Princip i karakteristike ultrazvučnog ispitivanja (UT)
Ultrazvučno ispitivanje, industrija koja se naziva UT, najčešće se koristi u industrijskom ispitivanju bez razaranja (Ispitivanje bez razaranja), što je najveća učestalost i brzi razvoj tehnologije ispitivanja bez razaranja. Može se koristiti u kontroli kvalitete proizvodnje proizvoda, inspekciji sirovina, poboljšanju procesa i drugim aspektima, ali i jedno od nezamjenjivih sredstava za održavanje opreme.
Glavne primjene ultrazvučnog pregleda su otkrivanje makroskopskih grešaka unutar obratka i mjerenje debljine materijala.
Prema različitim karakteristikama, ultrazvučna detekcija može se podijeliti na različite metode:
(1) Klasifikacija prema načelu: metoda refleksije ultrazvučnog pulsa, Difrakcijsko vrijeme leta difrakcije (TOFD) itd.
(2) Klasificirano prema načinu prikaza: A-tip zaslona, ultrazvučni prikaz slike (B, C, D, P skeniranje slike, slika dvostrukog niza, itd.).
Princip ultrazvučne detekcije
Ultrazvučna detekcija, u biti, je korištenje ultrazvučnih valova i međudjelovanja materije: refleksije, refrakcije i difrakcije.
(1) Što je ultrazvuk?
Mehaničke valove koji mogu uzrokovati sluh nazivamo zvučnim valovima, s frekvencijom između {{0}}Hz, a mehaničke valove s frekvencijom višom od 20000Hz nazivamo ultrazvučnim valovima, koji su ljudima nečujni. Za detekciju metalnih materijala kao što je čelik, obično koristimo ultrazvučne valove s frekvencijom od 0,5~10MHz. (1MHz=10 na šestu potenciju Hz)
(2) Kako slati i primati ultrazvučne valove?
Osnovni element ultrazvučne sonde je piezoelektrični kristal, koji ima piezoelektrični učinak: pod djelovanjem izmjenične napetosti i kompresije, kristal može proizvesti izmjenično električno polje.
Kada visokofrekventni električni impuls pobudi piezoelektrični kristal, dolazi do inverznog piezoelektričnog efekta, te se električna energija pretvara u zvučnu energiju (mehaničku energiju), a sonda isprekidano emitira ultrazvučne valove u obliku impulsa, odnosno pulsne valove. Kada sonda primi ultrazvučne valove, dolazi do pozitivnog piezoelektričnog efekta, pretvarajući zvučnu energiju u električnu.
Konvencionalna sonda koja se koristi za ultrazvučnu detekciju općenito se sastoji od piezoelektrične pločice, prigušnog bloka, spojnice, kabela, zaštitnog filma i ljuske, koja se općenito dijeli u dvije kategorije: ravna sonda i nagnuta sonda, a potonja obično ima dijagonalni blok koji čini pločicu i upadnu površinu pod određenim kutom.
Sljedeći dijagram prikazuje tipičnu strukturu nagnute sonde
Slijedi fizička slika nagnute sonde:
Model sonde: 2.5P8* 12K2.5, njeni parametri su:
a) 2,5 predstavlja frekvenciju f: 2,5MHz;
b) P predstavlja materijal za čip je: olovo cirkonat titanat keramika, s dobrom temperaturnom stabilnošću, izvrsnim električnim svojstvima, jednostavna za proizvodnju i niska cijena;
c) 8*12 predstavlja pravokutnu veličinu čipa: 8mm*12mm;
d) K2.5 predstavlja: vrijednost tangente kuta loma nagnute sonde je 2.5, odnosno tan(68.2 stupnjeva )=2.5, a njezin kut loma je 68.2 stupnjeva.
Princip rada metode refleksije ultrazvučnog pulsa tipa A:
Pulsni val koji generira izvor zvuka ulazi u obradak, a ultrazvučni val se širi prema naprijed u određenom smjeru i brzinom u izratku. Kada naiđete na sučelje s različitom akustičnom impedancijom na obje strane (razlika u akustičnoj impedanciji često je uzrokovana nekim diskontinuitetom u materijalu, kao što su pukotine, pore, udjeli troske itd.), dio zvučnog vala se reflektira, a oprema za detekciju prihvaća i prikazuje: analizira informacije poput amplitude i položaja zvučnog vala i procjenjuje postoji li kvar ili veličinu i položaj kvara.
Tip A prikazuje karakteristike metode refleksije ultrazvučnog pulsa
1. Opseg primjene
Prikladno za metalne, nemetalne i kompozitne materijale i druge dijelove.
a) Ispitivanje sirovina i dijelova: čelične ploče, čelični otkovci, ploče od aluminija i aluminijskih legura, ploče od titana i titanovih legura, kompozitne ploče, bešavne čelične cijevi itd.
b) Pregled sučeono zavarenih spojeva: čelični sučeoni spojevi (uključujući kutne zavare, T-zavarene spojeve, potporne okvire i konstrukcijske dijelove), aluminij i sučeoni spojevi od aluminijskih legura
Ispod je čelični sučeoni spoj: T-zavareni spoj.
2. prednosti metode refleksije ultrazvučnog pulsa prikazane u tipu A
a) Snažna sposobnost prodiranja, može otkriti unutarnje nedostatke izratka unutar velikog raspona debljina. Za metalne materijale mogu se otkriti cijevi i ploče s tankim stijenkama debljine 1~2 mm, a mogu se otkriti i čelični otkovci dugi nekoliko metara.
b) Lociranje kvara je točnije.
c) Stopa otkrivanja površinskih defekata je veća.
d) Visoka osjetljivost, može otkriti unutarnju veličinu obratka, vrlo male nedostatke. Teoretska osjetljivost ultrazvučne detekcije je oko polovice ultrazvučne valne duljine, a kada je objekt detekcije čelik, koristi se ultrazvučna nagnuta sonda s frekvencijom od 2,5 MHz, a osjetljivost je oko 0.65 mm.
e) Troškovi detekcije su niski, brzina je velika, oprema je lagana, bezopasna za ljudsko tijelo i okoliš, a upotreba na terenu je praktičnija.
3. ograničenja metode refleksije ultrazvučnog pulsa prikazana u tipu A
a) Preciznu kvalitativnu i kvantitativnu analizu nedostataka u izratku tek treba dodatno proučavati.
b) Teško je izvršiti ultrazvučnu kontrolu obradaka složenog ili nepravilnog oblika.
c) Mjesto, orijentacija i oblik defekta imaju određeni utjecaj na rezultat detekcije.
d) Materijal obratka, veličina zrna itd. imaju veći utjecaj na detekciju.
e) Prikaz rezultata testa nije intuitivan i ne postoji izravni zapis svjedoka o rezultatima testa.
Mnoge marke čelika kako bi se bolje osiguralo da unutar proizvoda nema nedostataka, nakon valjanja i kovanja se ultrazvučno otkrivaju greške, posebno korišteni spremnik od nehrđajućeg čelika, 304.316 ll 321304 310 s347. 410 s440c. Osovina zupčanika od legiranog čelika, 4140. SCM440, SCM420, SCM4151.7225, 8620434. Čelik za kalupe, D2, SKD11, 1.2379, 1.2344, H13, P20 i 718,1.2343, H11, H10, SKD61. Sichuan Liaofu Special Steel Trading Co., Ltd. može vam pružiti gore navedene kvalitetne materijale. Proizvodi tvrtke izvoze se u Europu, Ameriku i jugoistočnu Aziju, dobrodošli na konzultacije.