Archwiliad ultrasonic o gymalau, dulliau a thechnoleg o reolaeth weldio

Nid oes bron unrhyw ddiwydiant lle na chaiff weldio ei berfformio. Mae mwyafrif llethol y strwythurau metel yn cael eu gosod a'u cysylltu gyda'i gilydd trwy weld gwythiennau weldio. Wrth gwrs, mae ansawdd y math hwn o waith yn y dyfodol yn dibynnu nid yn unig ar ddibynadwyedd yr adeilad a adeiladwyd, y strwythur, y peiriant nac unrhyw uned, ond hefyd ar ddiogelwch pobl a fydd rywsut yn rhyngweithio â'r strwythurau hyn. Felly, er mwyn sicrhau lefel briodol o berfformiad gweithrediadau o'r fath, defnyddir archwiliad ultrasonic o wyliau weldio, oherwydd mae'n bosibl canfod presenoldeb neu absenoldeb gwahanol ddiffygion wrth gyffordd cynhyrchion metel. Bydd y dull rheoli uwch hwn yn cael ei drafod yn ein herthygl.

Hanes digwyddiad

Datblygwyd canfod diffygion ultrasonic fel y cyfryw yn y 1930au. Fodd bynnag, ni chafodd y ddyfais weithredol gyntaf ei eni yn unig yn 1945 diolch i'r cwmni Sperry Products. Dros y ddau ddegawd nesaf, mae'r dechnoleg rheoli ddiweddaraf wedi cael cydnabyddiaeth fyd-eang, ac mae nifer y gweithgynhyrchwyr o offer o'r fath wedi cynyddu'n ddramatig.

Mae'r synhwyrydd fflach ultrasonic, y mae ei phris yn dechrau heddiw o 100,000 i 130000,000 rubles, yn wreiddiol yn cynnwys tiwbiau gwactod. Roedd dyfeisiau o'r fath yn galed ac yn drwm mewn pwysau. Gweithiant yn unig o gyflenwadau pŵer AC. Ond eisoes yn y 1960au, gyda dyfodiad cylchedau lled-ddargludyddion, roedd y synwyryddion ffug yn llai sylweddol ac roeddent yn gallu gweithredu o batris, a oedd yn galluogi'r dyfeisiau i gael eu defnyddio hyd yn oed yn y maes.

Ewch i'r realiti digidol

Yn y camau cynnar, disgrifiodd y dyfeisiadau brosesau signal analog a ddefnyddiwyd, a oedd, fel llawer o ddyfeisiadau tebyg eraill, yn dueddol o drifft ar adeg graddnodi. Ond eisoes ym 1984, rhoddodd cwmni Panametrics ddechrau'r synhwyrydd ffug digidol symudol cyntaf o'r enw EPOCH 2002. Ers hynny, mae unedau digidol wedi dod yn offer hynod ddibynadwy, yn ddelfrydol, yn darparu sefydlogrwydd angenrheidiol o fesuriad a mesuriadau. Mae'r synhwyrydd fflach ultrasonic, y mae ei bris yn dibynnu'n uniongyrchol ar ei nodweddion technegol a brand y gwneuthurwr, hefyd yn derbyn swyddogaeth cofnodi data a'r posibilrwydd o drosglwyddo'r darlleniadau i gyfrifiadur personol.

Mewn cyflyrau modern, denu mwy a mwy o ddiddordeb i systemau sydd â matrics fesul cam, sy'n defnyddio technoleg gymhleth yn seiliedig ar elfennau piezoelectrig aml-elfen sy'n cynhyrchu trawstiau cyfarwydd a chreu delweddau trawsrywiol tebyg i ddelweddu uwchsain meddygol.

Cwmpas y cais

Defnyddir y dull rheoli ultrasonic mewn unrhyw gyfeiriad i'r diwydiant. Dangosodd ei gais y gellir ei ddefnyddio yn yr un modd i brofi bron pob math o gymalau weldio mewn adeiladu, sydd â thromed metel sylfaen weldedig o fwy na 4 milimetr. Yn ogystal, defnyddir y dull yn weithredol i brofi cysylltiad cymalau piblinellau nwy ac olew, amrywiol systemau cyflenwi hydrolig a dŵr. Ac mewn achosion o'r fath, fel rheoli trwch trwm mawr, a gafwyd o ganlyniad i weldio electroslag, canfod datrysiad ultrasonic yw'r unig ddull derbyniol o reolaeth.

Cymerir y penderfyniad terfynol ynghylch p'un a yw'r rhan neu weldiad weldio yn addas ar gyfer gweithredu ar sail tri dangosydd sylfaenol (meini prawf) - amplitude, cydlynu, dimensiynau amodol.

Yn gyffredinol, profion ultrasonic yw'r union ddull sy'n fwyaf ffrwythlon o safbwynt ffurfio delweddau yn y broses o astudio'r seam (manylion).

Achosion perthnasedd

Mae'r dull a ddisgrifir o reolaeth uwchsain yn dda oherwydd mae ganddi lawer o sensitifrwydd a dibynadwyedd llawer uwch yn y broses o ganfod diffygion ar ffurf craciau, cost is a diogelwch uchel yn ystod y defnydd o'i gymharu â dulliau clasurol yr arolygiad radiograffig. Hyd yma, defnyddir arolygiad ultrasonic o gymalau weldio mewn 70-80% o achosion o arolygiadau.

Transducers Ultrasonic

Heb ddefnyddio'r dyfeisiau hyn, mae profion ultrasonic nad ydynt yn ddinistriol yn syml annisgwyl. Mae dyfeisiau'n gwasanaethu ar gyfer ffurfio cyffro, yn ogystal ag ar gyfer derbyn osgoi uwchsain.

Mae'r unedau yn wahanol ac yn cael eu dosbarthu yn ôl:

• Y dull o gysylltu â'r cynnyrch dan ymchwiliad.
• Y dull o gysylltu piezoelements i gylched trydan y synhwyrydd ffug ei hun a dislocation yr electrod o'i gymharu â'r elfen piezoelectric.
• Mae'r tueddiadau yn acwstig mewn perthynas â'r wyneb.
• Nifer y piezoelements (un-, dau-, aml-elfen).
• Mae lled y band o amleddau gweithredu (band cul - band llai nag un wythfed, band eang - lled band yn fwy nag un wythfed).

Nodweddion diffygion mesuredig

Ym myd technoleg a diwydiant, mae GOST yn rheoli popeth. Nid yw arolygiad ultrasonic (GOST 14782-86) yn y mater hwn yn eithriad hefyd. Mae'r safon yn rheoleiddio bod y diffygion yn cael eu mesur gan y paramedrau canlynol:

• Ardal diffyg cyfwerth.
• Amlder y signal adleisio, sy'n cael ei benderfynu gan gymryd i ystyriaeth y pellter i'r diffyg.
• Cydlynydd y diffyg yn y pwynt weldio.
• I'r meintiau amodol.
• Y pellter amodol rhwng diffygion.
• Nifer y diffygion ar hyd dethol y weldiad neu'r cyd.

Gweithredu'r synhwyrydd fflach

Mae gan brofion an-ddinistriol, sydd yn ultrasonic, ei dechneg ei hun o ddefnydd, sy'n nodi mai'r paramedr prif fesur yw'r amrediad ecolegol a gafwyd yn uniongyrchol o'r diffyg. Er mwyn gwahaniaethu adleisiau o faint yr amlder, mae'r lefel gwrthod o sensitifrwydd a elwir yn sefydlog. Mae, yn ei dro, wedi'i ffurfweddu gan ddefnyddio sampl fenter safonol (SOP).

Mae ei waith addasu ar ddechrau gweithrediad y synhwyrydd fflach. Ar gyfer hyn, mae'r sensitifrwydd gwrthod wedi'i osod. Ar ôl hyn, yn ystod y profion ultrasonic a gynhelir, cymharir yr echo a dderbyniwyd o'r diffyg a ganfyddir gyda'r lefel gwrthod sefydlog. Os bydd yr amplitude mesuredig yn fwy na'r lefel gwrthod, mae'r arbenigwyr yn penderfynu bod diffyg o'r fath yn annerbyniol. Yna gwrthodir y haam neu'r cynnyrch a'i anfon i'w hadolygu.

Y diffygion mwyaf cyffredin o arwynebau weldio yw: anadliad, treiddiad anghyflawn, cracio, clwyfo, cynnwys slag. Dyma'r annormaleddau hyn sy'n canfod canfod diffygion yn effeithiol gan ddefnyddio uwchsain.

Opsiynau ymchwil uwchsain

Dros amser, mae'r broses ddilysu wedi derbyn sawl dull dilys ar gyfer astudio cymalau weldio. Mae rheolaeth uwchsain yn darparu nifer eithaf mawr o opsiynau ar gyfer astudiaeth acwstig o'r strwythurau metel dan sylw, ond y mwyaf poblogaidd yw:

• Methodoleg.
• Cysgod.
• Dull Mirror-Shadow.
• Echo-drych.
• Y dull delta.

Dull rhif un

Yn fwyaf aml mewn cludiant diwydiant a rheilffordd, defnyddir y dull eco-pulse. Diolch iddo y caiff mwy na 90% o'r holl ddiffygion eu diagnosio, sy'n bosibl oherwydd cofrestru a dadansoddi bron pob arwydd a adlewyrchir o wyneb y diffyg.

Yn ei ben ei hun, mae'r dull hwn yn seiliedig ar swn cynnyrch metel gan gyfres o ddirgryniadau ultrasonic ac yna eu recordiad.

Manteision y dull yw:

- y posibilrwydd o gael mynediad unochrog at y cynnyrch;

- sensitifrwydd eithaf uchel i ddiffygion mewnol;

- y cywirdeb uchaf wrth bennu cydlynynnau'r diffyg a ganfyddir.

Fodd bynnag, mae anfanteision, gan gynnwys:

- ymwrthedd isel i ymyrraeth gan adlewyrchwyr arwyneb;

- dibyniaeth gref yr ehangder signal ar leoliad y diffyg.

Mae'r diffygoscopi a ddisgrifir yn awgrymu anfon pwls ultrasonic i'r cynnyrch. Mae derbyniad y signal ymateb yn digwydd naill ai ganddo ef neu gan ail geiswr. Yn yr achos hwn, gellir adlewyrchu'r signal yn uniongyrchol o'r diffygion, ac o wyneb gyferbyn y rhan, y cynnyrch (seam).

Y Dull Cysgodol

Mae'n seiliedig ar ddadansoddiad manwl o ehangder dirgryniadau ultrasonic a drosglwyddir o'r emitter i'r derbynnydd. Os bydd y dangosydd hwn yn gostwng, mae hyn yn nodi diffyg. Yn yr achos hwn, y maint mwyaf y diffyg ei hun, llai o faint y signal a dderbynnir gan y derbynnydd. I gael gwybodaeth ddibynadwy, rhaid i'r emitter a'r derbynnydd gael eu lleoli yn gyfeillgar ar ochr arall y gwrthrych dan astudiaeth. Gall anfanteision y dechnoleg hon gael eu hystyried yn sensitif iawn o gymharu â'r dull adleisio a'r anhawster o ganolbwyntio ar y PES (transducers piezoelectric) o'i gymharu â thramiau canolog y patrwm cyfeiriadol. Fodd bynnag, mae manteision, sy'n cynnwys gwrthsefyll uchel i ymyrraeth, dibyniaeth fach o amlder y signal ar leoliad y diffyg, ac absenoldeb parth marw.

Dull Mirror-Shadow

Mae'r rheolaeth ansawdd ultrasonic hon yn cael ei ddefnyddio amlaf i reoli cymalau weldio bariau atgyfnerthu. Y prif arwydd bod y diffyg yn cael ei ganfod, yw gwanhau'r amplitude signal, a adlewyrchir o'r wyneb gyferbyn (yn fwyaf aml fe'i gelwir yn waelod). Prif fantais y dull yw darganfod clir o wahanol ddiffygion, y mae ei ddiddymu yn wraidd y seam. Hefyd, mae'r dull yn cael ei nodweddu gan y posibilrwydd o fynediad unochrog i'r seam neu ran.

Dull drych echo

Y ffordd fwyaf effeithiol o ganfod diffygion sydd wedi'u lleoli yn fertigol. Gwneir y siec gyda chymorth dau PETs, sy'n symud ar hyd yr wyneb ger y seam ar un ochr ohono. Ar yr un pryd, gwneir eu cynnig yn y fath fodd ag atgyweirio signal o un PET a allyrwyd o PEP arall gan un PEP ac adlewyrchir ddwywaith o'r diffyg presennol.

Prif fantais y dull: gyda'i help, mae'n bosibl gwerthuso siâp y diffygion, y mae eu gwerth yn fwy na 3 mm ac sy'n gwyro yn yr awyren fertigol gan fwy na 10 gradd. Y peth pwysicaf yw defnyddio PEP gyda'r un sensitifrwydd. Defnyddir y fersiwn hon o uwchsain yn weithredol i brofi cynhyrchion waliau trwchus a'u gwythiennau weldio.

Y dull delta

Mae'r arolygiad ultrasonic o welds yn defnyddio ynni ultrasonic ailddosbarthwyd gan y diffyg. Adlewyrchir y ton draws, sy'n disgyn ar y diffyg, yn rhannol mewn delwedd ddrych, wedi'i drawsnewid yn rhannol i don hydredol, ac mae hefyd yn ailgyflwyno ton dargyfeiriedig. O ganlyniad, mae'r tonnau PEP gofynnol yn cael eu dal. Gall anfantais y dull gael ei ystyried yn ysgubor y seam, yn hytrach cymhlethdod uchel o ddatgymhwyso'r signalau a dderbyniwyd wrth reoli cymalau weldio trwchus hyd at 15 milimetr.

Manteision uwchsain a dim ond ei gais

Mae ymchwiliadau o gymalau weldio â chymorth sain aml-amlder yn wirioneddol, yn wirioneddol, yn ddinistriol, oherwydd nad yw dull o'r fath yn gallu achosi unrhyw ddifrod i'r rhan a archwilir o'r cynnyrch, ond ar yr un pryd, yn hytrach penderfynu'n fanwl gywir am bresenoldeb diffygion. Hefyd, dylid talu sylw arbennig i gost isel y gwaith a'u cyflymder uchel o weithredu. Mae hefyd yn bwysig bod y dull yn hollol ddiogel i iechyd pobl. Cynhelir yr holl astudiaethau o fetelau a weldiau yn seiliedig ar uwchsain yn yr ystod o 0.5 MHz i 10 MHz. Mewn rhai achosion, mae'n bosibl gwneud gwaith gan ddefnyddio tonnau ultrasonic sy'n cael amlder o 20 MHz.

Rhaid cynnwys dadansoddiad o'r cyd wedi'i weldio trwy uwchsain gymhleth cyfan o fesurau paratoadol, megis glanhau'r weld neu arwyneb y prawf, gan ddefnyddio hylifau cyswllt penodol (geliau pwrpas arbennig, glyserin, olew injan) i'r ardal a reolir. Gwneir hyn i sicrhau cyswllt acwstig sefydlog priodol, sydd yn y pen draw yn darparu'r ddelwedd angenrheidiol ar y ddyfais.

Anallu i ddefnyddio ac anfanteision

Mae rheolaeth uwchsain yn hollol afresymol i ymgeisio am archwiliad o gyfansoddion metel wedi'u weldio â strwythur grawn bras (er enghraifft, haearn bwrw neu sutureiddio austenitig gyda thrwch o fwy na 60 milimetr). Ac i gyd oherwydd mewn achosion o'r fath mae gwasgariad digon uchel a gwyrddiad cryf o uwchsain.

Hefyd, nid yw'n bosibl cymhwyso'n ddiamwys y diffyg a ganfyddir (cynhwysiad tungsten, cynhwysiad slag, ac ati).