El estudio de los cuerpos físicos por medio de ondas ultrasónicas comenzó a introducirse a principios del siglo pasado. El dispositivo de medición se denominó "detector ultrasónico de fallas". Inmediatamente después de su descubrimiento, el método ganó gran popularidad entre los ingenieros y las personas involucradas en la investigación.
Información general sobre el dispositivo
El ultrasonido penetra a través de capas de material sólido y puede reparar hasta la grieta más pequeña ubicada en el interior de un objeto. El dispositivo le permite determinar el defecto a una profundidad de 7-50 mm con una precisión de ±1 mm.
Los detectores ultrasónicos de fallas tienen diferentes niveles de sensibilidad. Este indicador está determinado por el pequeño tamaño de los defectos. El alcance de las unidades es muy amplio. Por ejemplo, producción de metales.
La interfaz clara del dispositivo garantiza un uso eficiente y unificado del dispositivo. El dispositivo es preciso, gracias al cual es posible obtener un resultado de alto nivel y detectar a los presentes.defectos.
Áreas de aplicación del dispositivo
La detección ultrasónica de fallas se puede aplicar a casi cualquier material de construcción para detectar la presencia de grietas ocultas, poros, escorias y otras fallas.
Las áreas más comunes incluyen:
- Costuras de soldadura. Esta es la aplicación principal de la máquina.
- Metales primarios en vigas de puente, vigas, varillas, piezas brutas de tubería.
- Infraestructura. Uniones atornilladas, raíles de tren, estructuras metálicas.
- Industria petroquímica. Comprobación de tuberías de tanques, estructuras portantes.
- Supervisión del funcionamiento de ruedas y ejes de vagones de tren, trenes de aterrizaje de aeronaves, soportes de motores, brazos de grúas, ejes de transmisión, tanques y recipientes a presión.
- Área de producción. Cordones de soldadura torneados, cordones de soldadura fuerte, fundiciones, ensayos de resistencia de materiales compuestos.
- Comprobación de los materiales de piezas de aeronaves, aerogeneradores, motores.
Uso de detectores de fallas en el exterior
En la industria, los detectores ultrasónicos de fallas comenzaron a usarse en los años 50 del siglo XX. Luego se creó la primera serie de dispositivos de lámpara. En el pasado, se ha acumulado una amplia experiencia en la aplicación del método de control ultrasónico.
En los países europeos, la detección de fallas ha tomado una posición fuerte. Representa un tercio del volumen total de inspección de productos. También se señaló que, a pesar de la automatización del trabajo, este método recibe la mayor atención.
Esto se debe al hecho de que se realizan grandes cantidades de trabajo enobjetos tales como plantas de energía nuclear, tuberías con diversos fines, estructuras metálicas, medios de transporte, etc. Una característica distintiva de todas las estructuras anteriores es su diversidad, lo que dificulta el uso de la automatización.
Aplicación de instrumentos en la rama de producción nacional
En la industria nacional, el control ultrasónico ocupa una posición de liderazgo. Esto se evidencia por la cantidad de especialistas que se dedican a dicho trabajo. Por ejemplo, de 1994 a 2000, según el Centro de Certificación Ural, se probaron 1475 detectores de fallas. De estos, el 38% se convirtieron en especialistas profesionales en el método de ultrasonido. Es distintivo que la gran mayoría de los empleados se basan en el control de las costuras de soldadura.
Cómo funciona la máquina
El funcionamiento de un detector ultrasónico de fallas se basa en radiación pulsada. Las ondas ultrasónicas reflejadas son fijas y permiten encontrar defectos. Las ondas de radio cortas se cambian por medio de piezoplacas B1-I3. Se propagan a través de la capa de acoplante a través del material en forma de haz con una dirección transversal.
Las vibraciones reflejadas del ultrasonido tienen un efecto sobre las placas piezoeléctricas B1 B3. Se produce la activación de EMF, que se vuelve más fuerte, cambia y entra en el dispositivo de señalización del detector de fallas.
Principales métodos de control
Existen diferentes métodos de control. Los más comunes y altamente efectivos incluyen:
- echo-way;
- métodosobre una base de sombra de espejo;
- recepción en la sombra.
¿En qué consiste un detector de defectos?
¿En qué consiste un detector ultrasónico de fallas? Se presenta el esquema:
- generador de impulsos;
- indicador de defectos;
- dispositivo amplificador de banda ancha;
- herramienta de ecualización de amplitud de tiempo;
- estabilizador de tensión;
- dispositivo de conversión.
Diagrama de unidades
Los circuitos eléctricos de dispositivos como los detectores ultrasónicos de fallas son bastante complejos.
El principio de funcionamiento del dispositivo puede entenderse más fácilmente si lee atentamente su estructura. Cómo trabajar con un dispositivo como un detector de fallas ultrasónico, las instrucciones le dirán.
Las unidades principales de un dispositivo moderno funcionan según el siguiente principio:
- El generador de impulsos de la sonda genera vibraciones eléctricas que excitan ondas ultrasónicas en el transductor.
- Las señales ultrasónicas reflejadas por el defecto son recibidas por el mismo transductor (circuito combinado u otro circuito separado). Las señales se transforman en impulsos eléctricos que se alimentan a la entrada del amplificador.
- El control de ganancia de temporización se controla mediante un sistema de control de sensibilidad de tiempo (TCG).
- Aumentado al valor deseado, la señal se introduceindicador de haz eléctrico y detector automático de defectos (ADD).
- El dispositivo de sincronización proporciona la secuencia de tiempo necesaria para el funcionamiento de todas las áreas de nodo del dispositivo simultáneamente con el inicio del generador de impulsos (o con algún retraso determinado). Contribuye al inicio del generador de barrido del indicador de electrohaz.
- Sweep permite distinguir por el tiempo de llegada las señales de los objetos de reflexión, que se encuentran a diferentes distancias del transductor. El sincronizador también es responsable de controlar las unidades TCG y ASD.
- Los dispositivos están repletos de dispositivos que miden la amplitud y el tiempo de llegada del pulso reflejado. El esquema de su inclusión se produce en diferentes variaciones. El dispositivo de medición procesa las señales recibidas del amplificador, teniendo en cuenta el tiempo de tránsito de la señal desde el dispositivo de sincronización, y proporciona indicadores digitales en el indicador de haz eléctrico o en una pantalla separada.
Configuración del dispositivo
La configuración de un detector ultrasónico de fallas comienza con la instalación de generación estable en el convertidor de voltaje. En este caso, se lleva a cabo la selección de la resistencia R39. Luego se obtiene la tasa de repetición deseada (120-150 imp / s), se selecciona la resistencia R2.
Se logra un indicador de amplitud de 70-80 imp/s seleccionando un dinistor V1. Luego se seleccionan los condensadores C22 y C26, que establecen los límites de cambio con los motores giratorios de las resistencias R30 y R35 y la duración de los pulsos de los vibradores individuales de retardo (10-25 μs)y zona controlada (7-45 µs).
Comprobar dispositivo
La verificación de un detector ultrasónico de fallas se realiza de varias maneras:
- La primera es incluir en el circuito eléctrico un dispositivo especial de simulación que emita una señal de prueba. La desventaja de este dispositivo es la interferencia en el circuito del dispositivo y la imposibilidad de verificar la unidad acústica.
- También se conoce el método, que se lleva a cabo mediante la simulación de señales de eco, su emisión en el patrón de sintonía. Luego, después de la recepción, se verifica toda la ruta electroacústica del detector de fallas. Incluye las partes emisora y receptora de la unidad eléctrica del dispositivo, que corresponden al PET y los cables eléctricos que conectan el PET a la unidad. La desventaja de tal verificación es el uso del método solo para detectores de fallas con radiación continua de vibraciones ultrasónicas y procesamiento de señales basado en el efecto Doppler. Esta solución es inaceptable para controlar la mayoría de los modelos de dispositivos modernos distribuidos por todo el mundo.
- La verificación del detector ultrasónico de fallas se realiza de otra manera. Se basa en el hecho de que la unidad acústica se instala en la muestra de afinación aplicando un líquido de contacto a la superficie de la muestra. Así, se proporciona una conexión acústica entre la muestra y la unidad acústica. La unidad acústica emite ondas ultrasónicas en la muestra. Los ecos reflejados por el reflector interno se reciben en la muestra y se amplifican. Hay una selección temporal, que se alimenta aindicadores del dispositivo. La calidad de la unidad se juzga por el nivel de funcionamiento de los indicadores. Para implementar este método, se utilizan dispositivos hechos de metal o vidrio orgánico con reflectores ubicados en el interior. Dispositivos similares son utilizados por todos los principales fabricantes de detectores de fallas en todo el mundo.
Modelos populares de detectores de fallas
Los detectores ultrasónicos de fallas de fabricantes como OmniScan, Epoch, Sonic, Phasor se pueden destacar de una amplia lista de dispositivos de alta calidad. Y entre los dispositivos domésticos, debe prestar atención a las marcas UD-2, UD-3, "Peleng", dispositivos de la serie A1212. Son confiables.
Los dispositivos domésticos de la serie UD se pueden clasificar como universales, ya que no solo tienen una amplia gama de medidas y capacidades técnicas, sino que también pueden operar en una variedad de modos, dependiendo de las condiciones y propósitos específicos. La presencia de un indicador de luz y sonido de pantalla ancha facilita el trabajo con el dispositivo.
Los fabricantes extranjeros de detectores ultrasónicos de fallas producen dispositivos con configuraciones flexibles. Tienen un cuerpo ligero y duradero, tamaño pequeño. Estos no son solo detectores de fallas, sino dispositivos universales para un trabajador común.
Por ejemplo, el potente OmniScan se basa en matrices en fase. Esto hace posible expandir las capacidades de medición y obtener un resultado preciso.
Un amplio segmento de aparatos no esdebe confundir al comprador. Después de todo, las características técnicas de los detectores de fallas por ultrasonidos son diferentes, y cada dispositivo tiene sus propias ventajas y es efectivo cuando se usa bajo ciertas condiciones.
Un detector de fallas ultrasónico universal, un dispositivo de pequeñas dimensiones, un dispositivo que funciona a bajas frecuencias, un dispositivo equipado con una carcasa protectora: una gama tan amplia hace posible encontrar un dispositivo adecuado diseñado para inspeccionar elementos de un gran variedad de materiales.
¿Qué buscar al comprar?
Al comprar un dispositivo, preste atención a los siguientes indicadores:
- Portabilidad del dispositivo. El mejor indicador es el peso ligero del dispositivo. Si el dispositivo es compacto, es doblemente bueno.
- Facilidad de uso. Cuantas menos configuraciones adicionales, más fácil será trabajar con el dispositivo.
- Interfaz inteligible. Esto es muy importante porque, a menudo, sin un entrenamiento especial, un principiante simplemente no puede resolverlo. Realmente la interfaz debe ser clara para que no haya problemas a la hora de habilitar una u otra opción.
- Disponibilidad de tarjeta de garantía y servicio. Tenga cuidado con los proveedores y vendedores de equipos.
- El dispositivo debe ser apto para transductores piezoeléctricos fabricados en el extranjero. Lo mismo ocurre cuando se compra un dispositivo doméstico.
- Tener un manual de instrucciones claro y bien escrito.
