Ris. 1. Inspektionsmetod för tillverkning av svetsfogar i rostfritt stål: Dubbel 2D-matrismontering i TRL-läge.

Koder, standarder och metoder har utvecklats för att möjliggöra användning av ultraljudsprovning med fasstyrd matris (PAUT) istället för RT för att testa austenitiska svetsar. Användningen av dubbla (2D) matrissensorer användes först i stor utsträckning i kärnkraftverk för nästan 15 år sedan, men har spridit sig till olje- och gasindustrier och andra industrier där snabb, tillförlitlig och säker inspektion av austenitiska svetsar med hög dämpning krävs.
De senaste bärbara fasstyrda array-enheterna är utrustade med kraftfull inbyggd programvara som gör att du snabbt och effektivt kan konfigurera, driftsätta och tolka 2D-matrisarray-skanningar utan att behöva importera fokuslagfiler som skapats med externa miniräknare eller fjärrstyrningssystem med hjälp av avancerad programvara för PC.
Idag erbjuder inspektionstekniker baserade på 2D-matrisgivare överlägsna möjligheter att detektera omkrets- och axiella defekter i rostfritt stål och svetsfogar av olika metaller. Den standardiserade 2D-konfigurationen med dubbla matriser kan effektivt täcka inspektionsvolymen för svetsfogar av rostfritt stål och kan detektera plana och bulkdefekter.
Ultraljudsinspektionsprocedurer involverar vanligtvis dubbla matriser av tvådimensionella matriser placerade på utbytbara kilformade komponenter vars konturer matchar den aktuella komponentens ytterdiameter. Använd låga frekvenser – 1,5 MHz för svetsfogar av olika metall och andra dämpningsreducerande material, 2 MHz till 3,5 MHz för enhetliga smidda substrat och svetsfogar av rostfritt stål.
Den dubbla T/R-konfigurationen (sändning/mottagning) erbjuder följande fördelar: ingen "dödzon" nära ytan, eliminering av "fantomekon" orsakade av interna reflektioner i kilen, och i slutändan bättre känslighet och signal-brusförhållande (förhållande signal/brus). brusfigur) på grund av faltningen av T- och R-strålarna.
Låt oss ta en titt på PA UT-metoden för att kontrollera tillverkningen av svetsfogar i austenitiskt rostfritt stål.
Vid produktionskontroll bör kontrollen, istället för rumstemperaturkontroll, täcka svetsvolymen och hela väggtjockleken i den värmepåverkade zonen. I de flesta fall kommer lödkåpan att vara på plats. I kolstålssvetsar rekommenderas det att använda skjuvvågor för att sonikera den kontrollerade volymen på båda sidor, medan den sista halvvågen vanligtvis används för att erhålla spegelreflektioner från defekter på svetsfasen.
Vid lägre frekvenser kan en liknande skjuvvågsmetod användas för att testa den proximala avfasningen av svetsfogar i rostfritt stål, men den är inte tillförlitlig för testning genom austenitiskt svetsmaterial. Dessutom finns det för de så kallade CRA-svetsfogarna en korrosionsbeständig legeringsbeläggning på innerdiametern av kolstålsröret, och den sista halvan av tvärbalkens trådbrygga kan inte användas effektivt.
Låt oss titta på metoder för provdetektering med hjälp av ett bärbart UT-instrument och programvara, som visas i figur 1.
Dubbla 2D-matrisgivare som producerar brytna P-vågsstrålar med en vinkel på 30 till 85 grader som kan användas för full volymtäckning. För väggtjocklekar från 15 till 50 mm anses frekvenser från 1,5 till 2,25 MHz vara lämpliga, beroende på substratets dämpning.
Genom att optimera kilvinkeln och konfigurationen av matrisprobelementen kan ett brett spektrum av brytningsvinkelskanningar genereras effektivt utan tillhörande sidolober (Fig. 2). Kilnodens fotavtryck i infallsplanet minimeras, vilket gör att strålens utgångspunkt kan placeras så nära svetsen som möjligt.
Prestandan hos en standard 2,25 MHz 10 x 3 dubbelmatris i TRL-läge utvärderades på en svetsfog av rostfritt stål 304 med 25 mm väggtjocklek. Testproverna hade en typisk V-formad lutning och ett "svetsat" yttillstånd och innehöll verkliga och väl dokumenterade svetsfel parallellt med svetsen.
Ris. 3. Kombinerade fasstyrda matrisdata för en standard 2,25 MHz 10 x 3 Dual Array (TRL) matris på en svets av 304 rostfritt stål.
Figur 3 visar bilder av kombinerad PAR-data för alla brytningsvinklar (från 30° till 85° LW) längs hela svetsens längd. Datainsamlingen utfördes med låg förstärkningsnivå för att undvika mättning av starkt reflekterande defekter. 16-bitars dataupplösning möjliggör lämpliga mjuka förstärkningsinställningar för olika typer av defekter. Datatolkningen kan underlättas genom att korrekt placera projektionsslutaren.
En bild av en enda defekt skapad med samma sammanslagna dataset visas i figur 4. Kontrollera resultatet:
Om du inte vill ta bort pluggen före inspektion kan en annan inspektionsmetod användas för att detektera axiella (tvärgående) sprickor i rörsvetsar: en enda gruppsond kan användas i pulsekoläge för att "luta" svetspluggen. Ljudstråle underifrån Eftersom ljudstrålen huvudsakligen utbreder sig i substratet kan skjuvvågor tillförlitligt detektera defekter på svetsens närsida.
Idealiskt sett bör svetsar inspekteras i fyra strålriktningar (Figur 5) och kräver två symmetriska kilar som inspekteras från motsatta riktningar, medurs och moturs. Beroende på frekvensen och storleken på de enskilda elementen i matrisen kan kilaggregatet optimeras för att erhålla brytningsvinklar från 40° till 65° i förhållande till skanningsaxelns riktning. Mer än 50 strålar faller på varje sökcell. Ett sofistikerat amerikanskt PA-instrument med en inbyggd kalkylator kan enkelt hantera definitionen av uppsättningar fokuseringslagar med olika snedställningar, som visas i Figur 6.
Vanligtvis används en tvålinjers sekvens av kontroller för att helt täcka kontrollens omfattning. De två skanningslinjernas axiella positioner bestäms utifrån rörets tjocklek och svetsspetsens bredd. Den första skanningslinjen löper så nära svetskanten som möjligt och avslöjar defekter vid svetsens rot, och den andra skanningslinjen fullbordar täckningen av den farliga zonen. Sondnodens basarea optimeras så att strålens utgångspunkt är så nära kronans tå som möjligt utan betydande interna reflektioner i kilen.
Denna inspektionsmetod har visat sig vara mycket effektiv för att upptäcka felriktade axiella defekter. Figur 7 visar en fasstyrd bild tagen på en axiell spricka i en svets av rostfritt stål: defekter hittades vid olika lutningsvinklar och ett högt signal-brusförhållande (SNR) kunde observeras.
Figur 7: Kombinerade fasstyrda matrisdata för axiella sprickor vid svetsning av rostfritt stål (olika SW-vinklar och lutningar): konventionell projektion (vänster) och polär projektion (höger).
Fördelarna med avancerad PA UT som ett alternativ till radiografi fortsätter att uppmärksammas inom olje- och gasindustrin, kraftproduktion, tillverkning och andra industrier som är beroende av tillförlitlig inspektion av austenitiska svetsfogar. Likaså fortsätter helt integrerade PA UT-instrument, kraftfull firmware och 2D-matrisprober att göra dessa inspektioner mer kostnadseffektiva och ändamålsenliga.
Guy Maes är Zetecs försäljningschef för UT. Mer än 25 års erfarenhet av utveckling och implementering av avancerade ultraljudsmetoder, kompetensbedömning och mjukvaruutveckling. För mer information, ring (425) 974-2700 eller besök www.zetec.com.
Sponsrat innehåll är en särskild betald sektion där branschföretag tillhandahåller kvalitativt, opartiskt och icke-kommersiellt innehåll om ämnen som är av intresse för en kvalificerad publik. Allt sponsrat innehåll tillhandahålls av reklamföretag. Är du intresserad av att delta i vår sektion för sponsrat innehåll? Kontakta din lokala representant.
Eftersom problem ofta uppstår under granskningar av myndigheter är det viktigare än någonsin att förstå principerna för förändringsledning. Detta webbinarium diskuterar de allmänna principerna för förändringsledning, dess roll som en nyckelkomponent i ett kvalitetsledningssystem (QMS) och dess relation till andra viktiga kvalitetssäkringsprocesser såsom korrigerande/förebyggande åtgärder (CARA) och utbildning.
Följ med oss ​​och lär dig hur 3D-metrologilösningar ger oberoende konstruktörer och tillverkare mer kontroll och mobilitet för att möta sina mätbehov, samtidigt som de ökar sina kapaciteter med 75 %. I dagens snabba marknad måste ditt företag kunna utnyttja den senaste tekniken för att eliminera komplexiteten i automatisering, förbättra arbetsflödet och öka produktiviteten.
Skicka in en offertförfrågan (RFP) till den leverantör du väljer och klicka på knappen som specificerar dina behov.