Princíp a vlastnosti ultrazvukového testovania (UT)
Ultrazvukové testovanie, priemysel označovaný ako UT, je najpoužívanejšie v priemyselnom nedeštruktívnom testovaní (nedeštruktívne testovanie), najfrekventovanejšie a rýchlo sa rozvíjajúca technológia nedeštruktívneho testovania. Môže byť použitý pri kontrole kvality výroby produktov, kontrole surovín, zlepšovaní procesu a ďalších aspektoch, ale aj jedným z nevyhnutných prostriedkov údržby zariadenia.
Hlavnými aplikáciami ultrazvukovej kontroly sú detekcia makroskopických defektov vo vnútri obrobkov a meranie hrúbky materiálu.
Podľa rôznych charakteristík možno ultrazvukovú detekciu rozdeliť do rôznych metód:
(1) Klasifikácia podľa princípu: metóda odrazu ultrazvukových impulzov, difrakčný čas letovej difrakcie (TOFD) atď.
(2) Klasifikované podľa režimu zobrazenia: displej typu A, ultrazvukový zobrazovací displej (skenovacie zobrazovanie B, C, D, P, zobrazovanie s dvoma poľami atď.).
Princíp ultrazvukovej detekcie
Ultrazvuková detekcia je v podstate použitie ultrazvukových vĺn a interakcie hmoty: odraz, lom a difrakcia.
(1) Čo je ultrazvuk?
Mechanické vlny, ktoré môžu spôsobiť počutie, nazývame zvukové vlny s frekvenciou medzi {{0}} Hz a mechanické vlny s frekvenciou vyššou ako 20 000 Hz sa nazývajú ultrazvukové vlny, ktoré sú pre ľudí nepočuteľné. Na detekciu kovových materiálov, ako je oceľ, bežne používame ultrazvukové vlny s frekvenciou 0,5~10MHz. (1 MHz=10 na šiestu mocninu Hz)
(2) Ako odosielať a prijímať ultrazvukové vlny?
Základným prvkom ultrazvukovej sondy je piezoelektrický kryštál, ktorý má piezoelektrický efekt: pri pôsobení striedavého napätia a tlaku v tlaku môže kryštál produkovať striedavé elektrické pole.
Keď vysokofrekvenčný elektrický impulz vybudí piezoelektrický kryštál, dôjde k inverznému piezoelektrickému javu a elektrická energia sa premení na zvukovú energiu (mechanickú energiu) a sonda prerušovane vyžaruje ultrazvukové vlny vo forme impulzov, čiže pulzných vĺn. Keď sonda prijíma ultrazvukové vlny, dochádza k pozitívnemu piezoelektrickému efektu, ktorý premieňa zvukovú energiu na elektrickú energiu.
Konvenčná sonda používaná na ultrazvukovú detekciu sa vo všeobecnosti skladá z piezoelektrickej doštičky, tlmiaceho bloku, spoja, kábla, ochranného filmu a puzdra, ktoré sú vo všeobecnosti rozdelené do dvoch kategórií: priama sonda a naklonená sonda, pričom druhá má zvyčajne diagonálny blok, ktorý plátok a dopadajúci povrch pod určitým uhlom.
Nasledujúci diagram znázorňuje typickú naklonenú štruktúru sondy
Nasleduje fyzický obrázok naklonenej sondy:
Model sondy: 2.5P8* 12K2.5, jej parametre sú:
a) 2,5 predstavuje frekvenciu f: 2,5 MHz;
b) P predstavuje materiál čipu: keramika zirkoničitan titaničitý s dobrou teplotnou stabilitou, vynikajúcimi elektrickými vlastnosťami, ľahkou výrobou a nízkou cenou;
c) 8 x 12 predstavuje obdĺžnikovú veľkosť čipu: 8 mm x 12 mm;
d) K2.5 predstavuje: hodnota dotyčnice Uhlu lomu naklonenej sondy je 2,5, teda tan(68,2 stupňa)=2.5, a jej uhol lomu je 68,2 stupňa .
Pracovný princíp zobrazenia metódy odrazu ultrazvukového impulzu typu A:
Pulzná vlna generovaná zdrojom zvuku vstupuje do obrobku a ultrazvuková vlna sa v obrobku šíri dopredu určitým smerom a rýchlosťou. Pri stretnutí s rozhraním s rôznou akustickou impedanciou na oboch stranách (rozdiel v akustickej impedancii je často spôsobený určitou diskontinuitou v materiáli, ako sú praskliny, póry, inklúzia trosky atď.), sa časť zvukovej vlny odrazí a detekčné zariadenie prijíma a zobrazuje: analyzuje informácie, ako je amplitúda a poloha zvukovej vlny, a vyhodnocuje, či existuje chyba alebo veľkosť a poloha chyby.
Typ A ukazuje charakteristiky metódy odrazu ultrazvukových impulzov
1. Rozsah pôsobnosti
Vhodné pre kovové, nekovové a kompozitné materiály a iné diely.
a) Testovanie surovín a dielov: oceľový plech, oceľové výkovky, plechy z hliníka a zliatin hliníka, dosky z titánu a zliatiny titánu, kompozitné dosky, bezšvíkové oceľové rúry atď.
b) Kontrola spojov na tupo: oceľové tupé spoje (vrátane kútových zvarov, T-zvarových spojov, nosných rámov a konštrukčných častí), tupé spoje z hliníka a zliatin hliníka
Nižšie je oceľový tupý spoj: T-zvarový spoj.
2. výhody metódy odrazu ultrazvukových impulzov znázornenej v type A
a) Silná penetračná schopnosť dokáže odhaliť vnútorné chyby obrobku vo veľkom rozsahu hrúbky. Pri kovových materiáloch možno zistiť tenkostenné rúry a dosky s hrúbkou 1 ~ 2 mm a tiež je možné zistiť niekoľko metrov dlhé oceľové výkovky.
b) Lokalizácia defektu je presnejšia.
c) Miera detekcie plošných defektov je vyššia.
d) Vysoká citlivosť, dokáže zistiť vnútornú veľkosť obrobku veľmi malé chyby. Teoretická citlivosť ultrazvukovej detekcie je približne polovica ultrazvukovej vlnovej dĺžky a keď je detekčný objekt oceľ, použije sa ultrazvuková naklonená sonda s frekvenciou 2,5 MHz a citlivosť je približne 0,65 mm.
e) Náklady na detekciu sú nízke, rýchlosť je rýchla, zariadenie je ľahké, neškodné pre ľudské telo a životné prostredie a použitie v teréne je pohodlnejšie.
3. obmedzenia metódy odrazu ultrazvukových impulzov zobrazené v type A
a) Presnú kvalitatívnu a kvantitatívnu analýzu defektov v obrobku je ešte potrebné ďalej študovať.
b) Je ťažké vykonať ultrazvukovú kontrolu obrobku zložitého tvaru alebo nepravidelného tvaru.
c) Určitý vplyv na výsledok detekcie má umiestnenie, orientácia a tvar defektu.
d) Materiál obrobku, veľkosť zrna atď. majú väčší vplyv na detekciu.
e) Zobrazenie výsledkov testov nie je intuitívne a neexistuje priamy svedecký záznam výsledkov testov.
Mnoho značiek Steel, aby sa lepšie zabezpečilo, že vo vnútri výrobku nebudú žiadne chyby, po valcovaní a kovaní je ultrazvuková detekcia defektov, najmä použitá nádoba z nehrdzavejúcej ocele, 304.316 ll 321304 310 s347. 410 s440c. Ozubená náprava z legovanej ocele, 4140. SCM440, SCM420, SCM4151.7225, 8620434. Formovacia oceľ, D2, SKD11, 1.2379, 1.2344, H13, P20 a 718, 1.2343, H11, H10, SKD61. Sichuan Liaofu Special Steel Trading Co., Ltd. vám môže poskytnúť vyššie uvedené kvalitné materiály. Produkty spoločnosti sa vyvážajú do Európy, Ameriky a juhovýchodnej Ázie, vitajte na konzultáciu.