अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाने में प्रयुक्त जांच का वर्गीकरण, कार्य और चयन सिद्धांत
1. अल्ट्रासोनिक जांच का वर्गीकरण:
अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाने में, विभिन्न आकृतियों, सामग्रियों, दोष का पता लगाने के उद्देश्यों और परीक्षण किए गए वर्कपीस की दोष का पता लगाने की स्थिति के कारण विभिन्न प्रकार की जांच की आवश्यकता होती है। अल्ट्रासोनिक जांच को विभिन्न प्रेरण विधियों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है, आमतौर पर निम्न प्रकार होते हैं।
1) पता लगाए गए वर्कपीस में उत्पन्न तरंग प्रकार के अनुसार, इसे अनुदैर्ध्य तरंग जांच, अनुप्रस्थ तरंग जांच, प्लेट तरंग (भेड़ की लहर) जांच, रेंगने वाली लहर जांच और सतह तरंग जांच में विभाजित किया जा सकता है।
2) घटना ध्वनि बीम की दिशा के अनुसार, इसे सीधी जांच और तिरछी जांच में विभाजित किया जा सकता है।
3) जांच के युग्मन मोड और परीक्षण किए गए वर्कपीस की सतह के अनुसार, इसे संपर्क जांच और तरल विसर्जन जांच में विभाजित किया जा सकता है।
4) जांच में पीजोइलेक्ट्रिक वेफर की सामग्री के अनुसार, इसे साधारण पीजोइलेक्ट्रिक वेफर जांच और समग्र पीजोइलेक्ट्रिक वेफर जांच में विभाजित किया जा सकता है।
5) जांच में पीजोइलेक्ट्रिक वेफर्स की संख्या के अनुसार, इसे सिंगल क्रिस्टल जांच, डबल क्रिस्टल जांच और पॉलीक्रिस्टलाइन जांच में विभाजित किया जा सकता है।
6) अल्ट्रासोनिक ध्वनि बीम पर ध्यान केंद्रित किया जा सकता है या नहीं, इसे केंद्रित जांच और गैर-केंद्रित जांच में विभाजित किया गया है।
7) अल्ट्रासोनिक आवृत्ति स्पेक्ट्रम के अनुसार, इसे ब्रॉडबैंड और नैरोबैंड जांच में विभाजित किया जा सकता है।
8) मैचिंग डिटेक्शन वर्कपीस की वक्रता के अनुसार, इसे फ्लैट जांच और घुमावदार जांच में विभाजित किया जा सकता है।
9) विशेष जांच। सामान्य जांच के अलावा, विशेष परिस्थितियों में और विशेष उद्देश्यों के लिए कुछ जांच होती है।
2. सामान्य विशिष्ट जांच की भूमिका
1) अनुदैर्ध्य तरंग जांच को आमतौर पर सीधी जांच कहा जाता है, जो मुख्य रूप से पता लगाने की सतह के समानांतर दोषों का पता लगाने के लिए उपयोग की जाती है, जैसे कि प्लेट, कास्टिंग, फोर्जिंग, आदि।
2) शीयर वेव ओब्लिक प्रोब शीयर वेव डिटेक्शन का उपयोग करते हैं। आपतित कोण पहले क्रांतिक कोण और दूसरे क्रांतिक कोण के बीच है और अपवर्तित तरंग शुद्ध अपरूपण तरंग है। यह मुख्य रूप से पता लगाने की सतह पर लंबवत या एक निश्चित कोण पर दोषों का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है। वेल्ड, पाइप और फोर्जिंग के निरीक्षण के लिए उपयोग किया जाता है।
3) अनुदैर्ध्य तरंग तिरछी जांच एक जांच है जिसका आपतित कोण पहले क्रांतिक कोण से छोटा होता है। उद्देश्य दोष निरीक्षण के लिए छोटे कोण अनुदैर्ध्य तरंगों का उपयोग करना है, या जब अनुप्रस्थ तरंग क्षीणन बहुत बड़ा है, तो अनुदैर्ध्य तरंग तिरछी घटना निरीक्षण करने के लिए मजबूत अनुदैर्ध्य तरंग पैठ की विशेषताओं का उपयोग करें। उपयोग करते समय, नमूने में अनुप्रस्थ तरंग हस्तक्षेप की उपस्थिति पर ध्यान दें।
4) रेंगने वाली लहर जांच। चूंकि रेंगने वाली लहर का कोण 75º～83º के बीच होता है, जो निरीक्षण किए जाने वाले वर्कपीस की मोटाई दिशा के लगभग लंबवत होता है, और यह वर्कपीस में ऊर्ध्वाधर दरार के साथ 90º के करीब होता है, इसमें ऊर्ध्वाधर दरारों के लिए अच्छी पहचान संवेदनशीलता होती है। , और इसमें वर्कपीस के लिए अच्छी पहचान संवेदनशीलता है। सतह खुरदरापन की आवश्यकता अधिक नहीं है, और यह सतह और निकट-सतह दरार का पता लगाने के लिए उपयुक्त है।
5) सतह तरंग (रेले तरंग) जांच का घटना कोण उस महत्वपूर्ण कोण के पास होना चाहिए जहां रेले तरंग उत्पन्न होती है, आमतौर पर दूसरे महत्वपूर्ण कोण से थोड़ा बड़ा होता है। चूंकि सतह तरंग की ऊर्जा सतह के नीचे 2 तरंग दैर्ध्य के भीतर केंद्रित होती है, सतह की दरारों के निरीक्षण की संवेदनशीलता बहुत अधिक होती है, और निरीक्षण मुख्य रूप से सतह या निकट-सतह दोषों के लिए होता है।
6) दोहरी क्रिस्टल जांच। दोहरी क्रिस्टल जांच में दो पीजोइलेक्ट्रिक वेफर्स होते हैं, एक का उपयोग अल्ट्रासोनिक तरंगों को प्रसारित करने के लिए किया जाता है, और दूसरे का उपयोग अल्ट्रासोनिक तरंगों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है। घटना कोण αL के अंतर के अनुसार, इसे अनुदैर्ध्य तरंग दोहरी क्रिस्टल सीधी जांच और अनुप्रस्थ तरंग दोहरी क्रिस्टल तिरछी जांच में विभाजित किया गया है। दोहरी क्रिस्टल जांच के निम्नलिखित फायदे हैं: उच्च संवेदनशीलता, कम अव्यवस्था, छोटा अंधा क्षेत्र, कार्यक्षेत्र में निकट क्षेत्र की छोटी लंबाई, और समायोज्य पहचान सीमा। दोहरी क्रिस्टल जांच मुख्य रूप से निकट-सतह दोषों का पता लगाने के लिए उपयोग की जाती है।
3. अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाने में जांच का चयन सिद्धांत
विभिन्न प्रदर्शनों के साथ कई प्रकार की अल्ट्रासोनिक जांच होती है। इसलिए, अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाने वाली वस्तु के आकार, अल्ट्रासोनिक क्षीणन और तकनीकी आवश्यकताओं के अनुसार, जांच का एक उचित चयन सही और विश्वसनीय दोष का पता लगाने के परिणाम सुनिश्चित करने का आधार है। अल्ट्रासोनिक जांच की पसंद मुख्य रूप से परिलक्षित होती है: जांच प्रकार, जांच आवृत्ति, जांच चिप आकार और जांच कोण, आदि।
३.१ जांच प्रकार
आम तौर पर, जांच के रूप को वर्कपीस के आकार और दोष के स्थान और दिशा के अनुसार चुना जाना चाहिए, और अल्ट्रासोनिक बीम अक्ष को दोष के लंबवत बनाने का प्रयास करें। विवरण के लिए, कृपया उपर्युक्त सामान्य विशिष्ट जांच के कार्य भाग को देखें।
३.२ जांच आवृत्ति
अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाने की आवृत्ति 0.5 और 15MHz के बीच है, और चयन सीमा अपेक्षाकृत बड़ी है। आम तौर पर, आवृत्ति का चयन करते समय निम्नलिखित कारकों पर विचार किया जाना चाहिए।
1) अल्ट्रासोनिक तरंगों के विवर्तन के कारण, अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाने की संवेदनशीलता लगभग डेढ़ तरंग दैर्ध्य है। उसी सामग्री में, अल्ट्रासोनिक तरंग वेग स्थिर है, इसलिए आवृत्ति बढ़ने से अल्ट्रासोनिक तरंग दैर्ध्य कम हो जाएगा और पता लगाने की संवेदनशीलता में सुधार होगा, जो छोटे दोषों को खोजने में सहायक है।
2) आवृत्ति अधिक है, नाड़ी की चौड़ाई छोटी है, और संकल्प उच्च है, जो आसन्न दोषों को अलग करने और संकल्प में सुधार करने के लिए फायदेमंद है।
3) यह प्रसार सूत्र से देखा जा सकता है कि यदि आवृत्ति अधिक है, तो अल्ट्रासोनिक लंबाई कम है, आधा प्रसार कोण छोटा है, ध्वनि बीम में अच्छी दिशा है, और अल्ट्रासोनिक ऊर्जा केंद्रित है, जो खोजने के लिए अनुकूल है और उच्च मात्रात्मक सटीकता के साथ दोषों का पता लगाना।
4) निकट क्षेत्र क्षेत्र की लंबाई के सूत्र से, यह ज्ञात है कि उच्च आवृत्ति, अल्ट्रासोनिक तरंग की लंबाई और निकट क्षेत्र क्षेत्र की बड़ी लंबाई दोष का पता लगाने के लिए प्रतिकूल है।
5) क्षीणन और अवशोषण सूत्र से देखा जा सकता है कि अल्ट्रासोनिक तरंगों का क्षीणन अल्ट्रासोनिक आवृत्ति और मध्यम अनाज के आकार में वृद्धि के साथ तेजी से बढ़ता है।
उपरोक्त विश्लेषण के माध्यम से, यह देखा जा सकता है कि अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाने के दौरान आवृत्ति का अधिक प्रभाव पड़ता है, आवृत्ति अधिक होती है, दोष का पता लगाने की संवेदनशीलता और संकल्प अधिक होता है, और बीम की दिशा अच्छी होती है, जो दोष का पता लगाने के लिए फायदेमंद होती है। हालांकि, उच्च आवृत्ति, लंबे निकट-क्षेत्र क्षेत्र, और बड़े मध्यम क्षीणन दोष का पता लगाने के लिए अच्छे नहीं हैं। इसलिए, जांच आवृत्ति का चयन करते समय, विभिन्न कारकों के व्यापक विश्लेषण और उचित चयन पर व्यापक विचार किया जाना चाहिए। सामान्यतया, दोष का पता लगाने की संवेदनशीलता की आवश्यकताओं को पूरा करने के आधार पर, कम आवृत्ति वाली जांच को यथासंभव चुना जाना चाहिए; फोर्जिंग, लुढ़का हुआ भागों और महीन अनाज के साथ वेल्डेड भागों के लिए, आमतौर पर उच्च आवृत्ति जांच का चयन किया जाता है, आमतौर पर 2.5-5.0 मेगाहर्ट्ज। मोटे अनाज, ऑस्टेनिटिक स्टील और अन्य वर्कपीस के साथ कास्टिंग के लिए, एक नरम कम आवृत्ति जांच का उपयोग किया जाना चाहिए, आमतौर पर 0.5 ~ 2.5 मेगाहर्ट्ज, अन्यथा यदि आवृत्ति बहुत अधिक है, तो अल्ट्रासोनिक ऊर्जा गंभीरता से क्षीण हो जाएगी।
३.३ जांच चिप आकार
प्रोब वेफर का आकार आम तौर पर गोल और चौकोर होता है। जांच के चिप आकार का अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाने के परिणामों पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है। चयन करते समय निम्नलिखित कारकों पर विचार किया जाना चाहिए
1) अर्ध-प्रसार कोण। प्रसार कोण सूत्र से, यह देखा जा सकता है कि वेफर के आकार में वृद्धि, आधा प्रसार कोण में कमी, अच्छी बीम प्रत्यक्षता और केंद्रित अल्ट्रासोनिक ऊर्जा दोष का पता लगाने के लिए फायदेमंद हैं।
2) फील्ड क्षेत्र के पास दोष का पता लगाना। निकट-क्षेत्र क्षेत्र की लंबाई के सूत्र से, यह देखा जा सकता है कि वेफर के आकार में वृद्धि और निकट-क्षेत्र क्षेत्र की लंबाई में वृद्धि दोष का पता लगाने के लिए अच्छी नहीं है।
3) चिप का आकार बड़ा है, विकिरणित अल्ट्रासोनिक ऊर्जा मजबूत है, और जांच की स्कैनिंग रेंज जीजी # 39; गैर-प्रसार क्षेत्र बड़ा है, और लंबी दूरी के दोषों को खोजने की क्षमता को बढ़ाया जाता है।
एक बड़े दोष का पता लगाने वाले क्षेत्र के साथ, दोष का पता लगाने की दक्षता में सुधार करने के लिए, एक बड़ी चिप जांच का उपयोग किया जाना चाहिए; बड़ी मोटाई वाले वर्कपीस का पता लगाते समय, लंबी दूरी के दोषों को प्रभावी ढंग से खोजने के लिए एक बड़ी चिप जांच का उपयोग किया जाना चाहिए; छोटे वर्कपीस के लिए, दोषों के स्थान में सुधार के लिए मात्रात्मक सटीकता के लिए, छोटे-चिप जांच का उपयोग किया जाना चाहिए; असमान सतहों और बड़े वक्रता वाले वर्कपीस के लिए, युग्मन हानि को कम करने के लिए छोटी-चिप जांच का उपयोग किया जाना चाहिए।
३.४ कोण
निरीक्षण में, अल्ट्रासोनिक बीम अक्ष यथासंभव दोष के लंबवत होना चाहिए। इसलिए, कोण का चुनाव निरीक्षण वस्तु में मौजूद दोष के प्रकार और स्थिति और वर्कपीस की स्वीकार्य पहचान की स्थिति पर आधारित होना चाहिए। उपयुक्त कोण का चयन करने के लिए परावर्तन और अपवर्तन नियमों और संबंधित ज्यामितीय ज्ञान का उपयोग करें। जांच। उदाहरण के लिए, अनुप्रस्थ तरंग पहचान में जांच के K मान को लेते हुए, अपवर्तन कोण का पता लगाने की संवेदनशीलता, ध्वनि किरण अक्ष की दिशा और प्राथमिक तरंग के ध्वनि पथ (घटना बिंदु से दूरी) पर अधिक प्रभाव पड़ता है। नीचे प्रतिबिंब बिंदु तक)। प्लेक्सीग्लास तिरछी जांच के साथ स्टील वर्कपीस का पता लगाने के लिए, जब β=40 ° (K=0.84), ध्वनि दबाव पारस्परिक संप्रेषण उच्चतम होता है, अर्थात पता लगाने की संवेदनशीलता सबसे अधिक होती है। यह देखा जा सकता है कि K मान बड़ा है, β मान बड़ा है, और प्राथमिक तरंग का ध्वनि पथ बड़ा है। इसलिए, वास्तविक पता लगाने में, जब वर्कपीस की मोटाई छोटी होती है, तो प्राथमिक तरंग के ध्वनि पथ को बढ़ाने और निकट-क्षेत्र क्षेत्र में पता लगाने से बचने के लिए बड़े K मान का चयन किया जाना चाहिए। जब वर्कपीस की मोटाई बड़ी होती है, तो अत्यधिक ध्वनि पथ के कारण होने वाले क्षीणन को कम करने के लिए एक छोटा K मान चुना जाना चाहिए, और बड़ी गहराई पर दोषों को खोजना सुविधाजनक होता है। वेल्ड निरीक्षण में, यह सुनिश्चित करना भी आवश्यक है कि मुख्य ध्वनि बीम पूरे वेल्ड अनुभाग को स्कैन कर सके। बिना प्रवेश के एकल-पक्षीय वेल्डिंग जड़ों के लिए, अंत कोण प्रतिबिंब समस्या पर विचार किया जाना चाहिए। K=0.7～1.5, क्योंकि K<0.7 या="" k="">1.5, अंत कोण परावर्तन बहुत कम है, जिससे चूक निरीक्षण का कारण बनना आसान है।
