შედუღებული სახსრების ულტრაბგერითი ტესტირება, ტესტირების მეთოდები და ტექნოლოგია

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

პრაქტიკულად არ არსებობს ინდუსტრია, სადაც შედუღება არ განხორციელდეს. ლითონის კონსტრუქციების აბსოლუტური უმრავლესობა დამონტაჟებულია და ერთმანეთთან დაკავშირებულია შედუღების ნაკერების საშუალებით. რა თქმა უნდა, მომავალში ამ ტიპის სამუშაოს ხარისხი დამოკიდებულია არა მხოლოდ შენობის, სტრუქტურის, მანქანის ან ნებისმიერი დანადგარის საიმედოობაზე, არამედ იმ ადამიანების უსაფრთხოებაზეც, რომლებიც როგორმე ურთიერთქმედებენ ამ სტრუქტურებთან. ამიტომ, ასეთი ოპერაციების შესრულების სათანადო დონის უზრუნველსაყოფად, გამოიყენება შედუღების ულტრაბგერითი ტესტირება, რომლის წყალობითაც შესაძლებელია ლითონის პროდუქტების შეერთებაზე სხვადასხვა დეფექტების არსებობის ან არარსებობის გამოვლენა. ამ გაფართოებული კონტროლის მეთოდი განხილული იქნება ჩვენს სტატიაში.

შემთხვევის ისტორია

ულტრაბგერითი ხარვეზის გამოვლენა, როგორც ასეთი, შეიქმნა 30-იან წლებში. თუმცა, პირველი რეალურად მოქმედი მოწყობილობა მხოლოდ 1945 წელს დაიბადა Sperry Products-ის წყალობით. მომდევნო ორი ათწლეულის განმავლობაში კონტროლის უახლესმა ტექნოლოგიამ მოიპოვა მსოფლიო აღიარება და ასეთი აღჭურვილობის მწარმოებელთა რიცხვი მკვეთრად გაიზარდა.

ულტრაბგერითიხარვეზის დეტექტორი, რომლის ფასი დღეს იწყება 100,000-130,000 ათასი რუბლიდან, თავდაპირველად შეიცავდა ვაკუუმურ მილებს. ასეთი მოწყობილობები იყო მოცულობითი და მძიმე. ისინი მუშაობდნენ ექსკლუზიურად AC დენის წყაროებიდან. მაგრამ უკვე 60-იან წლებში, ნახევარგამტარული სქემების მოსვლასთან ერთად, ხარვეზების დეტექტორები მნიშვნელოვნად შემცირდა ზომით და შეძლეს მუშაობა ბატარეებზე, რამაც საბოლოოდ შესაძლებელი გახადა მოწყობილობების გამოყენება საველე პირობებშიც კი.

ნაბიჯი ციფრულ რეალობაში

ადრეულ ეტაპებზე აღწერილი ინსტრუმენტები იყენებდნენ ანალოგური სიგნალის დამუშავებას, რის გამოც, ისევე როგორც მრავალი სხვა მსგავსი მოწყობილობა, ისინი ექვემდებარებოდნენ დრიფტს კალიბრაციის დროს. მაგრამ უკვე 1984 წელს, Panametrics-მა გამოუშვა პირველი პორტატული ციფრული ხარვეზების დეტექტორი, სახელწოდებით EPOCH 2002. იმ მომენტიდან მოყოლებული, ციფრული ერთეულები გახდა უაღრესად საიმედო მოწყობილობა, რომელიც იდეალურად უზრუნველყოფს აუცილებელ კალიბრაციას და გაზომვის სტაბილურობას. ულტრაბგერითი ხარვეზის დეტექტორი, რომლის ფასი პირდაპირ დამოკიდებულია მის ტექნიკურ მახასიათებლებზე და მწარმოებლის ბრენდზე, ასევე მიიღო მონაცემთა აღრიცხვის ფუნქცია და პერსონალურ კომპიუტერზე წაკითხულის გადაცემის შესაძლებლობა.

დღევანდელ გარემოში სულ უფრო მეტი ინტერესია ფაზური მასივის სისტემების მიმართ, რომლებიც იყენებენ დახვეწილ ტექნოლოგიას, რომელიც დაფუძნებულია მრავალ ელემენტიან პიეზოელექტრიკულ ელემენტებზე, მიმართულების სხივების გენერირებისთვის და სამედიცინო ულტრაბგერითი გამოსახულების მსგავსი განივი გამოსახულებების შესაქმნელად.

სფეროაპლიკაციები

ულტრაბგერითი კონტროლის მეთოდი გამოიყენება ნებისმიერ ინდუსტრიაში. მისმა გამოყენებამ აჩვენა, რომ ის შეიძლება თანაბრად ეფექტურად გამოვიყენოთ კონსტრუქციებში თითქმის ყველა ტიპის შედუღებული სახსრების შესამოწმებლად, რომლებსაც აქვთ შედუღებული ძირითადი ლითონის სისქე 4 მილიმეტრზე მეტი. გარდა ამისა, მეთოდი აქტიურად გამოიყენება გაზისა და ნავთობსადენების, სხვადასხვა ჰიდრავლიკური და წყლის სისტემების სახსრების შესამოწმებლად. ხოლო ისეთ შემთხვევებში, როგორიცაა ელექტროსლაგით შედუღების შედეგად მიღებული სქელი ნაკერების შემოწმება, ულტრაბგერითი ხარვეზის გამოვლენა შემოწმების ერთადერთი მისაღები მეთოდია.

საბოლოო გადაწყვეტილება იმის შესახებ, ვარგისია თუ არა ნაწილი ან შედუღება სამუშაოდ, მიიღება სამი ფუნდამენტური ინდიკატორის (კრიტერიუმის) საფუძველზე - ამპლიტუდა, კოორდინატები, პირობითი ზომები.

ზოგადად, ულტრაბგერითი ტესტირება არის ზუსტად ის მეთოდი, რომელიც გამოსახულების მხრივ ყველაზე ნაყოფიერია ნაკერის შესწავლის პროცესში.

მოთხოვნის მიზეზები

ულტრაბგერითი შემოწმების აღწერილი მეთოდი კარგია იმით, რომ მას აქვს გაცილებით მაღალი მგრძნობელობა და მითითებების საიმედოობა ბზარების სახით დეფექტების გამოვლენის პროცესში, დაბალი ღირებულება და მაღალი უსაფრთხოება გამოყენების პროცესში. რენტგენოლოგიური გამოკვლევის კლასიკური მეთოდები. დღეისათვის შედუღებული სახსრების ულტრაბგერითი ტესტირება გამოიყენება ინსპექტირების შემთხვევების 70-80%-ში.

ულტრაბგერითი გადამყვანები

გარეშეამ მოწყობილობების გამოყენება არადესტრუქციული ულტრაბგერითი ტესტირებისთვის უბრალოდ წარმოუდგენელია. მოწყობილობები გამოიყენება აგზნების გენერირებისთვის, ასევე ულტრაბგერითი ვიბრაციის მისაღებად.

ერთეულები განსხვავებულია და კლასიფიცირებულია:

• სატესტო ნივთთან კონტაქტის შექმნის გზა.
• პიეზოელექტრული ელემენტების მიერთების მეთოდი თავად ხარვეზის დეტექტორის ელექტრულ წრედთან და ელექტროდის დისლოკაციის პიეზოელექტრივ ელემენტთან მიმართებაში.
• აკუსტიკის ორიენტაცია ზედაპირთან მიმართებაში.
• პიეზო ელემენტების რაოდენობა (ერთი, ორმაგი, მრავალ ელემენტიანი).
• ოპერაციული სიხშირეების გამტარუნარიანობა (ვიწროზოლი - ერთ ოქტავაზე ნაკლები გამტარობა, ფართოზოლოვანი - ერთ ოქტავაზე მეტი გამტარობა).

დეფექტების გაზომვადი მახასიათებლები

GOST მართავს ყველაფერს ტექნოლოგიებისა და ინდუსტრიის სამყაროში. გამონაკლისი არც ამ საკითხშია ულტრაბგერითი ტესტირება (GOST 14782-86). სტანდარტი განსაზღვრავს, რომ დეფექტები იზომება შემდეგი პარამეტრებით:

• დეფექტის ექვივალენტური ფართობი.
• ექო სიგნალის ამპლიტუდა, რომელიც განისაზღვრება დეფექტამდე მანძილის გათვალისწინებით.
• დეფექტის კოორდინატები შედუღების ადგილზე.
• ჩვეულებრივი ზომები.
• პირობითი მანძილი დეფექტებს შორის.
• დეფექტების რაოდენობა შედუღების ან სახსრის არჩეულ სიგრძეში.

ნაკლოვანების დეტექტორის ოპერაცია

არადესტრუქციულ ტესტირებას, რომელიც არის ულტრაბგერითი, აქვს გამოყენების საკუთარი მეთოდი, სადაც ნათქვამია, რომ ძირითადი გაზომილი პარამეტრი არის მიღებული ექო სიგნალის ამპლიტუდაპირდაპირ დეფექტიდან. ექოს სიგნალების ამპლიტუდის მიხედვით დიფერენცირების მიზნით, ფიქსირდება ეგრეთ წოდებული უარყოფის მგრძნობელობის დონე. ეს, თავის მხრივ, კონფიგურირებულია საწარმოს სტანდარტული შაბლონის (SOP) გამოყენებით.

ნაკლის დეტექტორის მუშაობის დაწყებას თან ახლავს მისი რეგულირება. ამისათვის დადგენილია უარყოფის მგრძნობელობა. ამის შემდეგ, მიმდინარე ულტრაბგერითი კვლევების პროცესში, აღმოჩენილი დეფექტიდან მიღებული ექო სიგნალი შედარებულია ფიქსირებულ უარყოფის დონესთან. თუ გაზომილი ამპლიტუდა აჭარბებს უარყოფის დონეს, ექსპერტები წყვეტენ, რომ ასეთი დეფექტი მიუღებელია. შემდეგ ნაკერი ან პროდუქტი უარყოფილია და იგზავნება გადასინჯვისთვის.

შედუღებული ზედაპირების ყველაზე გავრცელებული დეფექტებია: შერწყმის ნაკლებობა, არასრული შეღწევა, ბზარი, ფორიანობა, წიდის ჩანართები. სწორედ ეს დარღვევები ვლინდება ეფექტურად ულტრაბგერითი ხარვეზის გამოვლენით.

ულტრაბგერითი პარამეტრები

დროთა განმავლობაში, ინსპექტირების პროცესმა შეიმუშავა რამდენიმე ძლიერი მეთოდი შედუღების შესამოწმებლად. ულტრაბგერითი ტესტირება ითვალისწინებს განხილული ლითონის კონსტრუქციების აკუსტიკური გამოკვლევის ვარიანტების საკმაოდ დიდ რაოდენობას, თუმცა ყველაზე პოპულარულია:

• ექო მეთოდი.
• ჩრდილი.
• სარკე-ჩრდილის მეთოდი.
• ექო სარკე.
• დელტა მეთოდი.

მეთოდი ნომერი პირველი

ყველაზე ხშირად ინდუსტრიაში და სარკინიგზო ტრანსპორტში გამოიყენება ექო-პულსის მეთოდი.მისი დამსახურებაა, რომ ყველა დეფექტის 90%-ზე მეტი დიაგნოზირებულია, რაც შესაძლებელი ხდება დეფექტის ზედაპირიდან ასახული თითქმის ყველა სიგნალის აღრიცხვისა და ანალიზის შედეგად.

თავად ეს მეთოდი ეფუძნება ლითონის პროდუქტის ხმოვანებას ულტრაბგერითი ვიბრაციების იმპულსებით, რასაც მოჰყვება მათი რეგისტრაცია.

მეთოდის უპირატესობებია:

- პროდუქტზე ცალმხრივი წვდომის შესაძლებლობა;

- საკმაოდ მაღალი მგრძნობელობა შიდა დეფექტების მიმართ;

- ყველაზე მაღალი სიზუსტე აღმოჩენილი დეფექტის კოორდინატების განსაზღვრისას.

თუმცა, არის ასევე უარყოფითი მხარეები, მათ შორის:

- დაბალი წინააღმდეგობა ზედაპირული რეფლექტორების ჩარევის მიმართ;

- სიგნალის ამპლიტუდის ძლიერი დამოკიდებულება დეფექტის მდებარეობაზე.

აღწერილი ხარვეზის გამოვლენა გულისხმობს ულტრაბგერითი იმპულსების გაგზავნას პროდუქტზე მპოვნელის მიერ. საპასუხო სიგნალს იღებს ის ან მეორე მაძიებელი. ამ შემთხვევაში, სიგნალი შეიძლება აისახოს როგორც უშუალოდ დეფექტებიდან, ასევე ნაწილის (ნაკერის) მოპირდაპირე ზედაპირიდან.

ჩრდილის მეთოდი

ის ეფუძნება გადამცემიდან მიმღებამდე გადაცემული ულტრაბგერითი ვიბრაციების ამპლიტუდის დეტალურ ანალიზს. იმ შემთხვევაში, როდესაც ამ მაჩვენებლის შემცირებაა, ეს მიუთითებს დეფექტის არსებობაზე. ამ შემთხვევაში, რაც უფრო დიდია თავად დეფექტის ზომა, მით უფრო მცირეა მიმღების მიერ მიღებული სიგნალის ამპლიტუდა. სანდო ინფორმაციის მისაღებად, ემიტერი და მიმღები უნდა განთავსდეს კოაქსიალურად მოპირდაპირე მხარესშესწავლილი ობიექტი. ამ ტექნოლოგიის ნაკლოვანებად შეიძლება ჩაითვალოს დაბალი მგრძნობელობა ექოს მეთოდთან შედარებით და PET-ების (პიეზოელექტრული გადამყვანების) ორიენტირების სირთულე რადიაციული ნიმუშის ცენტრალურ სხივებთან შედარებით. თუმცა, არის ასევე უპირატესობები, რომლებიც არის მაღალი წინააღმდეგობა ჩარევის მიმართ, სიგნალის ამპლიტუდის დაბალი დამოკიდებულება დეფექტის მდებარეობაზე და მკვდარი ზონის არარსებობა.

სარკე-ჩრდილის მეთოდი

ეს ულტრაბგერითი ხარისხის კონტროლი ყველაზე ხშირად გამოიყენება შედუღებული არმატურის სახსრების შესამოწმებლად. მთავარი ნიშანი იმისა, რომ დეფექტი გამოვლინდა, არის სიგნალის ამპლიტუდის შესუსტება, რომელიც აისახება საპირისპირო ზედაპირიდან (ყველაზე ხშირად ქვემოდან უწოდებენ). მეთოდის მთავარი უპირატესობაა სხვადასხვა დეფექტების მკაფიო გამოვლენა, რომელთა დისლოკაცია შედუღების ფესვია. ასევე, მეთოდს ახასიათებს ნაკერზე ან ნაწილზე ცალმხრივი წვდომის შესაძლებლობა.

ექო სარკის მეთოდი

ვერტიკალური დეფექტების გამოვლენის ყველაზე ეფექტური საშუალება. შემოწმება ტარდება ორი ზონდის გამოყენებით, რომლებიც გადაადგილდებიან ზედაპირის გასწვრივ, ნაკერთან ერთ მხარეს. ამავდროულად მათი მოძრაობა ხორციელდება ისე, რომ ერთი ზონდით დააფიქსიროს მეორე ზონდიდან გამოსხივებული და არსებული დეფექტიდან ორჯერ ასახული სიგნალი..

მეთოდის მთავარი უპირატესობა: მისი გამოყენება შესაძლებელია დეფექტების ფორმის შესაფასებლად, რომელთა ზომა აღემატება 3 მმ-ს და რომლებიც ვერტიკალურ სიბრტყეში გადახრილია 10 გრადუსზე მეტით. Ყველაზე მნიშვნელოვანი -გამოიყენეთ ზონდები იმავე მგრძნობელობით. ულტრაბგერითი გამოკვლევის ეს ვერსია აქტიურად გამოიყენება სქელკედლიანი პროდუქტებისა და მათი შედუღების შესამოწმებლად.

დელტა მეთოდი

შედუღების მითითებულ ულტრაბგერითი ტესტირება იყენებს ულტრაბგერითი ენერგიის ხელახლა გამოსხივებას დეფექტით. დეფექტზე განივი ტალღა ნაწილობრივ აისახება სპეკულარულად, ნაწილობრივ გარდაიქმნება გრძივად და ასევე ხელახლა ასხივებს დიფრაქციულ ტალღას. შედეგად, საჭირო PET ტალღები იჭერს. მეთოდის მინუსად შეიძლება ჩაითვალოს ნაკერის გაწმენდა, მიღებული სიგნალების გაშიფვრის საკმაოდ მაღალი სირთულე 15 მილიმეტრამდე სისქის შედუღებული სახსრების კონტროლის დროს..

ულტრაბგერის უპირატესობები და მისი გამოყენების დახვეწილობა

შედუღებული სახსრების გამოკვლევა მაღალი სიხშირის ხმის გამოყენებით, ფაქტობრივად, არადესტრუქციული ტესტირებაა, რადგან ამ მეთოდს არ შეუძლია ზიანი მიაყენოს პროდუქტის გამოკვლეულ მონაკვეთს, მაგრამ ამავე დროს საკმაოდ ზუსტად განსაზღვრავს დეფექტების არსებობა. ასევე, განსაკუთრებულ ყურადღებას იმსახურებს შესრულებული სამუშაოს დაბალი ღირებულება და მათი შესრულების მაღალი სიჩქარე. ასევე მნიშვნელოვანია, რომ მეთოდი აბსოლუტურად უსაფრთხოა ადამიანის ჯანმრთელობისთვის. ულტრაბგერითი საფუძველზე ლითონებისა და შედუღების ყველა კვლევა ტარდება 0,5 MHz-დან 10 MHz-მდე დიაპაზონში. ზოგიერთ შემთხვევაში შესაძლებელია სამუშაოს შესრულება ულტრაბგერითი ტალღების გამოყენებით 20 MHz სიხშირით.

შედუღებული სახსრის ანალიზს ულტრაბგერითი საშუალებით აუცილებლად უნდა ახლდეს მთელი კომპლექსიმოსამზადებელი ღონისძიებები, როგორიცაა შესასწავლი ნაკერის ან ზედაპირის გაწმენდა, კონტროლირებად ზონაზე სპეციფიური საკონტაქტო სითხეების გამოყენება (სპეციალური დანიშნულების გელები, გლიცერინი, მანქანის ზეთი). ეს ყველაფერი კეთდება სათანადო სტაბილური აკუსტიკური კონტაქტის უზრუნველსაყოფად, რაც საბოლოოდ უზრუნველყოფს საჭირო სურათს მოწყობილობაზე.

გამოუყენებელი და უარყოფითი მხარეები

ულტრაბგერითი ტესტირება აბსოლუტურად ირაციონალურია მსხვილმარცვლოვანი სტრუქტურის მქონე ლითონების შედუღების სახსრების გამოსაკვლევად (მაგალითად, თუჯის ან 60 მილიმეტრზე მეტი სისქის ავსტენიტური შედუღებისას). და ყველაფერი იმიტომ, რომ ასეთ შემთხვევებში ადგილი აქვს საკმარისად დიდი დისპერსიას და ულტრაბგერის ძლიერ შესუსტებას.

ასევე შეუძლებელია აღმოჩენილი დეფექტის ცალსახად სრულად დახასიათება (ვოლფრამის ჩართვა, წიდის შეყვანა და ა.შ.).