Мир неразрушающего контроля
Сотрудничество с NOVA78

Ультразвуковой контроль фазированной решеткой

Ультразвуковой контроль фазированной решетки

Ультразвуковой контроль фазированной решеткой (PAUT)

Ультразвуковой контроль с использованием фазированной решетки (PAUT) основан на той же физике, что и обычный ультразвуковой контроль. Различия в основном заключаются в технологии и конфигурации зондов, а также в электронике измерительного прибора. Зонд Phased Array обычно состоит из 16–128 отдельных элементов и может быть настроен для включения большего или меньшего количества элементов. Элементы также могут быть расположены в виде линейных, матричных и кольцевых структур.

Возможные конфигурации фазированной решетки зависят от возможностей зонда и электроники. Каждый элемент контролируется индивидуально, что позволяет генерировать индивидуальный ультразвуковой луч с определенной задержкой.

В зависимости от требований проверки можно оптимизировать каждый из основных параметров, таких как угловое раскрытие, ориентация луча, фокусировка, секторное сканирование и линейное сканирование.

Ультразвуковой контроль фазированной решетки, плюсы:

  • Лучшее покрытие интересующей области, чем с помощью одного зонда и клина;
  • Повышенная вероятность обнаружения (PoD) при проверке сварного шва;
  • Обнаружение как встроенных, так и поверхностных дефектов;
  • Увеличение производства результирующих данных;
  • Кодирование и запись данных для последующего анализа / учета;
  • Отображение зоны инспекции в реальном времени с разных точек зрения;
  • Лучшая характеристика и размеры дефектов благодаря наличию передовых программных инструментов
  • Лучшая повторяемость;
  • Легкий и безопасный;
  • Совместим с другими методами контроля, такими как 3D-сканирование и вихревой ток t.
Ультразвуковой контроль фазированной решетки
 

Автоматическое ультразвуковое тестирование (AUT)

Автоматическое ультразвуковое тестирование (AUT) состоит из моторизованной системы контроля (сканер), которая манипулирует датчиками, отслеживая их положение все время.

Благодаря последним инновациям в области программного обеспечения и робототехники теперь доступны системы AUT, оснащенные несколькими зондами PAUT, камерами и датчиками.

Одним из первых применений, в которых этот метод получил всемирное признание и развертывание, была проверка кольцевых сварных швов трубопровода вместо радиографии с рентгеновскими пленками типа Agfa D7 и Agfa F8 . В этом случае сканер обычно включает в себя два датчика PAUT, пару датчиков TOFD (время дифракции времени пролета), а также две пары «поперечных» датчиков.

В дополнение к контролю сварного шва, методика AUT идеально подходит для обнаружения коррозии в труднодоступных конструкциях. Он также может обеспечить 100% охват с увеличенным получением результирующих данных по сравнению с традиционными методами НК.

Преимущества:

  • Увеличение производства записанных данных с точным позиционированием;
  • Одновременное использование разных зондов (PAUT / TOFD / CUT) для точной оценки размеров несплошности;
  • Снижение человеческой ошибки;
  • Совместим с дополнительными датчиками (камеры, датчики температуры, датчики влажности и т. Д.);
  • Полный охват корродированных областей с большой последовательностью.Автоматизированный ультразвуковой контроль
 
 

Обычное ультразвуковое испытание (CUT)

При обычном ультразвуковом контроле (CUT) используется датчик, состоящий из пьезоэлектрического элемента, способного деформировать и генерировать высокочастотные акустические волны, которые распространяются с определенной скоростью, зависящей от материала. Результатом является А-сканирование на дисплее прибора UT. Анализ этого дисплея A-scan позволяет оценить и интерпретировать исследуемый образец.

Обычный ультразвуковой контроль в основном используется для измерения толщины, контроля сварных швов, а также для обнаружения расслоения и коррозии. Существует несколько режимов CUT: отражение (Pulse-Echo), Pulse-Receive (Dual) и Through Transmission (TT). Импульсное эхо является наиболее распространенным.

Преимущества:

  • Быстрое и экономичное решение для измерения толщины;
  • Живая визуализация измерений (A-Scan);
  • Переносимость.
Ультразвуковой контроль фазированной решеткой
 

Дифракция во время полета (TOFD)

Дифракция времени пролета (TOFD) – это метод, основанный на времени прохождения ультразвуковой волны или «времени пролета» и дифракции, создаваемой конечностями разрыва. TOFD состоит из пары преобразователей CUT на угловых клиньях, предназначенных для создания продольных волн. Пара зондов обращена друг к другу: один пульсирует, а другой получает, и их разделяет известное расстояние, обеспечивающее покрытие требуемой зоны.

Анализ данных TOFD выполняется с помощью неопознанных A-сканов и B-скана с цветовой палитрой в оттенках серого.

Дифракция во время полёта – высоко ценится за его высокий уровень точности и точности в отношении размеров и часто используется в качестве дополнения к методу фазированной решетки.

Преимущества:

  • Высокий уровень точности и аккуратности;
  • Отображение результатов в реальном времени;
  • Требуется одно сканирование, чтобы покрыть весь объем сварного шва;
  • Высокий уровень чувствительности.
Ультразвуковой контроль фазированной решеткой
 

Управляемая волна

Инспекция волновых волн (GW) – это метод неразрушающего контроля, основанный на низкочастотных ультразвуковых волнах, распространяющихся на большие расстояния с небольшой потерей энергии. Как правило подходя для проверок трубопроводов. Обнаружение коррозии или сварных швов может быть выполнено на расстоянии до 90 м с любой стороны от того, где расположен воротник (содержащий датчики).

Помимо возможности преодолевать большие расстояния, управляемые волны могут использоваться для проверки труб, которые недоступны для других методов неразрушающего контроля; этот метод может использоваться для проверки заглубленных, изолированных или покрытых труб изоляцией..

Преимущества:

  • Может проверять обширные длины из одной позиции;
  • Может достигать недоступных областей;
  • Нет простоя производства;
  • Нет необходимости удалять изоляцию или покрытие труб.
Управляемая волна
 

Полный захват матрицы

Полный захват матрицы – это усовершенствованный метод сбора и реконструкции данных с использованием зондов PAUT. Методы полного захвата матрицы основан на принципе синтетической фокусировки и обрабатывается алгоритмами, приводящими к визуальной визуализации исследуемой области.

Основная операция этого метода заключается в том, что каждый элемент всей апертуры зонда излучает ультразвук в материале, в то время как все элементы записывают возвращенный сигнал. Все эти данные затем обрабатываются, а полученные сигналы организуются в виде матрицы.

Полученная матрица может быть обработана алгоритмами для получения изображения. Этот процесс называется методом общей фокусировки (TFM).

Восстановление данных происходит в определенной зоне, где каждая точка строится из информации, записанной каждым элементом зонда, с учетом различных задержек. TFM работает в нескольких режимах в зависимости от характера отраженной ультразвуковой волны, которая обозначается комбинацией букв T (поперечная) и L (продольная): TT, TTT, TTL, LLL и т. Д.

Преимущества:

  • Увеличенное разрешение показаний с большим разрешением и изображением в виде картинки;
  • Лучшая характеристика показаний;
  • Увеличенное отношение сигнал / шум по сравнению со стандартным PAUT;
  • Лучшее представление профиля корродированной поверхности.

Ультразвуковой контроль фазированной решотки – PAUT

Как уже упоминалось выше ультразвуковые системы с фазированной решеткой используют многоэлементные зонды, которые индивидуально работают под управлением компьютера. Путем контролируемого возбуждения каждого элемента можно генерировать сфокусированный ультразвуковой луч. А уеже программное обеспечение позволяет управлять лучом. Этим методом могут быть сгенерированы двух и трехмерные изображения, показывающие размеры и местоположения любых обнаруженных дефектов.
 
Существуеют различное специфическое оборудование к примеру:

Лабораторные / стендовые установки

  • Томоскан Фокус от Olympus NDT. 32-канальная система
  • Zetec Tomoscan III. Гибкая и мощная система, способная обрабатывать до 128 каналов ультразвуковых каналов с фазированной решеткой
  • Система Micropulse 5 PA от NDT. Это передовое устройство, разработанное для атомной промышленности со 128 каналами.
  • Семиосный погружной бак

Портативные устройства

  • Olympus NDT Omniscan MX PA. Надежный 16-канальный блок. (TWI принадлежит 5 из этих систем).
  • Harfang Microtechniques X-32. TWI принадлежит 8 из этих единиц. Они надежны и чрезвычайно хорошо адаптированы для использования на сайте

Преимущества такого оборудования

  • Фокусировка луча
  • Рулевое управление
  • Линейное или секторное сканирование
  • Постоянное хранение данных
  • Дисплей обеспечивает визуализацию недостатков
Мир неразрушающего контроля