Инновации в контроле аустенитных материалов
Неразрушающий контроль
Аустенитные стали
Фазированная решетка (PAUT)
Cypher
Eddyfi Technologies
В мире неразрушающего контроля (НК) решение задач контроля сварных швов аустенитных сталей требует постоянного стремления к инновациям. Аустенитные материалы с их крупнозернистой структурой представляют собой уникальные задачи, требующие специальных решений для контроля. Большинство элементов этих «успешных» решений для контроля известны экспертам, но их внедрение по-прежнему воспринимается как сложное и трудоемкое.
Cypher® — портативная платформа для фазированного ультразвукового контроля (PAUT) от Eddyfi Technologies, предназначенная для высокоскоростного контроля сложных материалов без ущерба для удобства использования.
Портативный дефектоскоп Cypher
Компания Eddyfi Technologies выпустила Cypher® — по-настоящему портативный, мощный и специализированный блок фазированной решетки, сочетающий в себе инженерное совершенство с интуитивно понятной функциональностью, открывающий возможности для контроля сложных конфигураций, таких как сварные швы аустенитных и разнородных металлов.
Для аустенитных и разнородных металлов сварные швы стандартных преобразователей PAUT с импульсным эхо не обеспечат требуемых возможностей контроля для достижения желаемых результатов. Эффективные методы контроля с использованием фазированных решеток для таких сварных швов обычно основаны на низкочастотных (от 1,5 до 4 МГц) раздельно совмещенных матричных преобразователях (DMA). Эти преобразователи состоят из отдельных передающих и приемных элементах, закрепленных на сменной сборке призмы (см. Рисунок 1), и в основном используются для генерации продольных волн для лучшего распространения через крупнозернистый аустенитный сварной материал и последовательные акустические интерфейсы.
Технологические особенности Cypher
Раздельно совмещенные матричные преобразователи (DMA)
Двойная конфигурация передачи/приема обеспечивает лучшую чувствительность и отношение сигнал/шум благодаря «свертке» лучей передатчика и приемника и позволяет избежать «фантомных эхо», вызванных внутренними отражениями призмы. Кроме того, технология двумерной матричной решетки позволяет оптимизировать фокусировку и оптимизированное управление акустическим лучом и одновременно изменять угол преломления и угол перекоса для улучшения способности обнаружения неправильно ориентированных дефектов.
Производительность и удобство использования
Качество и эффективность инспекции определяются не только конструкцией датчика, но и производительностью приборов и программного обеспечения. Cypher — это прочная и портативная платформа для фазированного ультразвукового контроля (PAUT) от Eddyfi, разработанная для высокоскоростного контроля без ущерба для удобства использования.
Интуитивный интерфейс и передовые технологии
Благодаря интуитивно понятному интерфейсу, встроенному программному обеспечению и встроенной системе регистрации данных, Cypher позволяет операторам быстрее развертывать оборудование и сканировать даже в сложных условиях.
Рисунок 1: Пользовательский интерфейс Cypher OS для настройки зонда DMA
По своей сути, Cypher — это сверхбыстрый PAUT-дефектоскоп, способный использовать передовой метод полной фокусировки (TFM), (TOFD), визуализацию плоских волн (PWI) и другие методы. Его характеристики визуализации разработаны для обнаружения и определения характеристик самых сложных дефектов, а чистота сигнала обеспечивает уверенность при каждом сканировании.
Версия Cypher OS 1.1 открывает встроенную поддержку PAUT и усовершенствованных методов фокусировки для раздельно совмещенных матричных и DMA-датчиков, а также другие новые функции. На рисунке выше показан пример интуитивно понятного интерфейса, который позволяет оператору легко реализовать все распространённые конфигурации разводки для двумерных матричных матриц и параметры сборки клина DMA.
Технология визуализации плоских волн (PWI)
Принцип работы PWI
Визуализация с использованием плоской волны (PWI) — это передовая технология возбуждения, которая использует многоэлементную апертуру для импульсной генерации вместо индивидуального возбуждения каждого элемента, как при полномасштабном захвате матрицы (FMC). Приём осуществляется индивидуально каждым элементом.
Преимущества PWI
Последовательность возбуждения обычно состоит из нескольких законов фокусировки с различными углами. Как и при возбуждении FMC, визуализация TFM может быть получена из необработанных сигналов A-сканирования в реальном времени во время инспекции.
Получение данных PWI имеет несколько преимуществ по сравнению с записью данных FMC. Излучаемый импульс из полной апертуры имеет большую энергию и является более направленным, чем возбуждение одного элемента. Это обеспечивает большую чувствительность и превосходное отношение сигнал/шум при более высокой скорости сканирования благодаря значительно более короткой последовательности возбуждения.
Примеры практических исследований
Пример 1: Сварной шов из нержавеющей стали марки 304
Рисунок 2: План сканирования ОС Cypher
В качестве первого примера исследования мы рассмотрим сварной шов V-образной фаски из нержавеющей стали марки 304 толщиной 1 дюйм (2,5 см). Мы рассмотрим данные контроля, полученные с помощью преобразователя DMA 2,25 МГц с призмой TRL. Трещина в кромке стыка глубиной 5 мм просвечивается с противоположной поверхности. На рисунке 2 показан план сканирования для многорежимного PWI-TFM-контроля в операционной системе Cypher.
Рисунок 3: Данные контроля, полученные в ходе многорежимной инспекции PWI-TFM
На рисунке 3 представлены данные, полученные в результате последовательности сканирования PWI-TFM в области трещины с использованием одновременно четырёх волновых мод. Слева представлены тандемные LL-L и прямые LL режимы, а справа – прямые TT и тандемные TT-T режимы. Все моды чётко определяют трещину на дальней поверхности.
Пример 2: Сварной шов из разнородного металла CRA
Рисунок 4: Данные исследования сварного шва CRA с использованием датчика DMA 4 МГц
Вторым примером в данной статье является образец со сварным швом из разнородного металла CRA на 8-дюймовой трубе из углеродистой стали NPS с плакировкой из нержавеющей стали по внутреннему диаметру. Толщина стенки составляет около 1,2 дюйма. Сварной шов содержит обработанные круговые надрезы на внешнем и внутреннем диаметрах.
Был выполнен стандартный PA UT с использованием секториальной развертки продольными волнами от 30 до 89 градусов и фокусировкой на центральной линии сварного шва. Можно заметить, что как надрезы по внешнему диаметру, так и надрезы по внутреннему диаметру четко обнаружены. Для этого типа сварного шва достаточно использовать более высокую частоту, поскольку большая часть пути звука проходит через мелкозернистую углеродистую сталь.
Ключевые преимущества Cypher
- Портативность и прочность конструкции для работы в сложных условиях
- Поддержка раздельно-совмещенных матричных преобразователей (DMA) для аустенитных сталей
- Высокая скорость сканирования с технологией PWI (визуализация плоских волн)
- Многорежимный контроль с одновременным использованием TFM, TOFD и PAUT
- Интуитивный интерфейс и встроенная система регистрации данных
- Возможность горячей замены аккумуляторов для непрерывной работы
- Чистый сигнал и высокая чувствительность даже для сложных материалов
- Передовые методы фокусировки для точного определения дефектов
✓ Вывод
Подводя итог, можно сказать, что передовые методы фокусировки и инновационные последовательности импульсов, такие как PWI, меняют представление о возможностях контроля аустенитных сварных швов, обеспечивая более быстрые, чёткие и надёжные результаты. Сочетая подходящие фазированные решётчатые преобразователи с мощными возможностями Cypher 1.1, операторы могут добиться непревзойдённой эффективности и точности контроля.
Cypher представляет собой прорыв в области портативного фазированного ультразвукового контроля, предлагая специализированные решения для сложных материалов, которые ранее требовали громоздкого и дорогостоящего оборудования.
Дополнительные материалы
Для получения дополнительной информации о системе Cypher, технологии PWI и контроле аустенитных материалов, посетите наши ресурсы:
