Spaw_SysKontrJakUT (1).pdf

(1071 KB) Pobierz
Procedura UT-PS/ZS/2004
Badanie metodą ultradźwiękową
płyty ze spoiną czołową
Instrukcje do
ćwiczeń
laboratoryjnych
Opracował:
mgr inż. Adam Sajek
Zatwierdził:
prof. dr hab. inż. Jerzy Nowacki
Szczecin 2004
Oznaczenia
t
grubość materiału podstawowego
l
długość wskazania
X
położenie wskazania w kierunku wzdłużnym
Y
położenie wskazania w kierunku poprzecznym
Z
położenie wskazania w kierunku głębokości
p
pełny skok głowicy
x
g
środek
głowicy
α
kąt wprowadzania wiązki (kąt głowicy skośnej)
f
g
częstotliwość głowicy ultradźwiękowej
d
g
efektywna
średnica
przetwornika głowicy
s
p
szerokość powierzchni przeszukiwania dla pełnego skoku
s
b
zakres (droga) obserwacji
zakres obserwacji (badania) w rzucie
s
bx
s’
bx
zakres obserwacji w rzucie skróconym
K
podziałka podstawy czasu
a
x
rzut drogi
a’
x
skrócony rzut drogi
T
położenie echa na podstawie czasu
d
rej
średnica
reflektora odniesienia
V
wzmocnienie
V
j
wzmocnienie podczas skalowania
∆V
OWR
poprawka OWR wzmocnienia
poprawka na geometrię wzorca
V
k
poprawka wzmocnienia wynikająca ze strat przeniesienia
∆V
T
wzmocnienie rejestracji
V
R
poprawka na drogę
∆V
T
N
długość pola bliskiego
c
T
prędkość rozchodzenia się dźwiękowej fali poprzecznej
d
ref
unormowany rozmiar reflektora płaskiego
D
odległość unormnowana
e
0
wysokość echa odniesienia
e
wysokość echa
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
stopnie
MHz
mm
mm
mm
mm
mm
mm/dz
mm
mm
dz
mm
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
mm
m/s
mm
%
%
2
1. W
STĘP
Badania ultradźwiękowe wykorzystują efekt rozchodzenia się fal dźwiękowych o częstotliwościach
większych od górnej granicy słyszalności ucha ludzkiego (ponad 16-20 kHz). Za wytwarzanie i wprowa-
dzenie do badanego obiektu fal, jest odpowiedzialna głowica ultradźwiękowa, której głównym elementem
jest przetwornik. Jest on najczęściej cienką płytką z materiału piezoelektrycznego, wytwarzającą krótko-
trwałe drgania rezonansowe o częstotliwości rzędu miliona cyklina sekundę. Głowicę przykłada się do
powierzchni badanego obiektu poprzez cienką warstwę cieczy, która eliminuje szczelinę powietrzną pod
głowicą. Drgania przetwornika przenoszone są do materiału powodując sprężyste, periodyczne odkształ-
cenia – najpierw powierzchni, a następnie dalszych warstw metalu.
Pobudzanie przetwornika piezoelektrycznego impulsami elektrycznymi oraz „nasłuch” odbywa się za
pomocą defektoskopu ultradźwiękowego.
Najczęściej stosowaną metodą w technice badań ultradźwiękowych jest tzw. metoda echa. Polega ona
na nadawaniu fal i ich odbiorze po odbiciu od wady lub powierzchni ograniczających badany element.
Wytwarzana przez głowicę fala ultradźwiękowa rozchodzi się w badanym materiale i po odbiciu powraca
do przetwornika, pobudzając go do drgań. Drgania te zamieniane są na impulsy elektryczne i w momen-
cie odbioru przez głowicę sygnału odbitego ukazuje się echo na ekranie defektoskopu (w miejscach od-
powiadającym długości drogi przebytej przez falę).
Im bliżej powierzchni badania znajduje się wada, tym wcześniej powraca do głowicy odbita fala.
Im większa jest wykryta wada, tym większy impuls pojawia się na ekranie defektoskopu.
Największymi zaletami metody ultradźwiękowej są:
−
uniwersalność i skuteczność;
−
szybkość badania i bezpośrednia dostępność wyników;
−
możliwość dokładnej lokalizacji wad wewnętrznych i zewnętrznych;
−
możliwość pomiaru grubości elementów jednostronnie dostępnych z dokładnością rzędu
0,1mm;
−
przenośna i lekka aparatura.
Wady metody to:
−
konieczne wysokie kwalifikacje badającego;
−
utrudnione lub niemożliwe badania elementów bardzo małych;
−
wpływ struktury badanego materiału na wykrywalność wad (utrudnione badanie materia-
łów
niejednorodnych i gruboziarnistych);
−
konieczność dobrego przygotowania powierzchni badania.
3
2. W
YMAGANIA
I NASTAWY WG NORM
2.1. P
OZIOM JAKOŚCI ZŁĄCZA
PN-EN 25817
W wyborze poziomu jakości dla poszczególnych zastosowań należy uwzględnić rodzaj projektowego
wyrobu, następną w kolejności obróbkę, np. powierzchniową, rodzaj obciążeń (np. statyczne, dynamicz-
ne) i warunki eksploatacyjne (np. temperatura, otoczenie) oraz konsekwencje awarii. Czynniki ekono-
miczne stanowią również ważny element i należy je uwzględnić nie tylko z punktu widzenia kosztów
spawania, lecz również kosztów kontroli, badań i naprawy.
Tabela 1. Poziomy jakości według niezgodności spawalniczych występujących w złączach spawanych
Oznaczenie
D
C
B
Poziom jakości
wymagania
łagodne
wymagania
średnie
wymagania ostre
Dla badanego złącza należy przyjąć poziom jakości co najmniej C.
2.2. P
RZYDATNOŚĆ METODY ULTRADŹWIĘKOWEJ DO BADANIA
PN-EN 12062
Tabela 2. Ogólnie przyjęte metody wykrywania wewnętrznych niezgodności spawalniczych w złączach do-
czołowych i w złączach teowych z pełnym przetopem
Rodzaj materiału i złącza
Złącze doczołowe ze stali ferrytycznej
Złącze teowe ze stali ferrytycznej
Złącze doczołowe ze stali austenitycznej
Złącza teowe ze stali austenitycznej
Złącza doczołowe z aluminium
Złącza teowe z aluminium
Złącza doczołowe ze stopów niklu i miedzi
Złącza teowe ze stopów niklu i miedzi
Złącza doczołowe z tytanu
Złącza teowe z tytanu
t<8
RT lub (UT)
(UT) lub (RT)
RT
(UT) lub (RT)
RT
(UT) lub (RT)
RT
(UT) lub (RT)
RT
(UT) lub (RT)
Grubość w mm
1)
8<f<40
RT lub UT
UT lub (RT)
RT lub (UT)
(UT) i/lub (RT)
RT lub UT
UT lub (RT)
RT lub (UT)
(UT) lub (RT)
RT lub (UT)
UT lub (RT)
f>40
UT lub (RT)
UT lub (RT)
RT lub (UT)
(UT) lub (RT)
RT lub UT
UT lub (RT)
RT lub (UT)
(UT) lub (RT)
( ) Oznacza,
że
metoda stosowana jest w ograniczonym zakresie
1)
Grubość t oznacza nominalną grubość materiału podstawowego do spawania
2.3. O
KREŚLENIE TECHNIKI I KLASY BADANIA
PN-EN 12062
Poziom badania oraz poziomy akceptacji są zależne od poziomu jakości złącza.
Tabela 3. Badania ultradźwiękowe (UT) stali ferrytycznych.
Gdy uzgodnienia między stronami umowy wymagają podania charakterystyki wskazań,
należy stosować normę prEN 1713
2)
UT nie jest zalecane, ale może być uzgodnione między stronami umowy
(dla takich samych wymagań jak poziom C)
1)
Poziom jakości zgodnie z
EN 25817 lub EN 30042
B
C
D
Technika i klasa badania
według EN 1714
1)
co najmniej B
co najmniej A
poziom nie stosowany
2)
Poziomy akceptacji według
EN 1712
2
3
nie stosowany
2)
Poziom badania jest to miara kompletności i wyboru nastawienia parametrów dla stosowanej metody
badań. Różne klasy badania odpowiadają różnej czułości i/lub prawdopodobieństwu wykrycia. Wybór
klasy badań zależy zazwyczaj od wymagań jakościowych.
4
Poziom akceptacji jest to poziom badania, poniżej którego dane elementy są akceptowane.
Dla przykładu: dla poziomu jakości złącza – C, można zastosować technikę badań A, natomiast po-
ziom akceptacji będzie wynosił 3.
Tabela 4. Klasyfikacja wskazań
Poziom badania
Poziom akceptacji
(przydatność stosowania)
Poziom akceptacji
(zapewnienie jakości)
Poziom rejestracji
Poziom oceny
Działania
Odrzucenie lub naprawa
Odrzucenie, naprawa lub dalsza ocena oparta
na kryteriach przydatności do stosowania
Rejestracja wskazań – uwzględnienie w raporcie
Ocenia się wskazania pod względem wymiaru,
rodzaju i innych danych charakterystycznych
Nie wymaga się działań
2.4. P
ARAMETRY GŁOWIC
PN-EN 1714
Częstotliwość powinna mieścić się w zakresie od 2 do 5 MHz i powinna być tak dobrana, aby spełnia-
ła
zadane wymagania dotyczące poziomów akceptacji.
Jeżeli ocena jest dokonywana wg poziomów akceptacji w oparciu o długość i amplitudę, wówczas dla
wstępnego badania należy przyjąć możliwie najniższą częstotliwość z podanego powyżej zakresu.
Wyższe częstotliwości można stosować w celu polepszenia rozdzielczości, jeżeli w stosowanej normie
poziomy akceptacji są oparte na charakterze niezgodności.
Częstotliwości około 1 MHz można zastosować, gdy droga fal ultradźwiękowych jest długa, a tłumie-
nie fali w materiale jest wyższe od przeciętnego.
Tabela 5.
Poziomy odniesienia przy badaniu głowicą kątową fal poprzecznych metodą OWR
Nominalna częstotliwość
głowicy [MHz]
1,5 do 2,5
3 do 5
Nominalna częstotliwość
głowicy [MHz]
1,2 do 2,5
3 do 5
Grubość materiału podstawowego [mm]
8
≤
t < 15
15
≤
t < 40
40
≤
t
≤
100
-
d
rej
= 2 mm
d
rej
= 3 mm
d
rej
= 1mm
d
rej
= 1,5 mm
-
Grubość materiału podstawowego [mm]
8
≤
t < 15
15
≤
t < 40
40
≤
t
≤
100
-
d
rej
= 2 mm
d
rej
= 3 mm
d
rej
= 2mm
d
rej
= 2 mm
d
rej
= 3 mm
Tabela 6.
Poziomy odniesienia przy badaniu głowicą fal podłużnych metodą OWR
2.5. K
ĄT
WPROWADZANIA WIĄZKI
PN-EN 1714
W przypadku badania falami poprzecznymi i technikami wykorzystującymi odbicie wiązki ultradźwięko-
wej od przeciwległej powierzchni, należy zwracać uwagę, aby kąt padania wiązki na tą przeciwległą po-
wierzchnię nie był mniejszy niż 35° oraz zaleca się aby nie był większy niż 70°. W przypadku stosowa-
nia wielu kątów wprowadzania wiązki warunek ten musi spełniać przynajmniej jedna z głowic.
Jeden z zastosowanych kątów wprowadzenia wiązki powinien zapewnić prostopadłe lub możliwie naj-
bardziej zbliżone do prostopadłego padania wiązki na powierzchnię wtopienia spoiny. W przypadku gdy
wymagane jest stosowanie dwóch lub więcej kątów wprowadzania fal, różnica między kątami nominalnymi
powinna wynosić co najmniej 10°.
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin