sử dụng thiết bị kiểm tra siêu âm khuyết tật

Lý thuyết sóng siêu âm có lịch sử rất lâu đời, từ thế kỷ 19, với các tên tuổi lớn như: Lamb, Rayleigh, Curie, Lippman, Lebedev, Sokolov. phát triển liên tục cho đến ngày nay dựa trên nguyên lý cơ bản của vật lý: “Sóng siêu âm, sóng âm có tần số cao được truyền vào vật liệu kiểm tra, sóng siêu âm phản xạ từ các bề mặt hoặc khuyết tật theo hướng có thể dự đoán được, tạo ra các xung phân biệt được hiển thị và ghi lại trên các thiết bị siêu âm xách tay, đồng thời năng lượng âm phản xạ được hiển thị tương ứng với thời gian lan truyền cho biết sự tồn tại, vị trí và kích thước khuyết tật”.

Thời đại công nghệ số hiện nay thì ứng dụng kiểm tra siêu âm đã trở nên quen thuộc với mọi người, từ siêu âm trong lĩnh vực y học đến các ngành công nghiệp, Kiểm tra khuyết tật bằng siêu âm là phương pháp kiểm tra không phá huỷ an toàn, và là phương pháp kiểm tra hữu hiệu sử dụng trong các ngành công nghiệp chế tạo, gia công, và dịch vụ, đặc biệt trong những ứng dụng liên quan đến hàn và các kim loại kết cấu, điển hình như: siêu âm khuyết tật mối hàn (công nghiệp kết cấu kim loại – gia công chế tạo cơ khí); siêu âm khuyết tật trong vật đúc; kết cấu thân-càng trong hàng không; kiểm tra mối hàn điểm trong ngành ôtô; kiểm tra khuyết tật và tách lớp trong kết cấu phi kim loại, composite; kiểm tra khuyết tật bồn bình, bể chứa trong ngành hóa chất, xăng dầu…

Kiểm tra siêu âm (UT) là một phương pháp kiểm tra không phá hủy khá linh hoạt, cho phép kiểm tra trên toàn bộ chiều dày của vật liệu, kiểm tra tách lớp, kiểm tra vật đúc, kiểm tra khuyết tật đường hàn… VISCO là một trong những nhà cung cấp thiết bị từ các Hãng sản xuất hàng đầu thế giới về công nghệ kiểm tra siêu âm. Sau khi hiểu được nhu cầu kiểm tra của bạn, chúng tôi sẽ là cố vấn đáng tin cậy của bạn để đưa ra các giải pháp phù hợp cho từng ứng dụng.

Sóng âm thanh tần số cao từ đầu dò được truyền vào vật liệu, khi gặp các bất liên tục trong vật liệu sẽ tạo ra các xung tín hiệu phản hồi, được thu nhận và đánh giá bằng thiết bị kiểm tra siêu âm chuyên dụng.

Việc kiểm tra có thể được thực hiện bằng cách di chuyển đầu dò trên bề mặt vật kiểm tra hoặc bằng cách kết nối thiết bị với bộ mã hóa vị trí để kiểm tra tự động. VISCO có thể cung cấp các giải pháp hoàn chỉnh cho kiểm tra siêu âm một kênh hoặc đa kênh.

Các thiết bị thu dữ liệu và xử lý tín hiệu siêu âm đa kênh của VISCO cung cấp là hệ thống ứng dụng siêu âm một đầu dò truyền thống, siêu âm mảng pha, siêu âm nhiễu xạ thời gian bay (TOFD), siêu âm hội tụ toàn phần/siêu âm thu nhận dữ liệu toàn phần (FMC/TFM). Với tốc độ lặp xung và thông lượng dữ liệu cao, các hệ thống siêu âm từ Olympus có thể giải quyết mọi ứng dụng siêu âm với yêu cầu hiệu năng cao nhất.

Xem nhanh

Thiết bị siêu âm khuyết tật đường hàn EPOCH 650

MỚI

Xem nhanh

Thiết bị siêu âm khuyết tật nhỏ gọn EPOCH 6LT

1. Kiểm tra siêu âm là gì?

Thử nghiệm không phá hủy bằng siêu âm, còn được gọi là siêu âm NDT hoặc đơn giản là UT, là một phương pháp đo độ dày hoặc cấu trúc bên trong của mẫu thử bằng cách sử dụng sóng âm tần số cao. Các tần số sử dụng để kiểm tra siêu âm cao hơn nhiều lần so với giới hạn thính giác của con người, phổ biến nhất là trong dải từ 500 kHz đến 20 MHz.

2. Nó hoạt động như thế nào?
Sóng âm tần số cao có tính chất định hướng, và chúng sẽ truyền qua môi trường (ví dụ, một miếng thép hoặc nhựa) cho đến khi chúng gặp mặt phân cách với vật liệu khác (chẳng hạn như không khí), lúc đó chúng sẽ phản xạ trở lại. Bằng cách phân tích các tín hiệu phản xạ này, có thể đo độ dày của mẫu thử hoặc tìm bằng chứng về các vết nứt hoặc các khuyết tật ẩn bên trong khác.

3. Loại vật liệu nào có thể được kiểm tra?
Trong các ứng dụng công nghiệp, kiểm tra siêu âm được sử dụng rộng rãi trên kim loại, nhựa, vật liệu tổng hợp và gốm sứ. Các vật liệu kỹ thuật phổ biến duy nhất không thích hợp để kiểm tra siêu âm bằng thiết bị thông thường là gỗ và các sản phẩm giấy. Công nghệ siêu âm cũng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế để chẩn đoán hình ảnh và nghiên cứu y học.

4. Ưu điểm của kiểm tra siêu âm là gì?
Kiểm tra siêu âm hoàn toàn không phá hủy. Mẫu thử không bị cắt, hoặc tiếp xúc với hóa chất nguy hại. Chỉ cần tiếp cận từ một mặt, không giống như đo bằng các công cụ đo độ dày cơ học như thước cặp. Không có nguy cơ sức khỏe tiềm ẩn liên quan đến kiểm tra siêu âm như chụp X quang.

Khi thử nghiệm được thiết lập đúng, kết quả có thể lặp lại và có độ tin cậy cao.

5. Những hạn chế tiềm ẩn của thử nghiệm siêu âm là gì?
Việc phát hiện khuyết tật bằng siêu âm yêu cầu người vận hành được đào tạo với sự hỗ trợ của các tiêu chuẩn tham chiếu thích hợp và diễn giải đúng các kết quả. Kiểm tra các chi tiết hình học phức tạp có thể là một thách thức. Máy đo độ dày siêu âm phải được hiệu chuẩn đối với vật liệu được đo và các ứng dụng yêu cầu nhiều phép đo độ dày. Thiết bị đo độ dày siêu âm cũng đắt hơn thiết bị đo cơ học thông thường.

6. Đầu dò siêu âm là gì?
Đầu dò siêu âm chuyển đổi năng lượng điện thành dao động cơ học (sóng âm thanh) và sóng âm thanh thành năng lượng điện. Thông thường, chúng có kích thước nhỏ, có nhiều tần số và kiểu dáng khác nhau để đáp ứng các nhu cầu thử nghiệm cụ thể.

7. Máy đo độ dày siêu âm là gì?
Máy đo độ dày siêu âm là một thiết bị tạo ra xung âm thanh trong mẫu thử và đo rất chính xác khoảng thời gian cho đến khi nhận được xung phản xạ. Thiết bị cần được cài đặt với tốc độ âm thanh trong vật liệu thử nghiệm biết trước, máy đo sử dụng thông tin vận tốc âm thanh và khoảng thời gian đo được để tính độ dày thông qua quan hệ đơn giản [khoảng cách] bằng [vận tốc] nhân với [thời gian].

8. Đo độ dày siêu âm chính xác như thế nào?
Trong điều kiện tối ưu, thiết bị đo siêu âm có thể đạt được mức độ chính xác cao tới ± 0,001 mm (0,00004 in.) và ± 0,025 mm (0,001 in.) hoặc cao hơn trong hầu hết các vật liệu kỹ thuật thông thường. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác bao gồm tính đồng nhất của vận tốc âm thanh trong vật liệu thử nghiệm, mức độ tán xạ hoặc hấp thụ âm thanh, tình trạng bề mặt, độ chính xác và sự cẩn thận khi thiết bị đã được hiệu chuẩn cho ứng dụng hiện tại.

9. Ứng dụng kiểm tra siêu âm?
Một trong các ứng dụng chính của thiết bị đo siêu âm là đo độ dày thành còn lại trong các đường ống và bể chứa bị ăn mòn. Phép đo có thể được thực hiện một cách nhanh chóng và dễ dàng mà không cần phải tiếp cận bên trong đường ống hoặc bể chứa. Các ứng dụng quan trọng khác bao gồm đo độ dày của chai nhựa đúc và các vật chứa tương tự, cánh tuabin và các bộ phận được gia công hoặc đúc chính xác khác, ống dùng trong y tế đường kính nhỏ, lốp cao su và băng tải, vỏ thuyền bằng sợi thủy tinh và thậm chí cả kính áp tròng.

10. Máy dò khuyết tật siêu âm là gì?
Sóng âm truyền qua vật liệu sẽ phản xạ theo những cách có thể dự đoán được từ các bất liên tục như vết nứt và khoảng trống. Máy dò khuyết tật siêu âm là một thiết bị tạo và xử lý tín hiệu siêu âm để tạo ra một màn hình hiển thị dạng sóng có thể được sử dụng bởi người vận hành được đào tạo và xác định các bất liên tục ẩn trong mẫu thử. Người vận hành xác định phản xạ đặc trưng từ một chi tiết tốt, và sau đó tìm kiếm những thay đổi trong mẫu có khuyết tật.

11. Bạn có thể tìm thấy những khiếm khuyết nào với máy dò khuyết tật?
Có thể xác định và đánh giá được nhiều loại vết nứt, khoảng rỗng, chỗ đứt gãy, tạp chất và các vấn đề tương tự ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của cấu trúc bằng máy dò khuyết tật siêu âm. Kích thước khiếm khuyết có thể phát hiện tối thiểu trong một ứng dụng cụ thể phụ thuộc vào loại vật liệu đang được thử nghiệm và loại khuyết tật được đánh giá.

12. Ai sử dụng máy dò khuyết tật siêu âm?
Máy dò khuyết tật siêu âm được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng quan trọng liên quan đến an toàn và chất lượng liên quan đến mối hàn kết cấu, dầm thép, chi tiết rèn, đường ống, động cơ, khung máy bay, khung ô tô, đường ray xe lửa, tuabin điện và máy móc hạng nặng khác như vỏ tàu, vật đúc, và nhiều ứng dụng quan trọng khác.

13. Có những loại thiết bị siêu âm nào khác?
Siêu âm hỗ trợ với máy tính được sử dụng để tạo ra hình ảnh có độ chi tiết cao tương tự như kiểm tra tia X, lập bản đồ cấu trúc bên trong của một chi tiết bằng sóng âm thanh. Công nghệ siêu âm mảng pha ban đầu được phát triển cho hình ảnh chẩn đoán y tế hiện đã được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp để tạo ra hình ảnh mặt cắt vật liệu. Các hệ thống quét lớn được sử dụng bởi ngành hàng không vũ trụ và các nhà sản xuất phôi kim loại để kiểm tra các khiếm khuyết ẩn trong nguyên liệu thô hay các bộ phận đã hoàn thiện.

Các câu hỏi chung về đầu dò siêu âm

Hỏi: Sự khác biệt giữa dòng sản phẩm đầu dò Olympus, Panametrics-NDT và Harisonic là gì?

Đáp: Đây là hai dòng sản phẩm kế thừa được cung cấp bởi Olympus và hầu hết các dòng sản phẩm này đã được đổi tên thành đầu dò Olympus. Có sự chồng chéo về chức năng đáng kể giữa chúng. Thông thường, đầu dò Harisonic sẽ chỉ được cung cấp nếu hiện tại không có sẵn đầu dò Olympus thay thế. Tham khảo thêm VISCO để biết chi tiết.

Hỏi: Sự khác biệt giữa loạt đầu dò Olympus Accuscan®, Videoscan® và Centrascan® là gì?

Đáp: Nói ngắn gọn, đầu dò Accuscan (S) là loại băng thông hẹp được tối ưu hóa để đâm xuyên tốt, đầu dò Videoscan là loại băng thông rộng được tối ưu hóa cho độ phân giải gần bề mặt và độ phân giải dọc trục, và đầu dò Centrascan kết hợp các biến tử vật liệu tổng hợp để có độ nhạy cao với băng thông rộng.

Hỏi: Chiều dài trường gần / đường kính chùm tia / góc mở chùm tia của đầu dò của tôi là bao nhiêu?

Đáp: Các công thức tính toán tất cả các thông số chùm tia thường được sử dụng có thể được tìm thấy trong phần Ghi chú Kỹ thuật ở cuối catalog đầu dò siêu âm thông thường.

Hỏi: Giới hạn nhiệt độ cho đầu dò Olympus tiêu chuẩn là gì?

Đáp: Đối với tất cả các đầu dò tiếp xúc và nhúng, giới hạn khuyến nghị là khoảng 50° C (125° F). Các thành phần bên trong được liên kết và hoạt động tốt ở gần nhiệt độ phòng và ổn định ở nhiệt độ phòng. Nhiệt độ tăng cao có thể làm cho các thành phần bên trong giãn nở với tốc độ khác nhau. Do tốc độ giãn nở nhiệt thay đổi, ứng suất có thể làm giảm độ bền của liên kết bên trong và gây ra hỏng hóc nghiêm trọng. Các đầu dò đã bị hỏng nhiệt sẽ chết hoặc mất độ nhạy và không thể sửa chữa được. Những khách hàng cần làm việc ở nhiệt độ trên 50° C (125 ° F). nên sử dụng nêm trễ nhiệt độ cao hoặc các đầu dò kép.

Hỏi: Điện áp kích thích tối đa có thể áp dụng cho các đầu dò Olympus là bao nhiêu?

Đáp: Ở chế độ sóng kim và sóng vuông, các đầu dò tần số thấp hơn (dưới 10 MHz) thường có thể được kích thích ở 400–475 vôn, trong khi ở 10 MHz, điện áp nên được giới hạn ở 300V. Trong thiết bị phát xung liên tục, điện áp và chu kỳ hoạt động phải được giới hạn để ngăn ngừa quá nhiệt đầu dò. Xem ghi chú kỹ thuật để biết hướng dẫn chi tiết, bao gồm công thức được sử dụng để tính điện áp tối đa và chu kỳ làm việc trong các trường hợp cụ thể.

Hỏi: Olympus có thể hiệu chỉnh đầu dò của tôi không?

Đáp: Đầu dò biến năng lượng điện thành cơ năng và ngược lại. Đầu dò Olympus không có khả năng được “hiệu chuẩn” bằng phương pháp điều chỉnh. Tuy nhiên, chúng tôi có thể ghi lại hiệu suất của chúng theo tiêu chuẩn ASTM E1065 và thông số kỹ thuật sản xuất của chúng tôi. Xin xem chi tiết Catalog đầu dò.

Hỏi: Olympus có sản xuất đầu dò cho ngành y tế không?

Đáp: Các đầu dò công nghiệp của chúng tôi được thiết kế để sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp như phát hiện khuyết tật, đo độ dày và nghiên cứu tính chất vật liệu. Chúng tôi không bán đầu dò công nghiệp của chúng tôi cho các ứng dụng chẩn đoán y tế. Tuy nhiên, đôi khi chúng tôi bán chúng cho các nhà nghiên cứu y sinh thực hiện nhiều công việc nghiên cứu thú vị.

Hỏi: Olympus có cung cấp đầu dò công suất cao để làm sạch siêu âm, tạo bọt khí, hàn siêu âm, v.v. không?

Đáp: Không. Thông thường, các ứng dụng này yêu cầu mức công suất cao hơn nhiều so với mức được sử dụng trong thử nghiệm siêu âm không phá hủy. Theo định nghĩa, NDT không gây ra thay đổi trong vật liệu thử nghiệm, do đó tất cả các đầu dò được thiết kế cho các ứng dụng NDT đều là thiết bị tiêu thụ điện năng thấp. Chúng tôi khuyến nghị công suất trung bình đầu vào điện không quá 0,125 watt cho phần lớn các đầu dò tiêu chuẩn của chúng tôi. Các quy trình như làm sạch yêu cầu mức công suất hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm watt. Điều đó nằm ngoài phạm vi của NDT.

Hỏi: Đầu dò Olympus có thể được sử dụng trong các ứng dụng xuyên không khí không?

Đáp: Không, không thể thực hiện các phép đo không tiếp xúc qua không khí với các đầu dò tiêu chuẩn của chúng tôi. Các mức công suất và tần số được sử dụng trong NDT siêu âm không tối ưu để truyền âm thanh qua không khí. Các ứng dụng siêu âm trong không khí thường sử dụng tần số dưới 50 KHz. Tuy nhiên trong các hệ thống kiểm tra lớn của Olympus cho hàng không hiện cũng đang áp dụng đầu dò siêu âm không tiếp xúc cho một số ứng dụng cụ thể.

Câu hỏi thường gặp về đầu dò góc và đầu dò sử dụng nêm

Hỏi: Khoảng cách tiếp cận cho các nêm Olympus là bao nhiêu? Cụ thể là khoảng cách từ điểm ra chùm âm và mặt trước của nêm.

Đáp: Xem các bản vẽ trong Catalog để biết kích thước cụ thể.

Hỏi: Có thể cung cấp các nêm mặt cong tùy biến không?

Đáp: Có, tuy nhiên có những giới hạn về mặt cong tối đa và tối thiểu cho mỗi loại nêm, phụ thuộc vào góc và kích thước của nêm. Thông thường, chúng tôi cung cấp các nêm cong pphùhowpj với với kích thước ống danh định. Liên hệ với đại diện bán hàng để biết chi tiết.

Đầu dò nêm trễ

Hỏi: Kiểu ren chỉ định cho nêm-vặn-ren như thế nào?

Đáp:

• Đường kính 0,5 in. — 11/16 in.-24-UNEF-2A
• Đường kính 0,375 inch — 9/16 inch — 24-UNEF-2A
• Đường kính 0,25 inch — 3/8 inch — 32-UNEF-2A

Hỏi: Olympus có thể sản xuất nêm với các góc phi tiêu chuẩn cho thép và các vật liệu khác không?

Đáp: Có. Khách hàng phải chỉ định góc khúc xạ mong muốn, vận tốc vật liệu thử nghiệm và bất kỳ yếu tố quan trọng nào khác có thể đóng một vai trò khi kiểm tra siêu âm. Lưu ý rằng, trong một số trường hợp, hiệu quả sẽ chỉ được đưa ra trên cơ sở “nỗ lực cao nhất”. Phí cao hơn cũng sẽ được áp dụng và / hoặc đôi khi yêu cầu số lượng đặt hàng tối thiểu.

Hỏi: Olympus có cung cấp nêm 35 ° và nêm 80 ° không?

Đáp: Nêm ở góc khúc xạ rất cao và rất thấp có những vấn đề đáng kể đối với Định luật Snell và thường sẽ chỉ được đưa ra trên cơ sở “nỗ lực cao nhất”. Để tạo ra sóng cắt khúc xạ 35°, góc tới phải rất gần với góc tới hạn đầu tiên, một vùng “rỗng” nơi không có tín hiệu sử dụng được từ sóng dọc hoặc sóng cắt. Có thể có tín hiệu rất yếu. Ngoài ra còn có dải góc cao (dải giữa 70°) được kết hợp với nêm sóng cắt khúc xạ 35° có thể gây nhiễu trong một số thử nghiệm. Ở các góc rất cao, kinh nghiệm của chúng tôi là góc sóng cắt khúc xạ thực tế cao nhất có thể đạt được là khoảng 75 ° và các nêm sẽ được thiết kế tương ứng. Sóng mặt (90°) có thể là một sự thay thế trong một số trường hợp.