Zasada i charakterystyka badań ultradźwiękowych (UT)
Badania ultradźwiękowe, branża określana jako UT, są najczęściej stosowane w przemysłowych badaniach nieniszczących (testy nieniszczące), najwyższej częstotliwości i szybkim rozwoju technologii badań nieniszczących. Może być stosowany w kontroli jakości wytwarzania produktów, kontroli surowców, ulepszaniu procesu i innych aspektach, ale także jako jeden z niezbędnych środków konserwacji sprzętu.
Główne zastosowania kontroli ultradźwiękowej to wykrywanie makroskopowych defektów wewnątrz detali oraz pomiar grubości materiału.
Zgodnie z różnymi cechami wykrywanie ultradźwiękowe można podzielić na wiele różnych metod:
(1) Klasyfikacja według zasady: metoda odbicia impulsu ultradźwiękowego, dyfrakcja dyfrakcji czasu przelotu (TOFD) itp.
(2) Klasyfikacja według trybu wyświetlania: wyświetlacz typu A, obrazowanie ultradźwiękowe (obrazowanie skanujące B, C, D, P, obrazowanie z podwójną macierzą itp.).
Zasada detekcji ultradźwiękowej
Detekcja ultradźwiękowa to w istocie wykorzystanie fal ultradźwiękowych i interakcji materii: odbicia, załamania i dyfrakcji.
(1) Co to jest ultradźwięki?
Fale mechaniczne, które mogą wywoływać słyszenie, nazywamy falami dźwiękowymi o częstotliwości pomiędzy {{0}}Hz, a fale mechaniczne o częstotliwości większej niż 20000 Hz to fale ultradźwiękowe, które są niesłyszalne dla człowieka. Do wykrywania materiałów metalowych, takich jak stal, zwykle używamy fal ultradźwiękowych o częstotliwości 0,5 ~ 10 MHz. (1MHz=10 do szóstej potęgi Hz)
(2) Jak wysyłać i odbierać fale ultradźwiękowe?
Podstawowym elementem sondy ultradźwiękowej jest kryształ piezoelektryczny, który ma działanie piezoelektryczne: pod działaniem przemiennego napięcia i naprężenia ściskającego kryształ może wytwarzać zmienne pole elektryczne.
Kiedy impuls elektryczny o wysokiej częstotliwości pobudza kryształ piezoelektryczny, występuje odwrotny efekt piezoelektryczny, a energia elektryczna jest przekształcana w energię dźwiękową (energię mechaniczną), a sonda okresowo emituje fale ultradźwiękowe w postaci impulsów, to znaczy fal pulsacyjnych. Kiedy sonda odbiera fale ultradźwiękowe, pojawia się dodatni efekt piezoelektryczny, przekształcający energię dźwięku w energię elektryczną.
Konwencjonalna sonda używana do detekcji ultradźwiękowej składa się zazwyczaj z płytki piezoelektrycznej, bloku tłumiącego, złącza, kabla, folii ochronnej i powłoki, które ogólnie dzieli się na dwie kategorie: sonda prosta i sonda pochylona, a ta ostatnia zwykle ma ukośny blok, który sprawia, że płytki i padającej powierzchni pod pewnym kątem.
Poniższy diagram przedstawia typową nachyloną strukturę sondy
Poniżej znajduje się fizyczny obraz pochylonej sondy:
Model sondy: 2.5P8*12K2.5, jej parametry to:
a) 2,5 oznacza częstotliwość f: 2,5 MHz;
b) P oznacza, że materiałem chipa jest: ceramika tytanianowo-cyrkonianowa ołowiu, o dobrej stabilności temperaturowej, doskonałych właściwościach elektrycznych, łatwa w produkcji i niska cena;
c) 8*12 oznacza prostokątny rozmiar chipa: 8mm*12mm;
d) K2,5 reprezentuje: tangens kąta załamania nachylonej sondy wynosi 2,5, czyli tan(68,2 stopnia)=2,5, a kąt załamania wynosi 68,2 stopnia.
Wyświetlacz typu A zasady działania metody odbicia impulsu ultradźwiękowego:
Fala impulsowa generowana przez źródło dźwięku wchodzi do przedmiotu obrabianego, a fala ultradźwiękowa rozchodzi się do przodu w określonym kierunku i prędkości w przedmiocie obrabianym. W przypadku napotkania interfejsu o różnej impedancji akustycznej po obu stronach (różnica impedancji akustycznej jest często spowodowana pewnymi nieciągłościami materiału, takimi jak pęknięcia, pory, wtrącenia żużla itp.), część fali dźwiękowej jest odbijana, a sprzęt wykrywający akceptuje i wyświetla: analizuje informacje, takie jak amplituda i położenie fali dźwiękowej oraz ocenia, czy istnieje defekt lub rozmiar i położenie defektu.
Typ A przedstawia charakterystykę metody odbicia impulsu ultradźwiękowego
1. Zakres zastosowania
Nadaje się do materiałów metalowych, niemetalowych i kompozytowych oraz innych części.
a) Testowanie surowców i części: blacha stalowa, odkuwki stalowe, płyty aluminiowe i ze stopów aluminium, płyty tytanowe i ze stopów tytanu, płyty kompozytowe, rury stalowe bez szwu itp.
b) Kontrola złączy spawanych doczołowo: stalowe złącza doczołowe (w tym spoiny pachwinowe, złącza spawane typu T, ramy nośne i elementy konstrukcyjne), złącza doczołowe aluminium i stopów aluminium
Poniżej znajduje się stalowe złącze doczołowe: złącze spawane typu T.
2. zalety metody odbicia impulsu ultradźwiękowego pokazane w typie A
a) Silna zdolność penetracji, może wykryć wewnętrzne wady przedmiotu obrabianego w dużym zakresie grubości. W przypadku materiałów metalowych można wykryć cienkościenne rury i płyty o grubości 1 ~ 2 mm, a także odkuwki stalowe o długości kilku metrów.
b) Lokalizacja wady jest dokładniejsza.
c) Szybkość wykrywania defektów powierzchniowych jest wyższa.
d) Wysoka czułość, może wykryć wewnętrzny rozmiar przedmiotu obrabianego bardzo małe defekty. Teoretyczna czułość wykrywania ultradźwiękowego wynosi około połowy długości fali ultradźwiękowej, a gdy przedmiotem wykrywania jest stal, używana jest sonda ultradźwiękowa o częstotliwości 2,5 MHz, a czułość wynosi około 0,65 mm.
e) Koszt wykrywania jest niski, prędkość jest duża, sprzęt jest lekki, nieszkodliwy dla ludzkiego ciała i środowiska, a użytkowanie w terenie jest wygodniejsze.
3. ograniczenia metody odbicia impulsu ultradźwiękowego przedstawione w typie A
a) Dokładna jakościowa i ilościowa analiza defektów przedmiotu obrabianego nadal wymaga dalszych badań.
b) Trudno jest przeprowadzić kontrolę ultradźwiękową detalu o złożonym lub nieregularnym kształcie.
c) Lokalizacja, orientacja i kształt defektu mają pewien wpływ na wynik wykrywania.
d) Materiał przedmiotu obrabianego, wielkość ziarna itp. mają większy wpływ na wykrywanie.
e) Wyświetlanie wyników testów nie jest intuicyjne i nie ma bezpośredniego zapisu wyników testów przez świadków.
Wiele marek Steel w celu lepszego zapewnienia braku wad wewnątrz produktu, po walcowaniu i kuciu stosuje ultradźwiękowe wykrywanie defektów, zwłaszcza zastosowany pojemnik ze stali nierdzewnej, 304.316 ll 321304 310 s347. 410 s440c. Oś zębata ze stali stopowej, 4140. SCM440, SCM420, SCM4151.7225, 8620434. Stal na formy, D2, SKD11, 1.2379, 1.2344, H13, P20 i 718,1.2343, H11, H10, SKD61. Sichuan Liaofu Special Steel Trading Co., Ltd. może dostarczyć powyższe materiały wysokiej jakości. Produkty firmy są eksportowane do Europy, Ameryki i Azji Południowo-Wschodniej, zapraszamy do konsultacji.