Das Prinzip und die Eigenschaften der Ultraschallprüfung (UT)
Ultraschallprüfung, die als UT bezeichnete Branche, ist die am weitesten verbreitete zerstörungsfreie Prüfung in der Industrie (zerstörungsfreie Prüfung), die höchste Frequenz und die schnelle Entwicklung einer zerstörungsfreien Prüftechnologie. Kann bei der Qualitätskontrolle der Produktherstellung, der Rohstoffinspektion, der Prozessverbesserung und anderen Aspekten eingesetzt werden, ist aber auch eines der unverzichtbaren Mittel zur Gerätewartung.
Die Hauptanwendungen der Ultraschallprüfung sind die Erkennung makroskopischer Fehler im Inneren von Werkstücken und die Messung der Materialdicke.
Die Ultraschalldetektion lässt sich nach unterschiedlichen Merkmalen in verschiedene Methoden einteilen:
(1) Klassifizierung nach Prinzip: Ultraschall-Pulsreflexionsverfahren, Beugungs-Zeit-of-Flug-Beugung (TOFD) usw.
(2) Klassifiziert nach Anzeigemodus: A-Typ-Anzeige, Ultraschall-Bildgebungsanzeige (B-, C-, D-, P-Scanning-Bildgebung, Dual-Array-Bildgebung usw.).
Prinzip der Ultraschallerkennung
Bei der Ultraschallerkennung handelt es sich im Wesentlichen um die Verwendung von Ultraschallwellen und die Wechselwirkung von Materie: Reflexion, Brechung und Beugung.
(1) Was ist Ultraschall?
Wir nennen die mechanischen Wellen, die das Hören verursachen können, Schallwellen mit einer Frequenz zwischen {{0}}Hz, und die mechanischen Wellen mit einer Frequenz über 20.000 Hz werden Ultraschallwellen genannt, die für den Menschen nicht hörbar sind. Zur Erkennung von Metallmaterialien wie Stahl verwenden wir üblicherweise Ultraschallwellen mit einer Frequenz von 0,5 bis 10 MHz. (1MHz=10 hoch sechsten Hz)
(2) Wie sendet und empfängt man Ultraschallwellen?
Das Kernelement der Ultraschallsonde ist ein piezoelektrischer Kristall, der einen piezoelektrischen Effekt hat: Unter der Wirkung von Wechselspannung und Druckspannung kann der Kristall ein elektrisches Wechselfeld erzeugen.
Wenn der hochfrequente elektrische Impuls den piezoelektrischen Kristall anregt, tritt der inverse piezoelektrische Effekt auf und die elektrische Energie wird in Schallenergie (mechanische Energie) umgewandelt, und die Sonde sendet intermittierend Ultraschallwellen in Form von Impulsen, also Pulswellen, aus. Wenn die Sonde Ultraschallwellen empfängt, entsteht ein positiver piezoelektrischer Effekt, der Schallenergie in elektrische Energie umwandelt.
Die für die Ultraschallerkennung verwendete herkömmliche Sonde besteht im Allgemeinen aus einem piezoelektrischen Wafer, einem Dämpfungsblock, einer Verbindung, einem Kabel, einer Schutzfolie und einem Gehäuse, das im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt wird: gerade Sonde und geneigte Sonde, wobei letztere normalerweise einen diagonalen Block aufweist, der dies ermöglicht der Wafer und die einfallende Oberfläche in einem bestimmten Winkel.
Das folgende Diagramm zeigt eine typische geneigte Sondenstruktur
Das Folgende ist ein physikalisches Bild der geneigten Sonde:
Das Sondenmodell: 2,5P8* 12K2,5, seine Parameter sind:
a) 2,5 stellt die Frequenz f dar: 2,5 MHz;
b) P stellt das Chipmaterial dar: Bleizirkonat-Titanat-Keramik mit guter Temperaturstabilität, hervorragenden elektrischen Eigenschaften, einfacher Herstellung und niedrigem Preis;
c) 8*12 steht für rechteckige Chipgröße: 8mm*12mm;
d) K2.5 stellt dar: Der Tangenswert des Brechungswinkels der geneigten Sonde beträgt 2,5, d. h. tan(68,2 Grad)=2.5, und sein Brechungswinkel beträgt 68,2 Grad.
Typ-A-Anzeige des Funktionsprinzips der Ultraschall-Pulsreflexionsmethode:
Die von der Schallquelle erzeugte Impulswelle dringt in das Werkstück ein und die Ultraschallwelle breitet sich in einer bestimmten Richtung und Geschwindigkeit im Werkstück vorwärts aus. Beim Auftreffen auf die Grenzfläche mit unterschiedlicher akustischer Impedanz auf beiden Seiten (der Unterschied in der akustischen Impedanz wird häufig durch Diskontinuitäten im Material wie Risse, Poren, Schlackeneinschlüsse usw. verursacht) wird ein Teil der Schallwelle reflektiert Erkennungsgeräte akzeptieren und zeigen Folgendes an: Analysieren Sie Informationen wie Amplitude und Position der Schallwelle und bewerten Sie, ob der Defekt vorliegt oder wie groß und positioniert der Defekt ist.
Typ A zeigt die Eigenschaften des Ultraschall-Pulsreflexionsverfahrens
1. Geltungsbereich
Geeignet für Metall-, Nichtmetall- und Verbundwerkstoffe sowie andere Teile.
a) Prüfung von Rohstoffen und Teilen: Stahlblech, Stahlschmiedeteile, Aluminium- und Aluminiumlegierungsplatten, Titan- und Titanlegierungsplatten, Verbundplatten, nahtlose Stahlrohre usw.
b) Inspektion von Stumpfschweißverbindungen: Stumpfverbindungen aus Stahl (einschließlich Kehlnähte, T-Schweißverbindungen, Stützrahmen und Strukturteile), Stumpfverbindungen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen
Unten ist eine Stahlstoßverbindung: T-Schweißverbindung.
2. die Vorteile des in Typ A dargestellten Ultraschall-Pulsreflexionsverfahrens
a) Starke Eindringfähigkeit, kann die inneren Defekte des Werkstücks innerhalb eines großen Dickenbereichs erkennen. Bei Metallmaterialien können dünnwandige Rohre und Platten mit einer Dicke von 1 bis 2 mm sowie mehrere Meter lange Schmiedestücke aus Stahl erkannt werden.
b) Der Fehlerort ist genauer.
c) Die Erkennungsrate von Flächenfehlern ist höher.
d) Hohe Empfindlichkeit, kann anhand der Innengröße des Werkstücks sehr kleine Fehler erkennen. Die theoretische Empfindlichkeit der Ultraschallerkennung beträgt etwa die Hälfte der Ultraschallwellenlänge. Wenn das Erkennungsobjekt Stahl ist, wird eine geneigte Ultraschallsonde mit einer Frequenz von 2,5 MHz verwendet, und die Empfindlichkeit beträgt etwa 0,65 mm.
e) Die Erkennungskosten sind niedrig, die Geschwindigkeit ist hoch, die Ausrüstung ist leicht, harmlos für den menschlichen Körper und die Umwelt und der Einsatz vor Ort ist bequemer.
3. die Einschränkungen der in Typ A dargestellten Ultraschall-Pulsreflexionsmethode
a) Eine genaue qualitative und quantitative Analyse von Fehlern im Werkstück muss noch weiter untersucht werden.
b) Es ist schwierig, eine Ultraschallprüfung an Werkstücken mit komplexer oder unregelmäßiger Form durchzuführen.
c) Der Ort, die Ausrichtung und die Form des Fehlers haben einen gewissen Einfluss auf das Erkennungsergebnis.
d) Werkstückmaterial, Korngröße usw. haben einen größeren Einfluss auf die Erkennung.
e) Die Anzeige der Testergebnisse ist nicht intuitiv und es gibt keine direkte Zeugenaufzeichnung der Testergebnisse.
Um besser sicherzustellen, dass im Inneren des Produkts keine Mängel auftreten, werden nach dem Walzen und Schmieden Ultraschallfehlerprüfungen durchgeführt, insbesondere bei Behältern aus Edelstahl 304.316 ll 321304 310 s347. 410 s440c. Getriebeachse mit legiertem Stahl, 4140. SCM440, SCM420, SCM4151.7225, 8620434. Formstahl, D2, SKD11, 1.2379, 1.2344, H13, P20 und 718, 1.2343, H11, H10, SKD61. Sichuan Liaofu Special Steel Trading Co., Ltd. kann Ihnen die oben genannten Qualitätsmaterialien liefern. Die Produkte des Unternehmens werden nach Europa, Amerika und Südostasien exportiert. Gerne können Sie sich beraten lassen.