Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 47
Warning: preg_replace(): The /e modifier is no longer supported, use preg_replace_callback instead in /var/www/u1725042/data/www/shearwave.ru/wp-content/plugins/latex/latex.php on line 49
2 марта 2015 г. в ООО "Микроакустика-М" на семинаре был представлен доклад "Особенности контроля тонкостенных сварных соединений дефектоскопом с фазированными антенными решетками Isonic 2010".
Постановка задачи
1. Разработать методику контроля продольных сварных швов обечайки, кольцевых сварных швов приварки днищ, мест перекрестий сварных швов при толщине от 3,9 мм и радиусом от 179 мм
2. Предложить типы контрольных и настроечных отражателей
3. Контроль необходимо осуществить 3 МГц 16-элементной фазированной антенной решеткой в режиме секторного сканирования
Мешающие факторы
1. Необходимо обеспечить контроль сварных соединений толщиной 3,9 мм диаметром 358 мм и толщиной 5,0 мм диаметром 610 мм
2. Возможность фокусировки отсутствует, т.к. ближняя зона для 3 МГц преобразователя находится в призме
3. Контроль прямыми лучами затруднителен
4. Необходимо исключить возникновение волн Лэмба
5. Необходимо учитывать вид швов - продольные или поперечные (работа по выпуклой поверхности)
6. По возможности проработать вопрос наложения сигналов от многократно отраженных лучей
7. Широкие зоны усиления и провисания шва при малой толщине стенок резервуаров
Оборудование
1. Дефектоскоп с фазированной антенной решеткой Isonic 2010 компании Sonotron
2. Фазированная антенная решетка 3 МГц, 16 элементов
3. Притертые призмы производства ООО «Микроакустика-М»
4. Дефектоскоп OmniScan компании Olympus с 16-элементной 5 МГц ФАР
Объект контроля
Настроечные образцы
Основные РД и справочные издания
1. ГОСТ 14782-86 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые»
2. СТО 00220256-005-2005 «Швы стыковых, угловых и тавровых сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Методика ультразвукового контроля», разработчики – ОАО «НИИХИММАШ», ОАО «ИркутскНИИхиммаш»
3. И.Н. Ермолов, А.Х. Вопилкин, В.Г. Бадалян «Расчеты в ультразвуковой дефектоскопии (краткий справочник)» ООО НПЦ НК «ЭХО+», Москва, 2004
4. «Введение в технологию применения фазированных антенных решеток» RD Tech, 2007
5. Руководство по неразрушающему контролю деталей подвижного состава метрополитена. ЛИВЕ 415119.905 РНК. 2014
Формулы акустического тракта
Формула для расчета плоскодонного отражателя:
Формула для расчета засверловки:
Формула для расчета сквозного вертикального цилиндрического отверстия (сверления):
Формула для расчета сферического отражателя:
Формула для расчета бесконечного цилиндра:
Эквивалентная площадь Sэкв=0,9 кв.мм
Типы рассматриваемых отражателей в СОПах:
1. Засверловка диаметром 2 мм
2. Сквозное вертикальное сверление диаметром 2 мм
3. Полусфера (сфера) диаметром 2 мм
4. Сегмент с эквивалентной площадью 0,9 кв. мм
5. Бесконечный цилиндр (полуцилиндр) диаметром 2 мм
Рассчитаны амплитуды сигналов и получены акустические изображение.
1. Засверловка
При диаметре засверловки, равной 2 мм, требуемая высота рассчитывается по формуле:
Достоинства засверловки:
1. Простота изготовления (технологичность)
2. Амплитуда при пересчете Sэкв не зависит от расстояния, только от угла ввода
3. Подходит для настройки поперечных швов, продольных, перекрестий
4. Не требуется учитывать и рассчитывать глубину хода сверла (в отличие от сегмента)
Недостатки засверловки:
1. Присутствует влияние дифракции из-за малого диаметра
2. Необходимо рассчитывать размер отражателя в зависимости от угла ввода
Акустическое изображение засверловки ø2 мм на глубину 1,5 мм в основном металле сверху
Акустическое изображение засверловки ø2 мм на глубину 1,5 мм в основном металле снизу
2. Сквозное вертикальное сверление
Диаметр сквозного вертикального сверления рассчитывается по формуле:
Требуемый диаметр для обеспечения Sэкв=0,9 кв. мм оказывается слишком мал, было предложено вертикальное сверление диаметром 2 мм. Необходимо пересчитать для различных углов эквивалентные размеры.
Достоинства сквозного вертикального сверления
1. Простота изготовления (технологичность)
2. Подходит для любых углов
3. Можно использовать один отражатель для настройки как поперечных швов, так и для продольных
Недостатки сквозного вертикального сверления
1. При маленьком диаметре сильно влияние дифракции, нельзя использовать диаметры менее длины волны
2. Зависимость размера меняется в зависимости от угла ввода
3. Зависимость размера меняется от расстояния
В связи с тем, что рассчитанный диаметр отражателя требуется очень маленький (менее 1 мм), использовать его нельзя.
Предложен способ настройки по сверлению диаметром 2 мм с введением соответствующего поправочного коэффициента.
Акустическое изображение сквозного вертикального сверления ø2 мм в основном металле
3. Полусфера ø2 мм
Диаметр сферы, мм:
При диаметре сферы 2 мм, S’, мм2
Поправочный коэффициент, дБ
Достоинства сферы
Высокая технологичность
Недостатки сферы
Требуемый диаметр – более 3‑х мм, а для толщин 3,9 мм это недопустимо
Акустическое изображение полусферы ø2 мм сверху в основном металле
Акустическое изображение полусферы ø2 мм снизу в основном металле
4. Боковое цилиндрическое отверстие
Диаметр бокового цилиндрического отверстия:
Предложен бесконечный паз с цилиндрической поверхностью (боковое цилиндрическое отверстие) диаметром 2 мм. Необходимо пересчитать для различных углов эквивалентные размеры.
Достоинства БЦО:
1. Высокая технологичность
2. Хорошо использовать в качестве отражателя для выравнивания чувствительности по углам
Недостатки БЦО:
Если использовать в качестве браковочного уровня, то требуемый диаметр - менее 0,5 мм (!!!), т.е. меньше длины волны, сильное влияние дифракции
Требуемый диаметр для обеспечения Sэкв менее длины волны (менее 0,5 мм), применять его нельзя.
Предложен способ использовать отражатель диаметром 2 мм с последующим пересчетом в Sэкв (6÷11 дБ).
5. Сегмент
Достоинства сегментного отражателя:
1. Минимальное влияние дифракции
2. Хороший, очевидный образ сигнала
3. Нет необходимости пересчитывать размер в зависимости от расстояния и угла наклона
Недостатки сегментного отражателя:
1. Для не плоских поверхностей не очевидна глубина хода сверла (сложно оценить, под каким углом изготавливать для внутренней и внешней поверхностей)
2. Потребуются разные отражатели разного размера для контроля продольных и поперечных швов, перекрестий (необходимо рассчитывать глубину хода сверла)
3. Сложно настроить ВРЧ
Акустическое изображение нижнего сегмента 60º
Акустическое изображение верхнего сегмента 70º
Акустическое изображение нижнего сегмента 60º на OmniScan
Акустическое изображение верхнего сегмента 70º OmniScan
Вывод
Для настройки браковочного уровня чувствительности и ВРЧ рекомендовано использовать сегмент с размером отражающей поверхности 0,9 мм2, а в качестве настройки чувствительности по углам – бесконечный паз с цилиндрической поверхностью (боковое цилиндрическое отверстие) или вогнутую поверхность.
Образец для настройки угловой чувствительности может быть таким:
Образец для настройки браковочной чувствительности и ВРЧ:
Порядок настройки:
1. Рекомендуемый выбор углов ввода – диапазон от 56⁰ до 73⁰. Углы 64÷73⁰ для контроля однократно отраженными лучами и 56÷64⁰ для контроля двукратно отраженными лучами. Для настройки используем 70⁰ для однократно отраженных лучей и 60⁰ для двукратно отраженных лучей.
2. Подключить ФАР с призмой к дефектоскопу. Установить:
скорость УЗК 3260 м/с
толщина изделия 3,9 мм
угол ввода 65 град
3. Провести настройку ВРЧ
4. Провести выравнивание чувствительности по углам
Основные отличия при контроле и настройке тонкостенных сварных не плоских соединений
Isonic
1. Необходимо применять притертую призму
2. Калибровка скорости и времени задержки в призме не производится
3. Настройка чувствительности осуществляется по вогнутой поверхности СОПа, полученного из ОК, отдельно для продольных, поперечных швов и перекрестий
4. Настройка ВРЧ – по сегментам. Минусы – сокращается диапазон, в котором можно настроить ВРЧ
5. Настройка браковочного уровня – по сегментам в СОПе
OmniScan
1. Использовалась штатная непритертая призма
2. Калибровка скорости и времени задержки в призме проведена по стандартному образцу СО-3
3. Калибровка чувствительности (для выравнивая чувствительности по выбранным углам) – по 2-мм отверстиям в СО-3Р на глубине 8 или 12 мм
4. Настройка ВРЧ – по 2-мм отверстиям в СО-3Р, расположенным на глубинах 6, 8 и 12 мм.
5. Настройка браковочного уровня – по СОПу, выполненному с сегментными отражателями, ориентированными под углом 70⁰ для верхнего сегмента и 60⁰ для нижнего сегмента