Ultrasonik hata dedektörleri (UT hata dedektörleri)

Ultrasonik hata dedektörleri (UT hata dedektörleri), kaynaklarda, dökümlerde, dövmelerde, haddelenmiş ürünlerde ve diğer metal ürünlerde çatlakları, birleşme hatalarını, kalıntıları, gözenekliliği ve iç kusurları belirlemek için tasarlanmış tahribatsız muayene (NDT) cihazlarıdır. Malzeme içinden yayılan ultrasonik darbeler (0,5-15 MHz frekanslarında) kullanırlar; iç süreksizliklerden gelen yansımalar aynı veya ikinci bir dönüştürücü tarafından toplanır ve kusurun yerini, boyutunu ve türünü belirlemek için analiz edilir. Kaynaklı yapıların (köprüler, basınçlı kaplar, gaz boru hatları) testinde, dövme ve dökümlerin kabul muayenelerinde, endüstriyel tesislerin periyodik muayenelerinde ve NDT personelinin yeterlilik eğitiminde kullanılırlar.

UT Prensibi

Prensip, malzemede yüksek frekanslı elastik dalgaların (ultrason) yayılmasına dayanmaktadır. Bir piezoelektrik dönüştürücü (tipik olarak PZT), dönüştürücü ile iş parçası arasında akustik iletimi sağlamak için bir bağlantı maddesi (jel, su, yağ) yoluyla malzemeye giren çok kısa ultrasonik darbeler (mikrosaniyenin onda biri) üretir. Dalgalar bilinen bir hızda (örneğin, çelikte boyuna dalgalar için 5920 m/s) yayılır ve herhangi bir iç süreksizlikte (çatlaklar, inklüzyonlar) veya karşı yüzeyde yansır. Aynı dönüştürücü (darbe-yankı modunda) veya ikinci bir dönüştürücü (pitch-catch modunda) yansımaları algılar ve elektronik devreler sinyalleri zaman alanında (A-tarama) analiz eder.

Hata tespit cihazlarının türleri

Modern kusur dedektörleri, gerçek zamanlı A-tarama, kusur yankılarının otomatik tespiti için geçitler, dikey (genlik) ve yatay (zaman/mesafe) doğrusallık kalibrasyonu, kafadan farklı mesafelerdeki kusurları değerlendirmek için Mesafe Genlik Düzeltmesi (DAC) fonksiyonları, malzeme zayıflamasını telafi etmek için Zamanla Değişen Kazanç (TVG) ve kusur boyutlandırma için AVG/DGS fonksiyonları içeren kompakt, taşınabilir cihazlardır. En gelişmiş modeller, kusur haritalaması için Faz Dizili Ultrasonografi (çok elemanlı dönüştürücüler ve elektronik ışın taraması ile), Uçuş Süresi Kırınımı (TOFD), B-tarama ve C-tarama özelliklerini entegre eder.

Transdüserler ve problar

Ultrasonik transdüserler şu özellikleriyle ayırt edilir: frekans (dökme demir gibi kalın, zayıflatıcı iş parçaları için 0,5-1 MHz; çelik üzerinde standart uygulamalar için 2-5 MHz; ince malzemelerde yüksek hassasiyetli ölçümler için 10-15 MHz); geometri (doğrudan temaslı – tek kristal, çift elemanlı, çift hatlı; açılı – kaynak muayeneleri için 45°, 60°, 70°; suya daldırılmış); boyutlar (çap olarak birkaç mm'den onlarca mm'ye kadar); bağlantı yöntemi (bağlayıcı madde ile temas; suya daldırılmış; özel uygulamalar için hava bağlantılı). Transdüser seçimi, malzemeye, kalınlığa, beklenen kusur türüne ve muayene tekniğine bağlıdır.

Uygulamalar

Endüstriyel uygulamalar çok çeşitlidir: kaynak muayeneleri (çatlakların, birleşme eksikliğinin, cüruf kalıntılarının ve gözenekliliğin kontrolü – kaynaklarda ultrasonik muayene için EN 17640 gibi endüstri standartlarına uygun olarak); dövme ve döküm parçaların kabulü (merkezi gözenekliliğin, segregasyonların yönetimi); boruların, basınçlı kapların ve tankların yerinde muayeneleri (yorgunluk çatlaklarını ve lokal korozyonu tespit etmek için); demiryolu tekerleklerinin ve akslarının felaketle sonuçlanabilecek arızaları önlemek için muayeneleri; havacılık muayeneleri (hafif alaşımlı yapısal bileşenlerin test edilmesi); ve malzeme sektöründe Ar-Ge çalışmaları.

Referans standartları

Başlıca standartlar şunlardır: ISO 9712 (Tahribatsız Muayene personeli yeterliliği, 1-2-3 seviyeleri); ISO 17640 (Ultrasonik kaynak); ASTM E164 (Ultrasonik temas); EN 12668 (Ultrasonik cihazların karakterizasyonu); EN 583 (1-6. bölümler, Ultrasonik test prosedürü). Havacılık uygulamaları için özel personel yeterlilikleri NAS 410'a uygundur. Ultrasonik cihaz kalibrasyonu, V1 (doğrusallık ve temel kalibrasyon için) ve V2 (küçük açılı uygulamalar için) referans blokları ile gerçekleştirilir. Transdüserler, genlik, frekans ve darbe genişliği için özel bloklarla kontrol edilir.

Seçim kriterleri

Hata tespit cihazının seçimi şunlara bağlıdır: uygulama (basit UT, Faz Dizili veya TOFD); incelenecek kalınlık ve malzeme aralığı; taşınabilirlik (yerinde servis için kompakt, laboratuvarlar için masaüstü); A-tarama ekranı, B/C-tarama ve 3B görüntüleme; endüstri standartlarına uyumluluk (havacılık, enerji, nükleer); analiz ve ASNT/EN 17637 raporlaması için yazılım; destek ve cihaz kalifikasyon hizmeti.