Принцип и особенности ультразвукового контроля (УЗК)
Ультразвуковой контроль, отрасль, именуемая УЗК, является наиболее широко используемым в промышленном неразрушающем контроле (неразрушающем контроле), самой высокой частотой и быстрым развитием технологии неразрушающего контроля. Может использоваться для контроля качества производства продукции, проверки сырья, улучшения процесса и других аспектов, а также является одним из незаменимых средств обслуживания оборудования.
Основными приложениями ультразвукового контроля являются обнаружение макроскопических дефектов внутри заготовок и измерение толщины материала.
По различным характеристикам ультразвуковое обнаружение можно разделить на множество различных методов:
(1) Классификация по принципу: метод отражения ультразвукового импульса, метод дифракции времени пролета (TOFD) и т. д.
(2) Классификация по режиму отображения: дисплей A-типа, дисплей ультразвукового изображения (сканирование B, C, D, P, изображение с двумя массивами и т. д.).
Принцип ультразвукового обнаружения
Ультразвуковая детекция, по сути, представляет собой использование ультразвуковых волн и взаимодействие вещества: отражение, преломление и дифракцию.
(1) Что такое ультразвук?
Мы называем механические волны, которые могут вызывать слуховые звуковые волны, с частотой между {{0}} Гц, а механические волны с частотой выше 20000 Гц называются ультразвуковыми волнами, неслышимыми для человека. Для обнаружения металлических материалов, таких как сталь, мы обычно используем ультразвуковые волны с частотой 0,5~10 МГц. (1МГц=10 в шестой степени Гц)
(2) Как отправлять и получать ультразвуковые волны?
Основным элементом ультразвукового датчика является пьезоэлектрический кристалл, обладающий пьезоэлектрическим эффектом: под действием переменного напряжения растяжения и сжатия кристалл может создавать переменное электрическое поле.
При возбуждении высокочастотным электрическим импульсом пьезоэлектрического кристалла возникает обратный пьезоэлектрический эффект, при этом электрическая энергия преобразуется в звуковую (механическую), а зонд периодически излучает ультразвуковые волны в виде импульсов, то есть импульсных волн. Когда на зонд поступают ультразвуковые волны, возникает положительный пьезоэлектрический эффект, преобразующий звуковую энергию в электрическую.
Обычный датчик, используемый для ультразвукового обнаружения, обычно состоит из пьезоэлектрической пластины, демпфирующего блока, соединения, кабеля, защитной пленки и оболочки, которые обычно делятся на две категории: прямой датчик и наклонный датчик, а последний обычно имеет диагональный блок, который делает пластина и падающая поверхность под определенным углом.
На следующей диаграмме показана типичная конструкция наклонного зонда.
Ниже представлена физическая картина наклонного зонда:
Модель зонда: 2.5P8* 12K2.5, его параметры:
а) 2,5 представляет частоту f: 2,5 МГц;
б) P представляет собой материал чипа: цирконат титаната свинца, керамика с хорошей температурной стабильностью, отличными электрическими свойствами, простота изготовления и низкая цена;
c) 8*12 представляет собой прямоугольный размер чипа: 8мм*12мм;
d) K2.5 представляет: значение тангенса угла преломления наклонного зонда равно 2,5, то есть тангенс (68,2 градуса) =2,5, а его угол преломления равен 68,2 градуса.
Тип отображения принципа работы метода отражения ультразвуковых импульсов:
Импульсная волна, генерируемая источником звука, входит в заготовку, а ультразвуковая волна распространяется вперед в определенном направлении и скорости в заготовке. При столкновении с границей раздела с разным акустическим импедансом с обеих сторон (разница в акустическом импедансе часто вызвана какой-либо неоднородностью материала, например, трещинами, порами, шлаковыми включениями и т. д.) часть звуковой волны отражается, и оборудование обнаружения принимает и отображает: анализирует такую информацию, как амплитуда и положение звуковой волны, и оценивает наличие дефекта или размер и положение дефекта.
Тип А показывает характеристики метода отражения ультразвуковых импульсов.
1. Область применения
Подходит для металлических, неметаллических и композитных материалов и других деталей.
а) Тестирование сырья и деталей: стальной лист, стальные поковки, листы из алюминия и алюминиевых сплавов, листы из титана и титановых сплавов, композитные листы, бесшовные стальные трубы и т. д.
b) Контроль стыковых сварных соединений: стальные стыковые соединения (включая угловые швы, Т-образные сварные швы, опорные рамы и конструкционные детали), стыковые соединения алюминия и алюминиевых сплавов
Ниже стальное стыковое соединение: Т-образное сварное соединение.
2. преимущества метода отражения ультразвуковых импульсов, показанные в типе А
а) Сильная проникающая способность позволяет обнаруживать внутренние дефекты заготовки в большом диапазоне толщины. Для металлических материалов могут быть обнаружены тонкостенные трубы и пластины толщиной 1-2 мм, а также стальные поковки длиной несколько метров.
б) более точное определение дефекта.
в) Скорость обнаружения площадных дефектов выше.
г) Высокая чувствительность позволяет обнаруживать очень маленькие дефекты внутреннего размера заготовки. Теоретическая чувствительность ультразвукового обнаружения составляет около половины длины ультразвуковой волны, а когда объектом обнаружения является сталь, используется ультразвуковой наклонный датчик с частотой 2,5 МГц, а чувствительность составляет около 0,65 мм.
e) Стоимость обнаружения низкая, скорость высокая, оборудование легкое, безвредное для человеческого организма и окружающей среды, а использование в полевых условиях более удобно.
3. ограничения метода отражения ультразвуковых импульсов, отображаемые в типе А
а) Точный качественный и количественный анализ дефектов в заготовке еще нуждается в дальнейшем изучении.
б) Трудно проводить ультразвуковой контроль на заготовке сложной формы или неправильной формы.
в) Расположение, ориентация и форма дефекта оказывают определенное влияние на результат обнаружения.
г) Материал заготовки, размер зерна и т. д. оказывают большее влияние на обнаружение.
e) Отображение результатов теста не является интуитивно понятным, и нет прямой записи результатов теста свидетелем.
Многие марки стали для того, чтобы лучше убедиться в отсутствии дефектов внутри изделия, после прокатки и ковки проходят ультразвуковую дефектоскопию, особенно в контейнере используется нержавеющая сталь 304.316 ll 321304 310 s347. 410 с440с. Шестерня из легированной стали 4140. SCM440, SCM420, SCM4151.7225, 8620434. Литейная сталь, Д2, СКД11, 1.2379, 1.2344, Н13, Р20 и 718,1.2343, Н11, Н10, СКД61. Компания Sichuan Liaofu Special Steel Trading Co., Ltd. может предоставить вам вышеуказанные качественные материалы. Продукция компании экспортируется в Европу, Америку и Юго-Восточную Азию, добро пожаловать на консультацию.