Arroz.1. Método de inspeção de fabricação de solda de aço inoxidável: Conjunto de matriz dupla 2D no modo TRL.

Códigos, padrões e métodos evoluíram para permitir o uso de testes ultrassônicos Phased Array (PAUT) em vez de RT para testar soldas austeníticas.Amplamente utilizado pela primeira vez em usinas nucleares há quase 15 anos, o uso de conjuntos de sensores de matriz dupla (2D) se espalhou para as indústrias de petróleo e gás e outras indústrias onde é necessária uma inspeção rápida, confiável e segura de soldas austeníticas de alta atenuação.
Os dispositivos Phased Array portáteis mais recentes são equipados com um poderoso software integrado que permite configurar, implantar e interpretar varreduras matriciais 2D de forma rápida e eficiente sem a necessidade de importar arquivos de lei de foco criados com calculadoras externas ou sistemas de controle remoto usando software avançado.software para computador.
Hoje, as tecnologias de inspeção baseadas em transdutores de matriz 2D fornecem recursos superiores para detectar defeitos circunferenciais e axiais em aço inoxidável e soldas de metais diferentes.A configuração padronizada de matriz dupla 2D pode efetivamente cobrir o volume de inspeção de soldas de aço inoxidável e pode detectar defeitos planos e volumosos.
Os procedimentos de inspeção por ultrassom geralmente envolvem matrizes duplas de matrizes bidimensionais colocadas em componentes substituíveis em forma de cunha cujos contornos correspondem ao diâmetro externo do componente em consideração.Use baixas frequências – 1,5 MHz para soldas de metais diferentes e outros materiais redutores de atenuação, 2 MHz a 3,5 MHz para substratos e soldas uniformes de aço inoxidável forjado.
A configuração dual T/R (transmitir/receber) oferece as seguintes vantagens: nenhuma “zona morta” próxima à superfície, eliminação de “ecos fantasmas” causados ​​por reflexões internas na cunha e, finalmente, melhor sensibilidade e relação sinal-ruído (relação sinal/ruído).figura de ruído) ) devido à convolução dos feixes T e R.
Vamos dar uma olhada no método PA UT para controlar a fabricação de soldas de aço inoxidável austenítico.
Ao realizar o controle de produção, em vez de RT, o controle deve cobrir o volume da solda e toda a espessura da parede da zona afetada pelo calor.Na maioria dos casos, a tampa de solda estará no lugar.Em soldas de aço carbono, recomenda-se o uso de ondas de cisalhamento para sonicar o volume controlado em ambos os lados, enquanto a última meia onda é geralmente usada para obter reflexões especulares de defeitos no chanfro da solda.
Em frequências mais baixas, um método de onda de cisalhamento semelhante pode ser usado para testar o chanfro proximal de soldas de aço inoxidável, mas não é confiável para testar através de material de solda austenítico.Além disso, para as chamadas soldas CRA, há um revestimento de liga resistente à corrosão no diâmetro interno do tubo de aço carbono, e a última metade do jumper de fio da viga transversal não pode ser efetivamente usada.
Vejamos os métodos de detecção de amostra usando um instrumento e software UT portátil, conforme mostrado na Figura 1.
Transdutores de matriz 2D duplos que produzem feixes refratados de onda P de 30 a 85 graus que podem ser usados ​​para cobertura de volume total.Para espessuras de parede de 15 a 50 mm, frequências de 1,5 a 2,25 MHz são consideradas adequadas, dependendo da atenuação do substrato.
Ao otimizar o ângulo de cunha e a configuração dos elementos da sonda de matriz, uma ampla gama de varreduras de ângulo de refração pode ser gerada com eficiência sem lóbulos laterais associados (Fig. 2).A pegada do nó de cunha no plano de incidência é minimizada, permitindo que o ponto de saída do feixe seja localizado o mais próximo possível da solda.
O desempenho de uma matriz dupla padrão de 2,25 MHz 10 x 3 no modo TRL foi avaliado em uma solda de placa de aço inoxidável 304 com espessura de parede de 25 mm.As amostras de teste tinham uma inclinação típica em forma de V e condição de superfície “como soldada” e continham defeitos de solda reais e bem documentados paralelos à solda.
Arroz.3. Dados de Phased Array combinados para um arranjo padrão de 2,25 MHz 10 x 3 Dual Array (TRL) em uma solda de placa de aço inoxidável 304.
Na fig.3 mostra imagens dos dados PAR combinados para todos os ângulos de refração (de 30° a 85° LW) ao longo de todo o comprimento da solda.A aquisição de dados foi realizada em um baixo nível de ganho para evitar a saturação de defeitos altamente reflexivos.A resolução de dados de 16 bits permite configurações de ganho suave apropriadas para diferentes tipos de defeitos.A interpretação dos dados pode ser facilitada pelo posicionamento adequado do obturador de projeção.
Uma imagem de um único defeito criado usando o mesmo conjunto de dados mesclado é mostrada na Figura 4. Confira o resultado:
Se você não quiser remover o plugue antes da inspeção, outro método de inspeção pode ser usado para detectar trincas axiais (transversais) em soldas de tubos: uma única sonda de matriz de matriz pode ser usada no modo de eco de pulso para “inclinar” o plugue de solda Feixe de som vindo de baixo Como o feixe de som se propaga principalmente no substrato, as ondas de cisalhamento podem detectar defeitos com segurança no lado próximo da solda.
Idealmente, as soldas devem ser inspecionadas em quatro direções de feixe (Figura 5) e requerem que duas cunhas simétricas sejam inspecionadas em direções opostas, no sentido horário e anti-horário.Dependendo da frequência e tamanho dos elementos individuais da matriz, o conjunto de cunha pode ser otimizado para obter ângulos de refração de 40° a 65° em relação à direção do eixo de varredura.Mais de 50 raios caem em cada célula de pesquisa.Um sofisticado instrumento US PA com uma calculadora embutida pode lidar facilmente com a definição de conjuntos de leis de foco com diferentes inclinações, conforme mostrado na Figura 6.
Normalmente, uma sequência de cheques de duas linhas é usada para cobrir totalmente o valor de um cheque.As posições axiais das duas linhas de varredura são determinadas a partir da espessura do tubo e da largura da ponta de solda.A primeira linha de varredura corre o mais próximo possível da borda da solda, revelando defeitos localizados na raiz da solda, e a segunda linha de varredura completa a cobertura da HAZ.A área da base do nó da sonda será otimizada para que o ponto de saída do feixe fique o mais próximo possível do pé da coroa sem reflexões internas significativas na cunha.
Este método de inspeção foi considerado muito eficaz na detecção de defeitos axiais mal direcionados.Na fig.7 mostra uma imagem phased array obtida em uma trinca axial em uma solda de aço inoxidável: defeitos foram encontrados em vários ângulos de inclinação e um alto SNR pôde ser observado.
Figura 7: Dados Phased Array combinados para trincas axiais na soldagem de aço inoxidável (vários ângulos SW e inclinações): projeção convencional (esquerda) e projeção polar (direita).
Os benefícios do PA UT avançado como alternativa à radiografia continuam a ganhar atenção nas indústrias de petróleo e gás, geração de energia, manufatura e outras que dependem da inspeção confiável de soldas austeníticas.Da mesma forma, instrumentos PA UT totalmente integrados, firmware poderoso e sondas de matriz 2D continuam a tornar essas inspeções mais econômicas e eficientes.
Guy Maes é diretor de vendas da Zetec para UT.Mais de 25 anos de experiência no desenvolvimento e implementação de métodos avançados de ultrassom, avaliação de competências e desenvolvimento de software.Para obter mais informações, ligue para (425) 974-2700 ou visite www.zetec.com.
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