米。1. ステンレス鋼溶接製造検査方法: TRL モードのダブル 2D マトリックス アセンブリ。

オーステナイト溶​​接部の検査に RT の代わりにフェーズド アレイ超音波検査 (PAUT) を使用できるように、コード、規格、方法が進化しました。約 15 年前に初めて原子力発電所で広く使用されたデュアル (2D) アレイ センサー アセンブリの使用は、高減衰オーステナイト溶​​接部の迅速で信頼性の高い安全な検査が必要とされる石油・ガス業界やその他の業界に広がりました。
最新のポータブル フェーズド アレイ デバイスには、強力な組み込みソフトウェアが装備されており、外部の計算機や高度なソフトウェアを使用したリモート コントロール システムで作成されたフォーカス ロー ファイルをインポートすることなく、2D マトリックス アレイ スキャンを迅速かつ効率的にセットアップ、導入、解釈することができます。パソコン用のソフトウェア。
現在、2D アレイ トランスデューサに基づく検査技術は、ステンレス鋼や異種金属の溶接部の周囲および軸方向の欠陥を検出する優れた機能を提供しています。標準化された 2D デュアル マトリックス構成により、ステンレス鋼溶接の検査ボリュームを効果的にカバーし、平面欠陥やバルク欠陥を検出できます。
超音波検査手順では通常、輪郭が検討対象の部品の外径と一致する交換可能なくさび形部品上に配置された 2 次元マトリックスのデュアル アレイが必要になります。低周波を使用します – 異種金属溶接およびその他の減衰低減材料には 1.5 MHz、均一な鍛造ステンレス鋼基板および溶接には 2 MHz ～ 3.5 MHz を使用します。
デュアル T/R 構成 (送信/受信) には次の利点があります。表面近くの「デッド ゾーン」がないこと、ウェッジの内部反射によって引き起こされる「ファントム エコー」が排除されること、そして最終的には感度と S/N 比 (信号/ノイズ比) が向上することです。雑音指数) ) T ビームと R ビームの畳み込みによる。
オーステナイト系ステンレス鋼の溶接部の製造を制御するための PA UT 方法を見てみましょう。
生産管理を行う場合、RT ではなく、溶接部の体積と熱影響部の壁厚全体を管理する必要があります。ほとんどの場合、はんだキャップは所定の位置にあります。炭素鋼の溶接では、せん断波を使用して両側の制御されたボリュームを超音波処理することが推奨されますが、最後の半波は通常、溶接ベベル上の欠陥からの鏡面反射を取得するために使用されます。
より低い周波数では、同様のせん断波法を使用してステンレス鋼溶接部の近位ベベルをテストできますが、オーステナイト溶​​接材料を介したテストには信頼できません。また、いわゆるCRA溶接では、炭素鋼管の内径に耐食合金のコーティングが施されており、横梁のワイヤージャンパーの後半部分が有効に利用できません。
図 1 に示すように、ポータブル UT 機器とソフトウェアを使用したサンプル検出方法を見てみましょう。
フルボリュームをカバーするために使用できる 30 ～ 85 度の P 波屈折ビームを生成するデュアル 2D アレイ トランスデューサー。壁厚が 15 ～ 50 mm の場合、基板の減衰に応じて、1.5 ～ 2.25 MHz の周波数が適切であると考えられます。
アレイプローブ要素のウェッジ角度と構成を最適化することにより、サイドローブを伴うことなく広範囲の屈折角スキャンを効率的に生成できます (図 2)。入射面内のウェッジ ノードの設置面積が最小限に抑えられ、ビーム出口点を溶接部のできるだけ近くに配置できるようになります。
TRL モードの標準 2.25 MHz 10 x 3 デュアル アレイのパフォーマンスは、壁厚 25 mm の 304 ステンレス鋼プレートの溶接で評価されました。試験片は典型的な V 字型の傾斜と「溶接されたままの」表面状態を有し、溶接部に平行な実際の十分に文書化された溶接欠陥を含んでいます。
米。3. 304 ステンレス鋼プレート溶接上の標準 2.25 MHz 10 x 3 デュアル アレイ (TRL) アレイの結合フェーズド アレイ データ。
図上。図３は、溶接部の全長に沿ったすべての屈折角（ＬＷ３０°から８５°まで）のＰＡＲデータを組み合わせた画像を示す。データ収集は、高反射欠陥の飽和を避けるために、低いゲイン レベルで実行されました。16 ビットのデータ分解能により、さまざまなタイプの欠陥に適切なソフト ゲイン設定が可能になります。投影シャッターを適切に配置することで、データの解釈が容易になります。
同じマージされたデータセットを使用して作成された単一の欠陥の画像を図 4 に示します。結果を確認します。
検査前にプラグを取り外したくない場合は、別の検査方法を使用してパイプ溶接部の軸方向 (横方向) 亀裂を検出できます。単一のアレイ アレイ プローブをパルス エコー モードで使用して、溶接プラグを「傾ける」ことができます。 下からの音響ビーム 音響ビームは主に基板内を伝播するため、せん断波によって溶接部の手前側の欠陥を確実に検出できます。
理想的には、溶接部は 4 つのビーム方向 (図 5) で検査する必要があり、2 つの対称ウェッジを反対方向 (時計回りと反時計回り) から検査する必要があります。アレイの個々の要素の周波数とサイズに応じて、スキャン軸の方向に対して 40° ～ 65° の屈折角が得られるようにウェッジ アセンブリを最適化できます。50 を超える光線が各検索セルに到達します。図 6 に示すように、計算機が組み込まれた高度な US PA 機器を使用すると、さまざまなスキューを持つ一連の集束則の定義を簡単に処理できます。
通常、小切手の金額を完全にカバーするには、2 行の小切手のシーケンスが使用されます。2 つの走査線の軸方向の位置は、パイプの厚さと溶接チップの幅から決定されます。最初の走査線は溶接端のできるだけ近くを走り、溶接部の根元にある欠陥を明らかにし、2 番目の走査線で HAZ を完全にカバーします。プローブノードのベースエリアは、ウェッジ内で大きな内部反射が発生せずにビーム出口点がクラウンの先端にできるだけ近くなるように最適化されます。
この検査方法は、方向を誤った軸方向の欠陥を検出するのに非常に効果的であることがわかっています。図上。図７は、ステンレス鋼溶接部の軸方向亀裂で撮影されたフェーズドアレイ画像を示している。欠陥は様々な傾斜角で発見され、高いＳＮＲが観察できた。
図 7: ステンレス鋼溶接における軸方向亀裂のフェーズド アレイ データを組み合わせたもの (さまざまな SW 角度と傾斜): 従来の投影 (左) と極投影 (右)。
X 線撮影の代替としての高度な PA UT の利点は、オーステナイト溶​​接の信頼性の高い検査に依存する石油およびガス、発電、製造、その他の業界で注目を集め続けています。同様に、完全に統合された PA UT 機器、強力なファームウェア、2D アレイ プローブにより、これらの検査は引き続きコスト効率と効率が向上します。
Guy Maes は、Zetec の UT のセールス ディレクターです。高度な超音波法の開発と実装、能力評価、ソフトウェア開発における 25 年以上の経験。詳細については、(425) 974-2700 に電話するか、www.zetec.com にアクセスしてください。
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