Ultrazvukový defektoskop PULSAR-2.2 pro testování stavebních materiálů

Metoda ACFM je metoda měření střídavých proudových polí, která umožňuje identifikovat a kontrolovat parametry malých rovinných defektů (mikrotrhlin) v povrchových a podpovrchových vrstvách kovu trubek a jiných kovových konstrukcí. Princip fungování metody: ve studovaném materiálu se indukuje elektrický proud a měří se charakteristiky magnetického pole. Simulace rozložení pole umožňuje odhadnout velikost defektů bez kalibrace. Technologie detekce povrchových mikrotrhlin ACFM je ideální pro detekci defektů a určení jejich velikosti, když elektrický kontakt není možný nebo žádoucí. Pomocí této metody můžete snadno určit velikost defektů pomocí vrstvy rzi, barvy nebo izolace.

Jaká je minimální závada, kterou může ACFM detekovat?

odpověď

Od délky přibližně 2 mm a hloubky 0,3 mm až po délku 10 mm a hloubku 1,0 mm, v závislosti na vlastnostech materiálu, kvalitě povrchu a použitém snímači.

Metoda ACFM byla vyvinuta pro detekci a měření provozních závad. Metoda snižuje počet falešných indikací a umožňuje práci na drsných površích, vysoce zkorodovaných površích nebo přes ochranné nátěry. Metoda ACFM není vysoce citlivá.

Četné testy v průběhu let ukázaly, že ACFM dokáže detekovat vnější trhliny o délce 10 mm a hloubce 1,0 mm u ručně vyrobených víceprůchodových svarů nebo vnější trhliny o délce 5 mm a hloubce 0,5 mm na površích dobré kvality.

Je důležité vzít v úvahu nuance jiných elektromagnetických metod, které ukazují, že při zaměření na vyhledávání malých defektů lze velké defekty přehlédnout. To se děje kvůli zvláštnostem fyzikálních procesů, například při testování vířivými proudy. Proto otázka „Jak nepromeškat velký defekt? je také velmi důležité.

Při použití metody ACFM platí, že čím hlubší trhlina, tím silnější je signál. Citlivost lze zvýšit použitím mikrotužkového převodníku s vysokou frekvencí. Pokud je ve feritické oceli trhlina do délky 22 mm a hloubky 0,3 mm, lze ji detekovat. V neželezných kovech lze detekovat trhlinu o délce 4 mm až hloubce 0,5 mm. Této citlivosti lze dosáhnout díky vysoké kvalitě zkušebního povrchu, bez jakéhokoli povlaku, s minimální úrovní vůle (například závitové spoje).

Je možné pomocí metody ACFM detekovat podpovrchové vady a jak je odlišit od povrchových?

odpověď

Obecně nelze u feromagnetických materiálů detekovat podpovrchové vady. U neželezných kovů, pokud jsou vady mělké, je to možné.

Při použití metody ACFM je indukovaný proud v kovu omezen na tenkou vrstvu na povrchu kovu. Pouze defekty v této vrstvě vytvářejí proudové poruchy a lze je tedy detekovat. Tloušťka této vrstvy (také známá jako povrchová vrstva) je u feromagnetických materiálů mnohem tenčí než u neželezných materiálů.

Povrchová vrstva ve feromagnetických materiálech je tak malá, že vylučuje možnost detekce podpovrchových defektů. Avšak v neželezných materiálech může být tloušťka povrchové vrstvy dostatečně silná, aby umožnila detekci defektů, které leží v malé hloubce a nezasahují do kontrolního povrchu.

Signál z defektů vznikajících na řídicí ploše je ostřejší než z podpovrchových defektů. Nezbytnou podmínkou pro zjištění podpovrchové vady je její maximální hloubka. Podpovrchová vada musí zabírat alespoň polovinu tloušťky kožní vrstvy. K detekci podpovrchových defektů lze použít standardní nízkofrekvenční snímače. Jejich použití by však mělo být diktováno požadavky regulační dokumentace stanovující postup pro zjišťování podpovrchových vad.

Povrchová vrstva v kovech s nízkou vodivostí (například austenitická nerezová ocel, titan, slitiny niklu, bronz atd.) má tloušťku 5-8 mm (při frekvenci 5 kHz). Tloušťka povrchové vrstvy vysoce vodivých kovů (například hliníku, mědi nebo wolframu) je 1-2 mm tlustá (při frekvenci 5 kHz).

Tvar signálu z podpovrchového defektu závisí na relativním množství kovu nad defektem a na rozsahu samotného defektu. To obvykle vede ke vzestupnému signálu Bx (a tedy vzestupné motýlkové smyčce na komplexní rovině).

Objemové defekty, jako je důlek nebo pórovitost, produkují slabší signály než planární defekty. Obecně se ACFM nedoporučuje pro vyhledávání podpovrchové pórovitosti.

Je možné pomocí metody ACFM detekovat průchozí šikmou trhlinu?

odpověď

Ne, metoda ACFM určuje pouze hloubku šíření trhliny.

Porucha protékajícího proudu a tím i velikost signálu u metody ACFM souvisí s dodatečnou vzdáleností podél povrchu trhliny. U feritické oceli je tloušťka povlaku malá ve srovnání s hloubkou trhliny, takže není možné získat informace o úhlu trhliny.

U materiálů se silnou povrchovou vrstvou dochází k asymetrii intenzity proudu na obou stranách šikmé trhliny. Tato asymetrie v zásadě může poskytnout informace o sklonu trhliny (a tedy jejím průchozím charakteru), ale jedná se o velmi složitou praxi a vyžaduje mnoho zkušeností.

Pracuje ACFM na výkovcích a odlitcích?

odpověď

Ano, funguje to. Pomocí metody ACFM je možné detekovat a měřit plošné vady v jakémkoli kovu, bez ohledu na způsob tváření. ACFM je relativně necitlivý na drsnost povrchu, takže výkovky a odlitky lze kontrolovat stejně snadno jako svary nebo obrobené povrchy.

Hlavním rozdílem je, že výkovky a odlitky mají obvykle velmi velké plochy. Na takovýchto řídicích objektech nejsou žádné zóny koncentrátorů napětí, na které by bylo možné se při testování zaměřit. Proto je vyžadována úplná kontrola celé oblasti podél a napříč, což je obtížné provést pomocí převodníku tužkového typu. Použití matic pomůže urychlit kontrolu.

Hlavním problémem u výkovků a odlitků je to, že během provozu mohou vzniknout trhliny v důsledku pórů nebo delaminací (neexistují ve svařovaných nebo obráběných předmětech).

Lze metodu ACFM použít k přímé kontrole kovových povlaků, okují nebo rzi?

odpověď

Ano, může. S metodou ACFM obecně neexistují žádná omezení při práci přes rez, povrchovou oxidovou vrstvu nebo jiné nízko vodivé vrstvy. Metoda ACFM funguje také přes tenkou vrstvu homogenního kovového povlaku (např. galvanické pokovování zinkem), i když trhlina nezasahuje až k povrchu povlaku, ale leží pod povlakem.

Problémy mohou nastat s nestejnoměrným povlakem kovu. Například ručně aplikovaný ohnivzdorný hliníkový povlak vytváří na pozadí mnoho hluku, který může zastínit užitečné signály. Pokud má například testovaný objekt proměnlivou tloušťku kovu v různých zónách a všude konstantní vrstvu povlaku, pak při přechodu na menší tloušťku se úroveň užitečného signálu sníží a může být zcela skryt za šumem pozadí. To může mít za následek chybějící signál z defektu.

Doporučuje se monitorovat takové objekty po posouzení povahy změn hluku na pozadí v závislosti na tloušťce kovu v konkrétní oblasti. Je nutné skenovat potažené oblasti mimo oblasti, kde se očekávají praskliny a pozorovat změny v šumu pozadí. Šum na pozadí je při podobných tloušťkách zcela rovnoměrný. Lokalizaci trhlin lze provést porovnáním signálů v přilehlých malých skenovacích oblastech. Pro takové objekty je nejlepší použít matice.

Je možné metodou ACFM detekovat trhliny, které se táhnou přes celou šířku testovaného plechu?

odpověď

Ano, můžete. Dokončená smyčka v „motýlím“ signálu na komplexní rovině, když se snímač pohybuje podél trhliny a zachycuje její začátek a konec, je známkou přítomnosti defektu ve snímané oblasti. Stává se, že trhlina zasahuje až k okraji testovaného předmětu, v tomto případě lze skenováním zachytit pouze jeden konec trhliny a signál „motýl“ na komplexní rovině vytvoří pouze polovinu smyčky.

Když se trhlina rozšíří po celé šířce plochého předmětu s hranami nebo prstencová trhlina na potrubí, je zřejmé, že okraje takových trhlin nemůže snímač při snímání předmětu „zachytit“. Přijímač Bz nebude produkovat žádné signály. Pokud je však hloubka trhliny stejná, pak to umožní přijímači Bx zaznamenávat malé signály. Tyto typy trhlin se identifikují skenováním oblasti podél a napříč, aby se zvýšila pravděpodobnost, že snímač a přijímač Bx projdou v příčném směru vzhledem k trhlině. Při přejezdu Bx přijímače z bezvadné zóny trhlinou dojde k prudkému poklesu signálu a porovnání referenčního signálu bezporuchové zóny s minimální hodnotou signálu při průchodu trhlinou.

V praxi je vše mnohem jednodušší, dlouhé trhliny jsou především důsledkem únavy kovu, zejména ve svarech. Při bližším zkoumání jsou dlouhé praskliny spíše hromadou malých prasklin, které jsou na sebe napojené. Metoda ACFM dokáže detekovat signály z konců těchto malých trhlin. A to prakticky usnadňuje detekci a šíření délky trhliny.

Je možné pomocí metody ACFM detekovat příčné trhliny?

odpověď

Směrový charakter vstupního pole generovaného převodníkem ACFM znamená, že neprojde trhlinou, která je umístěna napříč ke směru skenování. V praxi je často získáván vzestupný motýlkový signál na komplexní rovině z příčné trhliny (kvůli efektu prosakování toku), avšak na toto samotné se nelze spolehnout.

Kontrolní postup by měl zahrnovat skenování se snímačem otočeným o 90 o, aby se zjistily příčné trhliny. Jakmile je zjištěna přítomnost trhliny, je nutné určit její velikost. K tomu je snímač snímán podél šíření trhliny a je pozorováno chování signálů.

Příčné vady lze rychleji a snadněji detekovat pomocí maticových převodníků, ve kterých jsou buzena dvě pole, orientovaná k sobě v pravém úhlu. Umožňují detekci různě orientovaných trhlin v jediném průchodu.

Jak metoda ACFM funguje

Jaká je minimální závada, kterou může ACFM detekovat?

Je možné pomocí metody ACFM detekovat podpovrchové vady a jak je odlišit od povrchových?

Je možné pomocí metody ACFM detekovat průchozí šikmou trhlinu?
Pracuje ACFM na výkovcích a odlitcích?
Lze metodu ACFM použít k přímé kontrole kovových povlaků, okují nebo rzi?

Je možné metodou ACFM detekovat trhliny, které se táhnou přes celou šířku testovaného plechu?

17 listopad 2020, 19: 52
Sergei: Měříme konstrukce od 1 roku a (nejčastěji) do 50 let.
GOST 18105 a 17624 nehovoří o zohlednění karbonizace betonu, která zvyšuje pevnost povrchové vrstvy nad hlubokou. Ale např. v návodu k Schmidtově kladivu je napsáno, že je nutné povrchovou vrstvu betonu očistit, nebo pokud to není možné, zohlednit vrstvu karbonizace zadáním koeficientu k naměřeným hodnotám odskoku v závislosti na tloušťka vrstvy. Je při měření ultrazvukovou metodou nutné a jak zohlednit hloubku karbonizační vrstvy?
A druhá otázka zní, má přítomnost a umístění výztužné sítě významný vliv? Často o tom nejsou žádné údaje.

Paul: Ve vámi specifikovaných normách GOST ani v zařízení PULSAR-2 neexistují žádné hotové vzorce pro zohlednění karbonizace betonu, ale pokud budete postupovat v přísném souladu s ustanovením 17624 GOST 2012-5.6, pak při konstrukci kalibrační charakteristiku zohledníte stáří betonu a tím i jeho karbonizaci. Přítomnost výztužné sítě může výrazně zkreslit výsledek měření, protože Podél ní se budou šířit ultrazvukové vibrace (viz odstavec 6.7 GOST 17624).

09. července 2020, 13:35
Sergei Ivanovič: Zařízení je nutné pro řízení (online) nárůstu pevnosti produktů v napařovací komoře během HPT. Výrobek je nástěnný kámen 390*188*190 mm, 4-dutinový, materiál drcené třísky + jemný písek (česíčky jsou oblázky).

Paul: Teoreticky může ultrazvuk pomoci vyřešit tento problém, ale nemůžeme dát žádná doporučení, protože S takovým problémem jsme se v praxi nesetkali.

08. července 2020, 12:26
Anton: Řekněte mi prosím, jakou maximální hloubku trhliny lze změřit při práci na standardní základně 120 mm?

Paul: Hloubka průniku ultrazvuku při povrchovém sondování je přibližně polovina sondovací základny. Pro stabilní měření je nutná určitá rezerva. Na podkladu 120 mm je tedy možné pracovat s trhlinami až do velikosti cca 40 mm.

07. července 2020, 15:48
Taisiya: Je nutné zkontrolovat vrtané piloty na přítomnost trhlin a pevnost betonu Je možné tyto práce provést pomocí zařízení PULSAR-2.2?

Paul: Pro kontrolu pilot jsou k dispozici specializované přístroje PULSAR-2.2 DBS a SPECTRUM-4, viz sekce Produkty -> Diagnostické přístroje pilot na webu.

03. června 2020, 11:20
Dmitrij Medveděv: Je nutné provést kontrolu DUTÝCH železobetonových podpěr (PB110-15), venkovního vedení a základů 35-110 kV (F 4-Am) na přítomnost trhlin a pevnosti betonu, tuto práci je možné provést pomocí zařízení PULSAR-2.2 verze 3. Mazivo pro průběžné sondování tam, kde bylo zakoupeno

Paul: Nemáme hotovou metodiku pro zkoumání takových struktur. Pro posouzení možnosti provedení těchto prací je třeba vycházet z návodu k obsluze zařízení PULSAR-2.2 a fyziky šíření ultrazvuku v betonu. Jako kontaktní mazivo můžete použít široce používané mazivo Litol.

29. dubna 2020 15:44
Alex: Prosím, řekněte mi, je tento model vhodný pro ultrazvukovou detekci vad svarů v souladu s GOST R 55724-2013?

Paul: Pro kvalitní detekci vad svarů je nutné použít snímače s megahertzovým rozsahem. Naše zařízení je navrženo tak, aby fungovalo se senzory 60–70 kHz, takže odpověď zní „ne, nebude to fungovat“.

27 listopad 2019, 18: 29
Eugene: Jaká je OKOF a životnost (SPI) tohoto zařízení?

Paul: V části 2 návodu k obsluze zařízení je uvedena „Plná průměrná životnost“, která je minimálně 10 let. Nemáme žádné další údaje.

07. října 2019, 02:22
Sergei: Je potřeba provést studii stavu železobetonových desek řady lodí z hlediska pevnosti, hustoty betonového kamene, přítomnosti vnitřních dutin a trhlin. Povrchy jsou obvykle nerovné a hrbolaté (často vlhké). Tenké desky (40-80 mm) s plnivem z drceného kamene, vyztužené dvěma sítěmi s ochrannou vrstvou 10 mm. Jak vhodné by zde byly ultrazvukové přístroje ve srovnání s nárazovými?
A ještě jedna věc. Pro určení průměru a umístění výztuže na výše uvedených konstrukcích jsme použili zařízení POISK-2.5. Pokud lze rozteč výztuže přesto nějak určit, pak je průměr zobrazen nesprávně. Zdá se, že potřebuje ideální podmínky, nebo možná působí výše zmíněná specifika posilování. Snad si POISK-M nějak poradí.
No, obecně, co můžete doporučit pro zkoumání takových struktur z vašich produktů? Děkuju!!

Paul: Vnitřní dutiny a trhliny se hledají pomocí ultrazvukové metody metoda rázového pulzu zde není vhodná, protože; ukazuje pouze povrchovou tvrdost materiálu. Ve vašem případě je s největší pravděpodobností problém ve výztuži. Senzory musíte umístit tak, aby v cestě ultrazvuku nebyly žádné armatury. Zkuste to ozvučit, možná se vám tímto způsobem podaří dostat pryč od výztužné sítě.
Nezbytnou podmínkou pro provoz měřičů ochranných vrstev je rozteč výztuže. Zařízení POISK-2.6 a POISK-M mají ve srovnání se zařízením POISK-2.5 užší vyzařovací diagram. V souladu s tím zůstávají funkční s menším krokem zesílení. Pokud máte dvojitou výztužnou síť (a dokonce ne symetrickou), pak se problém komplikuje a bez experimentování nebude možné zaručit přesný chod zařízení.

21. srpna 2019, 13:40
Vyacheslav: Pro Pulsar 1.2 bylo potřeba senzor povrchového zvuku. Je výše uvedené zařízení kompatibilní se snímačem P111-0.06-I3?

Paul: Obecně je senzor kompatibilní, ale pokud je vaše zařízení starší, může být nutné upravit konektory na senzoru (toto děláme my). Pro přesnou odpověď na otázku zašlete prosím fotografii kabelů použitých se zařízením.

02. července 2019, 12:54
Alex: Pro sledování pevnosti výrobků ve dnech 3 a 28 je nutné stanovit koeficienty polynomu A0 – A4 samostatně pro odpovídající období, nebo je kalibrační charakteristika stejná?

Paul: GOST 17624-2012 předepisuje konstrukci samostatných kalibračních závislostí, protože věk se výrazně liší (viz odstavec 6.6 GOST).