pretvornik prima reflektirane zvučne valove i pretvara ih u električne signale.
• Električne signale zatim analizira računalo kako bi se odredilo mjesto, veličina i priroda bilo kakvih nedostataka ili varijacija u debljini materijala.

Primjeri ultrazvučnog testiranja uključuju:

• Mjerenje debljine metalne cijevi kako bi se utvrdilo je li istanjila uslijed korozije
• Otkrivanje unutarnjih pukotina na lopatici turbine kako bi se osiguralo da je sigurno raditi
• Provjera zavara kako bi se osiguralo da nema nedostataka i da zadovoljava tražene specifikacije
• Određivanje debljine kompozitnog materijala u zrakoplovu kako bi se osiguralo da zadovoljava sigurnosne standarde

Ultrazvučne metode ispitivanja

Postoji nekoliko različitih metoda ultrazvučnog ispitivanja, uključujući:

Puls-eho

• Ova metoda šalje zvučni puls u materijal i detektira odjeke koji se reflektiraju od unutarnjih nedostataka ili od stražnje površine materijala. Ova se metoda obično koristi za otkrivanje površinskih i ispodpovršinskih defekata, kao i za mjerenje debljine materijala.

Preko prijenosa

• Ova metoda šalje zvučne valove kroz materijal i detektira valove koji prolaze kroz unutarnje nedostatke.
• Ova se metoda obično koristi za otkrivanje nedostataka ispod površine i može se koristiti za brzu inspekciju velikih površina.

Fazni niz

• Ova metoda koristi sondu s faznim nizom za slanje i primanje zvučnih valova.
• Sonda se može prilagoditi za slanje i primanje valova pod različitim kutovima i frekvencijama, što omogućuje veću fleksibilnost u otkrivanju i lociranju nedostataka.

Difrakcija vremena leta (TOFD)

• Ova metoda koristi dvije sonde za slanje i primanje zvučnih valova. Mjeri vrijeme leta zvučnih valova za otkrivanje i lociranje kvarova.

Vođeni val

• Ova metoda koristi sondu za slanje vođenog vala u materijal, koji putuje duž površine materijala.
• Val se reflektira od bilo kakvih nedostataka, a refleksiju detektira sonda.
• Ova se metoda može koristiti za otkrivanje nedostataka na teško dostupnim mjestima, poput unutrašnjosti cijevi ili spremnika.

Prednosti ultrazvučnog ispitivanja

Ultrazvučno ispitivanje je metoda bez razaranja koja može otkriti unutarnje nedostatke, izmjeriti debljinu materijala i ima visoku točnost i preciznost.

Pročitajte više: UT metoda mjerenja debljine.

Može se koristiti na raznim materijalima, uključujući metale, plastiku, keramiku i kompozite.

Može otkriti male nedostatke koji se mogu propustiti drugim metodama testiranja.

Osim toga, prenosiv je, što omogućuje testiranje na terenu i može se automatizirati za testiranje velike količine. Također se može koristiti i za in-procesnu i za završnu inspekciju.

Slijede glavne prednosti ultrazvučne metode ispitivanja NDT:

Ograničenja ultrazvučnog ispitivanja

Glavna ograničenja ultrazvučnog testiranja su:

• Zahtijeva izravan fizički kontakt s površinom materijala koji se ispituje, što može biti teško ili nemoguće postići na određenim područjima ili na određenim vrstama materijala
• Zahtijeva medij za spajanje, poput vode ili ulja, za poboljšanje prijenosa zvučnih valova, što može biti neuredno i dugotrajno za primjenu
• Na njega mogu utjecati hrapavost površine, završna obrada površine i površinska kontaminacija što može rezultirati lošim omjerom signala i šuma i poteškoćama u tumačenju
• Ovisi o operateru, tumačenje signala ovisi o iskustvu i vještini operatera
• Nije prikladno za ispitivanje materijala koji su predebeli ili pretanki
• Na njega mogu utjecati promjene temperature i drugi uvjeti okoline
• Na njega mogu utjecati gradijenti temperature u materijalu koji se ispituje
• Na njega može utjecati prisutnost zračnih džepova, krhotina i drugih materijala u području ispitivanja.

Vrste sondi ili sondi za ultrazvučno ispitivanje

Pretvornici za ultrazvučno ispitivanje, poznati i kao sonde, uređaji su koji se koriste za generiranje i primanje ultrazvučnih valova tijekom ispitivanja.

Postoji nekoliko različitih tipova sondi za ultrazvučno ispitivanje, od kojih svaki ima svoje jedinstvene karakteristike i mogućnosti.

Neki uobičajeni tipovi sondi za ultrazvučno ispitivanje uključuju:

Kontaktni pretvarači

• Ovi pretvarači se koriste za ispitivanje izravnim kontaktom i pritišću se izravno na površinu materijala koji se ispituje.
• Obično imaju piezoelektrični kristalni element koji generira i prima ultrazvučne valove.

Imerzijski pretvornici

• Ovi pretvornici se koriste za ispitivanje uranjanjem i stavljaju se u kontakt s materijalom koji se ispituje kroz tekući medij, kao što je voda ili ulje. Obično imaju piezoelektrični kristalni element koji generira i prima ultrazvučne valove.

Pretvarači s faznim nizom

• Ovi pretvornici koriste više elemenata za fokusiranje ultrazvučne energije u određenom smjeru i mogu se koristiti za ispitivanje kontaktom i uranjanjem. Koriste se za napredne primjene poput pregleda zavara, mjerenja debljine i karakterizacije materijala.

TOFD (Time of Flight difraction) sonde

• Ovi pretvarači se koriste za napredne primjene kao što su pregledi zavara, mjerenja debljine i karakterizacija materijala.
• Koriste dvije sonde za slanje i primanje ultrazvučnih valova i mogu otkriti male i velike nedostatke s visokom rezolucijom.

Pretvarači vođenih valova

• Ove sonde koriste se za daljinske inspekcije i mogu pregledati velika područja jednim skeniranjem. Oni koriste jednu sondu za slanje i primanje ultrazvučnih valova duž valovoda, obično cijevi ili ploče.

FAQ

Koji se materijali mogu testirati ultrazvučnim ispitivanjem?

Ultrazvučno ispitivanje može se koristiti za pregled širokog raspona materijala, uključujući metale, plastiku, keramiku i kompozite.
Obično se koristi za pregled odljevaka, otkovaka, zavarenih spojeva i drugih metalnih komponenti na nedostatke.

Koje se vrste kvarova mogu otkriti ultrazvučnim ispitivanjem?

Ultrazvučno ispitivanje može otkriti širok raspon nedostataka, uključujući pukotine, poroznost, uključke, preklope i druge površinske i podpovršinske nedostatke.
Također se može koristiti za mjerenje debljine materijala i otkrivanje korozije i erozije.

Koliko je precizno ultrazvučno testiranje?

Točnost ultrazvučnog ispitivanja ovisi o nizu čimbenika, uključujući vještinu operatera, kvalitetu opreme i stanje materijala koji se ispituje. Uz odgovarajuću obuku i opremu, ultrazvučno testiranje može biti vrlo precizno.

Koliko dugo traje ultrazvučno testiranje?

Vrijeme potrebno za ultrazvučno ispitivanje ovisi o veličini i složenosti komponente koja se ispituje, kao io vrsti ultrazvučne metode ispitivanja koja se koristi. Neki pregledi mogu se obaviti za samo nekoliko minuta, dok drugi mogu potrajati nekoliko sati.

Je li ultrazvučno testiranje sigurno?

Ultrazvučno ispitivanje općenito se smatra sigurnim.

Može li se ultrazvučno testiranje koristiti za daljinsko testiranje?

Ultrazvučno ispitivanje obično zahtijeva izravan kontakt s površinom materijala koji se ispituje.

Open this in UX Builder to add and edit content