Badanie ciał fizycznych za pomocą fal ultradźwiękowych zaczęto wprowadzać na początku ubiegłego wieku. Urządzenie pomiarowe nazwano „defektoskopem ultradźwiękowym”. Zaraz po odkryciu metoda zyskała dużą popularność wśród inżynierów i osób zajmujących się badaniami.
Ogólne informacje o urządzeniu
Ultradźwięki przenikają przez warstwy litego materiału i mogą naprawić nawet najmniejsze pęknięcie znajdujące się we wnętrzu obiektu. Urządzenie pozwala na określenie wady na głębokości 7-50 mm z dokładnością do ±1 mm.
Defektoskopy ultradźwiękowe mają różne poziomy czułości. Ten wskaźnik zależy od małego rozmiaru defektów. Zakres jednostek jest bardzo szeroki. Na przykład produkcja metali.
Przejrzysty interfejs urządzenia zapewnia wydajne i jednolite korzystanie z urządzenia. Urządzenie jest dokładne, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie wyniku wysokiego poziomu i wykrycie obecnych.wady.
Obszary zastosowania urządzenia
Defektoskopię ultradźwiękową można zastosować do prawie każdego materiału budowlanego w celu wykrycia obecności ukrytych pęknięć, porów, żużli i innych wad.
Najczęstsze obszary to:
- Szwy spawalnicze. To jest główne zastosowanie maszyny.
- Podstawowe metale w belkach mostowych, belkach, prętach, półfabrykatach rur.
- Infrastruktura. Połączenia śrubowe, szyny kolejowe, konstrukcje metalowe.
- Przemysł petrochemiczny. Sprawdzenie rurociągów zbiorników, konstrukcji nośnych.
- Monitorowanie pracy kół i wałów wagonów kolejowych, podwozi samolotów, mocowań silników, wysięgników dźwigów, wałów napędowych, zbiorników i zbiorników ciśnieniowych.
- Obszar produkcji. Toczone szwy spawalnicze, szwy lutowane, odlewy, badania wytrzymałościowe materiałów kompozytowych.
- Sprawdzanie materiałów części samolotów, turbin wiatrowych, silników.
Korzystanie z defektoskopów za granicą
W przemyśle defektoskopy ultradźwiękowe zaczęto stosować w latach 50. XX wieku. Wtedy powstała pierwsza seria urządzeń lampowych. W ostatnim czasie zgromadzono duże doświadczenie w stosowaniu ultradźwiękowej metody kontroli.
W krajach europejskich wykrywanie wad ma silną pozycję. Stanowi jedną trzecią całkowitej liczby kontroli produktów. Zwrócono również uwagę, że pomimo automatyzacji pracy, tej metodzie poświęca się najwięcej uwagi.
Wynika to z faktu, że duża ilość pracy jest wykonywana naobiekty takie jak elektrownie jądrowe, rurociągi o różnym przeznaczeniu, konstrukcje metalowe, środki transportu itp. Cechą wyróżniającą wszystkie powyższe konstrukcje jest ich różnorodność, co utrudnia zastosowanie automatyki.
Zastosowanie instrumentów w przemyśle krajowym
W przemyśle krajowym kontrola ultradźwiękowa zajmuje wiodącą pozycję. Świadczy o tym liczba specjalistów zajmujących się taką pracą. Na przykład w latach 1994-2000, według Ural Certification Center, przetestowano 1475 defektoskopów. Spośród nich 38% stało się profesjonalnymi specjalistami w metodzie USG. Charakterystyczne jest to, że zdecydowana większość pracowników opiera się na kontroli szwów spawalniczych.
Jak działa maszyna
Działanie defektoskopu ultradźwiękowego opiera się na promieniowaniu pulsacyjnym. Odbite fale ultradźwiękowe są stałe i umożliwiają wykrywanie defektów. Krótkie fale radiowe są zmieniane za pomocą piezopłyt B1-I3. Rozchodzą się przez warstwę sprzęgającą przez materiał w postaci wiązki o kierunku poprzecznym.
Odbite drgania ultradźwięków mają wpływ na płytki piezoelektryczne B1 B3. Następuje aktywacja pola elektromagnetycznego, która staje się silniejsza, zmienia się i wchodzi do sygnalizatora defektoskopu.
Główne metody kontroli
Istnieją różne metody kontroli. Do najczęstszych, wysoce skutecznych należą:
- echo-droga;
- metodana podstawie lustrzanego cienia;
- odbiór w cieniu.
Z czego składa się defektoskop?
Z czego składa się defektoskop ultradźwiękowy? Schemat jest prezentowany:
- generator impulsów;
- wskaźnik defektu;
- urządzenie wzmacniające szerokopasmowe;
- narzędzie do wyrównywania amplitudy czasu;
- stabilizator napięcia;
- urządzenie konwertujące.
Schemat jednostek
Obwody elektryczne urządzeń, takich jak defektoskopy ultradźwiękowe, są dość złożone.
Zasadę działania urządzenia można łatwiej zrozumieć, jeśli uważnie przeczytasz jego strukturę. Jak pracować z urządzeniem, takim jak defektoskop ultradźwiękowy, dowiesz się z instrukcji.
Główne jednostki nowoczesnego urządzenia działają zgodnie z następującą zasadą:
- Generator impulsów sondy generuje drgania elektryczne, które wzbudzają fale ultradźwiękowe w przetworniku.
- Sygnały ultradźwiękowe odbite od defektu są odbierane przez ten sam (obwód kombinowany lub inny oddzielny obwód) przetwornik. Sygnały są zamieniane na impulsy elektryczne, które są podawane na wejście wzmacniacza.
- Kontrola wzmocnienia taktowania jest kontrolowana przez system kontroli czułości czasu (TCG).
- Zwiększenie do żądanej wartości, sygnał jest wprowadzanyelektryczny wskaźnik wiązki i automatyczny wykrywacz defektów (ADD).
- Urządzenie synchronizujące zapewnia niezbędną sekwencję czasową dla funkcjonowania wszystkich obszarów węzłowych urządzenia jednocześnie z uruchomieniem generatora impulsów (lub z określonym opóźnieniem). Przyczynia się do uruchomienia generatora zamiatania wskaźnika wiązki elektrycznej.
- Sweep umożliwia rozróżnienie po czasie nadejścia sygnałów obiektów odbicia, które znajdują się w różnych odległościach od przetwornika. Synchronizator odpowiada również za sterowanie jednostkami TCG i ASD.
- Urządzenia są wypełnione urządzeniami, które mierzą amplitudę i czas nadejścia odbitego impulsu. Schemat ich włączenia jest produkowany w różnych odmianach. Urządzenie pomiarowe przetwarza sygnały odbierane ze wzmacniacza, biorąc pod uwagę czas przejścia sygnału z urządzenia synchronizującego i podaje wskaźniki cyfrowe na wskaźniku wiązki elektrycznej lub na osobnym wyświetlaczu.
Konfiguracja urządzenia
Konfiguracja defektoskopu ultradźwiękowego rozpoczyna się od zainstalowania stabilnej generacji w przetworniku napięcia. W takim przypadku dokonywany jest wybór rezystora R39. Następnie uzyskuje się pożądaną częstotliwość powtarzania (120-150 imp/s), wybierany jest rezystor R2.
Wskaźnik amplitudy 70-80 imp/s jest osiągany przez wybranie dinistora V1. Następnie dobierane są kondensatory C22 i C26, które wyznaczają granice zmian z wirującymi silnikami rezystorów R30 i R35 oraz czas trwania impulsów pojedynczych wibratorów opóźniających (10-25 μs)i strefa kontrolowana (7-45 µs).
Sprawdź urządzenie
Weryfikacja defektoskopu ultradźwiękowego odbywa się na różne sposoby:
- Pierwszym z nich jest włączenie do obwodu elektrycznego specjalnego urządzenia symulującego, które emituje sygnał testowy. Wadą tego urządzenia jest ingerencja w obwód urządzenia oraz brak możliwości sprawdzenia zespołu akustycznego.
- Znana jest również metoda, która polega na symulowaniu sygnałów echa, ich emisji do wzorca strojenia. Następnie po odebraniu sprawdzana jest cała ścieżka elektroakustyczna defektoskopu. Obejmuje części nadawcze i odbiorcze jednostki elektrycznej urządzenia, które odpowiadają PET oraz przewody elektryczne łączące PET z jednostką. Wadą takiego sprawdzenia jest stosowanie metody tylko dla defektoskopów z ciągłym promieniowaniem drgań ultradźwiękowych i przetwarzaniem sygnału w oparciu o efekt Dopplera. To rozwiązanie jest niedopuszczalne w przypadku sterowania większością nowoczesnych modeli urządzeń dystrybuowanych na całym świecie.
- Weryfikacja defektoskopu ultradźwiękowego odbywa się w inny sposób. Opiera się na fakcie, że jednostka akustyczna jest instalowana na próbce strojenia poprzez nałożenie płynu kontaktowego na powierzchnię próbki. W ten sposób zapewnione jest połączenie akustyczne między próbką a jednostką akustyczną. Jednostka akustyczna emituje fale ultradźwiękowe do próbki. Echa odbite od wewnętrznego reflektora są odbierane w próbce i wzmacniane. Istnieje tymczasowa selekcja, którą karmi sięwskaźniki urządzenia. Jakość jednostki ocenia się na podstawie poziomu działania wskaźników. Do realizacji tej metody stosuje się urządzenia wykonane z metalu lub szkła organicznego z umieszczonymi wewnątrz reflektorami. Podobne urządzenia są używane przez wszystkich wiodących producentów defektoskopów na całym świecie.
Popularne modele defektoskopów
Defektoskopy ultradźwiękowe takich producentów jak OmniScan, Epoch, Sonic, Phasor można zauważyć na szerokiej liście urządzeń wysokiej jakości. A wśród urządzeń domowych należy zwrócić uwagę na marki UD-2, UD-3, „Peleng”, urządzenia z serii A1212. Są niezawodne.
Urządzenia domowe z serii UD można sklasyfikować jako uniwersalne, ponieważ mają nie tylko szeroki zakres pomiarowy i możliwości techniczne, ale mogą również pracować w różnych trybach, w zależności od warunków i konkretnych celów. Obecność panoramicznego światła i wskaźnika dźwiękowego ułatwia pracę z urządzeniem.
Zagraniczni producenci defektoskopów ultradźwiękowych produkują urządzenia o elastycznych ustawieniach. Posiadają lekki, wytrzymały korpus, niewielkie rozmiary. To nie tylko defektoskopy, ale uniwersalne urządzenia dla zwykłego pracownika.
Na przykład potężny OmniScan jest oparty na macierzach fazowanych. Umożliwia to rozszerzenie możliwości pomiarowych i uzyskanie dokładnych wyników.
Szeroki segment urządzeń nie jestpowinien zmylić kupującego. W końcu właściwości techniczne defektoskopów ultradźwiękowych są różne, a każde urządzenie ma swoje zalety i jest skuteczne w określonych warunkach.
Uniwersalny defektoskop ultradźwiękowy, urządzenie o niewielkich gabarytach, urządzenie pracujące na niskich częstotliwościach, urządzenie wyposażone w obudowę ochronną - tak bogaty asortyment umożliwia znalezienie odpowiedniego urządzenia przeznaczonego do kontroli elementów z szeroka gama materiałów.
Na co zwrócić uwagę przy zakupie?
Kupując urządzenie, zwróć uwagę na następujące wskaźniki:
- Przenośność urządzenia. Najlepszym wskaźnikiem jest niewielka waga urządzenia. Jeśli urządzenie jest kompaktowe, to jest to podwójnie dobre.
- Łatwa obsługa. Im mniej dodatkowych ustawień, tym łatwiejsza praca z urządzeniem.
- Zrozumiały interfejs. Jest to bardzo ważne, ponieważ często bez specjalnego przeszkolenia początkujący po prostu nie może tego rozgryźć. Interfejs powinien być naprawdę przejrzysty, aby nie było problemów podczas włączania tej lub innej opcji.
- Dostępność karty gwarancyjnej i serwisu. Uważaj na dostawców i sprzedawców sprzętu.
- Urządzenie musi być przystosowane do przetworników piezoelektrycznych produkowanych za granicą. To samo dotyczy zakupu urządzenia domowego.
- Posiadanie przejrzystej, dobrze napisanej instrukcji obsługi.
