Risu. 1. Metudu d'ispezione di a fabricazione di saldature in acciaio inox: Assemblaggio di doppia matrice 2D in modalità TRL.

I codici, i standard è i metudi sò evoluti per permette l'usu di test ultrasonici phased array (PAUT) invece di RT per testà saldature austenitiche. Prima largamente utilizatu in e centrale nucleari quasi 15 anni fà, l'usu di assemblaggi di sensori à doppia matrice (2D) s'hè spartu à l'industria petrolifera è gasiera è à altre industrie induve hè necessaria un'ispezione rapida, affidabile è sicura di saldature austenitiche ad alta attenuazione.
L'ultimi dispositivi phased array portatili sò dotati di un putente software integratu chì vi permette di cunfigurà, implementà è interpretà rapidamente è efficacemente scansioni di array di matrici 2D senza avè da impurtà fugliali di lege di focu creati cù calculatrici esterne o sistemi di cuntrollu remotu utilizendu software avanzatu. software per PC.
Oghje, e tecnulugie d'ispezione basate nantu à i trasduttori 2D offrenu capacità superiori per rilevà difetti di circonferenza è assiali in acciaio inox è saldature di metalli dissimili. A cunfigurazione standardizata à doppia matrice 2D pò copre efficacemente u vulume d'ispezione di saldature d'acciaio inox è pò rilevà difetti piatti è di massa.
E procedure d'ispezione à ultrasoni implicanu tipicamente duie matrici di matrici bidimensionali piazzate nantu à cumpunenti rimpiazzabili in forma di cuneu chì i so contorni currispondenu à u diametru esternu di u cumpunente in esame. Aduprate basse frequenze - 1,5 MHz per saldature metalliche dissimili è altri materiali chì riducenu l'attenuazione, da 2 MHz à 3,5 MHz per substrati è saldature uniformi in acciaio inox battuto.
A cunfigurazione duale T/R (trasmissione/ricezione) offre i seguenti vantaghji: nisuna "zona morta" vicinu à a superficia, eliminazione di "echi fantasma" causati da riflessioni interne in u cuneu, è infine una migliore sensibilità è un rapportu segnale-rumore (rapportu segnale/rumore). figura di rumore) ) per via di a cunvoluzione di i fasci T è R.
Demu un'ochjata à u metudu PA UT per cuntrullà a fabricazione di saldature in acciaio inox austeniticu.
Quandu si effettua u cuntrollu di a pruduzzione, invece di RT, u cuntrollu deve copre u vulume di a saldatura è tuttu u spessore di u muru di a zona affettata da u calore. In a maiò parte di i casi, u cappucciu di saldatura serà in piazza. In e saldature d'acciaiu à u carbonu, hè cunsigliatu di utilizà onde di taglio per sonicà u vulume cuntrullatu da i dui lati, mentre chì l'ultima mezza onda hè generalmente aduprata per ottene riflessioni speculari da difetti nantu à u bisellu di a saldatura.
À frequenze più basse, un metudu simile di l'onda di taglio pò esse adupratu per pruvà u bisellu prossimale di e saldature in acciaio inox, ma ùn hè micca affidabile per e prove attraversu materiale di saldatura austeniticu. Inoltre, per e cusì dette saldature CRA, ci hè un rivestimentu di lega resistente à a corrosione nantu à u diametru internu di u tubu d'acciaio à u carbonu, è l'ultima metà di u ponticellu di filu di a trave trasversale ùn pò esse aduprata efficacemente.
Fighjemu i metudi di rilevazione di campioni utilizendu un strumentu è un software UT portatile, cum'è mostratu in a Figura 1.
Trasduttori à doppia matrice 2D chì producenu fasci rifratti d'onda P da 30 à 85 gradi chì ponu esse aduprati per una copertura di volume cumpletu. Per spessori di parete da 15 à 50 mm, e frequenze da 1,5 à 2,25 MHz sò cunsiderate adatte, secondu l'attenuazione di u substratu.
Ottimizendu l'angulu di u cuneu è a cunfigurazione di l'elementi di a sonda di a matrice, una larga gamma di scansioni di l'anguli di rifrazione pò esse generata in modu efficiente senza lobi laterali assuciati (Fig. 2). L'impronta di u nodu di u cuneu in u pianu d'incidenza hè minimizzata, permettendu à u puntu di uscita di u fasciu di esse situatu u più vicinu pussibule à a saldatura.
A prestazione di una matrice standard à doppia matrice 10 x 3 à 2,25 MHz in modu TRL hè stata valutata nantu à una saldatura di piastra d'acciaio inox 304 di 25 mm di spessore. I campioni di prova avianu una tipica pendenza in forma di V è una cundizione di superficia "cum'è saldata" è cuntenianu difetti di saldatura reali è ben documentati paralleli à a saldatura.
Rice. 3. Dati cumminati di phased array per un array standard di 2,25 MHz 10 x 3 Dual Array (TRL) nantu à una saldatura di piastra d'acciaio inox 304.
A figura 3 mostra l'imagine di i dati PAR cumminati per tutti l'anguli di rifrazione (da 30° à 85° LW) longu à tutta a lunghezza di a saldatura. L'acquisizione di dati hè stata effettuata à un livellu di guadagnu bassu per evità a saturazione di difetti altamente riflettenti. A risoluzione di dati di 16 bit permette impostazioni di guadagnu morbidu adatte per diversi tipi di difetti. L'interpretazione di i dati pò esse facilitata pusiziunendu currettamente l'otturatore di pruiezione.
Una maghjina di un solu difettu creatu cù u listessu inseme di dati fusionatu hè mostrata in a Figura 4. Verificate u risultatu:
Sè vo ùn vulete micca caccià u tappu prima di l'ispezione, un altru metudu d'ispezione pò esse adupratu per rilevà crepe assiali (trasversali) in e saldature di tubi: una sola sonda di matrice pò esse aduprata in modu d'eco d'impulsi per "inclinà" u tappu di saldatura Fasciu sonoru da sottu Siccomu u fasciu sonoru si propaga principalmente in u sustratu, l'onde di taglio ponu rilevà in modu affidabile difetti nantu à u latu vicinu di a saldatura.
Idealmente, e saldature devenu esse ispezionate in quattru direzzioni di u fasciu (Figura 5) è richiedenu dui cunei simmetrici da ispezionare da direzzioni opposte, in sensu orariu è antiorariu. Sicondu a frequenza è a dimensione di i singoli elementi di a matrice, l'assemblea di cunei pò esse ottimizata per ottene anguli di rifrazione da 40° à 65° relativi à a direzzione di l'asse di scansione. Più di 50 raggi cadenu nantu à ogni cellula di ricerca. Un strumentu sofisticatu di PA US cù una calculatrice integrata pò facilmente trattà a definizione di insemi di leggi di focalizzazione cù diverse inclinazioni, cum'è mostratu in a Figura 6.
Di solitu, una sequenza di cuntrolli à duie linee hè aduprata per copre cumpletamente a quantità di un cuntrollu. E pusizioni assiali di e duie linee di scansione sò determinate da u spessore di u tubu è a larghezza di a punta di a saldatura. A prima linea di scansione corre u più vicinu pussibule à u bordu di a saldatura, rivelendu difetti situati à a radica di a saldatura, è a seconda linea di scansione cumpleta a cupertura di a HAZ. L'area di basa di u nodu di a sonda serà ottimizzata in modu chì u puntu di uscita di u fasciu sia u più vicinu pussibule à a punta di a corona senza riflessioni interne significative in u cuneu.
Stu metudu d'ispezione hè statu trovu assai efficace per rilevà difetti assiali mal indirizzati. A figura 7 mostra una maghjina phased array presa nantu à una crepa assiale in una saldatura d'acciaio inox: i difetti sò stati truvati à diversi anguli d'inclinazione è si pò osservà un SNR altu.
Figura 7: Dati phased array cumminati per crepe assiali in a saldatura di l'acciaiu inox (diversi anguli è inclinazioni SW): pruiezione cunvinziunale (sinistra) è pruiezione polare (destra).
I vantaghji di a PA UT avanzata cum'è alternativa à a radiografia cuntinueghjanu à attirà l'attenzione in l'industrie petrolifere è gasali, di a generazione d'energia, di a fabricazione è di altre industrie chì si basanu nantu à l'ispezione affidabile di e saldature austenitiche. In listessu modu, i strumenti PA UT cumpletamente integrati, u firmware putente è e sonde à matrice 2D cuntinueghjanu à rende queste ispezioni più economiche è efficienti.
Guy Maes hè u direttore di e vendite di Zetec per UT. Più di 25 anni di sperienza in u sviluppu è l'implementazione di metudi avanzati di ultrasoni, valutazione di e cumpetenze è sviluppu di software. Per più infurmazioni, chjamate (425) 974-2700 o visitate www.zetec.com.
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