จะทำการทดสอบอัลตราโซนิกได้อย่างไร?

การทดสอบอัลตราโซนิก(UT) เป็นหนึ่งในเทคนิคการทดสอบโดยไม่ทำลาย-ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย มีประสิทธิภาพ และเชื่อถือได้มากที่สุดในอุตสาหกรรมการผลิตสมัยใหม่ มีบทบาทสำคัญในการประมวลผล วิศวกรรมการเชื่อม และการตรวจสอบส่วนประกอบทางกลของท่อเหล็ก ภาชนะรับความดัน ฯลฯ การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงต่างจากวิธีการทดสอบแบบทำลายทั่วไปตรงที่ใช้คลื่นเสียงความถี่สูง-เพื่อเจาะวัสดุโลหะ ทำให้สามารถตรวจจับข้อบกพร่องภายในที่ซ่อนอยู่ได้โดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายใดๆ ต่อผลิตภัณฑ์

วิธีการนี้จะระบุข้อบกพร่องในการเชื่อมและรอยแตกขนาดเล็ก-ในเหล็ก การหลอมที่ไม่สมบูรณ์ การรวมตะกรัน รูพรุน การแยกชั้น ฯลฯ ภายในเหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากความไวสูง การเจาะลึก ความเร็วในการตรวจจับที่รวดเร็ว และการทำงานที่ปลอดภัย การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงจึงกลายเป็นขั้นตอนการตรวจสอบคุณภาพที่จำเป็นสำหรับท่อเหล็ก ERW ท่อเชื่อมเกลียว โครงสร้างเหล็กที่มีผนังหนา- และอุปกรณ์ท่อแรงดันสูง- เพื่อให้ได้ผลการทดสอบที่แม่นยำและมีเสถียรภาพ การทดสอบอัลตราโซนิกต้องดำเนินการอย่างเคร่งครัดตามขั้นตอนการปฏิบัติงานที่ได้มาตรฐาน รวมถึง-การเตรียมการทดสอบก่อน การสอบเทียบอุปกรณ์ การตั้งค่าพารามิเตอร์ การสแกนโพรบ การวิเคราะห์สัญญาณ และการประเมินข้อบกพร่อง

หลักการทำงานพื้นฐานของการทดสอบอัลตราโซนิก

หลักการทำงานหลักของการทดสอบอัลตราโซนิกขึ้นอยู่กับลักษณะการแพร่กระจาย การสะท้อน และการลดทอนของคลื่นอัลตราโซนิกความถี่สูง-ในสื่อโลหะแข็ง การทดสอบอัลตราโซนิกทางอุตสาหกรรมมักใช้คลื่นเสียงที่มีความถี่ตั้งแต่ 0.5 MHz ถึง 10 MHz เมื่อคลื่นอัลตราโซนิกถูกส่งไปยังภายในชิ้นงานด้วยหัววัดแบบมืออาชีพ คลื่นดังกล่าวจะกระจายอย่างสม่ำเสมอไปตามโครงสร้างเกรนโลหะ

เมื่อคลื่นเสียงพบข้อบกพร่องภายใน เช่น รอยแตก รอยตำหนิ หรือไปถึงขอบล่างของชิ้นงาน ก็จะเกิดเสียงสะท้อนสะท้อน เครื่องมือล้ำเสียงจะรับสัญญาณที่สะท้อน แปลงสัญญาณเสียงให้เป็นรูปแบบคลื่นภาพที่แสดงบนหน้าจอ และคำนวณตำแหน่งข้อบกพร่อง ความลึกและขนาดที่ฝังไว้ตามเวลาการแพร่กระจายและความกว้างของสัญญาณเสียงสะท้อน โครงสร้างโลหะที่สม่ำเสมอและหนาแน่นจะสร้างเสียงสะท้อนด้านล่างที่มั่นคงโดยไม่มีความผันผวนที่ผิดปกติ ในขณะที่ตำแหน่งที่มีข้อบกพร่องจะทำให้เกิดเสียงสะท้อนข้อบกพร่องที่ผิดปกติและทำให้เกิดการลดทอนรูปคลื่น ด้วยการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงรูปคลื่น ผู้ตรวจสอบสามารถตัดสินคุณภาพภายในของชิ้นงานได้อย่างแม่นยำ

ก่อน-งานเตรียมการทดสอบ

การเตรียมการทดสอบก่อน-มาตรฐานเป็นหลักฐานเพื่อให้แน่ใจว่าผลการทดสอบอัลตราโซนิกมีความแม่นยำ รวมถึงการรักษาพื้นผิวชิ้นงาน การตรวจสอบอุปกรณ์ การเตรียมข้อต่อ และการยืนยันความปลอดภัย

1. การทำความสะอาดและการรักษาพื้นผิวชิ้นงาน

พื้นผิวของชิ้นงานเหล็กและรอยเชื่อมมักถูกปกคลุมไปด้วยสะเก็ดเชื่อม สะเก็ดออกไซด์ สนิม สี และเสี้ยนที่ไม่สม่ำเสมอ สิ่งเจือปนเหล่านี้จะส่งผลกระทบร้ายแรงต่อผลการเชื่อมต่อระหว่างโพรบกับพื้นผิวชิ้นงาน ส่งผลให้เกิดการกระเจิงของคลื่นเสียง การลดทอนสัญญาณ และรูปคลื่นที่ผิดพลาด ก่อนการทดสอบ ผู้ปฏิบัติงานจะต้องขัดและทำความสะอาดพื้นที่การตรวจจับเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิวทั้งหมด เพื่อให้มั่นใจว่าพื้นผิวการตรวจจับจะเรียบ เรียบ และแห้ง สำหรับการตรวจสอบรอยเชื่อม ช่วงการขัดควรครอบคลุมทั้งสองด้านของรอยเชื่อมเพื่อให้แน่ใจว่าหัววัดจะเคลื่อนที่อย่างอิสระและเกิดคลื่นเสียงที่เสถียร

2. การตรวจสอบอุปกรณ์และโพรบ

อุปกรณ์ทดสอบหลักประกอบด้วยเครื่องตรวจจับข้อบกพร่องล้ำเสียง หัววัดแบบตรง หัววัดมุม สายเชื่อมต่อ และบล็อกสอบเทียบมาตรฐาน ก่อนดำเนินการ ผู้ตรวจสอบจำเป็นต้องตรวจสอบว่าแบตเตอรี่เครื่องมือเพียงพอหรือไม่ การแสดงผลหน้าจอเป็นปกติหรือไม่ และสายโพรบหลวมหรือเสื่อมสภาพหรือไม่ โพรบเป็นส่วนประกอบหลักสำหรับการส่งและรับสัญญาณ พื้นผิวโพรบที่สึกหรอจะทำให้การส่งผ่านคลื่นเสียงไม่เสถียร จำเป็นต้องยืนยันว่าหัววัดมีความไวที่ดีและไม่มีความเสียหายทางกล เพื่อให้มั่นใจว่าสัญญาณเอาท์พุตมีความเสถียรระหว่างการตรวจจับ

3. การเตรียมคู่ผสม

อากาศไม่สามารถนำคลื่นอัลตราโซนิกได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อขจัดช่องว่างอากาศระหว่างโพรบและพื้นผิวชิ้นงาน จำเป็นต้องใช้ข้อต่อพิเศษ couplants อุตสาหกรรมมักเป็นกาวสูตรน้ำ- กลีเซอรีน หรือกาวสำหรับข้อต่ออัลตราโซนิคแบบมืออาชีพ ข้อต่อสามารถเติมเต็มช่องว่างเล็กๆ บนพื้นผิว ลดการลดทอนของคลื่นเสียง ปรับปรุงเสถียรภาพของข้อต่อ และรับประกันว่าคลื่นอัลตราโซนิกสามารถเข้าสู่ภายในชิ้นงานได้อย่างราบรื่น ก่อนการทดสอบ ให้ทา couplant ที่มีความหนาปานกลางเท่าๆ กันบนพื้นที่ตรวจจับ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้มีการเคลือบมากเกินไปหรือไม่เพียงพอซึ่งส่งผลต่อผลการทดสอบ

การสอบเทียบอุปกรณ์และการตั้งค่าพารามิเตอร์

การสอบเทียบเป็นการเชื่อมโยงทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดเพื่อรับรองความถูกต้องแม่นยำของการทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง หากไม่มีการสอบเทียบที่เป็นมาตรฐาน เครื่องมือจะไม่สามารถระบุตำแหน่งและระบุปริมาณข้อบกพร่องได้อย่างแม่นยำ

1. การสอบเทียบเครื่องมือด้วยบล็อกทดสอบมาตรฐาน

ผู้ตรวจสอบจำเป็นต้องใช้บล็อกการสอบเทียบมาตรฐานอุตสาหกรรม เช่น บล็อก IIW-V1 เพื่อทำการสอบเทียบความเร็วเสียง การสอบเทียบจุด-จุดศูนย์ และการสอบเทียบความไว การสอบเทียบความเร็วเสียงช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องมือตรงกับความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นอัลตราโซนิกในวัสดุเหล็ก การสอบเทียบจุดศูนย์-ช่วยลดข้อผิดพลาดของระบบที่เกิดจากความล่าช้าของโพรบ การสอบเทียบความไวจะปรับเกนของเครื่องมือเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถระบุข้อบกพร่องระดับไมโคร-ได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลังจากการสอบเทียบ เครื่องมือสามารถแปลงเวลาการแพร่กระจายของคลื่นเสียงให้เป็นข้อมูลความลึกและตำแหน่งของข้อบกพร่องจริงได้อย่างแม่นยำ

2. การเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสม

ตามวัสดุชิ้นงาน ความหนาของผนัง และประเภทการเชื่อม ให้เลือกความถี่อัลตราโซนิกและประเภทโพรบที่เหมาะสม หัววัดแบบตรงส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการตรวจจับการแยกตัวภายในและการวัดความหนาของแผ่นเหล็ก ในขณะที่หัววัดมุมเหมาะสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องของรอยเชื่อม เช่น ฟิวชั่นและรอยแตกที่ไม่สมบูรณ์ สำหรับท่อเหล็กผนังหนา-และโครงสร้างเหล็กหนัก โพรบความถี่ต่ำ-จะถูกเลือกเพื่อการเจาะทะลุที่แข็งแกร่ง สำหรับชิ้นงานที่มีผนังบาง-และมีความแม่นยำสูง- มีการใช้โพรบความถี่สูง-เพื่อปรับปรุงความไวและความละเอียดในการตรวจจับ

ขั้นตอนการดำเนินการทดสอบอัลตราโซนิกมาตรฐาน

1. การสแกนโพรบและการรวบรวมสัญญาณ

หลังจากเสร็จสิ้นการเตรียมและการสอบเทียบแล้ว ก็สามารถดำเนินการตรวจจับด้วยการสแกนอัลตราโซนิกอย่างเป็นทางการได้ ผู้ตรวจสอบจะยึดโพรบไว้อย่างมั่นคงและทำการสแกนเชิงเส้นสม่ำเสมอ การสแกนการเคลื่อนที่ด้านข้าง และการสแกนแบบหมุนบนพื้นผิวชิ้นงาน ในระหว่างกระบวนการสแกน ความเร็วในการเคลื่อนที่จะต้องคงที่และต่อเนื่องเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้พื้นที่การตรวจจับหายไป สำหรับการทดสอบการเชื่อม หัววัดจะต้องเคลื่อนไปมาทั้งสองด้านของตะเข็บเชื่อมเพื่อให้แน่ใจว่าครอบคลุมพื้นที่เชื่อมและความร้อนทั้งหมด- อุปกรณ์อัลตราโซนิกจะรวบรวม-สัญญาณเสียงสะท้อนแบบเรียลไทม์อย่างต่อเนื่องระหว่างการสแกน และแสดงการเปลี่ยนแปลงรูปคลื่นแบบไดนามิกบนหน้าจอ

2. การสังเกตและการตัดสินรูปคลื่นตามเวลาจริง-

ในระหว่างกระบวนการสแกน ผู้ตรวจสอบจะสังเกตการเปลี่ยนแปลงของรูปคลื่นแบบเรียลไทม์ หากรูปคลื่นมีความเสถียรโดยมีเพียงเสียงสะท้อนจากด้านล่างปกติและไม่มียอดที่ยื่นออกมาผิดปกติ โครงสร้างภายในของชิ้นงานจะมีความสม่ำเสมอและไม่มีข้อบกพร่อง- หากจุดสูงสุดของเสียงสะท้อนที่ผิดปกติปรากฏขึ้นที่ตำแหน่งกึ่งกลางของเส้นฐานเวลา แสดงว่ายังมีข้อบกพร่องภายใน ตำแหน่งแนวนอนของเสียงสะท้อนของข้อบกพร่องสอดคล้องกับความลึกของข้อบกพร่อง และความสูงของแอมพลิจูดของเสียงสะท้อนสะท้อนถึงขนาดและความรุนแรงของข้อบกพร่อง เมื่อพบสัญญาณที่ผิดปกติ จำเป็นต้องสแกนและจัดตำแหน่งซ้ำเพื่อยืนยันตำแหน่งข้อบกพร่องที่ถูกต้อง

3. การระบุปริมาณและการทำเครื่องหมายข้อบกพร่อง

หลังจากยืนยันสัญญาณข้อบกพร่องแล้ว ผู้ตรวจสอบจะดำเนินการวัดปริมาณที่แม่นยำ รวมถึงการวัดความลึก ความยาว และความกว้างของการฝังข้อบกพร่อง และตัดสินประเภทของข้อบกพร่องตามคุณลักษณะของรูปคลื่น ข้อบกพร่องของการแตกร้าวมักจะทำให้เกิดเสียงสะท้อนที่คมชัดและสูง- ในขณะที่การรวมตะกรันและความพรุนจะแสดงรูปคลื่นที่กระจัดกระจายและไม่สม่ำเสมอ หลังจากการวัดข้อมูลเสร็จสิ้น ให้ทำเครื่องหมายตำแหน่งที่มีข้อบกพร่องบนพื้นผิวชิ้นงานด้วยปากกามาร์กกิ้ง เพื่ออำนวยความสะดวกในการซ่อมแซมและการตรวจสอบซ้ำในภายหลัง-

หลัง-การประมวลผลการทดสอบและการบันทึกผลลัพธ์

หลังจากการตรวจจับเสร็จสิ้น จำเป็นต้องทำความสะอาดข้อต่อที่ตกค้างบนพื้นผิวชิ้นงาน เพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนในระยะยาว-ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพพื้นผิวของผลิตภัณฑ์เหล็ก จากนั้น จัดเรียงข้อมูลการทดสอบ บันทึกข้อมูลจำเพาะของชิ้นงาน เวลาการทดสอบ พารามิเตอร์อุปกรณ์ ตำแหน่งข้อบกพร่อง ขนาดข้อบกพร่อง และผลการประเมินโดยละเอียด และสร้างรายงานการทดสอบอัลตราโซนิกที่สมบูรณ์ สำหรับชิ้นงานที่เกินมาตรฐานการยอมรับข้อบกพร่อง ให้ทำเครื่องหมายว่าเป็นผลิตภัณฑ์ที่ไม่เข้าเกณฑ์ แยกผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่อง และจัดเตรียมการซ่อมแซมการเชื่อมหรือการกำจัดของเสีย สำหรับชิ้นงานที่ผ่านการรับรอง ให้เก็บบันทึกการทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถตรวจสอบย้อนกลับผลิตภัณฑ์ได้ สุดท้าย ปิดอุปกรณ์ทดสอบ จัดเรียงโพรบและสายไฟ และดำเนินการบำรุงรักษาอุปกรณ์ที่ไซต์งาน-

ประเด็นทางเทคนิคที่สำคัญและการป้องกันข้อผิดพลาดทั่วไป

ในการดำเนินการทดสอบอัลตราโซนิกจริง ปัจจัยหลายประการอาจนำไปสู่ผลลัพธ์การตรวจจับที่ไม่ถูกต้อง รวมถึงการเชื่อมต่อโพรบที่ไม่เสถียร การสอบเทียบพารามิเตอร์ที่ไม่ถูกต้อง ความเร็วในการสแกนที่มากเกินไป และความขรุขระของพื้นผิว เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการตรวจจับ ผู้ตรวจสอบจะต้องแนบโพรบไว้ใกล้กับพื้นผิวชิ้นงานในระหว่างการสแกนเพื่อหลีกเลี่ยงการสั่นและการเอียง ความเร็วในการสแกนไม่ควรเร็วเกินไปเพื่อป้องกันข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ ที่หายไป- ต้องมีการสอบเทียบอุปกรณ์และการเปลี่ยนโพรบเป็นประจำเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรในการตรวจจับในระยะยาว- นอกจากนี้ ผู้ตรวจสอบจำเป็นต้องแยกแยะรูปคลื่นปลอมที่เกิดจากความหยาบของพื้นผิวและขอบเขตของโครงสร้างเพื่อหลีกเลี่ยงการตัดสินที่ผิดและการตรวจจับที่ผิดพลาด เพื่อให้มั่นใจถึงความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของผลการทดสอบ

โดยสรุป การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเป็นเทคโนโลยีการตรวจจับที่ไม่ทำลาย-อย่างเป็นระบบ ได้มาตรฐาน และเป็นมืออาชีพ กระบวนการทดสอบที่สมบูรณ์ประกอบด้วยการเตรียมพื้นผิวก่อน-การทดสอบ การสอบเทียบอุปกรณ์และการตั้งค่าพารามิเตอร์ การสแกนโพรบที่ได้มาตรฐาน การวิเคราะห์รูปคลื่นแบบเรียลไทม์- การหาปริมาณข้อบกพร่อง และ-การบันทึกข้อมูลหลังการทดสอบ แตกต่างจากการดำเนินการตรวจจับทั่วไป การทดสอบอัลตราโซนิคที่แม่นยำต้องอาศัยข้อกำหนดเฉพาะของกระบวนการที่เข้มงวด การสอบเทียบอุปกรณ์ที่แม่นยำ และประสบการณ์ในการพิจารณารูปคลื่นที่หลากหลาย การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงทางวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับข้อบกพร่องภายในที่ซ่อนอยู่ในท่อเหล็ก รอยเชื่อม และส่วนประกอบทางกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขจัดอันตรายด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้น และรับประกันความเสถียรของโครงสร้างและความปลอดภัยในการปฏิบัติงานของอุปกรณ์อุตสาหกรรม ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของข่าวกรองทางอุตสาหกรรม เทคโนโลยีการสแกนอัลตราโซนิกอัตโนมัติและการวิเคราะห์รูปคลื่นดิจิทัลจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความแม่นยำในการตรวจจับให้ดียิ่งขึ้น ทำให้การทดสอบอัลตราโซนิกเป็นวิธีการควบคุมคุณภาพหลักที่ขาดไม่ได้ในวิศวกรรมการผลิตและการเชื่อมเหล็กสมัยใหม่