Điều chỉnh độ nhạy cho máy siêu âm mối hàn

Áp suất âm dọc theo đường tâm của chùm âm tăng tới cực đại ở cuối vùng gần và sau đó giảm theo hàm mũ nepe khi khoảng cách tăng lên. áp suất âm trong vùng gần bản thân nó biến động mạnh nhưng nó luôn có xung gốc hướng giảm khi giảm khoảng cách. Lượng âm bị phản xạ bởi một mặt phản xạ bất kỳ là tỷ lệ thuận với áp suất âm vào nó. Do đó độ cao xung từ mặt phản xạ chuẩn bất kỳ (như các lỗ phẳng đáy bằng) sẽ thay đổi theo khoảng cách của nó. Việc đặt bộ khuyếch đại tương tự sẽ cho một phần phản hồi lớn từ một mặt phản xạ ở dải là 40mm và có thể sinh ra các phản hồi hầu như không thể ghi nhận được như ở dải 200 mm.

Bỏ sang một bên khoảng cách từ đầu dò tới bề mặt phản xạ, các kích thước của xung từ mặt phản xạ là hàm số của một vài yếu tố khác như:
1 Kích thước của mặt phản xạ : Độ lớn của phản hồi từ mặt phản xạ bất kỳ là tỷ lệ thuận với kích thước của diện tích được phản xạ.

2 Hình dạng của mặt phản xạ : Các mặt phản xạ giống như các gương phẳng nằm vuông góc với đường tâm của chùm sẽ cho các phản hồi lớn hơn so với các mặt phản hồi lồi (vì nó làm phân tán chùm tâm).

3 Mức độ sai khác của các thông số âm học: Lượng âm bị phản xạ tại một mặt biên giới bất kỳ phụ thuộc vào mức độ sai khác các đặc tính âm của hai vật liệu tạo nên mặt phân cách. Tại biên giới thép - không khí thì hơn 99% năng lượng âm tới bị phản xạ. Điều này giảm xuống khoảng 90% cho biên giới thép - nước.
4 Sự định hướng của bề mặt phản xạ: Sự định hướng của bề mặt phản xạ so với trục của chùm là rất quan trọng. Các mặt phản xạ phẳng sẽ cho các phản hồi giảm cực mạnh thậm chí nếu chúng chỉ hơi nghiêng so với trục của chùm.

5 Sự suy giảm : Sự mất năng lượng âm trong vật liệu do sự hấp thụ và tán xạ và do vật làm giảm độ cao xung ở một dải bất kỳ biết trước.

Do đó nếu độ cao tín hiệu được quan tâm khi đánh giá ý nghĩa của các xung vọng trong kiểm tra siêu âm xung vọng là điểm chính yếu để hạn chế các khả năng thay đổi ở trên. Các phương pháp khác nhau đạt được mục tiêu này là được sử dụng rộng rãi và sẽ được thảo luận ở phần tiếp theo.

Các đường bổ chính biên độ khoảng cách trong siêu âm mối hàn

Để có thể so sánh các xung vọng từ các dải khác nhau so với một mức chuẩn thì cần sử dụng “các đường bổ chính biên độ khoảng cách”. Các tiêu chuẩn Anh và Mỹ thường chỉ rõ các khối hiệu chỉnh chứa các mặt phản xạ chuẩn ở các dải khác nhau và phương pháp xây dựng “đường cong bổ chính xây dựng khoảng cách “ hay “DAC”. Cho ví dụ với cả hai tiêu chuẩn BS3923 và ASME đều chỉ rõ các khối có lỗ khoan hình trụ ở bên sườn dùng đề xây dựng đường chuẩn DAC cho kiểm tra mối hàn . Các tiêu chuẩn cho các sản phẩm đúc và rèn thường sử dụng các mặt phản xạ là các lỗ đáy bằng để xây dựng đường DAC. Các tiêu chuẩn API cho đường ống chỉ ra các vết nứt khắc bề mặt để sử dụng xây dựng đường DAC.
Các tiêu chuẩn Đức lại chọn con đường khác để đi tới các kết cục tương tự. Đó là giản đồ DGS ( khoảng cách độ khuyếch đại kích thước) hay hệ thống AVG và sẽ được giới thiệu ở phần sau.

Tiếp cận BS 3923

Phương pháp :
1)    Xây dựng một khối chuẩn phù hợp với BS3923 phụ lục K

2)    Điều chỉnh thiết bị ở dải đo thích hợp

3)    Thu phản hồi cực đại từ mặt phản xạ mà nó cho xung lớn nhất ( Cái này không phải luôn luôn là mặt phản xạ ở khoảng cách âm gần nhất ). Đặt nó ở 80% độ cao toàn bộ màn hình nhờ núm chỉnh độ khuyếch đại. Giá trị độ khuyếch đại này được gọi là độ nhậy so sánh ban đầu. Đánh dấu vị trí của đỉnh xung trên màn hình máy ( sử dụng bút ).

4)    Giữ nguyên không điều chỉnh thiết bị, thu các xung phản hồi từ các mặt phản xạ khác của khối, phải chắc chắn phủ toàn bộ chiều dài kiểm tra. Đánh dấu đỉnh của mỗi xung trên màn hình của máy. Nối các điểm bằng một đường cong mền thì thu được đường DAC.
Chú ý: Trong vài trường hợp là quá dài hay sự suy giảm cao thì có thể cần phải xây dựng một hệ DAC nhiều lớp.

T: Độ dày mối hàn

Như đã được giới thiệu ở trên, BS 3923 không yêu cầu là khối chuẩn phải đại diện hoàn toàn cho chi tiết được kiểm tra. Do đó trước khi tiến hành kiểm tra mối hàn bất kỳ luôn cần thiết phải bổ chính cho sự mất mát do lan truyền các sai khác của sự suy giảm có thể xuất hiện giữa vật liệu kiểm tra và khối hiệu chỉnh.

Các bổ chính tổn hao
Các mất mát do suy giảm đã được thảo luận ở trên. Các mất mát do lan truyền liên quan tới các bất thường bề mặt mà nó làm giảm đáng kể diện tích tiếp xúc của đầu dò, và do vậy làm giảm hiệu quả truyền âm vào trong vật kiểm tra. Khi kiểm tra các mối hàn thép ferrit thì tổn hao do lan truyền thường lớn hơn nhiều so với mất mát do suy giảm, nhưng không phải lúc nào cũng như vậy.

Một cách lý tưởng thì các điều kiện bề mặt, độ cong, loại vật liệu và xử lý nhiệt của mẫu hiệu chỉnh là giống hệt như của vật liệu được kiểm tra. Điều này đã được tiếp cận tới khi chế tạo mẫu thử theo tiêu chuẩn ASME. Bản mới nhất của ASME không cho phép các bổ chính mất mát do lan truyền và do suy giảm vì mẫu hiệu chỉnh phải có điều kiện tương tự như vật được kiểm tra thực tế, do vậy phép hiệu chính là không cần thiết.

Tuy nhiên trong thực tế thường thì mẫu hiệu chỉnh khác nhiều với vật có các chi tiết được kiểm tra có các mặt song song nhau.
Do vậy phụ lục 0 của BS 3923 có mô tả các cách khác nhau để tiến hành bổ chính mất mát do lan truyền và suy giảm. Khi sử dụng các đầu dò sóng nén 0⁰ phương pháp để thu được giá trị mất mát do lan truyền và suy giảm là đơn giản khi kiểm tra.
1. Điều chỉnh dải đo thích hợp
2. Thu một chuỗi các xung đáy từ khối hiệu chỉnh. Tăng độ cao của từng xung lên 80% FSH và ghi nhận giá trị độ khuyếch đại bằng dB. Ví dụ:

Xung                              dB
50 mm                           20
100mm                          26
150mm                          30
200mm                          32
3.     Thu một chuỗi các xung đáy từ chi tiết kiểm tra. Tăng độ cao của từng xung lên 80% FSH và ghi nhận giá trị độ khuyếch đại bằng dB. Ví dụ:

Xung                              dB
40 mm                           23
80 mm                           29
120mm                          33
160mm                          36
200mm                          38

          4.   Chấm các kết quả ở dạng một biểu đồ như được chỉ ra ở vị dụ trên. Một quan hệ đường thẳng phải được thu nhận nếu quan hệ là Log-tuyến tính được sử dụng. Bổ chính suy giảm và lan truyền tương ứng tại một dải bất kỳ cho trước có thể được xác định bằng sự sai khác giữa hai điểm của dải đó. Trong ví dụ được đưa ra ở trên sự bổ chính tương ứng sẽ là 4dB.

Phương pháp này chỉ làm việc nếu khối hiệu chỉnh là đủ dài và chi tiết kiểm tra khuyết tật có các bề mặt song song đủ dài. Thông thường hai đầu dò 45⁰ được sử dụng, nhưng bất kỳ một cặp đầu dò nào cùng loại và cùng góc cũng có thể được sử dụng.
Phương pháp: Điều chỉnh thiết bị sử dụng một trong các đầu dò cho dải thích hợp là 100mm hay 200mm. Bây giờ bật công tắc này tới vị trí làm việc với hai đầu dò và nối đầu dò thứ hai vào cổng thu của máy. Thu các tín hiệu phát-thu tại vài vị trí một vài lần theo sơ đồ trên. Sau khi thu được tín hiệu cực đại một cách cẩn thận, tăng tín hiệu lên một độ cao xác định ví dụ gần 80% FSH. Mỗi lần ta cần phải ghi lại giá trị độ khuyếch đại và dải. Lặp lại quá trình này trên mẫu kiểm tra. Sử dụng kết quả này để xây dựng biểu đồ.
Việc lấy giá trị mất mát do lan truyền và suy giảm cho các sóng mang là phức tạp hơn một chút.

  Độ nhậy quét (BS 3923):

Bảng 2 của BS 3923 chỉ rõ độ nhậy tối thiểu để quét cho bốn mức kiểm tra khác nhau. Với hầu hết các ứng dụng, mức ứng dụng kiểm tra cấp hai được sử dụng. Khi kiểm tra ở mức ứng dụng, kiểm tra cấp hai độ nhậy quét tối thiểu cho các đầu dò thẳng là độ nhậy so sánh ban đầu + bổ chính mất mát do suy giảm và lan truyền +8dB, trong khi đối với sóng ngang phải là độ nhạy so sánh ban đầu +bổ chính mất mát do suy giảm và lan truyền +14dB. Tất cả các chỉ thị vượt quá DAC ở mức nhậy quét phải được nghiên cứu và đánh giá theo quy phạm áp dụng. Điều này có ý nghĩa là mức cần nghiên cứu là 40% DAC cho các sóng nén và 20% DAC cho các sóng ngang.

Rất mong trở thành nhà cung cấp máy kiểm tra mối hàn và hỗ trợ công tác kiểm định cho quý khách hàng. Xin liên hệ theo địa chỉ dưới đây để nhận được tư vấn model phù hợp nhất :

CÔNG TY CỔ PHẦN THIẾT BỊ NÂNG CHUYỂN & ĐO KIỂM
Địa chỉ :   Số 12/942, đường Láng, quận Đống Đa, Hà Nội
Tel : 04.8582.2159                                      Fax : 04.3791.7621
Website : lavme.vn Email : sales@lavme.vn
Contact :  Kỹ sư Hứa Anh Tuấn
Cell       : 0936 36 8731                              Email : huatuanmtp@gmail.com