Gạo. 1. Phương pháp kiểm tra sản xuất mối hàn thép không gỉ: Lắp ráp ma trận 2D kép ở chế độ TRL.

Các quy chuẩn, tiêu chuẩn và phương pháp đã được phát triển để cho phép sử dụng phương pháp kiểm tra siêu âm mảng pha (PAUT) thay vì chụp cộng hưởng từ (RT) để kiểm tra các mối hàn austenit. Được sử dụng rộng rãi lần đầu tiên trong các nhà máy điện hạt nhân cách đây gần 15 năm, việc sử dụng các cụm cảm biến mảng kép (2D) đã lan rộng sang ngành dầu khí và các ngành công nghiệp khác, nơi yêu cầu kiểm tra nhanh chóng, đáng tin cậy và an toàn các mối hàn austenit có độ suy giảm cao.
Các thiết bị mảng pha di động mới nhất được trang bị phần mềm tích hợp mạnh mẽ, cho phép bạn thiết lập, triển khai và diễn giải các bản quét mảng ma trận 2D một cách nhanh chóng và hiệu quả mà không cần phải nhập các tệp luật lấy nét được tạo bằng máy tính bên ngoài hoặc hệ thống điều khiển từ xa sử dụng phần mềm tiên tiến dành cho PC.
Hiện nay, các công nghệ kiểm tra dựa trên đầu dò mảng 2D cung cấp khả năng vượt trội trong việc phát hiện các khuyết tật theo chu vi và trục trong các mối hàn thép không gỉ và kim loại khác loại. Cấu hình ma trận kép 2D tiêu chuẩn có thể bao phủ hiệu quả thể tích kiểm tra của các mối hàn thép không gỉ và có thể phát hiện các khuyết tật phẳng và khối.
Các quy trình kiểm tra siêu âm thường bao gồm hai mảng ma trận hai chiều được đặt trên các bộ phận hình nêm có thể thay thế, có đường viền phù hợp với đường kính ngoài của bộ phận cần kiểm tra. Sử dụng tần số thấp – 1,5 MHz cho các mối hàn kim loại khác loại và các vật liệu giảm suy hao khác, 2 MHz đến 3,5 MHz cho các chất nền và mối hàn thép không gỉ rèn đồng nhất.
Cấu hình T/R kép (phát/nhận) mang lại những ưu điểm sau: không có “vùng chết” gần bề mặt, loại bỏ “tiếng vọng ảo” do phản xạ bên trong nêm gây ra, và cuối cùng là độ nhạy và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (tỷ lệ tín hiệu/nhiễu) tốt hơn nhờ sự kết hợp của các chùm tia T và R.
Chúng ta hãy cùng xem xét phương pháp PA UT để kiểm soát quá trình chế tạo các mối hàn thép không gỉ austenit.
Khi thực hiện kiểm soát sản xuất, thay vì chỉ sử dụng RT, việc kiểm soát nên bao gồm toàn bộ thể tích mối hàn và toàn bộ độ dày thành của vùng ảnh hưởng nhiệt. Trong hầu hết các trường hợp, lớp phủ hàn sẽ được giữ nguyên. Đối với các mối hàn thép carbon, nên sử dụng sóng cắt để siêu âm vùng được kiểm soát ở cả hai phía, trong khi nửa sóng cuối thường được sử dụng để thu được các phản xạ gương từ các khuyết tật trên mép vát mối hàn.
Ở tần số thấp hơn, phương pháp sóng cắt tương tự có thể được sử dụng để kiểm tra mép vát gần của các mối hàn thép không gỉ, nhưng không đáng tin cậy để kiểm tra xuyên qua vật liệu hàn austenit. Ngoài ra, đối với các mối hàn CRA, có một lớp phủ hợp kim chống ăn mòn trên đường kính trong của ống thép carbon, và phần cuối của dây nối ngang không thể được sử dụng hiệu quả.
Chúng ta hãy xem xét các phương pháp phát hiện mẫu bằng cách sử dụng thiết bị và phần mềm siêu âm cầm tay, như thể hiện trong Hình 1.
Đầu dò mảng kép 2D tạo ra chùm tia khúc xạ sóng P từ 30 đến 85 độ, có thể được sử dụng để bao phủ toàn bộ thể tích. Đối với độ dày tường từ 15 đến 50 mm, tần số từ 1,5 đến 2,25 MHz được coi là phù hợp, tùy thuộc vào độ suy giảm của chất nền.
Bằng cách tối ưu hóa góc nêm và cấu hình của các phần tử đầu dò mảng, có thể tạo ra một loạt các quét góc khúc xạ hiệu quả mà không có các búp sóng phụ đi kèm (Hình 2). Diện tích của nút nêm trong mặt phẳng tới được giảm thiểu, cho phép điểm thoát chùm tia được đặt càng gần mối hàn càng tốt.
Hiệu suất của một mảng kép 10 x 3 tiêu chuẩn 2,25 MHz ở chế độ TRL đã được đánh giá trên mối hàn tấm thép không gỉ 304 có độ dày thành 25 mm. Các mẫu thử có độ dốc hình chữ V điển hình và bề mặt ở trạng thái "vừa hàn" và chứa các khuyết tật hàn thực tế và được ghi chép đầy đủ song song với mối hàn.
Cơm. 3. Dữ liệu mảng pha kết hợp cho mảng kép (TRL) 10 x 3 tiêu chuẩn 2,25 MHz trên mối hàn tấm thép không gỉ 304.
Hình 3 hiển thị hình ảnh dữ liệu PAR kết hợp cho tất cả các góc khúc xạ (từ 30° đến 85° LW) dọc theo toàn bộ chiều dài mối hàn. Việc thu thập dữ liệu được thực hiện ở mức khuếch đại thấp để tránh hiện tượng bão hòa của các khuyết tật có độ phản xạ cao. Độ phân giải dữ liệu 16 bit cho phép thiết lập mức khuếch đại mềm phù hợp cho các loại khuyết tật khác nhau. Việc giải thích dữ liệu có thể được hỗ trợ bằng cách định vị đúng vị trí màn chắn chiếu.
Hình ảnh một lỗi đơn lẻ được tạo ra bằng cách sử dụng cùng một tập dữ liệu đã được hợp nhất được hiển thị trong Hình 4. Hãy kiểm tra kết quả:
Nếu bạn không muốn tháo nút bịt trước khi kiểm tra, có thể sử dụng một phương pháp kiểm tra khác để phát hiện các vết nứt dọc (ngang) trong mối hàn ống: có thể sử dụng một đầu dò mảng đơn ở chế độ xung dội để "nghiêng" nút bịt mối hàn. Tia âm từ phía dưới: Vì tia âm lan truyền chủ yếu trong chất nền, sóng cắt có thể phát hiện một cách đáng tin cậy các khuyết tật ở phía gần mối hàn.
Lý tưởng nhất, các mối hàn nên được kiểm tra theo bốn hướng chùm tia (Hình 5) và yêu cầu hai nêm đối xứng được kiểm tra từ hai hướng ngược nhau, theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ. Tùy thuộc vào tần số và kích thước của các phần tử riêng lẻ trong mảng, cụm nêm có thể được tối ưu hóa để thu được các góc khúc xạ từ 40° đến 65° so với hướng của trục quét. Hơn 50 tia chiếu vào mỗi ô tìm kiếm. Một thiết bị US PA tiên tiến với máy tính tích hợp có thể dễ dàng xử lý việc xác định các tập hợp quy luật hội tụ với các độ lệch khác nhau, như thể hiện trong Hình 6.
Thông thường, một chuỗi kiểm tra gồm hai dòng được sử dụng để bao phủ toàn bộ phạm vi kiểm tra. Vị trí trục của hai dòng quét được xác định từ độ dày ống và chiều rộng của đầu mối hàn. Dòng quét đầu tiên chạy càng sát mép mối hàn càng tốt, làm lộ ra các khuyết tật nằm ở chân mối hàn, và dòng quét thứ hai hoàn thành việc bao phủ vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ). Diện tích đáy của nút đầu dò sẽ được tối ưu hóa sao cho điểm thoát chùm tia càng gần chân đỉnh mối hàn càng tốt mà không gây ra phản xạ bên trong đáng kể trong vùng hình nêm.
Phương pháp kiểm tra này đã được chứng minh là rất hiệu quả trong việc phát hiện các khuyết tật trục lệch hướng. Hình 7 cho thấy hình ảnh mảng pha được chụp trên một vết nứt trục trong mối hàn thép không gỉ: các khuyết tật được tìm thấy ở nhiều góc nghiêng khác nhau và có thể quan sát thấy tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) cao.
Hình 7: Dữ liệu mảng pha kết hợp cho các vết nứt dọc trục trong mối hàn thép không gỉ (các góc và độ nghiêng SW khác nhau): phép chiếu thông thường (trái) và phép chiếu cực (phải).
Lợi ích của phương pháp siêu âm xung quang (PA UT) tiên tiến như một giải pháp thay thế cho chụp X-quang tiếp tục thu hút sự chú ý trong ngành dầu khí, sản xuất điện, chế tạo và các ngành công nghiệp khác dựa vào việc kiểm tra đáng tin cậy các mối hàn austenit. Tương tự, các thiết bị PA UT tích hợp đầy đủ, phần mềm mạnh mẽ và đầu dò mảng 2D tiếp tục giúp các cuộc kiểm tra này tiết kiệm chi phí và hiệu quả hơn.
Guy Maes là giám đốc bán hàng của Zetec tại UT. Ông có hơn 25 năm kinh nghiệm trong việc phát triển và triển khai các phương pháp siêu âm tiên tiến, đánh giá năng lực và phát triển phần mềm. Để biết thêm thông tin, vui lòng gọi (425) 974-2700 hoặc truy cập www.zetec.com.
Nội dung được tài trợ là một chuyên mục đặc biệt có trả phí, trong đó các công ty trong ngành cung cấp nội dung chất lượng, khách quan, phi thương mại về các chủ đề thu hút sự quan tâm của đối tượng độc giả chất lượng. Tất cả nội dung được tài trợ đều do các công ty quảng cáo cung cấp. Bạn quan tâm đến việc tham gia vào chuyên mục nội dung được tài trợ của chúng tôi? Hãy liên hệ với đại diện địa phương của bạn.
Vì các vấn đề thường được phát hiện trong quá trình xem xét quy định, việc hiểu rõ các nguyên tắc quản lý thay đổi trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Hội thảo trực tuyến này sẽ thảo luận về các nguyên tắc chung của quản lý thay đổi, vai trò của nó như một thành phần quan trọng của hệ thống quản lý chất lượng (QMS), và mối quan hệ của nó với các quy trình đảm bảo chất lượng quan trọng khác như hành động khắc phục/phòng ngừa (CARA) và đào tạo.
Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu cách các giải pháp đo lường 3D mang lại cho các nhà thiết kế và nhà sản xuất độc lập khả năng kiểm soát và tính linh hoạt cao hơn để đáp ứng nhu cầu đo lường của họ, đồng thời tăng khả năng hoạt động lên đến 75%. Trong thị trường năng động ngày nay, doanh nghiệp của bạn cần phải tận dụng được công nghệ tiên tiến để loại bỏ sự phức tạp của tự động hóa, cải thiện quy trình làm việc và tăng năng suất.
Gửi yêu cầu đề xuất (RFP) đến nhà cung cấp mà bạn lựa chọn và nhấp vào nút để nêu chi tiết nhu cầu của bạn.