Định Cỡ Khuyết Tật & Các Dạng Sóng Âm

Giới thiệu

Việc định cỡ khuyết tật và giải thích biên dạng các sóng âm luôn đòi hỏi phải được đào tạo và có kinh nghiệm thích hợp. Một UT Inspector đã được đào tạo có thể sử dụng các đặc điểm của xung dội để xác định biên dạng của một khuyết tật cũng như vị trí và kích thước của nó. Trong bài viết này SaigonIC chúng tôi cung cấp một cái nhìn tổng quan về một số chỉ thị thường gặp và phương cách xác định vị trí cũng như kích thước và độ sâu của chúng. Lưu ý rằng các mô phỏng bên dưới chỉ nhằm mục đích trình bày khái niệm chung và không nhằm thay thế cho việc giải thích của một UT Inspector đã được đào tạo, người mà đã hiểu rõ và có kinh nghiệm trong các yêu cầu về kiểm tra siêu âm cụ thể.

Trong mọi trường hợp, việc thực hiện Hiệu chuẩn đầu dò chùm tia thẳng và Hiệu chuẩn đầu dò chùm tia góc trước tiên phải được thực hiện. Hầu hết các quy trình kiểm tra cũng sẽ chỉ định cách thiết lập mức khuếch đại tham chiếu, sử dụng lỗ khoan bên trong khối mẫu V1 (IIW) hoặc bộ phản xạ tham chiếu khác để chuẩn hóa mức khuếch đại tham chiếu ban đầu cho quá trình kiểm tra. Khi điều này đã được thực hiện, việc kiểm tra có thể bắt đầu.

Peaking up – Nâng đỉnh

Khi quan sát thấy một chỉ thị trong quá trình quét, bước tiếp theo thường là xác định vị trí đầu dò tạo ra biên độ phản xạ lớn nhất. Quy trình này được gọi là Peaking up – Nói cách khác là Nâng đỉnh xung và nó được thực hiện theo hai hướng:

Đầu tiên là quét dọc theo chiều dài của mối hàn (Hướng ngang) để xác định chiều dài của chỉ thị.
Và sau đó theo khoảng cách từ mối hàn (Hướng trục) để xác định độ sâu và chiều cao của chỉ thị.

Note: Trong cả hai thủ tục trên, chúng ta có thể sử dụng kỹ thuật giảm -6dB đối với các chỉ thị lớn (thông thường là các bất liên tục dạng mặt phẳng) hoặc -12dB hoặc -20dB đối với các chỉ thị nhỏ (thông thường là các bất liên tục dạng tròn, trụ hoặc nứt)

Trên các thiết bị siêu âm phát hiện khuyết tật kỹ thuật số hiện nay, hầu như chúng đều có tính năng nhớ đỉnh xung như hai video minh họa bên dưới, tính năng này sẽ vẽ một đường bao của xung dội rất hữu ích để ghi lại vị trí đầu dò tạo ra tín hiệu lớn nhất. UT Inspector có thể sử dụng chúng như là một giải pháp để dễ dàng nhận dạng và xác định.

Peaking up – Hướng ngang

Peaking up – Hướng trục

Định cỡ chiều dài khuyết tật

Sau khi đã phát hiện được một chỉ thị trong quá trình dò quét, bước đầu tiên thông thường là định cỡ chiều dài của chúng bởi một thủ tục phổ biến hiện nay là Kỹ thuật giảm -6dB được trình bày như hình minh họa và video mô phỏng bên dưới, trong đó đầu dò được di chuyển sang trái và sang phải đồng thời ghi nhận hai điểm nơi phản xạ tối đa được nhìn thấy tại khoảng giữa khuyết tật giảm xuống 50% tại các cạnh. Khoảng cách giữa hai điểm đó là thể hiện chiều dài của khuyết tật. Kỹ thuật giảm -12dB hoặc -20 dB cũng có thể được sử dụng đối với các chỉ thị nhỏ.

Tuy nhiên, trong thực tế, sự tương tác giữa chùm âm và khuyết tật còn tùy thuộc vào bản chất và hướng của khuyết tật, do đó các phép đo lường này chỉ là gần đúng. Để có kết quả chính xác hơn, các kỹ thuật siêu âm tân tiến khác có thể được áp dụng, ví dụ kỹ thuật Nhiễu xạ theo thời gian truyền âm TOFD (Time-Of-Flight Diffraction) hoặc Phương pháp xử lý lấy nét tổng thể TFM (Total Focusing Method) hoặc khác.

Định cỡ chiều sâu khuyết tật

Sau khi chiều dài khuyết tật đã xác định và định cỡ, bước tiếp theo sẽ là định cỡ chiều sâu của chúng bằng cách sử dụng Kỹ thuật giảm -6dB được trình bày như hình minh họa và video mô phỏng bên dưới, trong đó đầu dò được di chuyển vào gần và ra xa mối hàn đồng thời ghi nhận hai điểm nơi phản xạ tối đa được nhìn thấy tại khoảng giữa khuyết tật giảm xuống 50% tại các cạnh. Khoảng cách giữa hai điểm đó là thể hiện độ sâu và chiều cao của khuyết tật. Kỹ thuật giảm -12dB hoặc -20 dB cũng có thể được sử dụng đối với các chỉ thị nhỏ.

Biên dạng xung các khuyết tật cơ bản

Rỗ khí và ngậm xỉ chùm chúng thường tạo ra một cụm xung dội thể hiện cho nhiều cạnh khi đầu dò được xoay, các tín hiệu xung thường sẽ không mạnh bằng các tín hiệu xung được nhìn thấy từ các khuyết tật dạng phẳng và vết nứt lớn. Tín hiệu ngậm xỉ chùm có thể trông giống với rỗ khí chùm hoặc vết nứt. Xung dội từ các cạnh của ngẫm xỉ chùm có thể không mạnh bằng từ rỗ khí chùm, và các hình dạng và biên độ đỉnh sẽ thay đổi nhanh chóng khi xoay đầu dò. Việc ngậm xỉ lớn xuất hiện tại vị trí giữa vật liệu hàn và vật liệu cơ bản thường xuất hiện không ngấu cạnh đi kèm.

Không Ngấu thường tạo ra một phản xạ mạnh mẽ với sự gia tăng nhanh chóng và giảm dần tại Leg thứ hai từ một phía của mối hàn, và tín hiệu tại Leb ba sẽ yếu hơn hoặc không có gì từ phía bên kia của mối hàn. Phản hồi được kéo dài theo dọc trục quét nó biểu thị cho biết chiều dài của khuyết tật.

Không Thấu thường tạo ra phản xạ rất mạnh từ vật liệu cơ bản của mối nối tại đường biên của Leg đầu tiên/thứ hai. Biên dạng của tín hiệu sóng âm tương tự cũng được thấy nếu đầu dò được quét từ phía bên kia của mối hàn nối.

Nứt Cạnh thường tạo ra tín hiệu tại Leg thứ hai từ đỉnh mối hàn. Nứt có bề mặt không phẳng nên sẽ tạo ra phản xạ nhiều bề mặt, vì vậy thông thường sẽ có nhiều tín hiệu xuất hiện cùng lúc.

Nứt Chân thường tạo ra tín hiệu tại Leg đầu tiên từ chân mối hàn, tín hiệu nứt sẽ xuất hiện gần với một phản xạ từ giọt lòi chân mối hàn. Trong video mô phỏng này, khi đầu dò được quét phía đối diện của vết nứt, nó sẽ cho thấy tín hiệu mạnh đầu tiên của giọt lòi và theo sau nó là các tín hiệu của vết nứt. Và khi quét phía vết nứt, Các tín hiệu mạnh đầu tiên là từ vết nứt và xen lẫn tín hiệu giọt lòi rất thấp phía sau.