ตรวจจับข้อบกพร่องภายในในการหล่อด้วยอัลตราโซนิก

การทดสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิกสามารถค้นหาข้อบกพร่อง เช่น โพรงการหดตัว ความพรุนของการหดตัว ความพรุน การเจือปน และรอยแตกในการหล่อที่มีรูปร่างเรียบง่ายและพื้นผิวเรียบ และสามารถกำหนดขนาดและตำแหน่งของข้อบกพร่องได้

การทดสอบอัลตราโซนิกหมายถึงวิธีการฉีดอัลตราซาวนด์ (ความถี่สูงและความยาวคลื่นสั้น) เข้าไปในการคัดเลือกนักแสดงจากนั้นตรวจจับข้อบกพร่องภายในของการหล่อตามลักษณะของการหักเหและการเปลี่ยนแปลงรูปคลื่นที่ส่วนต่อประสาน อัลตราซาวนด์มีลักษณะเฉพาะของทิศทางของลำแสงและการสะท้อนแสงของการแพร่กระจาย

การทดสอบอัลตราโซนิกมีสามประเภท: วิธีการสะท้อนพัลส์ วิธีการเจาะ และวิธีการเรโซแนนซ์ วิธีการตรวจจับด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงที่ใช้กันทั่วไปคือวิธีการสะท้อนพัลส์ หมายถึงวิธีการตัดสินขนาดและตำแหน่งของข้อบกพร่องตามเสียงสะท้อนของข้อบกพร่องและเสียงสะท้อนของพื้นผิวด้านล่าง

หลักการพื้นฐานของวิธีการสะท้อนพัลส์คือองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกในโพรบจะถูกกระตุ้นด้วยพัลส์ความถี่สูงเพื่อสร้างพัลส์อัลตราโซนิก เมื่อคลื่นเสียงแพร่กระจายในการหล่อและพบข้อบกพร่อง ส่วนหนึ่งของคลื่นก็จะถูกสะท้อนกลับ ขนาดของคลื่นสะท้อนสามารถสะท้อนถึงขนาด ตำแหน่ง และความลึกของข้อบกพร่องภายในของการหล่อได้ คลื่นอัลตร้าโซนิคที่ไม่สะท้อนจะแพร่กระจายไปข้างหน้าต่อไปจนกว่าจะสะท้อนกลับไปที่ด้านล่างของการหล่อ พลังงานเสียงที่สะท้อนจากข้อบกพร่องและด้านล่างของการหล่อจะถูกรับโดยทรานสดิวเซอร์เพียโซอิเล็กทริกอย่างต่อเนื่อง จากนั้นจะแสดงบนจอแสดงผลของเครื่องตรวจจับข้อบกพร่องล้ำเสียงในรูปแบบของแอมพลิจูด

ความไวของเครื่องตรวจจับข้อบกพร่องแบบอัลตราโซนิกหมายถึงความสามารถในการค้นหาข้อบกพร่องที่เล็กที่สุด ความไวของการทดสอบอัลตราโซนิกเกี่ยวข้องกับปัจจัยต่างๆ เช่น ความถี่ของคลื่นอัลตราโซนิก กำลังขยายของเครื่องตรวจจับข้อบกพร่อง กำลังส่ง ประสิทธิภาพของโพรบ และความเสถียรของแหล่งจ่ายไฟ เพื่อให้มั่นใจว่าการส่งคลื่นอัลตราโซนิกไปยังสื่อเสียงเป็นไปอย่างราบรื่น จะต้องใช้วิธีการเชื่อมต่อที่เหมาะสม โดยกำหนดให้ความหยาบผิวของการหล่อต้องเป็น Ra≤12.5 μm ในเวลาเดียวกัน เพื่อเพิ่มอากาศในช่องว่าง ควรใช้ของเหลวเชื่อมต่อ (น้ำ น้ำมันหล่อลื่น น้ำมันหม้อแปลง แก้วน้ำ ฯลฯ) ระหว่างหัววัดและพื้นผิวการตรวจจับข้อบกพร่องของการหล่อ

 

คุณสมบัติของการตรวจจับข้อบกพร่องล้ำเสียง:

1. ความไวในการตรวจจับสูง การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยอัลตราโซนิกสามารถตรวจจับสัญญาณข้อบกพร่องด้วยแรงดันเสียงคลื่นสะท้อนพัลส์เพียง 0.1% ของความดันเสียงที่ตกกระทบ

2. ความแม่นยำของตำแหน่งข้อบกพร่องสูงและความละเอียดสูง

3. การบังคับใช้ที่แข็งแกร่งและการใช้งานที่หลากหลาย การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยอัลตราโซนิกสามารถตรวจจับการหล่อได้ทุกประเภท ยกเว้นการหล่อเหล็กกล้าออสเทนนิติก

4. ต้นทุนต่ำ ความเร็วสูง และความหนาในการตรวจจับขนาดใหญ่

 

ลักษณะพัลส์และคำอธิบายรูปร่างของข้อบกพร่องภายในของการหล่อที่แตกต่างกันบนหน้าจอ:

1. แคร็ก

รอยแตกร้าวจากการหล่อคือการแตกหักของโลหะชนิดหนึ่งซึ่งมีก๊าซอยู่ มีทิศทางที่แน่นอน และมีการกระจายเชิงเส้นตรง เมื่อพบข้อบกพร่องเหล่านี้ด้วยการตรวจสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิก หากตั้งฉากกับลำแสงเสียง พัลส์ที่สะท้อนจะชัดเจน คมชัด และแข็งแรง แต่เมื่อการกระจายตัวขนานไปกับลำแสงเสียงก็หาได้ไม่ง่ายนัก ดังนั้นเมื่อทำการทดสอบจึงควรฉายจากหลายทิศทางเพื่อให้ข้อบกพร่องตั้งฉากกับลำแสงเสียงให้มากที่สุดและพบรอยแตกร้าวที่กระจายไปทุกทิศทาง

2. ช่องลม

เช่นเดียวกับรอยแตก ช่องลมในการหล่อนั้นมีก๊าซอยู่ ส่วนต่อประสานการสะท้อนของรูอากาศนั้นสม่ำเสมอและราบรื่น ดังนั้นเมื่อลำแสงเสียงตั้งฉากกับส่วนประสานการสะท้อนอย่างสมบูรณ์ ลักษณะและรูปร่างของพัลส์ที่สะท้อนกลับจะคล้ายกับรอยแตก และยังชัดเจน คมชัดและแข็งแกร่งอีกด้วย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากช่องลมส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นวงกลมหรือเป็นวงรี เมื่อโพรบขยับเล็กน้อย ชีพจรจะหายไปทันที เมื่อหัววัดตรวจจับจากทุกทิศทาง จะพบรูระเบิด และลักษณะของพัลส์ที่สะท้อนกลับมีขนาดเล็กเช่นกัน นี่ไม่ใช่กรณีที่มีรอยแตกร้าว เนื่องจากรอยแตกร้าวมีการกระจายเชิงเส้นตรงโดยมีทิศทางที่ชัดเจน พัลส์ที่สะท้อนกลับจะไม่หายไปทันทีระหว่างการเคลื่อนที่ของโพรบ และในขณะเดียวกันก็ไม่พบทั้งหมดเมื่อตรวจสอบจากทุกทิศทาง จากคุณสมบัติเหล่านี้ เราสามารถแยกแยะระหว่างรูขุมขนและรอยแตกได้

3. การหดตัว

ช่องหดตัวประกอบด้วยก๊าซ และเมื่อพื้นผิวการสะท้อนที่มีประสิทธิภาพมีขนาดใหญ่กว่าพื้นผิวการแพร่กระจายของลำแสงเสียง เส้นทางเสียงจะถูกสะท้อนกลับทั้งหมด และการสะท้อนของพัลส์พื้นผิวด้านล่างจะถูกกำจัด ลักษณะของชีพจรที่สะท้อนกลับของช่องการหดตัวนั้นชัดเจน คมชัด และแข็งแกร่งเช่นกัน อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากวิธีการตัดสินข้างต้นแล้ว การพิจารณาข้อบกพร่องของช่องการหดตัวควรใช้วิธีการฉายภาพแบบหลายระนาบด้วย

4. การรวมทรายและการรวมตะกรัน

การรวมทรายและการรวมตะกรันหมายถึงการหล่อโลหะที่มีก๊าซและการรวมอโลหะจำนวนเล็กน้อย สิ่งเจือปนเหล่านี้มีผลในการดูดซับพลังงานเสียง และเนื่องจากพื้นผิวสะท้อนค่อนข้างเดี่ยวและเรียบ คุณลักษณะของการสะท้อนพัลส์จึงอยู่ระหว่างชัดเจน คม แรงและทื่อ ช้าและสั้น สถานการณ์หลังเกิดขึ้นเมื่อส่วนต่อประสานระหว่างสารเจือปนกับโลหะผิดปกติอย่างผิดปกติและเกาะติดแน่นกับโลหะ

5. ความพรุนหดตัว

ลักษณะการสะท้อนพัลส์ของรูพรุนจากการหดตัวคือไม่มีทั้งพัลส์การสะท้อนที่พื้นผิวด้านล่างหรือพัลส์การสะท้อนข้อบกพร่อง แต่เป็นปรากฏการณ์ที่คืบคลานบนเส้นกวาดของหน้าจอแสดงผล