Riso.1. Metodo di ispezione della produzione di saldature in acciaio inossidabile: doppio assemblaggio a matrice 2D in modalità TRL.

Codici, standard e metodi si sono evoluti per consentire l'uso di test ultrasonici phased array (PAUT) invece di RT per testare le saldature austenitiche.Ampiamente utilizzato per la prima volta nelle centrali nucleari quasi 15 anni fa, l'uso di gruppi di sensori a matrice doppia (2D) si è diffuso nel settore petrolifero e del gas e in altri settori in cui è richiesta un'ispezione rapida, affidabile e sicura delle saldature austenitiche ad alta attenuazione.
I più recenti dispositivi portatili phased array sono dotati di un potente software integrato che consente di configurare, distribuire e interpretare in modo rapido ed efficiente le scansioni matrix array 2D senza dover importare file focus law creati con calcolatori esterni o sistemi di controllo remoto utilizzando software avanzato.software per pc.
Oggi, le tecnologie di ispezione basate su trasduttori array 2D forniscono capacità superiori per rilevare difetti circonferenziali e assiali in acciaio inossidabile e saldature di metalli diversi.La configurazione standardizzata a doppia matrice 2D può coprire efficacemente il volume di ispezione delle saldature in acciaio inossidabile e può rilevare difetti piatti e voluminosi.
Le procedure di ispezione a ultrasuoni in genere comportano doppi array di matrici bidimensionali posizionate su componenti a forma di cuneo sostituibili i cui contorni corrispondono al diametro esterno del componente in esame.Utilizzare basse frequenze: 1,5 MHz per saldature di metalli diversi e altri materiali che riducono l'attenuazione, da 2 MHz a 3,5 MHz per saldature e substrati uniformi in acciaio inossidabile lavorato.
La doppia configurazione T/R (trasmissione/ricezione) offre i seguenti vantaggi: nessuna "zona morta" in prossimità della superficie, eliminazione degli "echi fantasma" causati da riflessioni interne nel cuneo e, in definitiva, migliore sensibilità e rapporto segnale-rumore (rapporto segnale/rumore).cifra di rumore) ) dovuta alla convoluzione dei raggi T e R.
Diamo un'occhiata al metodo PA UT per il controllo della fabbricazione di saldature in acciaio inossidabile austenitico.
Quando si esegue il controllo della produzione, invece di RT, il controllo dovrebbe coprire il volume della saldatura e l'intero spessore della parete della zona interessata dal calore.Nella maggior parte dei casi, il cappuccio di saldatura sarà in posizione.Nelle saldature in acciaio al carbonio, si consiglia di utilizzare le onde di taglio per sonicare il volume controllato su entrambi i lati, mentre l'ultima semionda viene solitamente utilizzata per ottenere riflessioni speculari da difetti sullo smusso di saldatura.
A frequenze più basse, è possibile utilizzare un metodo dell'onda di taglio simile per testare lo smusso prossimale delle saldature in acciaio inossidabile, ma non è affidabile per testare il materiale di saldatura austenitico.Inoltre, per le cosiddette saldature CRA, è presente un rivestimento in lega resistente alla corrosione sul diametro interno del tubo in acciaio al carbonio e l'ultima metà del ponticello a filo della traversa non può essere utilizzata efficacemente.
Diamo un'occhiata ai metodi di rilevamento del campione utilizzando uno strumento e un software UT portatili, come mostrato nella Figura 1.
Doppio trasduttore array 2D che produce fasci rifratti di onde P da 30 a 85 gradi che possono essere utilizzati per la copertura completa del volume.Per spessori di parete da 15 a 50 mm si considerano idonee frequenze da 1,5 a 2,25 MHz, in funzione dell'attenuazione del supporto.
Ottimizzando l'angolo del cuneo e la configurazione degli elementi della sonda dell'array, è possibile generare in modo efficiente un'ampia gamma di scansioni dell'angolo di rifrazione senza lobi laterali associati (Fig. 2).L'impronta del nodo a cuneo nel piano di incidenza è ridotta al minimo, consentendo di posizionare il punto di uscita della trave il più vicino possibile alla saldatura.
Le prestazioni di un array dual array 10 x 3 standard da 2,25 MHz in modalità TRL sono state valutate su una piastra saldata in acciaio inossidabile 304 con spessore di parete di 25 mm.I campioni di prova presentavano una tipica pendenza a forma di V e condizioni superficiali "come saldate" e contenevano difetti di saldatura reali e ben documentati paralleli alla saldatura.
Riso.3. Dati phased array combinati per un array TRL (Dual Array) 10 x 3 standard da 2,25 MHz su una piastra saldata in acciaio inossidabile 304.
Sulla fig.3 mostra le immagini dei dati PAR combinati per tutti gli angoli di rifrazione (da 30° a 85° LW) lungo l'intera lunghezza della saldatura.L'acquisizione dei dati è stata eseguita a un livello di guadagno basso per evitare la saturazione di difetti altamente riflettenti.La risoluzione dei dati a 16 bit consente impostazioni di guadagno morbido appropriate per diversi tipi di difetti.L'interpretazione dei dati può essere facilitata posizionando correttamente l'otturatore di proiezione.
Un'immagine di un singolo difetto creata utilizzando lo stesso set di dati unito è mostrata nella Figura 4. Controllare il risultato:
Se non si desidera rimuovere il tappo prima dell'ispezione, è possibile utilizzare un altro metodo di ispezione per rilevare cricche assiali (trasversali) nelle saldature dei tubi: è possibile utilizzare una singola sonda array in modalità eco a impulsi per "inclinare" il tappo di saldatura Raggio sonoro dal basso Poiché il raggio sonoro si propaga principalmente nel substrato, le onde trasversali possono rilevare in modo affidabile i difetti sul lato vicino della saldatura.
Idealmente, le saldature dovrebbero essere ispezionate in quattro direzioni del raggio (Figura 5) e richiedere l'ispezione di due cunei simmetrici da direzioni opposte, in senso orario e antiorario.A seconda della frequenza e delle dimensioni dei singoli elementi dell'array, l'assieme cuneo può essere ottimizzato per ottenere angoli di rifrazione da 40° a 65° rispetto alla direzione dell'asse di scansione.Più di 50 raggi cadono su ogni cella di ricerca.Un sofisticato strumento US PA con una calcolatrice incorporata può gestire facilmente la definizione di insiemi di leggi di messa a fuoco con diverse inclinazioni, come mostrato nella Figura 6.
Di solito, viene utilizzata una sequenza di assegni su due righe per coprire completamente l'importo di un assegno.Le posizioni assiali delle due linee di scansione sono determinate dallo spessore del tubo e dalla larghezza della punta di saldatura.La prima linea di scansione corre il più vicino possibile al bordo della saldatura, rivelando i difetti situati alla radice della saldatura, e la seconda linea di scansione completa la copertura della ZTA.L'area di base del nodo sonda sarà ottimizzata in modo che il punto di uscita del fascio sia il più vicino possibile alla punta della corona senza significative riflessioni interne nel cuneo.
Questo metodo di ispezione si è rivelato molto efficace nel rilevare difetti assiali mal indirizzati.Sulla fig.7 mostra un'immagine phased array presa su una fessura assiale in una saldatura di acciaio inossidabile: sono stati trovati difetti a vari angoli di inclinazione e si è potuto osservare un SNR elevato.
Figura 7: Dati phased array combinati per cricche assiali nella saldatura di acciaio inossidabile (vari angoli SW e inclinazioni): proiezione convenzionale (a sinistra) e proiezione polare (a destra).
I vantaggi della PA UT avanzata come alternativa alla radiografia continuano ad attirare l'attenzione nei settori petrolifero e del gas, della produzione di energia, manifatturiero e in altri settori che si affidano a un'ispezione affidabile delle saldature austenitiche.Allo stesso modo, gli strumenti PA UT completamente integrati, il potente firmware e le sonde array 2D continuano a rendere queste ispezioni più convenienti ed efficienti.
Guy Maes è il direttore delle vendite di Zetec per UT.Oltre 25 anni di esperienza nello sviluppo e nell'implementazione di metodi ecografici avanzati, valutazione delle competenze e sviluppo di software.Per ulteriori informazioni, chiamare (425) 974-2700 o visitare www.zetec.com.
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