Ryż. 1. Metoda kontroli produkcji spoin stali nierdzewnej: podwójny montaż matrycowy 2D w trybie TRL.

Kody, standardy i metody ewoluowały, aby umożliwić stosowanie badań ultradźwiękowych z głowicą fazowaną (PAUT) zamiast RT do badania spoin austenitycznych. Po raz pierwszy szeroko stosowane w elektrowniach jądrowych prawie 15 lat temu, zespoły czujników z podwójną (2D) matrycą rozpowszechniły się w przemyśle naftowym i gazowym oraz innych branżach, gdzie wymagana jest szybka, niezawodna i bezpieczna kontrola spoin austenitycznych o wysokim tłumieniu.
Najnowsze przenośne urządzenia z matrycami fazowanymi są wyposażone w wydajne wbudowane oprogramowanie, które umożliwia szybką i wydajną konfigurację, wdrażanie i interpretację skanów matryc 2D bez konieczności importowania plików prawa ogniskowania utworzonych za pomocą zewnętrznych kalkulatorów lub systemów zdalnego sterowania przy użyciu zaawansowanego oprogramowania na PC.
Obecne technologie inspekcji oparte na przetwornikach 2D zapewniają doskonałe możliwości wykrywania wad obwodowych i osiowych w spoinach ze stali nierdzewnej i różnych metali. Standaryzowana konfiguracja podwójnej matrycy 2D pozwala skutecznie pokryć zakres inspekcji spoin ze stali nierdzewnej oraz wykrywać wady płaskie i masowe.
Procedury inspekcji ultradźwiękowej zazwyczaj obejmują podwójne układy dwuwymiarowych matryc umieszczonych na wymiennych elementach w kształcie klina, których kontury odpowiadają zewnętrznej średnicy badanego elementu. Należy stosować niskie częstotliwości – 1,5 MHz dla spoin metalowych o różnych kształtach i innych materiałów redukujących tłumienie, od 2 MHz do 3,5 MHz dla jednorodnych podłoży i spoin ze stali nierdzewnej poddanej obróbce plastycznej.
Podwójna konfiguracja T/R (nadawanie/odbiór) oferuje następujące korzyści: brak martwej strefy przy powierzchni, eliminacja „widmowego echa” spowodowanego wewnętrznymi odbiciami w klinie, a ostatecznie lepsza czułość i stosunek sygnału do szumu (stosunek sygnału do szumu). współczynnik szumów) dzięki splotowi wiązek T i R.
Przyjrzyjmy się metodzie PA UT służącej do kontroli wykonania spoin austenitycznej stali nierdzewnej.
Podczas przeprowadzania kontroli produkcji, zamiast RT, kontrola powinna obejmować objętość spoiny oraz całą grubość ścianki strefy wpływu ciepła. W większości przypadków nakładka lutownicza będzie na miejscu. W przypadku spoin ze stali węglowej zaleca się stosowanie fal ścinających do sonikacji kontrolowanej objętości po obu stronach, podczas gdy ostatnia połówka fali jest zazwyczaj wykorzystywana do uzyskania odbić lustrzanych od defektów na skosie spoiny.
Przy niższych częstotliwościach, podobna metoda fali ścinającej może być stosowana do badania skosu proksymalnego spoin ze stali nierdzewnej, ale nie jest wiarygodna w przypadku badania przez materiał spoiny austenitycznej. Ponadto, w przypadku tzw. spoin CRA, na wewnętrznej średnicy rury ze stali węglowej znajduje się powłoka ze stopu odpornego na korozję, co uniemożliwia efektywne wykorzystanie ostatniej połowy przewodu łączącego belki poprzecznej.
Przyjrzyjmy się metodom wykrywania próbek przy użyciu przenośnego instrumentu UT i oprogramowania, jak pokazano na rysunku 1.
Podwójne przetworniki 2D generujące wiązki fal P załamane pod kątem 30–85 stopni, które mogą być wykorzystane do pokrycia całej objętości. Dla grubości ścianek od 15 do 50 mm, częstotliwości od 1,5 do 2,25 MHz są uważane za odpowiednie, w zależności od tłumienia podłoża.
Dzięki optymalizacji kąta klina i konfiguracji elementów sondy matrycowej, możliwe jest wydajne generowanie szerokiego zakresu skanów kąta refrakcji bez powiązanych listków bocznych (rys. 2). Minimalizuje się powierzchnię klina w płaszczyźnie padania, co pozwala na umieszczenie punktu wyjścia wiązki jak najbliżej spoiny.
Wydajność standardowej matrycy 2,25 MHz 10 x 3 w trybie TRL została oceniona na spoinie blachy ze stali nierdzewnej 304 o grubości ścianki 25 mm. Próbki miały typowe nachylenie w kształcie litery V i stan powierzchni „jak po spawaniu” oraz zawierały rzeczywiste i dobrze udokumentowane wady spoiny równoległe do spoiny.
Ryż. 3. Połączone dane z układu fazowanego dla standardowego układu 2,25 MHz 10 x 3 Dual Array (TRL) na spawanej płycie ze stali nierdzewnej 304.
Na rys. 3 przedstawiono obrazy połączonych danych PAR dla wszystkich kątów refrakcji (od 30° do 85° LW) na całej długości spoiny. Akwizycja danych została przeprowadzona przy niskim poziomie wzmocnienia, aby uniknąć nasycenia defektów silnie odblaskowych. 16-bitowa rozdzielczość danych umożliwia odpowiednie ustawienia miękkiego wzmocnienia dla różnych typów defektów. Interpretację danych ułatwia prawidłowe ustawienie przesłony projekcyjnej.
Obraz pojedynczego defektu utworzony przy użyciu tego samego połączonego zestawu danych pokazano na rysunku 4. Sprawdź wynik:
Jeśli nie chcesz usuwać zaślepki przed kontrolą, możesz zastosować inną metodę kontroli w celu wykrycia pęknięć osiowych (poprzecznych) w spoinach rur: pojedynczą sondę z matrycą można zastosować w trybie echa impulsowego, aby „pochylić” zaślepkę. Wiązka dźwięku od dołu Ponieważ wiązka dźwięku rozchodzi się głównie w podłożu, fale ścinające mogą niezawodnie wykrywać wady po bliższej stronie spoiny.
W idealnym przypadku spoiny powinny być kontrolowane w czterech kierunkach wiązki (rysunek 5) i wymagają dwóch symetrycznych klinów do kontroli w przeciwnych kierunkach, zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. W zależności od częstotliwości i rozmiaru poszczególnych elementów układu, zespół klinów można zoptymalizować, aby uzyskać kąty załamania od 40° do 65° względem kierunku osi skanowania. Na każdą komórkę poszukiwawczą pada ponad 50 promieni. Zaawansowany instrument US PA z wbudowanym kalkulatorem może z łatwością poradzić sobie z definiowaniem zestawów praw ogniskowania o różnych skosach, jak pokazano na rysunku 6.
Zazwyczaj stosuje się dwuliniową sekwencję kontroli, aby w pełni pokryć zakres kontroli. Położenie osiowe dwóch linii skanowania jest określane na podstawie grubości rury i szerokości końcówki spoiny. Pierwsza linia skanowania przebiega jak najbliżej krawędzi spoiny, ujawniając wady zlokalizowane u podstawy spoiny, a druga linia skanowania dopełnia obszar pokrycia strefy wpływu ciepła (HAZ). Obszar podstawy węzła sondy zostanie zoptymalizowany tak, aby punkt wyjścia wiązki znajdował się jak najbliżej podstawy wierzchołka spoiny, bez znaczących wewnętrznych odbić w klinie.
Ta metoda inspekcji okazała się bardzo skuteczna w wykrywaniu nieprawidłowo ukierunkowanych defektów osiowych. Na rys. 7 przedstawiono obraz z matrycy fazowanej wykonany na pęknięciu osiowym w spoinie ze stali nierdzewnej: defekty wykryto pod różnymi kątami nachylenia, a zaobserwowano wysoki współczynnik SNR.
Rysunek 7: Połączone dane z układu fazowego dotyczące pęknięć osiowych w spawaniu stali nierdzewnej (różne kąty SW i nachylenia): projekcja konwencjonalna (po lewej) i projekcja biegunowa (po prawej).
Korzyści płynące z zaawansowanej techniki PA UT jako alternatywy dla radiografii stale zyskują na znaczeniu w przemyśle naftowym i gazowym, energetycznym, produkcyjnym i innych branżach, które opierają się na niezawodnej kontroli spoin austenitycznych. Podobnie, w pełni zintegrowane urządzenia PA UT, wydajne oprogramowanie sprzętowe i sondy 2D sprawiają, że te inspekcje są coraz bardziej opłacalne i wydajne.
Guy Maes jest dyrektorem ds. sprzedaży w firmie Zetec w dziale UT. Posiada ponad 25 lat doświadczenia w rozwoju i wdrażaniu zaawansowanych metod ultrasonograficznych, ocenie kompetencji oraz tworzeniu oprogramowania. Aby uzyskać więcej informacji, zadzwoń pod numer (425) 974-2700 lub odwiedź stronę www.zetec.com.
Treści sponsorowane to specjalna, płatna sekcja, w której firmy branżowe udostępniają wysokiej jakości, obiektywne i niekomercyjne treści na tematy interesujące dla szerokiej publiczności. Wszystkie treści sponsorowane są dostarczane przez firmy reklamowe. Chcesz dołączyć do naszej sekcji treści sponsorowanych? Skontaktuj się z lokalnym przedstawicielem.
Ponieważ problemy często ujawniają się podczas przeglądów regulacyjnych, zrozumienie zasad zarządzania zmianą jest ważniejsze niż kiedykolwiek. Ten webinarium omawia ogólne zasady zarządzania zmianą, jego rolę jako kluczowego elementu systemu zarządzania jakością (QMS) oraz jego związek z innymi kluczowymi procesami zapewniania jakości, takimi jak działania korygujące/zapobiegawcze (CARA) i szkolenia.
Dołącz do nas i dowiedz się, jak rozwiązania metrologiczne 3D zapewniają niezależnym projektantom i producentom większą mobilność kontroli, aby sprostać ich potrzebom pomiarowym, jednocześnie zwiększając ich możliwości o 75%. Na dzisiejszym dynamicznym rynku Twoja firma musi być w stanie wykorzystać najnowocześniejsze technologie, aby wyeliminować złożoność automatyzacji, usprawnić przepływ pracy i zwiększyć produktywność.
Złóż wniosek o ofertę (RFP) do wybranego dostawcy i kliknij przycisk, opisując swoje potrzeby.