Ang hindi mapanirang pagsubok sa ultrasound para sa pamamahala ng mga materyales

Ang ultratunog ay isang mekanikal na panginginig ng boses na may isang saklaw na mas malaki kaysa sa naririnig ng tainga ng tao na nailipat sa pamamagitan ng isang pisikal na daluyan at nakatuon, naitala at sinusukat sa Hertz sa tulong ng isang aparato na nilikha para sa hangaring iyon.

Mga saklaw ng tunog:

Infrasonic = 1 - 16 Hz Sonic o naririnig = 16 Hz hanggang 20 KHz Ultrasonic = 20 KHz pataas

Para sa pagsubok ng ultrasound sa mga metal na materyales ito ay 0.2 hanggang 25 MHz.

hindi mapanirang-ultratunog-mga pagsubok

§ Mga Alituntunin

Acoustic impedance ay ang resistensya na tumutol sa mga materyales sa pagpasa ng isang ultrasonic wave.Ang acoustic waves na katumbas ng sonic waves.Pagpadala ng enerhiya sa pagitan ng mga particle na nagtataguyod ng oscillation.Ang bilang ng mga oscillation ay ayon sa uri ng alon na pinag-uusapan. Nagpapalaganap sila sa lahat ng nababanat na media kung saan mayroong mga praksyon (bagay at mga molekula na may kakayahang mag-vibrate).

§ Mga aplikasyon

Ang pagtuklas at pagkakakilanlan ng mga discontinuities Pagsukat ng kapal, lawak at antas ng kaagnasan Pagtukoy ng mga katangiang pisikal na katangian Mga katangian ng bonding sa pagitan ng mga materyales.

§ Mga kalamangan

Ang pagsubok ay isinasagawa nang mas mabilis na pagkuha ng agarang mga resulta.May higit na katumpakan kapag tinukoy ang posisyon ng mga panloob na mga discontinuities; pagtantya ng mga sukat, oryentasyon at kalikasan Mataas na pagkasensitibo upang makita ang mga maliit na diskontento Mataas na kapasidad ng pagtagos, na nagpapahintulot sa paghahanap ng mga discontinuidad sa malaking lalim ng materyal Magandang resolusyon na nagbibigay-daan sa pagkakaiba-iba ng dalawang mga discontinuidad na malapit sa bawat isa Lamang ay nangangailangan ng pag-access mula sa isang panig ng bagay upang masuri Hindi ito nangangailangan ng mga espesyal na kondisyon sa seguridad.

§ Mga Limitasyon

Mabilis na bilis ng pag-inspeksyon kapag ginagamit ang manu-manong pamamaraan Nangangailangan ng mga tauhan na may mahusay na paghahanda sa teknikal at mahusay na karanasan Kahirapan ang pag-inspeksyon ng mga bahagi na may kumplikadong geometry, napaka manipis na kapal, o hindi regular na pagsasaayos Pinaghihirapan sa pag-alok o pagsusuri ng mga diskontento na malapit sa ibabaw. ipinakilala ang ultrasound, nangangailangan ng pagkakalibrate at mga pamantayan sa sanggunian, ay apektado ng istraktura ng materyal (laki ng butil, uri ng materyal) Mataas na kagamitan na gastos Kinakailangan ng ahente.

§ Mga prinsipyong pang-pisikal

Amplitude (A).Ito ang maximum na pag-aalis ng isang maliit na butil mula sa zero na posisyon nito. Kadalasan (F). Ito ay tinukoy bilang ang bilang ng isang beses ng isang paulit-ulit na kaganapan (cycle) ay nangyayari bawat yunit ng oras. Ang pinagsama nitong Hertz. Haba ng haba (l).- Ito ang distansya na sinakop ng isang kumpletong alon at katumbas ng distansya kung saan gumagalaw ang alon sa bawat yugto ng pag-ikot. Ang bilis ng pagpapalaganap o bilis ng tunog (V).- Ito ang bilis ng paghahatid ng tunog ng tunog sa pamamagitan ng isang daluyan. Acoustic impedance (Z).- Ito ang resistensya ng isang materyal sa mga panginginig ng boses ng ultrasonic. Ito ang produkto ng pinakamataas na bilis ng panginginig ng boses at ang density ng materyal.

Mga uri ng wave

Ang mga pahaba na alon - Ang kanilang mga pag-iwas sa mga particle ay kahanay sa pagpapalaganap ng ultrasound.Pagbabagsak na alon.- Ang mga pag-iwas sa mga particle ay patayo sa direksyon ng ultrasonic beam. at tumagos sa isang maximum na lalim ng isang haba ng haba.

Ang pangunahing mga parameter na dapat kontrolin sa isang ultrasonic system ay:

Sensitibo. Ito ay ang kakayahan ng isang transducer upang makita ang mga maliliit na discontinuities.

Paglutas. Ito ay ang kakayahang paghiwalayin ang dalawang malapit na signal sa oras o lalim.

Ang dalas ng gitnang. Ang mga transducer ay dapat gamitin sa kanilang tinukoy na saklaw ng dalas para sa pinakamainam na aplikasyon.

Pagpapukaw ng Beam. Ito ay ang pagkawala ng enerhiya ng isang ultrasonic wave kapag lumilipat sa isang materyal. Ang pangunahing sanhi ay ang pagkalat at pagsipsip.

Mga Transducer

Ito ay ang paraan kung saan ang de-koryenteng enerhiya ay na-convert sa mekanikal na enerhiya (tunog na alon) o kabaligtaran. Nagpapatakbo ito dahil sa epekto ng piezoelectric, na kung saan ay ang ilang mga crystals kapag na-stress, maging electrically polarized at lumikha ng mga de-koryenteng boltahe sa pagitan ng kabaligtaran na mga ibabaw. Ito ay maibabalik sa kamalayan na kapag ang isang boltahe ay inilalapat sa buong mga mukha ng isang kristal, nangyayari ang isang pagpapapangit ng kristal. Ang epekto ng mikroskopiko na ito ay sanhi ng mga katangian ng simetrya ng ilang mga kristal.

Mga Materyal na Piezoelectric

Quartz. Ito ay nakuha mula sa natural na mga kristal. Mayroon itong mahusay na thermal, kemikal at elektrikal na katangian ng katatagan. Napakahirap at lumalaban sa pagsusuot pati na rin ang pagtanda. Sa kasamaang palad, naghihirap mula sa pagkagambala sa mode ng pag-convert at ang hindi bababa sa mabisa ng mga acoustic power generator. Nangangailangan ito ng mataas na boltahe para sa paghawak nito sa mababang mga frequency. Dapat itong magamit sa mga temperatura na mas mababa sa 550 ° C, dahil sa itaas nito nawala ang mga katangian ng piezoelectric na ito.

Lithium sulfate. Ang materyal na ito ay itinuturing na isa sa mga pinaka mahusay na receptor. Ang pangunahing bentahe nito ay ang kadalian ng pagkuha ng isang pinakamainam na acoustic damping na nagpapabuti sa paglutas ng kapangyarihan, hindi edad at kaunting apektado sa pamamagitan ng pagkagambala sa mode ng conversion. Ang mga kawalan nito ay napaka-marupok, natutunaw sa tubig at dapat gamitin sa temperatura sa ibaba 75 ° C.

Mga polarized na keramika. Ang mga ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagkakasala at polarion sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura. Ang mga ito ay itinuturing bilang ang pinaka-mahusay na ultrasonic power generator kapag nagpapatakbo sa mababang mga boltahe ng paggulo. Ang mga ito ay halos hindi apektado ng kahalumigmigan at ang ilan ay maaaring magamit hanggang sa temperatura ng 300 ° C. Ang kanilang pangunahing mga limitasyon ay: medyo mababa ang mekanikal na paglaban, sa ilang mga kaso ay may pagkagambala sa mode ng conversion, malamang na sila ay edad. Mayroon din silang mas kaunting katigasan at paglaban na isusuot kaysa sa kuwarts.

MGA KARAPATAN NG MGA KARAPATAN NA GINAMIT NG MGA TRANSDUCER SA PROBE

Materyal	Kahusayan bilang isang transmiter	Kahusayan bilang isang tatanggap	Pagkamapagdamdam	Paglutas ng kapangyarihan	Mga katangian ng mekanikal
Quartz	Masama	Median	Limitado	Optima	Mabuti
Lithium sulfate	Median	Mabuti	Mabuti	Optima	Natutunaw sa tubig
Titanate ng Barium	Mabuti	Median	Optima	Median	Madulas
Barium methaniobate	Mabuti	Median	Optima	Optima	Mabuti
Humantong Titanate Zirconate	Mabuti	Median	Optima	Median	Mabuti

Pagpipilian ng transducer

Klase ng Crystal. Sa pamamagitan ng pagpili ng bawat uri ng kristal, ang malulutas na kapangyarihan at pagiging sensitibo ng mga transducer ay maaaring iba-iba. Mas malaki ang diameter ng kristal, mas malaki ang lalim ng pagtagos, mas malaki ang haba sa isang malapit na patlang at hindi gaanong pagkakaiba-iba. Sa pamamagitan ng pagpili ng isang mas mataas na dalas, ang isang mas malaking posibilidad ay nakuha para sa pagkakakilanlan ng mga maliliit na discontinuities, mas malaki sa haba ng larangan, mas malaking paglutas ng kapangyarihan, mas kaunting lalim ng pagtagos at minimum na pagkakaiba-iba.

PIEZOELECTRIC MATERIALS

PANG-ARAL	ADVANTAGE	MGA DISADVANTAGES
QUARTZ	* Nakuha mula sa natural na mga kristal. * Mayroon itong mahusay na thermal, kemikal at elektrikal na katangian ng katatagan. * Napakahirap at lumalaban sa pagsusuot at luha pati na rin ang pagtanda.	Naghihirap ang pagkagambala sa mode ng conversion Ito ay ang hindi bababa sa mabisa ng acoustic power generators. Nangangailangan ito ng mataas na boltahe para sa paghawak nito sa mababang mga frequency. Dapat itong magamit sa mga temperatura na mas mababa sa 550 ° C, dahil sa itaas nito nawawala ang mga katangian ng piezoelectric na ito.
LITHIUM SULPHATE	* Mas mahusay na tatanggap. * Dali ng pagkuha ng pinakamainam na acoustic damping. * Mas mahusay na paglutas ng kapangyarihan. * Hindi tumanda. * Kaunti ang naapektuhan ng pagkagambala sa mode ng conversion.	* Napaka marupok * Natutunaw sa tubig * Dapat itong magamit sa temperatura sa ibaba 75 ° C.
MGA POLERISIKAL NA CERAMIKS	* Ang mga ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagkakasala at polarized sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura. * Ang mga ito ay itinuturing na pinaka-mahusay na ultrasonic power generator kapag nagpapatakbo sa mababang mga boltahe ng paggulo. * Ang mga ito ay halos hindi maapektuhan ng kahalumigmigan * Ang ilan ay maaaring magamit hanggang sa temperatura ng 300 ° C.	* Medyo mababa ang mekanikal na paglaban, * Sa ilang mga kaso ay may pagkagambala sa mode ng conversion. * May posibilidad silang tumanda. * Mayroon din silang mas kaunting katigasan at pagsusuot ng pagtutol kaysa sa kuwarts.
BARIUM TITANATE	* Ito ay isang mahusay na emitter dahil sa mataas na piezoelectric modulus.	* Mga Coupling at damping problem. * Ang paggamit nito ay limitado sa mga frequency na mas mababa sa 15 MHz, dahil sa mababang mekanikal na paglaban at mataas na acoustic impedance. * Nagtatanghal ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng iba't ibang mga mode ng panginginig ng boses. * Ang temperatura ng curie point nito ay 115 - 150 ° C.
BARIUM METHANIOBATE	* Nagtatanghal ito ng isang mataas na piezoelectric module na kwalipikado ito bilang isang mahusay na emitter. * Ito ay may mahusay na thermal katatagan, katulad ng kuwarts, na nagpapahintulot na magamit ito sa mataas na temperatura. * Ito ay may isang mataas na panloob na koepisyent ng panlililak, na ang dahilan kung bakit ito ay itinuturing na pinakamahusay na materyal upang makabuo ng mga maikling salpok.	Mayroon itong isang mababang pangunahing dalas at mahinang mekanikal na paglaban, kaya lalo na itong inilalapat sa mataas na dalas. Nagtatanghal ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng iba't ibang mga mode ng panginginig ng boses.
ZIRCONATE LEAD TITANATE	Ito ay itinuturing na pinakamahusay na emitter dahil sa mataas na piezoelectric modulus.	Gayunpaman, ito ang pinakamahirap na mamasa dahil sa mataas na koepisyent ng pagpapapangit. Inirerekomenda ang paggamit nito kapag may mga problema sa pagtagos.

Mga Uri ng Probe

Makipag-ugnay sa pagsisiyasat. Ito ay inilalagay nang direkta sa ibabaw ng pagsubok sa pamamagitan ng paglalapat ng presyon at isang pagkabit na daluyan. Ginagawa ito para sa tuwid na mga inspeksyon ng beam. Upang maprotektahan ang transducer mula sa abrasion, sakop ito ng isang matigas na materyal tulad ng aluminyo oksido.

Tuwid na istilong beam. Nagpapalabas ito ng mga paayon na alon na may mga dalas mula 0.5 hanggang 10 MHz. Sa pangkalahatan ay ginagamit ito para sa pagsusuri ng mga bahagi kung saan ang unit ng pagsubok ay maaaring mailagay nang direkta sa lugar ng interes, ang mga discontinuities ay kahanay sa contact surface. Kapaki-pakinabang din ito sa pag-alis ng mga discontinuities at pagsukat ng kapal.

Mga anggulo ng saklaw ng saklaw. Bumubuo ng paggugupit, ibabaw at plate na plate. Ito ay itinayo sa pamamagitan ng pagsasama ng isang tuwid na yunit ng beam sa isa sa mga mukha ng isang plastik na sapatos, kung saan mayroon itong isang tiyak na anggulo ng pagwawasto. Ginagamit ito sa kagamitan sa pulso echo at ang application nito ay halos eksklusibo sa pagtuklas ng mga discontinuities oriented patayo sa ibabaw ng pagsubok.

Mga uri ng mga probisyon sa anggulo. Ayon sa laki nito, dalas, hugis, uri at pagpapalitan ng sapatos. Ang anggulo ng pagwawasto ng tunog sa loob ng materyal ng pagsubok ay minarkahan sa sapatos, ang mga komersyal na anggulo para sa bakal ay 35, 45, 60, 70, 80, 90 degree.

COUPLING

Marami pa o hindi gaanong malapot na likido na ginagamit upang payagan ang pagpasa ng mga alon mula sa transducer hanggang sa piraso sa ilalim ng pagsusuri, dahil ang mga dalas na ginagamit para sa mga metal na materyales ay hindi ipinapadala sa hangin.

Mga Coupling Liquid Characteristic:

(may kakayahang basangin ang ibabaw at ang stylus) Sapat na lagkit, mababang pagpapalambing. (100% na paghahatid ng tunog) Mababa ang gastos Hindi nakakalason Non-corrosive Adeverage acoustic impedance

Mga Uri ng Couplants:

Ang Langis ng Langis ng Langis ng Glycerin Vaseline

REFLECTION

Halaga ng ultrasonic na enerhiya na masasalamin kapag tinamaan ang isang acoustic interface.

Batas ng pagmuni-muni. Ang anggulo ng nakalarawan na alon ay katumbas ng anggulo ng insidente ng alon ng parehong species.

REFRATION

Isinasagawa kapag ang isang ultrasonic beam ay pumasa mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, ang bilis nito ng daluyan ay naiiba sa bawat isa at binabago ang direksyon na may kaugnayan sa direksyon ng saklaw.

Batas ng pagwawasto. Ang pagbabago sa direksyon ng refracted wave, papalapit sa normal sa paghihiwalay nito ng parehong media, nakasalalay sa bilis ng tunog sa pangalawang daluyan ay mas kaunti o mas malaki kaysa sa unang daluyan.

V ₁ = bilis ng daluyan 1 a = Angle ng saklaw

V ₂ = bilis ng daluyan 2 q = Angle ng pag-urong

CHARACTERISTIKS NG OSCILOGRAM

LONGITUDINAL BEAM PROBE NG ISANG KASAL

DIETCT CONTACT INSPECTION METHOD

CALIBRATION BLOK

Ang mga pamantayan sa sanggunian ay maaaring maging isang bloke o hanay ng mga bloke na may kilalang artipisyal na mga discontinuities at / o mga kapal. Alin ang ginagamit upang ma-calibrate ang mga kagamitan sa ultratunog at upang masuri ang mga indikasyon ng mga discontinuities sa inspected sample

Ang mga bloke ng pagkakalibrate ay dapat magkaroon ng parehong pisikal, kemikal at istruktura na mga katangian tulad ng materyal na susuriin.

Sa pamamagitan ng mga bloke ng pagkakalibrate maaari mong:

Patunayan na ang system na binubuo ng transducer, coaxial cable at kagamitan ay gumagana nang tama. Itakda ang pakinabang o pagiging sensitibo na kung saan ang mga discontinuidad na katumbas ng isang tinukoy na laki o mas malaki ay makikita.

KOMENTO

Ang pagsasagawa ng mga pagsusuri sa ultrasonic ay isinasagawa sa ilalim ng hindi naaangkop na mga kondisyon sa pagpapatakbo na maaaring mag-iba ng katumpakan at katotohanan ng aming mga sukat. Kinakailangan na ang mga aktibidad ay isinasagawa kung saan ang mga kakulangan ay maaaring maitama o mabago sa panahon ng pag-unlad ng kasanayan. Ang ilan sa mga ito ay:

Magkaroon ng isang naaangkop na laboratoryo upang maisagawa ang pagsubok, dahil alam natin na ang iba't ibang mga materyales ay maaaring magbago ng kanilang pisikal, kemikal o mekanikal na mga pag-aari ayon sa kapaligiran na natagpuan.

Magkaroon ng mga kinakailangang kagamitan at materyal, dahil wala kang lahat ng kinakailangang mga elemento upang maisagawa ang pagsubok. Bilang isang partikular na kaso, banggitin natin na ang pagkabit ng ahente (langis) ay kinuha nang direkta mula sa lalagyan na naglalaman nito at inilapat sa mga daliri, dahil walang maaaring langis. Ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit na ito ay maaaring maging sanhi ng kontaminasyon ng mga bahagi na pupunta sa pagsusuri sa ultrasound test.

Ang pamamahagi ng mga mag-aaral na obserbahan ang pag-unlad ng kasanayan ay hindi sapat dahil dahil sa mga katangian ng oscilloscope, hindi posible na obserbahan kung ano ang nangyayari sa pagsasanay at mga grap na binubuo ng osiloskopyo.

KASUNDUAN

Sa pagbuo ng kasanayang ito, maaaring sundin ang sumusunod:

Ang lahat ng kinakailangang impormasyon sa teoretikal tungkol sa di-mapanirang pagsusuri sa ultratunog ay napag-aralan sa pamamagitan ng paglabas ng isang mataas na dalas na tunog na nagpapahiwatig ng mga depekto ng aming materyal sa pamamagitan ng screen ng isang oscilloscope. Ang ultratunog sa aming "mga tubo ng pagsubok" ay maaaring sundin nang pisikal na kung saan ay ang pamamaraan upang sundin upang maisagawa ang pagsubok. Gayundin, ang kakulangan na ipinakita ng aming tubo ng pagsubok ay natutukoy, na matukoy ang distansya kung nasaan ito.Iyon ay pisikal na sinusunod kung aling mga kagamitan ang kinakailangan upang maisagawa ang pagsubok sa ultratunog na mga ito: Ang isang mapagkukunan ng kapangyarihan, isang oscilloscope, isang pagsisiyasat, pagkabit at ang Ang mga nauugnay na kalkulasyon ay isinagawa din upang matukoy ang mga sumusunod na mga parameter: Haba ng haba, anggulo ng pagkakaiba-iba,malapit sa patlang at depekto diameter.Nagkamasid din na kung ang dalas ay tumataas, ang malulutas na kapangyarihan ay bababa at ang patay na patlang ng background echoes ay bababa.Ang mga materyales na sumailalim sa pagsubok ng ultratunog ay dapat na regular na hugis at ng mga non-porous na materyales.. Sa kabilang banda, nalaman namin na ang parehong mga ferrous at non-ferrous na materyales ay maaaring isailalim sa pagsubok na ito.Ang ultrasound test ay nagbibigay-daan sa amin upang mahanap ang mga panloob na depekto tulad ng: pores, bitak, pag-aatubili, mga welding na depekto, atbp. ng pagsubok na ito ay: Ginagamit ito sa anumang uri ng materyal, maaaring makuha ang isang talaan ng papel, ang mga panloob at subsurface na mga depekto ay natutukoy Ang ilan sa mga kawalan nito ay: Kinakailangan ang mga kwalipikadong tauhan, mataas na paunang gastos dahil sa uri ng kagamitan na kinakailangan upang maisagawa ang patunay.

BIBLIOGRAPHY