वेल्डेड जोड़ों का अल्ट्रासोनिक परीक्षण, परीक्षण के तरीके और तकनीक

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

व्यावहारिक रूप से ऐसा कोई उद्योग नहीं है जहां वेल्डिंग नहीं की जाती है। अधिकांश धातु संरचनाएं वेल्डिंग सीम के माध्यम से घुड़सवार और परस्पर जुड़ी हुई हैं। बेशक, भविष्य में इस तरह के काम की गुणवत्ता न केवल इमारत, संरचना, मशीन या किसी भी इकाई की विश्वसनीयता पर निर्भर करती है, बल्कि उन लोगों की सुरक्षा पर भी निर्भर करती है जो किसी तरह इन संरचनाओं के साथ बातचीत करेंगे। इसलिए, इस तरह के संचालन के प्रदर्शन के उचित स्तर को सुनिश्चित करने के लिए, वेल्ड के अल्ट्रासोनिक परीक्षण का उपयोग किया जाता है, जिसके लिए धातु उत्पादों के जंक्शन पर विभिन्न दोषों की उपस्थिति या अनुपस्थिति का पता लगाना संभव है। इस उन्नत नियंत्रण पद्धति पर हमारे लेख में चर्चा की जाएगी।

घटना का इतिहास

अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाना 30 के दशक में विकसित किया गया था। हालांकि, वास्तव में काम करने वाला पहला उपकरण केवल 1945 में स्पेरी प्रोडक्ट्स की बदौलत पैदा हुआ था। अगले दो दशकों में, नवीनतम नियंत्रण प्रौद्योगिकी ने दुनिया भर में मान्यता प्राप्त की, और ऐसे उपकरणों के निर्माताओं की संख्या में नाटकीय रूप से वृद्धि हुई।

अल्ट्रासोनिकदोष डिटेक्टर, जिसकी कीमत आज 100,000 -130,000 हजार रूबल से शुरू होती है, में शुरू में वैक्यूम ट्यूब होते थे। ऐसे उपकरण भारी और भारी होते थे। उन्होंने विशेष रूप से एसी बिजली स्रोतों से काम किया। लेकिन पहले से ही 60 के दशक में, सेमीकंडक्टर सर्किट के आगमन के साथ, दोष डिटेक्टरों का आकार काफी कम हो गया था और वे बैटरी पर काम करने में सक्षम थे, जिससे अंततः क्षेत्र की परिस्थितियों में भी उपकरणों का उपयोग करना संभव हो गया।

डिजिटल वास्तविकता में कदम

शुरुआती चरणों में, वर्णित उपकरणों में एनालॉग सिग्नल प्रोसेसिंग का उपयोग किया जाता था, जिसके कारण, कई अन्य समान उपकरणों की तरह, वे अंशांकन के समय बहाव के अधीन थे। लेकिन पहले से ही 1984 में, पैनामेट्रिक्स ने EPOCH 2002 नामक पहला पोर्टेबल डिजिटल दोष डिटेक्टर लॉन्च किया। उस क्षण से, डिजिटल इकाइयाँ अत्यधिक विश्वसनीय उपकरण बन गई हैं, जो आदर्श रूप से आवश्यक अंशांकन और माप स्थिरता प्रदान करती हैं। अल्ट्रासोनिक दोष डिटेक्टर, जिसकी कीमत सीधे इसकी तकनीकी विशेषताओं और निर्माता के ब्रांड पर निर्भर करती है, को डेटा लॉगिंग फ़ंक्शन और रीडिंग को व्यक्तिगत कंप्यूटर पर स्थानांतरित करने की क्षमता भी प्राप्त हुई।

आज के परिवेश में, चरणबद्ध सरणी प्रणालियों में अधिक से अधिक रुचि है, जो दिशात्मक बीम उत्पन्न करने और चिकित्सा अल्ट्रासाउंड इमेजिंग के समान क्रॉस-अनुभागीय चित्र बनाने के लिए बहु-तत्व पीजोइलेक्ट्रिक तत्वों पर आधारित परिष्कृत तकनीक का उपयोग करते हैं।

क्षेत्रआवेदन

किसी भी उद्योग में अल्ट्रासोनिक नियंत्रण पद्धति का उपयोग किया जाता है। इसके उपयोग से पता चला है कि निर्माण में लगभग सभी प्रकार के वेल्डेड जोड़ों का परीक्षण करने के लिए इसका समान रूप से प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है, जिसमें 4 मिलीमीटर से अधिक की वेल्डेड बेस मेटल मोटाई होती है। इसके अलावा, गैस और तेल पाइपलाइनों, विभिन्न हाइड्रोलिक और जल प्रणालियों के जोड़ों की जांच के लिए विधि का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है। और इलेक्ट्रोस्लैग वेल्डिंग के परिणामस्वरूप प्राप्त मोटी सीमों के निरीक्षण जैसे मामलों में, अल्ट्रासोनिक दोष का पता लगाना निरीक्षण का एकमात्र स्वीकार्य तरीका है।

कोई भाग या वेल्ड सेवा के लिए उपयुक्त है या नहीं, इस पर अंतिम निर्णय तीन मूलभूत संकेतकों (मानदंड) के आधार पर किया जाता है - आयाम, निर्देशांक, सशर्त आयाम।

सामान्य तौर पर, अल्ट्रासोनिक परीक्षण ठीक वह तरीका है जो सीम (विस्तार) के अध्ययन की प्रक्रिया में इमेजिंग के मामले में सबसे अधिक उपयोगी है।

मांग के कारण

अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके निरीक्षण की वर्णित विधि इस मायने में अच्छी है कि इसमें दरारें, कम लागत और उपयोग की प्रक्रिया में उच्च सुरक्षा के रूप में दोषों का पता लगाने की प्रक्रिया में संकेतों की तुलना में बहुत अधिक संवेदनशीलता और विश्वसनीयता है। रेडियोग्राफिक निरीक्षण के शास्त्रीय तरीके। आज तक, 70-80% निरीक्षण मामलों में वेल्डेड जोड़ों के अल्ट्रासोनिक परीक्षण का उपयोग किया जाता है।

अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर

बिनागैर-विनाशकारी अल्ट्रासोनिक परीक्षण के लिए इन उपकरणों का उपयोग बस अकल्पनीय है। उपकरणों का उपयोग उत्तेजना उत्पन्न करने के साथ-साथ अल्ट्रासाउंड के कंपन प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

इकाइयाँ भिन्न हैं और इनके द्वारा वर्गीकृत हैं:

• परीक्षा आइटम के साथ संपर्क बनाने का तरीका।
• पीजोइलेक्ट्रिक तत्वों को दोष डिटेक्टर के विद्युत सर्किट से जोड़ने की विधि और पीजोइलेक्ट्रिक तत्व के सापेक्ष इलेक्ट्रोड का विस्थापन।
• सतह के सापेक्ष ध्वनिक का अभिविन्यास।
• पीजो तत्वों की संख्या (एकल, दोहरा, बहु-तत्व)।
• ऑपरेटिंग फ़्रीक्वेंसी की बैंडविड्थ (नैरोबैंड - एक ऑक्टेव बैंडविड्थ से कम, वाइडबैंड - एक से अधिक ऑक्टेव बैंडविड्थ)।

दोषों की मापनीय विशेषताएं

GOST तकनीक और उद्योग की दुनिया में हर चीज पर राज करता है। अल्ट्रासोनिक परीक्षण (GOST 14782-86) भी इस मामले में कोई अपवाद नहीं है। मानक निर्दिष्ट करता है कि दोषों को निम्नलिखित मापदंडों द्वारा मापा जाता है:

• दोष का समतुल्य क्षेत्र।
• इको सिग्नल का आयाम, जो दोष की दूरी को ध्यान में रखकर निर्धारित किया जाता है।
• वेल्डिंग बिंदु पर दोष के निर्देशांक।
• पारंपरिक आकार।
• दोषों के बीच सशर्त दूरी।
• वेल्ड या जोड़ की चयनित लंबाई में दोषों की संख्या।

दोष डिटेक्टर ऑपरेशन

गैर-विनाशकारी परीक्षण, जो अल्ट्रासोनिक है, का उपयोग करने का अपना तरीका है, जो बताता है कि मुख्य मापा पैरामीटर प्राप्त इको सिग्नल का आयाम हैसीधे दोष से। आयाम द्वारा प्रतिध्वनि संकेतों में अंतर करने के लिए, तथाकथित अस्वीकृति संवेदनशीलता स्तर तय किया गया है। यह, बदले में, एंटरप्राइज़ मानक टेम्पलेट (एसओपी) का उपयोग करके कॉन्फ़िगर किया गया है।

दोष डिटेक्टर के संचालन की शुरुआत इसके समायोजन के साथ होती है। इसके लिए रिजेक्शन सेंसिटिविटी सेट की गई है। उसके बाद, चल रहे अल्ट्रासाउंड अध्ययनों की प्रक्रिया में, पता लगाए गए दोष से प्राप्त प्रतिध्वनि संकेत की तुलना निश्चित अस्वीकृति स्तर से की जाती है। यदि मापा आयाम अस्वीकृति स्तर से अधिक है, तो विशेषज्ञ निर्णय लेते हैं कि ऐसा दोष अस्वीकार्य है। फिर सीम या उत्पाद को खारिज कर दिया जाता है और संशोधन के लिए भेजा जाता है।

वेल्डेड सतहों के सबसे आम दोष हैं: फ्यूजन की कमी, अपूर्ण पैठ, क्रैकिंग, सरंध्रता, स्लैग समावेशन। यह ऐसे उल्लंघन हैं जिनका अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके दोष का पता लगाने से प्रभावी ढंग से पता लगाया जाता है।

अल्ट्रासोनिक विकल्प

समय के साथ, निरीक्षण प्रक्रिया ने वेल्ड की जांच के लिए कई शक्तिशाली तरीके विकसित किए हैं। अल्ट्रासोनिक परीक्षण माना धातु संरचनाओं की ध्वनिक परीक्षा के लिए काफी बड़ी संख्या में विकल्प प्रदान करता है, हालांकि, सबसे लोकप्रिय हैं:

• इको विधि।
• छाया।
• दर्पण-छाया विधि।
• इको मिरर।
• डेल्टा विधि।

विधि नंबर एक

अक्सर उद्योग और रेलवे परिवहन में इको-पल्स विधि का उपयोग किया जाता है।यह उनके लिए धन्यवाद है कि 90% से अधिक दोषों का निदान किया जाता है, जो दोष की सतह से परिलक्षित लगभग सभी संकेतों के पंजीकरण और विश्लेषण के कारण संभव हो जाता है।

यह विधि अपने आप में एक धातु उत्पाद की ध्वनि पर आधारित है जिसमें अल्ट्रासोनिक कंपन के दालों के साथ उनका पंजीकरण होता है।

विधि के फायदे हैं:

- उत्पाद तक एकतरफा पहुंच की संभावना;

- आंतरिक दोषों के प्रति उच्च संवेदनशीलता;

- ज्ञात दोष के निर्देशांक निर्धारित करने में उच्चतम सटीकता।

हालाँकि, इसके नुकसान भी हैं, जिनमें शामिल हैं:

- सतह परावर्तकों से हस्तक्षेप के लिए कम प्रतिरोध;

- दोष के स्थान पर सिग्नल आयाम की मजबूत निर्भरता।

वर्णित दोष का पता लगाने का तात्पर्य खोजकर्ता द्वारा उत्पाद को अल्ट्रासोनिक दालों को भेजना है। प्रतिक्रिया संकेत उसे या दूसरे साधक को प्राप्त होता है । इस मामले में, संकेत सीधे दोषों से और भाग, उत्पाद (सीम) की विपरीत सतह से परिलक्षित हो सकता है।

छाया विधि

यह ट्रांसमीटर से रिसीवर तक प्रेषित अल्ट्रासोनिक कंपन के आयाम के विस्तृत विश्लेषण पर आधारित है। मामले में जब इस सूचक में कमी होती है, तो यह एक दोष की उपस्थिति को इंगित करता है। इस मामले में, दोष का आकार जितना बड़ा होगा, रिसीवर द्वारा प्राप्त सिग्नल का आयाम उतना ही छोटा होगा। विश्वसनीय जानकारी प्राप्त करने के लिए, उत्सर्जक और रिसीवर को विपरीत दिशा में समाक्षीय रूप से रखा जाना चाहिएअध्ययन के तहत वस्तु। इस तकनीक के नुकसान को इको विधि की तुलना में कम संवेदनशीलता और विकिरण पैटर्न के केंद्रीय बीम के सापेक्ष पीईटी (पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर) को उन्मुख करने की कठिनाई माना जा सकता है। हालांकि, ऐसे फायदे भी हैं, जो हस्तक्षेप के लिए उच्च प्रतिरोध, दोष के स्थान पर सिग्नल आयाम की कम निर्भरता, और एक मृत क्षेत्र की अनुपस्थिति हैं।

दर्पण-छाया विधि

इस अल्ट्रासोनिक गुणवत्ता नियंत्रण का उपयोग आमतौर पर वेल्डेड रीबर जोड़ों का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है। मुख्य संकेत है कि एक दोष का पता चला है, सिग्नल आयाम का कमजोर होना, जो विपरीत सतह से परिलक्षित होता है (जिसे अक्सर नीचे कहा जाता है)। विधि का मुख्य लाभ विभिन्न दोषों का स्पष्ट पता लगाना है, जिसका विस्थापन वेल्ड रूट है। इसके अलावा, विधि को सीम या भाग तक एकतरफा पहुंच की संभावना की विशेषता है।

इको मिरर विधि

ऊर्ध्वाधर दोषों का पता लगाने का सबसे प्रभावी तरीका। दो जांचों का उपयोग करके जांच की जाती है, जो इसके एक तरफ सीम के पास की सतह के साथ चलती हैं। साथ ही, उनका संचलन इस प्रकार किया जाता है कि एक जांच द्वारा दूसरी जांच से निकलने वाले सिग्नल को ठीक किया जा सके और मौजूदा दोष से दो बार परावर्तित किया जा सके।

विधि का मुख्य लाभ: इसका उपयोग दोषों के आकार का मूल्यांकन करने के लिए किया जा सकता है, जिसका आकार 3 मिमी से अधिक है और जो ऊर्ध्वाधर विमान में 10 डिग्री से अधिक विचलन करते हैं। सबसे महत्वपूर्ण -समान संवेदनशीलता के साथ जांच का उपयोग करें। अल्ट्रासोनिक परीक्षा के इस संस्करण का सक्रिय रूप से मोटी दीवारों वाले उत्पादों और उनके वेल्ड की जांच के लिए उपयोग किया जाता है।

डेल्टा विधि

वेल्ड का निर्दिष्ट अल्ट्रासोनिक परीक्षण दोष द्वारा पुन: विकिरणित अल्ट्रासोनिक ऊर्जा का उपयोग करता है। दोष पर अनुप्रस्थ तरंग घटना आंशिक रूप से स्पेक्युलर रूप से परिलक्षित होती है, आंशिक रूप से एक अनुदैर्ध्य में बदल जाती है, और विवर्तित तरंग को फिर से विकिरणित भी करती है। नतीजतन, आवश्यक पीईटी तरंगों को पकड़ लिया जाता है। विधि के नुकसान को सीम की सफाई माना जा सकता है, 15 मिलीमीटर तक की मोटाई के साथ वेल्डेड जोड़ों के नियंत्रण के दौरान प्राप्त संकेतों को समझने की उच्च जटिलता।

अल्ट्रासाउंड के लाभ और इसके अनुप्रयोग की सूक्ष्मता

उच्च-आवृत्ति ध्वनि का उपयोग करके वेल्डेड जोड़ों की जांच, वास्तव में, गैर-विनाशकारी परीक्षण है, क्योंकि यह विधि उत्पाद के जांच किए गए खंड को कोई नुकसान पहुंचाने में सक्षम नहीं है, लेकिन साथ ही साथ काफी सटीक रूप से निर्धारित करती है दोषों की उपस्थिति। साथ ही, किए गए कार्य की कम लागत और उनके निष्पादन की उच्च गति पर विशेष ध्यान देने योग्य है। यह भी महत्वपूर्ण है कि यह विधि मानव स्वास्थ्य के लिए बिल्कुल सुरक्षित हो। अल्ट्रासाउंड पर आधारित धातुओं और वेल्ड के सभी अध्ययन 0.5 मेगाहर्ट्ज से 10 मेगाहर्ट्ज की सीमा में किए जाते हैं। कुछ मामलों में, 20 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति के साथ अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करके काम करना संभव है।

अल्ट्रासाउंड के माध्यम से एक वेल्डेड जोड़ का विश्लेषण आवश्यक रूप से एक संपूर्ण परिसर के साथ होना चाहिएप्रारंभिक उपाय, जैसे अध्ययन के तहत सीवन या सतह की सफाई, नियंत्रित क्षेत्र में विशिष्ट संपर्क तरल पदार्थ (विशेष-उद्देश्य जैल, ग्लिसरीन, मशीन तेल) लागू करना। यह सब उचित स्थिर ध्वनिक संपर्क सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है, जो अंततः डिवाइस पर आवश्यक चित्र प्रदान करता है।

अनुपयोगी और नुकसान

अल्ट्रासोनिक परीक्षण एक मोटे अनाज वाली संरचना के साथ धातुओं के वेल्डिंग जोड़ों की जांच के लिए उपयोग करने के लिए बिल्कुल तर्कहीन है (उदाहरण के लिए, कच्चा लोहा या 60 मिलीमीटर से अधिक की मोटाई के साथ एक ऑस्टेनिटिक वेल्ड)। और सभी क्योंकि ऐसे मामलों में अल्ट्रासाउंड का पर्याप्त रूप से बड़ा फैलाव और मजबूत क्षीणन होता है।

पता चला दोष (टंगस्टन समावेशन, स्लैग समावेशन, आदि) को स्पष्ट रूप से पूरी तरह से चित्रित करना भी संभव नहीं है।