Hvað mælir ómskoðun í raun
Ómskoðun er rúmmálsaðferð til að finna innri galla. Transducer sendir stuttan púls af-hátíðni vélrænni titringi inn í íhlutinn; þar sem bylgjan fer yfir tengi milli tveggja miðla með mismunandi hljóðviðnám endurkastast hluti orkunnar til baka og greinist. Komutími bergmálsins staðsetur endurkastið og amplitude hans gefur vísbendingu um stærð þess og stefnu.
Notkun aðferðarinnar í iðnaði er frá 1930, þegar í gegnum-flutningsskoðun var fyrst sýnt fram á málm, og stækkaði verulega á fjórða áratugnum með komu púls-bergmálsgalla. Nútíma iðkun bætir við stafrænum tækjabúnaði,-tíma-flugsdreifingar og áfangamyndatöku. Aðferðin er nú venjubundin í stálframleiðslu, vélasmíði, þrýstibúnaði, skipasmíði, geimferða- og kjarnorkuverum og hún er aðal rúmmálstækið fyrir títanverksmiðjur.
Líkamlegur grunnur: Viðnám, endurspeglun og bylgjulengd
Ultrasonic prófun er beitt hljóðvist. Hegðun geislans er lýst með endurkasts-, ljósbrots- og-stillingarlögmálum rúmfræðilegrar hljóðvistar, með dreifingar- og yfirsetningaráhrifum sem eru meðhöndluð af eðlisfræðilegri hljóðeinangrun. Fjórar stærðir stýra hönnun hvers prófs: tímabil, tíðni, bylgjulengd og hraði.
Hljóðviðnám er afurð þéttleika og hljóðhraða. Fyrir títan með þéttleika nálægt 4,51 g/cm3 og lengdarhraða nálægt 6100 m/s er viðnámið um 27 MRayl samanborið við um 45 MRayl fyrir stál. Þessi munur setur endurkastshegðun við títan-stálviðmót og tengikröfur á rannsakanda.
Skúfbylgjuhraði í títan er um það bil 3100 m/s, um það bil helmingur af lengdarhraða, sem er ástæðan fyrir því að horngeislaskoðun notar mjög önnur brotin horn en í stáli.
Bylgjulengd stjórnar bæði næmni og upplausn: við 5 MHz í títan er hún um 1,2 mm, þannig að galla sem eru miklu minni en hálf bylgjulengd er ekki hægt að leysa á áreiðanlegan hátt og þunnir hlutar krefjast vandaðs tíðnivals.
Dempun og dreifing eykst með kornastærð, þannig að grófar örbyggingar krefjast lægri tíðni og grófara móttöku en fínkornað efni.
Mælanlegu stærðirnar þrjár sem notaðar eru til að einkenna vísbendingu eru tilvist og amplitude merksins sem skilað er frá gallanum, tímaskil á milli sendra og móttekinna merkja og orkan sem tapast þegar bylgjan ferðast í gegnum efnið.
Helstu prófaðferðir
| Aðferð | Meginregla | Dæmigert notkun á títan |
|---|---|---|
| Í gegnum sendingu | Aðskilið sendi og móttakara á gagnstæðum hliðum | Þunn plata og lak, tengsl heilleika |
| Púls bergmál | Einn rannsakandi sendir og tekur á móti | Almenn rúmmálsskoðun á plötu, stöng og járnsmíði |
| Tími-af-flugi | Mælir tíma frá sprunguoddi og rót frekar en amplitude | Stærð á flatargöllum í suðu og þykkum hlutum |
| Áfangaskipt fylki | Rafræn geislastýring og fókus úr fjöl-eininga fylki | Flókin rúmfræði, suðuskoðun, þunnplötustýrðar bylgjur |
| Dýfa og sprauta | Tengdur í gegnum vatnsstíg | Skoðun í hárri-upplausn á plötu, röri og plötu |
Pulse-echo er sjálfgefið fyrir mill vöru vegna þess að það þarf aðeins aðgang frá annarri hliðinni. Sending takmarkast af kröfunni um að sendir og móttakari haldist á móti hvor öðrum, sem takmarkar það við einfalda rúmfræði. Phased array hefur að mestu komið í stað vélrænnar hornskönnunar þar sem rúmfræðin er flókin, því hægt er að stýra og stilla geislanum rafrænt og niðurstöðurnar eru skráðar sem mynd.
Títan-Sérstök atriði
Títan er ekki einfaldlega hægara stál frá ultrasonic sjónarhorni. Þrjú áhrif breyta prófunarhönnuninni.
Hljóðanísótrópía: sexhyrndur alfafasinn gerir hraðann háðan kristalfræðilegri stefnu, þannig að vara með sterka áferð getur sýnt augljósar vísbendingar af völdum uppbyggingu frekar en galla.
Byggingarhávaði: gróf beta-umbreytt örbygging framleiðir dreifð merki sem hækka hávaðagólfið og draga úr minnstu greinanlegu galla, sérstaklega á þykkum hlutum og í efni sem hefur fengið háan-hitavinnslu.
Munur á hljóðleiðum: vegna þess að lengdarhraði er um 6100 m/s frekar en um 5900 m/s í stáli, verða kvörðunarkubbar og tafaútreikningar að byggja á títanhraða ef dýptarlestur á að vera nákvæmur.
Þessi áhrif eru hvers vegna ætti að samþykkja viðmiðunarkubba, tíðni og viðurkenningarflokk fyrir tiltekið vöruform og flokk frekar en að afrita úr stálaðferð.
Samþykkisviðmið og iðnaðarumsókn
Ultrasonic skoðun á unnu títan bar, billet og disk er venjulega tilgreint í ASTM E2375, sem veitir matsviðmið og nokkur viðurkenningarstig svo að hægt sé að passa við nauðsynlega alvarleika umsóknarinnar. Plata fyrir þrýstiþjónustu er oft skoðuð til ASTM A578/A578M eða ASTM A435/A435M þar sem tilvísun í stáliðkun er í samningi. Afköst tækja og rannsaka eru staðfest samkvæmt ASTM E317 og ASTM E1065, áfangakerfi samkvæmt ASTM E2491, og starfsfólk er hæft til að uppfylla ISO 9712 eða sambærilegt kerfi.
Í orkubúnaði - vatnsafls- og gufuhverflum, kjarnorkuverum og þrýstihlutum - er úthljóðsskoðun beitt á tveimur stigum: til að hæfa komandi hráefni og til að sannreyna fullbúna hluta. Fyrir hráefni er markmiðið að útiloka óviðunandi innilokun, grop, aðskilnað og smíðasprungur áður en virði er bætt við með vinnslu. Fyrir fullunna hluta er markmiðið að staðfesta að enginn galli hafi verið kynntur eða opnaður með mótun og hitameðferð.
Hagnýtir eftirlitsstaðir sem ákvarða hvort niðurstöður séu áreiðanlegar eru skjalfest kvörðun gegn viðmiðunarreit sama efnis og rúmfræði, skráðar skannaáætlanir með umfang sem gefið er upp sem hundraðshluti af rúmmáli, skilgreind höfnunar- og endur-endurskoðunarleið fyrir grunsamlegar vísbendingar og varðveisla á hrágögnum fyrir áfangavinnu, svo hægt sé að deila um niðurstöðu síðar.
Algengar spurningar
Sp.: Hversu djúpt getur ultrasonic próf greint galla í títan?
A: Það fer eftir tíðni, kornbyggingu og rúmfræði. Fín-unnið vara er almennt skoðað í gegnum 100 mm eða meira við 2 til 5 MHz, en gróft eða þungt áferðarefni sýnir mikinn burðarhávaða á dýpi og krefst lægri tíðni og meiri samþykkis.
Sp.: Af hverju er hljóðhraðinn öðruvísi í títan?
A: Títan hefur lengdarhraða nálægt 6100 m/s og skurðhraða nálægt 3100 m/s, á móti um það bil 5900 m/s og 3200 m/s fyrir stál. Dýptarkvörðun verður að nota hraða efnisins sem raunverulega er rannsakað, annars verður aflestur rangur.
Sp.: Hvað veldur rangum vísbendingum í títan?
A: Hljóðeinhverfa frá kristallafræðilegri áferð, afturdreifingu frá grófum beta-umbreyttum örbyggingum, rúmfræðispeglunum og stillingubreytingu. Staðfesta skal allar vísbendingar um ráðstöfun með annarri aðferð áður en hlutnum er hafnað.
Sp.: Hvaða staðall nær yfir ultrasonic skoðun á títan bar og plötu?
A: ASTM E2375, sem skilgreinir matsviðmið og mörg viðurkenningarstig fyrir unnu vörur. Samningar um þrýstibúnað vísa oft til ASTM A578/A578M eða ASTM A435/A435M að auki.
Sp.: Hver er munurinn á púlsómi og tíma-af-flugi?
A: Pulse echo notar amplitude endurkasts merkis, sem er aðeins lauslega tengt við stærð galla. Tími-af-flugsbroti mælir komutíma merkja sem eru sveigð frá gallaoddunum, sem gefur áreiðanlegri hæðarmælingu fyrir flatargalla.
Sp.: Hversu oft ætti að kvarða búnaðinn?
A: Frammistöðu kerfisins ætti að vera sannreynd við upphaf og lok hverrar próflotu, og með skilgreindu millibili við langa skannanir, með því að nota viðmiðunarblokk með samsvarandi efni og rúmfræði. Eiginleikar rannsakanda og tækis eru metnir til ASTM E317 og ASTM E1065.
