Klasifikacijska, funkcijska in izbirna načela sond, ki se uporabljajo pri ultrazvočnem zaznavanju pomanjkljivosti
1. Razvrstitev ultrazvočnih sond:
Pri ultrazvočnem zaznavanju napak so zaradi različnih oblik, materialov, namenov zaznavanja napak in pogojev zaznavanja napak testiranih obdelovanih delih potrebna različna tipa sond. Ultrazvočne sonde lahko razvrstimo po različnih indukcijskih metodah, na splošno obstajajo naslednje vrste.
1) Glede na tip valov, ki nastane v odkritem obdeldelovodu, se lahko razdeli na sondo vzdolžnega valovanja, prečenje valovne sonde, sondo ploščnega vala (Jagnjetino valovanje), sondo za plazeče valove in sondo površinskih valov.
2) Glede na smer zvoka incidenta se lahko deli na ravno sondo in posnem sondo.
3) V skladu z načinom vlečenja sonde in površino preskušanega obdeldelka se lahko razdeli na kontaktno sondo in sondo s tekočim potopom.
4) Glede na material piezoelektričnega voska v sondi se lahko razdeli na običajno piezoelektrično sondo za vosek in sestavljeno piezoelektrično sondo za vosek.
5) Glede na število piezoelektričnih reti v sondi se lahko razdeli na enojno kristalno sondo, dvojno kristalno sondo in poliklistalno sondo.
6) Glede na to, ali je ultrazvočni zvočni snok lahko osredotočen, je razdeljen na osredotočeno sondo in neosmerno sondo.
7) Glede na ultrazvočni frekvenčni spekter se lahko razdeli na širokopasovne in ozkopasovne sonde.
8) Glede na ukrivljenost obdeldelka za zaznavanje ujemanja se lahko razdeli na ravno sondo in ukrivljeno sondo.
9) Posebna sonda. Poleg splošnih sond obstaja nekaj sond pod posebnimi pogoji in za posebne namene.
2. Vloga skupnih tipičnih sond
1) Sonde za vzdolžne valove se običajno imenujejo ravne sonde, ki se uporabljajo predvsem za odkrivanje napak vzporedno s površino zaznavanja, kot so plošča, litje, kovanje itd.
2) Posušne sonde s omejevalnim valom uporabljajo detekcijo omejevalnega vala. Kot incidenta je med prvim kritičnim kotom in drugi kritičnim kotom in ognjevanim valom je čisti skicani val. Uporablja se predvsem za odkrivanje napak, pravokotnih ali pod določenim kotom na površino zaznavanja. Uporablja se za pregled varov, cevi in kovanja.
3) Sonda za posnemanje vzdolžnega valovanja je sonda, katere kot incidenta je manjši od prvega kritičnega kota. Namen je uporabiti majhnokotne vzdolžne valove za pregled okvare ali ko je prečna valovna atenacija prevelika, uporabiti značilnosti močnega vzdolžnega prodora valov za izvedbo pregleda obsežnih incidentov vzdolžnega valovanja. Pri uporabi bodite pozorni na prisotnost prečnega valovanja v vzorcu.
4) Plazeča valovna sonda. Ker je kot plazečega vala med 75º~83º, kar je skoraj pravokotno na debelino smeri obdeldelovanja, ki ga je treba pregledati, in je blizu 90º z navpično razpoko v obdeldeloku, ima dobro občutljivost za zaznavanje za navpične razpoke, in ima dobro zaznavanje občutljivost za obdeldelo. Zahteva po površinski hrapavosti ni visoka, primerna pa je tudi za površinsko in skoraj površinsko zaznavanje razpoke.
5) Kot incidenta površinskega vala (Rayleigh wave) sonde mora biti blizu kritičnega kota, kjer nastaja Rayleighov val, običajno nekoliko večji od drugega kritičnega kota. Ker je energija površinskega vala koncentrirana v 2 valovnih dolžinah pod površino, je občutljivost pregleda površinskih razpok izjemno visoka, pregled pa je predvsem za površinske ali skoraj površinske napake.
6) Dvojna kristalna sonda. Sonda z dvojnim kristalom ima dva piezoelektrična voska, eden se uporablja za prenos ultrazvočnih valov, drugi pa za sprejem ultrazvočnih valov. Glede na razliko kota incidenta αL se deli na vzdolžno valno dvojno kristalno ravno sondo in prečen val dvojno kristalno posušno sondo. Sonda z dvojnim kristalom ima naslednje prednosti: visoka občutljivost, manj napihnjenosti, majhno slepo območje, majhna dolžina bližnjih polj v obdelodu in nastavljiv razpon zaznavanja. Sonda z dvojnim kristalom se uporablja predvsem za odkrivanje skoraj površinskih napak.
3. Izbirno načelo sonde pri ultrazvočnem zaznavanju pomanjkljivosti
Obstaja veliko vrst ultrazvočnih sond z različnimi zmogljivostmi. Zato je glede na obliko objekta za ultrazvočno zaznavanje napak ultrazvočno pritegnjenost in tehnične zahteve razumna izbira sonde podlaga za zagotavljanje pravilnih in zanesljivih rezultatov zaznavanja napak. Izbira ultrazvočne sonde se odraža predvsem v: vrsti sonde, frekvenci sonde, velikosti sonde in kotu sonde itd.
3.1 Vrsta sonde
Na splošno je treba obliko sonde izbrati glede na obliko obdelovanega dela in lokacijo in smer napake, ki se lahko pojavi, in poskusite narediti ultrazvočno os snop pravokotno na napako. Za podrobnosti glejte del funkcije zgoraj navedenih običajnih tipičnih sond.
3.2 Frekvenca sonde
Ultrazvočna frekvenca zaznavanja napak je med 0,5 in 15MHz, izbirni obseg pa je razmeroma velik. Na splošno je treba pri izbiri frekvence upoštevati naslednje dejavnike.
1) Zaradi difakcije ultrazvočnih valov je občutljivost ultrazvočnega zaznavanja pomanjkljivosti približno polovična valovna dolžina. V istem materialu je ultrazvočna valovna hitrost konstantna, zato bo povečanje frekvence skrajšalo ultrazvočno valovno dolžino in izboljšalo občutljivost zaznavanja, kar je v pomoč pri iskanju manjših napak.
2) Frekvenca je visoka, širina impulza majhna, ločljivost pa visoka, kar je koristno za razločevanje sosednjih napak in izboljšanje ločljivosti.
3) Iz difuzijske formule je mogoče ugotoviti, da če je frekvenca visoka, je ultrazvočna dolžina kratka, poldifuzijski kot je majhen, zvočni snop ima dobro neposrednost, in ultrazvočna energija je zgoščena, kar je spodbudno za iskanje in lociranje napak, z visoko količinsko natančnostjo.
4) Iz formule za dolžino območja bližnjih polj je znano, da so visoka frekvenca, dolžina ultrazvočnega vala in velika dolžina območja blizu polja za odkrivanje pomanjkljivosti.
5) Iz formule za olajšanje in absorpcijo je mogoče videti, da se atenacija ultrazvočnih valov močno poveča s povečanjem ultrazvočne frekvence in srednje velikosti zrn.
Skozi zgoraj navedeno analizo je mogoče videti, da ima frekvenca večji vpliv med ultrazvočnim zaznavanjem napak, frekvenca je visoka, občutljivost in ločljivost zaznavanja pomanjkljivosti sta visoki, direktnost svetlobnega pramca pa dobra, kar je koristno za zaznavanje napak. Vendar pa visoka frekvenca, dolgo območje blizu polja in velika srednja pritegnjenost niso dobra za odkrivanje pomanjkljivosti. Zato je treba pri izbiri frekvence sonde celovito razmisliti o celoviti analizi različnih dejavnikov in razumni izbiri. Na splošno je treba sondo z nižjo frekvenco, da bi zadovoljili zahteve glede občutljivosti za zaznavanje pomanjkljivosti, izbrati čim več; za kovanje, valjane dele in varjene dele s finejšimi zrni so na splošno izbrane višje frekvenčni sondi, običajno 2,5-5,0 MHz. Za ulite z grobimi zrni, avstenitičnim jeklom in drugimi obdelovanimi delci je treba uporabiti mehko nizko frekvenčno sondo, običajno 0,5 ~ 2,5MHz, v nasprotnem primeru, če je frekvenca preveč visoka, bo ultrazvočna energija resno otežena.
3.3 Velikost čipa sonde
Oblika sondnega voska je na splošno okrogla in kvadratna. Velikost čipa sonde ima določen vpliv na rezultate ultrazvočnega zaznavanja pomanjkljivosti. Pri izbiri teh dejavnikov je treba upoštevati naslednje dejavnike
1) Kot poldifuzije. Iz difuzijske kotne formule je mogoče videti, da je povečanje velikosti voska, zmanjšanje poldifuzijskega kota, dobra neposrednost svetlobnega pramka in zgoščena ultrazvočna energija koristna za odkrivanje pomanjkljivosti.
2) Zaznavanje pomanjkljivosti v bližini območja polja. Iz formule za dolžino območja blizu polja je mogoče videti, da povečanje velikosti voska in povečanje dolžine območja blizu polja ni dobro za odkrivanje pomanjkljivosti.
3) Velikost čipa je velika, sevalna ultrazvočna energija je močna, obseg skeniranja območja sonde brez difuzije pa je velik, izboljšana pa je tudi sposobnost za iskanje napak na dolgih razdaljah.
Za obdelovne dele z velikim območjem za odkrivanje pomanjkljivosti je treba za izboljšanje učinkovitosti odkrivanja pomanjkljivosti uporabiti veliko sondo za čipe; pri odkrivanju obdelovalca z veliko debelino je treba za učinkovito iskanje napak na velikih razdaljah uporabiti veliko sondo s čipom; za majhne obdelovalce, da bi izboljšali lokacijo napak Za količinsko natančnost je treba uporabiti sonde z majhnimi čipi; za obdelovne dele z neusklajenim površinam in velikimi ukrivljenostmi je treba za zmanjšanje izgube sklopke uporabiti sonde z majhnimi čipi.
3.4 Kot
Pri pregledu mora biti ultrazvočna os svetlobnega snoda kar se da pravokotna na napako. Zato bi morala izbira kota temeljiti na vrsti in položaju napake, ki lahko obstaja v predmetu inšpekcijskega pregleda, in na dovoljenih pogojih zaznavanja obdelovalnega dela. Za izbiro ustreznega zornega kota uporabite zakone o odsevu in reflekciji ter sorodno geometrijsko znanje. Sondo. Ob K vrednosti sonde pri zaznavanju prečnega vala, na primer, ima kot ognja večji vpliv na občutljivost zaznavanja, smer osi zvočnega snoda in zvočno pot primarnega vala (razdalja od točke incidenta do spodnje odsevne točke). Za odkrivanje jeklenih obdelodkov s pleksi steklenimi posnemanimi sondami, ko je β=40°(K=0,84) je oddajanje zvočnega tlaka najvišje, torej je občutljivost za zaznavanje najvišja. Lahko se vidi, da je vrednost K velika, β je velika, zvočna pot primarnega vala pa velika. Zato je treba pri dejanski zaznavnosti, ko je debelina obdeldelka majhna, izbrati večjo vrednost K, da se poveča zvočna pot primarnega vala in se prepreči odkrivanje na območju blizu polja. Ko je debelina obdelovalnega dela velika, je treba izbrati majhno vrednost K, da zmanjšate prikrajšanost, ki jo povzroča pretirana zvočna pot, priročno pa je najti napake na veliki globini. Pri varni inšpekciji je treba zagotoviti tudi, da lahko glavni zvočni snok skenira celoten varni odsek. Pri enostranskih varilnih koreninah brez penetracije je treba razmisliti o problemu odseva končnega kota. K=0,7~1,5, ker K<0.7 or="" k="">1.5, odbojnost končnega kota je zelo nizka, kar lahko povzroči zamujani pregled.
