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Ultraschall-Prüfung von Schweißverbindungen, und Methoden der Regelungstechnik

Es gibt praktisch keine Industrie, die Schweißarbeiten habe nicht durchgeführt. Die überwiegende Mehrheit der Stahlkonstruktionen montiert und wird durch miteinander verbunden Schweißungen. Natürlich hängt die Qualität dieser Arbeit in der Zukunft nicht nur auf der Zuverlässigkeit der errichteten Gebäude, Strukturen, Maschinen oder jede Einheit, sondern auch die Sicherheit von Menschen, die in irgendeiner Weise mit diesen Konstrukten in Wechselwirkung treten. Daher ein angemessenes Leistungsniveau zu gewährleisten, der diese Operationen Ultraschall-Schweißnähte gelten, wobei man das Vorhandensein oder Fehlen von verschiedenen Defekten in der Verbindung der Metallprodukte erfassen kann. Mit dieser erweiterten Methode der Kontrolle wird in unserem Artikel diskutiert.

Die Geschichte des Auftretens

Ultraschallprüfung als solche wurde in den 30er Jahren entwickelt. Allerdings war die erste wirkliche Arbeitsgerät erst 1945 dank der Firma Sperry Produkte geboren. In den nächsten zwei Jahrzehnten hat sich die neueste Steuerungstechnik weltweit Anerkennung gefunden, dramatisch die Zahl der Hersteller solcher Geräte erhöht.

Ultraschallprüfgerät, deren Preis von der heute beginnt von 100000 -130000 Tausend ursprünglich von Natur aus Vakuumröhren enthalten. Solche Geräte sind in der Regel unhandlich und schwer, Gewicht zu sein. Sie arbeiteten ausschließlich auf Stromversorgungen mit AC. Aber in den 60er Jahren mit dem Aufkommen von Fehler Halbleiterschaltungen signifikant verringert in der Größe und konnten sich auf Batterien laufen, die schließlich das Gerät auch auf dem Gebiet zu nutzen.

Treten Sie ein in die digitale Welt

In den frühen Stadien der beschriebenen Vorrichtungen verwenden, um eine analoge Signalverarbeitung, durch die, wie viele andere ähnliche Vorrichtungen sind anfällig zum Zeitpunkt der Kalibrierung driften. Aber bereits im Jahr 1984 die Firma Panametrics gab im Leben ein Anfang ist das erste tragbare digitale Fehlerdetektor EPOCH genannt 2002. Seitdem haben sich die digitalen Geräte werden sehr zuverlässige Geräte, ideal für die notwendige Stabilität der Kalibrierung und Messung bereitstellt. Ultraschallprüfgerät, deren Preis auf seine Leistung und die Marke des Herstellers abhängig ist, erhalten auch die Datenprotokollierung-Funktion und die Möglichkeit, Messwerte an einen PC zu übertragen.

In modernen Bedingungen mehr und mehr Systeme sind von Interesse für den Phased-Array, die ein komplexes Technologie basierende Multielement-piezoelektrischen Elemente zu erzeugen gerichtete Strahlen und erzeugt eine Querbild, ähnlich der medizinische Ultraschallbildgebung verwendet.

Anwendungsbereich

Ultraschall-Steuerverfahren ist in jeder Richtung der Industrie angewendet. Seine Verwendung hat sich gezeigt, dass es ebenso effektiv fast allen Arten von Schweißverbindungen in der Konstruktion zum Scannen verwendet werden kann, die eine Dicke des geschweißten Grundmetall von mehr als 4 mm aufweisen. Darüber hinaus ist das Verfahren weit verbreitet, um die Verbindung zu testen Gelenke von Gas- und Ölleitungen, und Wasser von verschiedenen hydraulischen Systemen eingesetzt. Und in Fällen , wie beispielsweise Steuer Gelenken große Dicke resultierenden Elektroschlacke- Schweißen, Ultraschallprüfung – die einzige annehmbare Methode der Kontrolle.

Die endgültige Entscheidung darüber, ob das Element geeignete oder Schweißung an die auf der Basis von drei grundlegenden Indikatoren Betrieb (Kriterien) – der Amplitude des Ursprungs konventionellen Größen.

Im allgemeinen Ultraschallprüfung – ist die Methode, die die produktivste in Bezug auf der Bild ist im Laufe Bildung von Studium der Naht (Details).

Gründe Nachfrage

Das beschriebene Steuerverfahren unter Verwendung von Ultraschall ist in gut, dass es eine viel höhere Empfindlichkeit und die Genauigkeit der Messwerte während der Erfassung von Defekten, wie Risse hat, niedriger Kosten und eine hohe Sicherheit bei der Verwendung im Vergleich zu herkömmlichen Durchstrahlungsverfahren. Bisher Ultraschall-Prüfung von Schweißverbindungen in 70-80% der Fälle von Kontrollen verwendet.

Ultraschallwandler

Ohne die Verwendung dieser Geräte ist eine zerstörungsfreien Ultraschallprüfung einfach undenkbar. Vorrichtungen verwendet zur Bildung des Erregungs- und Empfangsultraschallschwingungen.

Die Geräte sind unterschiedlich und sind eingeteilt in:

  • Verfahren zur Herstellung von Kontakt mit dem Testprodukt.
  • Verfahren zur Herstellung der piezoelektrischen Elemente in dem Schaltplan des Fehlers und die Dislokation der Elektrode relativ zum Piezoelement verbindet.
  • Akustisches Orientierung relativ zur Oberfläche.
  • Die Anzahl der piezoelektrischen Elemente (Einzel-, Doppel-, Mehrelement).
  • Die Breite des Betriebsfrequenzbandes (Schmalband- – Bandbreite von weniger als eine Oktave, Breitband – Bandbreite als eine Oktave).

Gemessene Eigenschaften Mängel

In der Welt der Technik und Industrie alle Ableitungen Standard. Ultraschallprüfung (GOST 14782-86) ist in dieser Hinsicht keine Ausnahme. Der Standard regelt, dass Defekte, die durch die folgenden Parameter gemessen werden:

  • Entspricht den Defektbereich.
  • Die Amplitude des Echosignals, das die Entfernung zu dem Defekt festgestellt wird, berücksichtigen.
  • Die Koordinaten des Defektes an dem Punkt des Schweißens.
  • Nenngröße.
  • Bedingte Abstand zwischen Defekten.
  • Die Anzahl der Defekte auf der gewählten Länge der Schweißnaht oder Verbindungsstelle.

Ausnutzung des Fehlerdetektors

Zerstörungsfreien Prüfung, die die Ultraschalltechnik ist hat seine eigene Verwendung, die besagt, dass die Hauptmessparameter – die Amplitude des Echos von dem Defekt direkt empfangen. Zur Unterscheidung Echo größte Amplitude befestigt ist, um die Ablehnung Empfindlichkeit bezeichnet. Er wiederum, konfiguriert, um eine Standardprobe unter Verwendung von Unternehmen (SOP).

Gestartet Fehler immer zeichnet sich durch seine Einstellung begleitet. Für diese Ausstellung Ablehnung Empfindlichkeit. Danach wird in dem Verfahren durch Ultraschall durchgeführt vergleicht das Echo empfängt von dem Defekt mit einem festen Niveau der Abstoßung festgestellt wird. Wenn die gemessene Amplitude größer als die Akzeptanz ist, entscheiden die Experten, dass ein Mangel nicht gültig ist. Dann wird die Naht oder das Produkt abgelehnt und zurück zur Überarbeitung geschickt.

Die häufigsten Defekte in den verschweißten Oberflächen sind der Mangel an fusion, unvollständige Durchdringung, Rissbildung, Porosität, Schlackeneinschlüsse. Es ist diese Verstöße effektiv identifiziert Inspektion mit Ultraschall.

Optionen Ultraschalluntersuchungen

Im Laufe der Zeit hat sich der Überprüfungsprozess für die Untersuchung der Schweißverbindungen mehrere wirksame Methoden erhalten. Ultraschallprüfung bietet eine ganze Reihe von Optionen unter Berücksichtigung der akustischen Studien von Metallkonstruktionen, aber die größte Popularität wurde erhalten:

  • Echo-Methode.
  • Schatten.
  • Spiegel-Schatten-Methode.
  • Echo Spiegel.
  • Delta-Methode.

Methode Nummer eins

Am häufigsten in der Industrie und die Eisenbahnen verwendet Echoimpulsverfahren. Es liegt daran, dass es mehr als 90% des Fehlers diagnostiziert wird, die aufgrund der Aufzeichnung und Analyse von fast allen Signalen, die von der Oberfläche reflektiert Defekt möglich wird.

An sich ist diese Methode, basierend auf dem Ertönen Metallprodukte Impulse von Ultraschall-Schwingungen und deren anschließende Registrierung.

Die Vorteile dieser Methode sind:

– die Möglichkeit, Einweg Zugriff auf das Produkt;

– ziemlich hohe Empfindlichkeit gegenüber internen Defekten;

– die höchste Positioniergenauigkeit des detektierten Defektes.

Allerdings gibt es Nachteile, einschließlich:

– geringe Störsicherheit Reflektoroberfläche;

– die starke Abhängigkeit der Signalamplitude von einer Defektstelle.

Beschriebene Untersuchungsmittel durch ein Paket im Produktfinder Ultraschallimpuls. Empfangen des Antwortsignals auftritt sie ähnliche oder zweiten Crawler. Das Signal kann direkt von den Defekten und auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Teilprodukte (bead) reflektiert werden.

Schatten-Methode

Es basiert auf einer detaillierten Analyse der Amplitude der Ultraschallschwingung von dem Sender an den Empfänger übertragen. In dem Fall, in dem es eine Abnahme in diesem Indikator ist, zeigt es das Vorhandensein eines Defekts. Je größer die Größe des Defekts wird kleiner sein als die Amplitude des Signals von dem Empfänger empfängt. Zu erhalten, genaue Informationen sollten koaxial Sender und Empfänger an entgegengesetzten Seiten des Testobjekts angeordnet werden. Die Nachteile dieser Technik kann eine geringe Empfindlichkeit gegenüber den Echoverfahren und die Komplexität der Sondenausrichtung (piezoelektrischen Wandler) relativ zu dem Zentralstrahl des Strahlungsmusters in Betracht gezogen werden. Es gibt jedoch Vorteile, die in Störsicherheit hoch sind, niedriger Signalamplitude in Abhängigkeit von der Fehlerstelle, keine toten Zone.

Spiegel-Schatten-Methode

Dieser Ultraschall häufig zur Qualitätskontrolle Überwachung zusammengeschweißt Verstärkung Gelenke. Die Hauptindikation, dass der Defekt festgestellt wird, ist die Dämpfung der Signalamplitude, die von der gegenüberliegenden Oberfläche reflektiert wird, (genannt in der Regel der Unterseite). Der Hauptvorteil des Verfahrens – eine leichte Erkennung von verschiedenen Defekten, die die Wurzel Dislokation Schweißung ist. Auch ist das Verfahren durch die Möglichkeit der Ein-Wege-Zugang zur Naht oder Detail charakterisiert.

Echo-Spiegelverfahren

Die effizienteste Variante von vertikal angeordneten Erfassungsfehlern. Überprüfung erfolgt mittels zwei Sonden durchgeführt, die auf einer Seite davon entlang der Oberfläche in der Nähe der Naht zu bewegen. Somit wird ihre Bewegung in der Weise durchgeführt, wie ein Sondensignal von einer anderen Sonde und doppelt reflektierte von vorhandenen Defekts abgestrahlten zu fixieren.

Der Hauptvorteil des Verfahrens: es kann verwendet werden, um die Formfehler zu bewerten, die eine Größe von mehr als 3 mm, und ist in einer vertikalen Ebene um mehr als 10 Grad umgelenkt. Das Wichtigste – zu AEDs mit der gleichen Empfindlichkeit zu verwenden. Eine solche Option ist Ultraschall aktiv verwendet, um die dickwandige Produkte und deren Schweißnähte zu prüfen.

Delta-Verfahren

Die Ultraschall-Prüfung von Schweißverbindungen verwendet Ultraschallenergie reradiated Defekt. Transversalwelle, die auf dem Defekt fällt, teilweise Spiegel reflektiert wird , teilweise in eine Längs umgewandelt und erneut emittiert die gebeugte Welle. Das Ergebnis ist eine Erfassung der Sonde Nutzwelle. Ein Nachteil des Verfahrens kann während der Steuerung von Schweißverbindungen mit einer Dicke von 15 Millimetern eine Naht Sweep ziemlich hohe Komplexität der Decodierung der empfangenen Signale in Betracht gezogen werden.

Vorteile des Ultraschalls und die Feinheit seiner Anwendung

Hochfrequenz-Schweißnähte Forschung mit Ton – ist in der Tat, nicht-zerstörende Prüfung, da diese Methode nicht in der Lage ist, eine Beschädigung der Produktteststellen zu verursachen, aber ganz genau erkennt das Vorhandensein von Defekten. Auch sollte besondere Aufmerksamkeit niedrig Kosten für den Betrieb und die hohen Ausführungsgeschwindigkeit sein. Es ist auch wichtig, dass das Verfahren für die menschliche Gesundheit absolut sicher ist. Alle Studien Metalle und Schweißungen werden auf der Basis von Ultraschall im Bereich von 0,5 MHz bis 10 MHz durchgeführt. In einigen Fällen kann es Arbeiten mit Ultraschallwellen mit einer Frequenz von 20 MHz durchführen zu müssen.

Analyse durch Ultraschall verschweißen müssen notwendigerweise durch eine ganze Reihe von vorbereitenden Maßnahmen, wie beispielsweise Reinigung oder der Oberfläche der Probeschweißung begleitet werden, einen gesteuerten Teil der spezifischen Kontaktflüssigkeiten (Gele spezielle Zwecke, Glycerin, Maschinenöl) Auftragen. All dies geschieht, um eine ordnungsgemäßen stabilen akustischen Kontakt, das schließlich das gewünschte Bild auf dem Gerät zur Verfügung stellt.

Unfähigkeit zu verwenden und Nachteile

Die Ultraschallprüfung ist absolut unpraktisch für Inspektion Verwendung von Schweißmetallverbindungen mit einer groben Struktur aufweisen, (beispielsweise aus Gusseisen oder austenitischen Schweiß mit einer Dicke von mehr als 60 Millimetern). Und alles nur, weil in solchen Fällen gibt es durchaus eine starke Streuung und Dämpfung von Ultraschall.

Auch ist es nicht möglich, vollständig zu charakterisieren eindeutig erkannten Defekt (Wolfram Inklusion und die Schlackeneinschlüssen al.).