Принцип і характеристики ультразвукового контролю (УЗ)
Ультразвуковий контроль, галузь, яка називається UT, є найбільш широко використовуваним у промисловому неруйнівному контролі (неруйнівному контролі), найчастішому та швидкому розвитку технології неруйнівного контролю. Може використовуватися для контролю якості виробництва продукції, перевірки сировини, покращення процесу та інших аспектів, але також є одним із незамінних засобів обслуговування обладнання.
Основним застосуванням ультразвукового контролю є виявлення макроскопічних дефектів усередині заготовок і вимірювання товщини матеріалу.
За різними характеристиками ультразвукове виявлення можна розділити на кілька різних методів:
(1) Класифікація за принципом: метод відбиття ультразвукового імпульсу, час дифракції дифракції (TOFD) тощо.
(2) Класифікація за режимом відображення: дисплей A-типу, ультразвуковий дисплей (сканувальне зображення B, C, D, P, двоматричне зображення тощо).
Принцип ультразвукового детектування
Ультразвукове виявлення, по суті, є використанням ультразвукових хвиль і взаємодії матерії: відображення, заломлення та дифракції.
(1) Що таке ультразвук?
Ми називаємо механічні хвилі, які можуть викликати слух, звуковими хвилями з частотою між {{0}} Гц, а механічні хвилі з частотою вище 20000 Гц називаються ультразвуковими хвилями, які люди не чують. Для виявлення металевих матеріалів, таких як сталь, ми зазвичай використовуємо ультразвукові хвилі з частотою 0,5~10 МГц. (1MHz=10 у шостому ступені Гц)
(2) Як надсилати та приймати ультразвукові хвилі?
Основним елементом ультразвукового датчика є п'єзоелектричний кристал, який має п'єзоелектричний ефект: під дією змінного розтягування та напруги стиснення кристал може створювати змінне електричне поле.
Коли високочастотний електричний імпульс збуджує п'єзоелектричний кристал, виникає зворотний п'єзоелектричний ефект, і електрична енергія перетворюється в звукову енергію (механічну енергію), і зонд періодично випромінює ультразвукові хвилі у вигляді імпульсів, тобто пульсових хвиль. Коли зонд отримує ультразвукові хвилі, виникає позитивний п'єзоелектричний ефект, який перетворює звукову енергію в електричну.
Звичайний зонд, який використовується для ультразвукового виявлення, зазвичай складається з п’єзоелектричної пластини, демпфуючого блоку, з’єднання, кабелю, захисної плівки та оболонки, яка зазвичай поділяється на дві категорії: прямий зонд і похилий зонд, причому останній зазвичай має діагональний блок, який робить пластина та поверхня падіння під певним кутом.
На наступній діаграмі показано типову структуру похилого зонда
Нижче подано фізичне зображення похилого зонда:
Модель зонда: 2.5P8* 12K2.5, його параметри:
a) 2,5 означає частоту f: 2,5 МГц;
b) P являє собою матеріал мікросхеми: свинцю цирконат-титанат кераміка, з хорошою температурною стабільністю, чудовими електричними властивостями, простотою у виготовленні та низькою ціною;
c) 8*12 означає прямокутний розмір мікросхеми: 8 мм * 12 мм;
d) K2.5 представляє: дотичне значення кута заломлення похилого зонда дорівнює 2,5, тобто tan(68,2 градуса )=2.5, а його кут заломлення становить 68,2 градуса.
Принцип роботи методу відображення ультразвукового імпульсу типу A:
Імпульсна хвиля, що генерується джерелом звуку, надходить у деталь, а ультразвукова хвиля поширюється вперед у певному напрямку та з певною швидкістю в деталі. При зустрічі з поверхнею розділу з різним акустичним опором з обох сторін (різниця в акустичному опорі часто спричинена деякими розривами в матеріалі, такими як тріщини, пори, включення шлаку тощо), частина звукової хвилі відбивається, і обладнання для виявлення приймає та відображає: аналізує інформацію, таку як амплітуда та положення звукової хвилі, і оцінює наявність дефекту або розмір і положення дефекту.
Тип А показує характеристики методу відбиття ультразвукового імпульсу
1. Сфера застосування
Підходить для металевих, неметалевих і композитних матеріалів та інших деталей.
a) Випробування сировини та деталей: сталевий лист, сталеві поковки, алюміній та пластини з алюмінієвих сплавів, титан та пластини з титанових сплавів, композитні пластини, безшовні сталеві труби тощо.
b) Перевірка стикових зварювальних з’єднань: сталеві стикові з’єднання (включаючи кутові зварні шви, Т-подібні зварні з’єднання, опорні рами та конструктивні деталі), стикові з’єднання з алюмінію та алюмінієвих сплавів
Нижче представлено сталеве з’єднання встик: Т-подібне зварювання.
2. Переваги методу відбиття ультразвукового імпульсу, показані в типі А
a) Сильна проникаюча здатність, може виявити внутрішні дефекти заготовки в межах великого діапазону товщини. Для металевих матеріалів можна виявити тонкостінні труби та пластини товщиною 1–2 мм, а також сталеві поковки завдовжки кілька метрів.
b) Локація дефекту більш точна.
c) Швидкість виявлення дефектів області вища.
d) Висока чутливість, може виявити внутрішній розмір заготовки дуже дрібні дефекти. Теоретична чутливість ультразвукового виявлення становить приблизно половину довжини ультразвукової хвилі, а коли об’єктом виявлення є сталь, використовується ультразвуковий похилий зонд із частотою 2,5 МГц, а чутливість становить приблизно 0,65 мм.
e) Вартість виявлення низька, швидкість швидка, обладнання легке, нешкідливе для організму людини та навколишнього середовища, а використання в полі зручніше.
3. обмеження методу відбиття ультразвукового імпульсу, відображені в типі А
a) Точний якісний і кількісний аналіз дефектів у заготовці все ще потребує подальшого вивчення.
b) Важко виконувати ультразвуковий контроль заготовки складної або неправильної форми.
в) Розташування, орієнтація та форма дефекту мають певний вплив на результат виявлення.
d) Матеріал заготовки, розмір зерна тощо мають більший вплив на виявлення.
e) Відображення результатів тесту не є інтуїтивно зрозумілим, і немає прямого запису результатів тесту.
Багато марок сталі, щоб краще забезпечити відсутність дефектів усередині виробу, після прокатки та кування проводять ультразвукову дефектоскопію, особливо використовуваний контейнер з нержавіючої сталі, 304.316 ll 321304 310 s347. 410 s440c. Вісь шестерні з легованої сталі, 4140. SCM440, SCM420, SCM4151.7225, 8620434. Формова сталь, D2, SKD11, 1.2379, 1.2344, H13, P20 і 718,1.2343, H11, H10, SKD61. Sichuan Liaofu Special Steel Trading Co., Ltd. може надати вам матеріали вищевказаної якості. Продукція компанії експортується до Європи, Америки та Південно-Східної Азії, ласкаво просимо до консультацій.