Ultrasonik test (UT) ağır endüstrilerde tahrip edici bir değerlendirmenin temel taşı haline geldi, özellikle ısı tedavisi sırasında ortaya çıkan özel kusurları doğrulamak için. Türbin bıçaklarından otomotiv axles'e kadar, termal işleme geçiren bileşenler erken başarısızlıklara yol açabilir.Bu makale, ısı tedavisi sırasında ortaya çıkan spesifik kusurları ve eleştirel metal parçaların güvenilirliğini nasıl sağlar.

Ultrasonik Test Nedir?

Ultrasonik test yüksek frekanslı ses dalgaları kullanır - neredeyse 0,5 ila 20 MHz aralığında - bir malzemenin iç kısmını icat etmek için geri dönüş sinyalini ve yansımaları belirlemek için geri dönüş sinyalini oluşturur.

İki birincil yöntem vardır: nab-echo, aynı transducer gönderir ve sinyali alır ve devre dışı bırakır, bu da farklı gönderme ve transdüsers. Pulse-echo'u satın almak en yaygın çünkü derinlik bilgisi sağlar ve tek bir parçadan çalışır. Modern UT aletleri A-scan, B-scan ekranları ve C-scan ekranları, operatörleri birden fazla boyutta görselize yansımaları sağlar.

Fizik basit ama güçlü. Ses dalgaları belirli bir malzemeden bilinen bir hızda seyahat ediyor - çelik için, uzun süredir yaklaşık 5,900 m /s for longitudinal dalgalar için.İlk puldan gelen zaman ölçümle, hataya mesafe doğru hesaplanabilir.Bu, radyografi gibi diğer hacimsel yöntemlere kıyasla son derece nicel olarak hesaplanabilir.

Heat Treatment and Its Effects on Metal Integrity

Heat tedavisi, ek olarak, normalleştirme, giderme, mizaç ve yağış zorlaştırılmayı içerir. Her döngü mikro yapıyı değiştirmek için tasarlanmıştır - boyut, faz dağılımı, sertlik veya oturma stresi - istenen mekanik özellikler elde etmek için. ancak, tedavi sırasında termal ve mekanik stresler içsel kusurları yaratabilir.

Neden Defects Form

Hızlı soğutma sırasında büyük termal gradient üretebilir. Yüzey sözleşmeleri temelden çok daha hızlı, çekme stresi, malzemenin gücünü aşabilir, başlangıçlı dolum çatlakları. Benzer şekilde, uygunsuz sıcaklık kontrolü, austenite veya untempered martensiteyi korumak için yol açabilir, ki bu da hizmet yükleri altında mikrokırıklığa eğilimlidir.

Inclusions ve porosity genellikle erke ve döküm aşamasından kaynaklanır, ancak ısı tedavisi, yüksek çözünürlükte hidrojene neden olabilir. Örneğin, sulfid dahil etmek için elongate olabilir; sonraki ısı tedavisi, matrisleri etraflarında değiştirebilir, dahil etmek için daha muhtemel hale getirebilir. Voids ayrıca yüksek güçlendiricilerde hidrojenden kaynaklanan çelikler nedeniyle de form verebilir.

Delaminasyon, yüzeye paralel bir plansal hatadır, tipik olarak çoğaltılmış veya genişletilmiş plakalar için. Sıcaklık tedavisi sırasında ısı tedavisi sırasında ısı bisikleti mevcut laminatları açabilir, çünkü bu kusurları özellikle de tehlikelidir, çünkü görünür yüzey kanıtı olmadan etkili yük devretmelerini azaltırlar.

Heat'deki Common Defects, Metallerin UT tarafından tespit edileni

Ultrasonik test, geniş bir iç sonsuzluk yelpazesine duyarlıdır. Aşağıdaki liste ısı tedavi edilen bileşenlerde bulunan tipik kusurları ayrıntılı olarak ayrıntılı olarak içerir:

  • [FONT=0)Quench çatlakları[[Dönetici:0)[Dönetici: keskin, hızlı soğutma sırasında biçim verilen lineer boşluklar genellikle yüzeye perpendiculara ve parça yoluyla yayılabilirler.
  • [FONT=0]Voidler ve porosity[DÜT:1) – Gaz entrapasyon veya küçülme tarafından bırakılan küresel veya düzensiz boşluklar. Porosity dağınık veya kümelenebilir, mekanik güç.
  • [FONT:0)Nonmetallic dahil değildir[[DÜT 1: 1) - Metal matrixte bulunan oksitlerin partikülleri veya metal matrixte gömülü silikler genellikle kabul edilebilir olsa da, büyük tellerler stres artışçıları olarak hareket edebilir.
  • [FONT:0)Delaminasyonlar ve laminar kusurları) - Yüzeye paralel olarak, sık sık yuvarlandıktan sonra plaka stoklarında bulunur ve ısı tedavisine göre.
  • [FONT:0]Stress korozyon çatlakları[[Dönetici: 1) - ısıtılmış alaşımlarda sert stres altında maruz kalmaları için başlatılabilir. UT bu altyüz çatlakları yüzeye ulaşmadan önce algılar.
  • [FONT:0]Bursts ve flakes[DÜT:1) – hidrojen embrittlement tarafından kaynaklanan iç gözyaşları, özellikle soğutma sırasında büyük ölçüde. Bunlar küçük, planlı ve diğer yöntemlerle bulmak zor.

Ultrasonik Test Bu Tanımlamaları Nasıl Tanımlanır

Temel algılama mekanizması, arayüzlerdeki ses dalgalarının yansımasıdır. Örneğin, çelik ve hava veya oksit arasındaki büyük bir uyumsuzluğu sunar. Olayın çoğu yanlı, güçlü bir yankı yaratır.

  • [FONT:0]Amplitude[[DÜDÜT:1) – Büyük yansımacılar daha güçlü yankılar döndürür. Temiz, düz çatlaklar büyük sinyalleri üretirken, kaba boşluklar ses ve verim verir, alkış cevaplar.
  • [FONT:0] Uçuş Zamanı – Kombine kusurların derinliği erken yankılar üretilir; derin kusurların daha sonra, bu, kalın bölümlerde hata derinliğinin haritalanmasına izin verir.
  • [FONT:0)Signal şekli[[DÜT 1: 1) – keskin bir artış, ayrı bir yansımaya işaret eder, geniş bir gürültülü sinyal, porosity veya tahıl sınır bozulmasına işaret edebilir.

Attenuation is another faktör. Heavily Heat been large particle microstrucs with large tahıls - gibi - giderilen ve mizaç çelikler - ses enerjisini azaltın, penetrasyonu azaltın. Operatörler frekansı ayarlamak ve telafi etmek gerekir.In austenitic paslanmaz çelikler veya nikel alaşımlar, ses geçirmezler, özel kalibrasyon ve dikkatli yorumlamalar.

Modern fazlı dizi ultrasonik test (PAUT), tek kullanımlık bir tarama ile tam hacimsel kapsama izin verir ve gerçek zamanlı kesitsel görüşler (S-scans, B-scans) PAUT, özellikle de tek uygulama UT'un sınırlı erişim nedeniyle hataları kaçıracaktır.

Heat Treated Metals için Ultrasonik Testin Avantajları

UT, imha olmayan yöntemlere karşı çeşitli farklı avantajlar sunar:

  • [FONT:0) Planar kusurlarına yüksek hassasiyet[DÜT:1] – Ses kirişine yönelik Cracks odaklı perpendicular güçlü yankılar verir; UT, çatlakları ideal koşullar altında 0.1 mm olarak algılayabilir.
  • [FONT=0)Depth ölçüm doğruluğu[[Dönetici: 1), üç boyutlu hataları iki boyutlu bir görüntüye sıkıştıran radyografi aksine, UT doğrudan şiddeti değerlendirmek için çok önemli.
  • [FONT=0)Portability and speed[Dönetici:0)[Dönetici:0)Portability and speed) – El Aletli miller veya kaynaklı toplantılar gibi büyük parçaların incelenmesine izin verir. Couplant jel veya su tek uygulanabilir.
  • [0]No radyasyon tehlikesi - X-ray veya kumar radyografinin aksine, UT, koruyucu, özel lisans veya güvenlik bölgeleri gerektirmez, operatörler ve çevre personeli için daha güvenli hale getirir.
  • [FONT:0)Gülebilirlik kalın bölümlere [Dönetici: 1) Sound dalgaları uygun düşük frekanslı transdüserlerle birkaç çelikten seyahat edebilir. Heat tedavi edilen bileşenler genellikle diğer yöntemleri zorlayan kesitler vardır.

Endüstri Uygulamaları

Ultrasonik test, metallerin güvenlik kritik bileşenler için tedavi edilmesine güvenen sektörlerde vazgeçilmezdir.

Havacılık Uzay Uzay Uzay Uzay

Türbin diskleri, kompresör bıçakları, iniş dişli bileşenleri ve yapısal uydurmalar, ASTM E1924 veya AMS 2640 gibi hava çerçeveleyicileri nihai ısı tedavisi sonrası tüm dönen parçaların UT'u sağlar. Örneğin, bir titanyum fan diskinde bir çatlaklar felaket motoru başarısızlığına yol açabilir. UT programları ASTM E1924 veya AMS 2640 sıfır yüksek riskli kusurların hizmete girmesine izin verir.

Otomotiv Otomotiv Otomotiv Otomotiv

Axles, crankshafts, çubukları birbirine bağlayan ve dişli setleri sertleştirme veya arababurize edilmiştir. UT, hem gelen bar stoklarının hem de son muayene makinelerin ardından mikroporosity'nin dökümünü artırmak için kullanılır. Yüksek hacimli otomatik UT sistemleri, yukarıdaki kabul kriterlerine göre taranır.

Power Generation

Buhar türbinleri, jeneratör milleri ve kazan tüpleri genellikle nükleer santraller için izlenmiş ve UT üreten Cr-Mo-V veya % 12Cr çeliklerinden yapılır. UT, üretim sırasında yapılır ve saha servisinden sonra ve operasyon sırasındaki aralıklarla gerçekleştirilir.

İnşaat ve Ağır Makine

Büyük boğadozer bıçakları, vinç kancaları ve madencilik kova dişleri, ısı tedavisini onaylayan ısıtılır. iç çatlakların zirve yükleri altında felaket molasına neden olacağını onaylayın. Aynı teknik, yüksek güçlü çelik çubukların ısıtılması için tedavi edilir.

Sınırlar ve Tamamlayıcı Teknikler

Ultrasonik test kısıtlama olmaksızın değildir. Transducer ve parça arasında iyi akustik darbe gerektirir; kaba yüzeyler, ölçekler veya boyalar, sinyalleri bozabilir. Yakın-surface çözümü, ilk pul ringing tarafından yaratılan ölü bölge ile sınırlıdır -tipik olarak ilk birkaç milimetre daha iyi ince bölümler veya tabakalar eddy akım veya yüzey dalgası ile incelenir.

Kompleks geometriler, keskin köşeler veya iplik delikler gibi, maske kusurlarını hafifleten birçok yansıma yaratır. Skilled operatorler ve uzman wedges bunu hafifletebilir, ancak denetim daha yavaş hale gelir.Ayrıca, UT bir geometri değişikliğinden kaynaklanan hata türünü tanımlayamaz - bu nedenle, UT genellikle radyografik veya boyama testi ile bir araya gelir.

Sıcaklık metalleri, tahıl büyüklüğü ve doku UT performansını etkiler. Coarse-grained malzemeler (örneğin, austenitic paslanmaz çelik veya yüksek-nickel alaşımlar) ses ağır, sinyal-to-noise oranını azaltır.

Heat Reed Bileşenlerinin En İyi Uygulamaları

Güvenilir denetim dikkatli hazırlık ve kalibrasyona bağlıdır. Aşağıdaki uygulamalar endüstride standarttır:

  • [FONT:0]Surface hazırlığı[[Dönetici: 1) – Kaldır ölçek, gevşek pas ve koarse yüzey kabalığı. 125 μin Ra'nin yüzeyinin sonu veya daha iyi tutarlı darbe için önerilir.
  • [FONT:0]Couplant seçimi[[DÜT:1] - Bir uyumlu darbe (su, glycerin veya sal) yüzeyi ıslaklar ve korrosive kalıntıları terk etmez. Sıcak parçalarda, yüksek sıcaklık darbesi bileşeni için derece önemlidir.
  • [FONT=0]Calibration standartları[[Dönetici: 1))[[Dönetici:0))[Döneticileri ve yanmış deliklerle aynı ısı tedavi durumu dahil olmak üzere test metaline benzer akustik özelliklere sahip olmalıdır.
  • [FONT=0]Frequency Selection[[DÜDÜT:1) – 2 “ kalın, 5 MHz altındaki karbon çelikleri için, 6'nın üzerinde”, 2.25 MHz veya daha düşük gerekli.
  • [FONT:0]Scan deseni[Dönetici: 1 ) – Tam kapsama sağlamak için en az% 10 oranından fazla indirme. karmaşık şekiller için, kondüktifleri takip etmek ve post-aniz için verileri kaydetmek.
  • [FONT:0]Operator eğitimi[[[Dönetici: 1)) - UT sonuçları operatör becerisine bağlıdır. ASNT SNT-TC-1A veya ISO 9712 Seviye II bağımsız denetim için zorunludur.

Ultrasonik Isı Tedavisinde Future Trendleri Metals

Endüstri otomasyon ve dijital entegrasyona doğru ilerliyor. Robotik UT sistemleri şimdi kalın çelikte 0.2 mm kadar küçük kusurların tespit edilmesine olanak sağlar. Gerçek zamanlı görüntüleme tam matrix yakalama (FMC) ve toplam odak yöntemi (TFM) ile tam zamanlı görüntüleme, yüksek çözünürlükte yeniden yapılandırmasına izin verir.

Makine öğrenimi, UT sinyallerinden hata türlerini sınıflandırmak için uygulanır. Binlerce bilinen çatlaklarda eğitim gören Neural ağ ve pore yankıları, iyi huylu geometriler ve kritik kusurların arasında ayrım yapabilir, yanlış çağrıları azaltır. Bu, özellikle insan yorumunun şişenck olduğu yüksek hacimli üretimde değerlidir.

Yeni darbesiz teknikler, hava ile üretilen UT ve lazer-prodüktör ultrason (LGU), sıcak veya hareketli parçalar için ortaya çıkıyor. LGU ses ve lazer interferometreyi tespit etmek için bir pulto lazer kullanıyor, ısı tedavisinden hemen sonra bileşenlere temassız denetim izin veriyor, hala yüksek sıcaklıklarda bulunabilirler.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Ultrasonik test, havalimanlarında iç kusurları tespit etmek için en etkili şekilde tahrip edici bir yöntem olarak kalır. Sıcaklıkta iç kusurları tespit etmek için hassasiyeti, çatlaklar, dahil etmek ve delaminasyonlar, derinlikte ölçme yeteneği ile birlikte, UT'un elde edebileceği şeyin sınırlarını zorlamaya devam eder. -kantılmış durumda, tahıl büyüklüğü ve geometri - aşamalı olarak ilerlemeler, ölçülebilir ürün ve dijital sinyal işlemeye devam eder.

Standartlar ve prosedürler hakkında daha fazla okuma için, [[0)ASTM E317) (Standart Test Sistemlerinin Performans Özellikleri için Standart Uygulama) ve [[Dön test yöntemi).