CHƯƠNG 9- NHỮNG KỸ THUẬT ĐẶC BIỆT SIÊU ÂM

TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II CHƯƠNG NHỮNG KỸ THUẬT ĐẶC BIỆT SIÊU ÂM 9.1.NHỮNG VẤN ĐỀ TRONG QUÁ TRÌNH KIỂM TRA ĐẶC BIỆT VÀ NHỮNG KỸ THUẬT ĐƯỢC SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT CHÚNG : 9.1.1 Quá trình kiểm tra dùng không khí làm chất tiếp âm : Trong phần lớn phương pháp kiểm tra siêu âm thực với chất tiếp âm chất lỏng nhúng nước, cần có cải tiến dần việc kiểm tra không cần chất tiếp âm thường dùng Việc tiếp âm không khí xem xét để ứng dụng chất lỏng phá hủy vật liệu kiểm tra giá thành loại bỏ chất tiếp âm cao Trong việc kiểm tra bề mặt có diên tích lớn có tốc độ quét cao, hướng tiếp xúc với đối tượng kiểm tra kết điển hình lớp bảo vệ biến tử, trình hư hỏng tổn hao thiết bị kiểm tra Trong kỹ thuật siêu âm tiếp âm không khí cung cấp ý nghĩa chọn lựa để giải vấn đề Điều chủ yếu mở cho thành công việc sử dụng không khí làm chất tiếp âm độ nhạy, biến tử giảm chấn, điểm hội tụ phải nhỏ 0,13mm (0,05inch) sử dụng rộng rãi Việc hội tụ thực chủ yếu với mặt cầu với thấu kính đúc epoxy Chùm tia có đường kính nhỏ chiều dài điểm hội tụ dọc theo hướng chùm sóng âm định nhằm điều chỉnh trình biến đổi hình học, với bề mặt quét nhỏ để đánh giá tình trạng không thích hợp không cần thiết bị không hội tụ Có nhiều loại biến tử đặc biệt khác phát triển nhằm để thực mục đích kiểm tra qua không khí Có loại biến tử bimophic, tỉnh điện, áp điện gốm phân cực mổi loại phát triển nhằm để áp dụng trường hợp riêng Âm trở không khí vô thấp không khí chịu dao động học Giá trị âm trở không khí dẫn đến khó việc tiếp âm kích thích tần số sóng cao không khí Một cách để khắc phục khó khăn sử dụng lớp hoà hợp biến tử không khí Bởi âm trở không tương thích nhau, ứng suất lớn đặt vào lớp hoà hợp dẫn đến trình suy giảm lớn Một dạng với nhiều lớp hoà hợp thích hợp trường ứng suất đặt lớp hoà hợp yếu ảnh hưởng đến suy giảm mổi lớp hoà hợp bị giảm xuống Nó thường cần đến vật liệu có âm trở thấp độ suy giảm thấp để làm lớp hoà hợp Nó lưu ý đến mà không khí tiếp âm thực toàn thể tích kết nối việc kiểm tra không phá hủy với kỹ thuật kiểm tra siêu âm cổ điển Điều lý tưởng, việc tiếp âm không khí có khả đưa nhiều phương pháp siêu âm khác Bởi âm trở không khí vật liệu kiểm tra không tương thích nhau, dao động không khí thường khó đưa vào đối tượng kiểm tra Điều gây phản xạ cho hầu hết lượng phát (đặc biệt suốt trình kiểm tra vật liệu rắn kim loại) riêng ứng dụng không khí làm chất tiếp âm để kiểm tra bên Thể tích (bên trong) không khí dùng làm chất tiếp âm điển hình bị giới hạn đến vật liệu có mật độ thấp gổ, cao su, mảnh ván, giấy, vật liệu tổng hợp phi kim loại Những vật liệu có âm trở thấp cho hệ số truyền lớn nhiều so với vật liệu có mật độ cao Thiết bị thiết kế để dải tần số kiểm tra diện rộng có hiệu kinh tế xem xét lựa chọn cách chắn để thực kiểm tra với hệ thống máy đo học Việc tiếp âm không khí có khả ứng dụng PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II rộng rãi nghĩa có khả phán đoán xác hướng dẫn để áp dụng ngành sản xuất máy móc cách sử dụng tốc độ đánh giá dữ liệu ghi nhận cao Trong việc đo bề dày cách sử dụng không khí làm chất tiếp âm thực từ khoảng cách gần 75mm (3inch) Để kiểm tra vậy, trục đo độ phân giải xác khoảng 0,025mm (0,001inch) Ngoài 750mm (30 inch), độ phân giải bị giảm đến 0,25mm (0,01inch) Kỹ thuật thường sử dụng để kiểm tra mức chất lỏng mức loại hạt nhỏ cất giữ kho, để đo bề dày phim, bề mặt nghiêng phát tồn thành phần Những kỹ thuật đếm, phân loại phán đoán dựa nguyên lý đo khoảng cách đặc biệt Việc đo bề dày thực với hai biến tử hai phía đối diện trực tiếp với đối tượng kiểm tra Bằng cách sử dụng kỹ thuật đo độc lập trình bày trên, đo khoảng cách bề mặt phản xạ biến tử Các trình đo sau ta lấy khoảng cách hai biến tử trừ cho từ xác định phần bề dày Cần phải xem xét kỹ quy trình sử dụng để thực phép đo bề dày vật liệu thấu kính, điện tử làm trể, nguồn khác gây sai số Ví dụ : Kim thiết bị thị số ghi khoảng cách biến tử vật liệu kiểm tra không phù hợp với khoảng cách thị thiết bị, quy trình thực thiện theo cách tin cậy sử dụng việc đo bước Nếu kiến nghị cần dung sai nhỏ biến tử hội tụ có tần số cao Kỹ thuật cung cấp cho ta điểm tiếp xúc đo nhỏ để đánh giá nhỏ 0,05mm (0,002inch) điều kiện sản xuất Quá trình đo đạt tốc độ đo lớn khoảng 300 đến 500 phép đo giây Các kỹ thuật quang học có tốc độ phóng đại hai hệ số, tổn hao từ 10 đến 20% hệ thống quang học Kiểm tra siêu âm lốp xe trước lắp đặt thiết bị đánh giá chứng minh thành công Kỹ thuật dùng trình truyền giống biến tử dãy bao phủ toàn phần kiểm tra Việc kiểm tra siêu âm tiếp âm không khí sử dụng cho loại lốp xe từ loại lốp xe ôtô đến loại lốp máy bay gồm lượng lớn (trên 32) Các phương pháp kiểm tra siêu âm cổ điển kỹ thuật nhúng, biến tử phun biến tử bánh xe dùng để thực quét vùng quy trình quét C – scan Không khí tiếp âm dùng nhiều ứng dụng Tốc độ ghi nhận liệu (300 lần giây) cho phép quét ghi nhận với tốc độ cao Các hệ thống kiểm tra siêu âm tiếp âm không khí bị tác động trình nhiễu loạn nhiệt độ không khí Tương tự, áp suất độ ẩm không khí xung quanh làm thay đổi kết kiểm tra Một phương pháp thực bù lại cho hệ số sử dụng biến tử thứ hai đặt vào trong điều kiện môi trường giống biến tử dùng để thực trình đo Biến tử thứ hai việc trang bị kết nối nhằm kiểm tra định kỳ cách đo khoảng cách chuẩn (như bước mẫu chuẩn), việc xác định vận tốc tức thời không khí thực chuẩn lại tự động việc đo kênh với liệu xác 9.1.2 Kỹ thuật chụp ảnh âm giao thoa (Acoustic Holography) : Kỹ thuật chụp ảnh âm giao thoa kỹ thuật sử dụng để nhận dạng hình ảnh quang học trường siêu âm Kỹ thuật tạo ảnh siêu âm ba chiều thực cách để tạo ảnh quang học, sóng âm dể dàng chuyển thành sóng ánh sáng chùm tia thích hợp chùm tia so sánh Kỹ thuật tạo ảnh siêu âm ba chiều tạo tác động chùm sóng âm giao thoa tác động lên bề mặt nước chứa bồn làm gợn sóng để sinh hình ảnh trạng thái gợn sóng Điều chụp ảnh (dưới ánh sáng thích hợp) hình ảnh lâu dài mà từ PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II xây dựng lại tạo hình ảnh nhìn thấy ánh sáng thích hợp với chùm tia sáng laser nhìn thấy Trong trường hợp chụp ảnh giao thoa siêu âm mà sóng âm thay ánh sáng laser dể dàng tạo ảnh ba chiều chùm sóng âm phát phát áp điện liên tục Trong thực tế, hai phát khác cấp thêm máy phát giống cho chùm sóng âm liên tục Hình 9.1 – Chụp ảnh giao thoa âm theo thời gian thực phép hội tụ độ sâu lựa chọn cách sử dụng phương pháp bổ sung, kết nối với camera TV Có vài phương pháp tạo hình ảnh siêu âm ba chiều xây dựng lại hình ảnh Trong phương pháp bổ sung, hai phát cấp thêm lượng máy phát giống chùm tia xuyên qua vật thể phát sóng ngược lại, dạng sóng so sánh khác (hình 9.1) Hình ảnh ba chiều tạo bề mặt gợn sóng tạo áp suất phát xạ âm cục ánh sáng quang học phù hợp tạo cách sử dụng tia laser Hình ảnh ba chiều trường hợp hình ảnh ba chiều pha, cách làm phản xạ tia sáng laser xây dựng lại dạng sóng quang học trình nhiễu xạ, ánh sáng không nhiễu xạ loại bỏ Mặc dù, tạo hình ảnh có chất lượng không xấu, phương pháp đưa vào nhiều ứng dụng phát triển nhanh phương pháp khác mà dùng quét áp điện Trong trường âm thanh, độ nhạy pha ghi nhận sử dụng dể dàng theo dạng chuẩn biến tử áp điện mà việc chọn lựa tất thông tin cần thiết liên quan đến biên độ pha 9.1.3 Kỹ thuật soi ảnh kính hiển vi siêu âm: Soi ảnh kính hiển vi siêu âm thuật ngữ thường áp dụng chung cho kỹ thuật kiểm tra siêu âm với độ phân giải cao, tần số cao nhằm tạo hình ảnh đặc điểm nằm bên bề mặt vật thể kiểm tra Bởi lượng sóng âm cần phải lan truyền liên tục, bất liên tục lổ hỏng, tạp chất, khuyết tật tách lớp vết nứt giao thoa với trình truyền phản xạ tín hiệu siêu âm Những kỹ thuật kiểm tra siêu âm cổ điển thực dải tần số khoảng 10MHz Còn kỹ thuật soi ảnh kính hiển vi siêu âm thực PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II dải tần số nằm 1GHz, bước sóng ngắn độ phân giải phải cao Soi ảnh kính hiển vi siêu âm gồm có ba phương pháp : (1) Soi ảnh kính hiển vi siêu âm cách quét tia laser (SLAM), (2) Soi ảnh kính hiển vi siêu âm dạng quét C (C – SAM), (3) Soi ảnh kính hiển vi siêu âm cách quét chùm sóng siêu âm (SAM) Một phương pháp có phạm vi ứng dụng đặc biệt phương pháp cạnh tranh với (chỉ có phương pháp phù hợp tốt để kiểm tra vấn đề đặc biệt) Các kính hiển vi siêu âm có công dụng đặc biệt việc giải vấn đề liên quan đến vật liệu vật liệu phức hợp trước không dùng Trong phương pháp soi ảnh kính hiển vi siêu âm cách quét laser, sóng phẳng siêu âm chuẩn trực dải tần số lên đến vài trăm megahertz phát biến tử áp điện đặt mẫu kiểm tra (hình 9.2) Do, chùm sóng siêu âm truyền qua không khí (để tạo cho công cụ cho việc phát vết nứt, lổ hỏng trình không liên kết), chất tiếp âm lỏng dùng để truyền chùm sóng siêu âm đến vật liệu kiểm tra Có thể dùng nước chưng cất, loại rượu cồn dùng để ghi phổ nhiều chất lỏng khác trơ hơn, chúng phụ thuộc vào người sử dụng liên quan đến nhiễm bẩn vật liệu kiểm tra Khi chùm tia siêu âm truyền qua vật kiểm tra, sóng bị tác động tính đồng vật liệu Bất kỳ đâu có khuyết tật, chùm sóng âm bị suy giảm khác thường tạo hình ảnh đặc điểm sáng tối đặc trưng, tương ứng với tính chất siêu âm định vị mẫu kiểm tra Có thể tạo nhiều hình ảnh để xác định độ sâu riêng biệt bất liên tục thực việc nhìn Máy quét chùm tia Laser Cạnh cắt tách sóng quang Góc điều biến chùm tia laser ta làm Bộ xử lý tín hiệu Bộ xử lý tín quang học hiệu âm phản xạ trượt bề mặt gợn sóng Hình ảnh quang học Gương plastic Trường quét chùm tia laser Chất lỏng tiếp âm Mặt phản xạ gương Vật kiểm tra Máy phát tần số âm Đầu dò siêu âm Sóng phẳng phát liên tục Sóng siêu âm truyền qua vật liệu kiểm tra bề mặt phản chiếu gợn sóng Hình 9.2 – Biểu đồ mô tả thành phần thiết bị soi ảnh hiển vi âm quét tia laser Chùm tia laser sử dụng máy dò siêu âm cách hướng đến dịch chuyển vô nhỏ (gợn sóng) bề mặt vật kiểm tra, gợn sóng tạo chùm sóng âm Trong vật kiểm tra điển hình, mà đánh bóng, bề mặt phản xạ quang học, mẫu chuẩn có bề mặt phản chiếu plastic lớp phủ đặt sát với bề mặt chất lỏng dùng làm chất tiếp âm Chùm tia laser hội tụ vào đáy bề mặt bao phủ mà có hình dạng sóng âm tương ứng với bề mặt vật kiểm tra Bằng cách quét nhanh chùm tia laser, hình ảnh tạo thời gian thực (30 hình giây) hiển thị hình có độ phân giải cao Độ tương phản để PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II dùng độ xác nhỏ trình giới hạn thời gian thực, trình soi ảnh kính hiển vi siêu âm cách quét tia laser dùng để xem xét khả xảy ví dụ vết nứt tạo điều kiện áp tải Những kích thước hình học đơn giản để thực soi ảnh siêu âm cách quét tia laser phẳng dạng đĩa Tuy nhiên, với đầu dò đặt cố định, hình dạng phức tạp vật kiểm tra lớn điều chỉnh thích hợp Ví dụ : Những linh kiện điện tử nhỏ ghép lại, kim loại lớn (250mm 10inch2), cách turbine máy bay ống xilanh động tàu thuỷ gốm phân cực kiểm tra với phương pháp soi ảnh siêu âm cách quét tia laser Phương pháp soi ảnh cách quét dạng C xung phản hồi (phản xạ) soi ảnh tạo hình ảnh biến tử quét học dạng đường quét mẫu kiểm tra Điểm hội tụ chùm sóng âm phát thấu kính hội tụ âm đặt dải tần số điển hình từ 10 đến 100MHz Chùm sóng âm truyền vào mẫu kiểm tra môi trường tiếp âm, thường nước chất lỏng trơ Góc chùm tia từ thấu kính thường giữ nhỏ chùm tia siêu âm đến không góc phản xạ chuẩn chất lỏng tiếp âm vật rắn kiểm tra Lưu ý khoảng cách điểm hội tụ đến vật kiểm tra ngắn nhiều cách khúc xạ chất lỏng rắn Biến tử hoạt động phát ghi nhận bật tắt điện tử dạng phát thu Xung siêu âm vào vật kiểm tra ngắn xung phản hồi phát từ bề mặt vật kiểm tra đường phân giới riêng biệt nằm bên vật liệu kiểm tra Thời xung quay trở lại hàm theo khoảng cách từ bề mặt phân giới đến biến tử Một máy sóng hiển thị đặc điểm xung phản hồi (một kiểu quét A – scan) biểu `diễn mức rõ ràng khoảng cách – thời gian chúng liên hệ đến bề mặt mẫu kiểm tra Sự quan hệ cung cấp cho cách thực để phát khuyết tật mức riêng nằm bên vật kiểm tra Một cổng điện tử chọn lọc thông tin từ mức đặc biệt loại trừ tất xung vọng khác Xung vọng qua cổng tạo điểm sáng ống tia cathode hiển thị kiểu quét C – scan Chùm tia hình CRT theo vị trí biến tử độ sáng tín hiệu phát cổng Mặt khác, thiết bị quét C – scan cổ điển tạo tín hiệu xuất tờ giấy nhiệt tín hiệu ngưỡng đặt người kiểm tra Bằng cách so sánh giá trị xuất C – SAM hiển thị toàn thang màu xám (mức độ màu xám tỷ lệ với biên độ tín hiệu mặt phân giới) Thang màu xám (hình 9.3) bị chuyển đổi thành màu sai hình ảnh mã hoá thành màu với thông tin tính phân cực xung phản hồi Màu sắc mã hoá để làm bật kính hiển vi tạo khác biệt rõ ràng với thiết bị quét C – scan cổ điển tốc độ quét Ở biến tử đặt máy quét nhanh tạo hình ảnh 1/10 giây cho kích thước vùng quét điển hình mạch tích phân Quá trình quét kính hiển vi siêu âm chủ yếu kính hiển vi phản xạ mà tạo hình ảnh có độ phân giải cao đặc điểm bề mặt gần bề mặt biến tử sử dụng trình quét học theo dạng quét bề mặt vật liệu kiểm tra (hình 9.4) Theo dạng thông thường, hình ảnh tạo từ dử liệu biên độ xung phản hồi trường quét theo dạng X,Y ảnh Giống với SLAM, lan truyền dạng nhiễu cho định dạng cho trình đo vận tốc âm Trái ngược với C – SAM, điểm hội tụ sóng âm lớn phát kết hợp với thấu kính âm có góc rộng dải tần số điển hình khoảng từ 100 đến 2000MHz Góc chùm tia siêu âm tốt nằm góc ngưỡng tới hạn, cho sóng lan truyền vào vật liệu Các ứng dụng soi ảnh kính hiển vi siêu âm bao gồm nghiên cứu vật liệu composite polymer mức cực nhỏ Các vật liệu ceramic silicon nitride, silicon PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II carbide, nhôm oxide ziriconi dioxide.v.v… dùng ngành điện tử nghiên cứu cho ứng dụng động đốt Quá trình soi ảnh kính hiển vi siêu âm dùng để phát bất liên tục nhỏ mà chúng xuất vị trí tập trung ứng suất mà nghiêm ngặt kết cấu nguyên vẹn Soi ảnh kính hiển vi siêu âm sử dụng cho trình kiểm tra không phá hủy phân tích kim tương kim loại Trong kính hiển vi kim tương học điển hình, ta cần phải đánh bóng kẽ vạch vật kiểm tra để rõ đặc điểm cấu trúc vi mô Với trình quét kính hiển, điều không cần thiết Các chi tiết vi điện tử mạch tích phân nghiên cứu cho kết nối điện liên kết Bộ kích phát hai trục Bộ kích phát trục XY Đầu dò hội tụ tự động Bộ phát xung Bộ ghi nhận Bộ điều khiển dịch chuyển Ngưỡng lựa chọn độ sâu Máy tính chủ với trình xử lý ảnh Đưa hình ảnh vào nhớ Vật thể kiểm tra Máy dò phân cực âm trở Thùng đặt vật thể kiểm tra Màn hình CRT Máy sóng hiển thị dạng quét A - Scan Thiết bị chép hình cứng Hình anh âm Mặt phân cách hình CRT với người điều khiển Bàn phím Hình 9.3 – Biểu đồ thiết bị soi ảnh hiển vi âm dạng quét C với máy quét học vận tốc cao máy dò âm trở để tạo hình ảnh dạng quét C có độ phân giải cao Biến tử Sóng lõm Bộ phát Bộ thu Quét - X Máy dò Nước Vật kiểm tra Quét - Y Màn hình màu CRT Màn hình CRT Bộ chuyển đổi quét dạng kỹ thuật số Bộ điều khiểm Hình 9.4 – Biểu đồ thiết bị soi ảnh âm hiển vi quét phản xạ mà sử dụng đầu dò hội tụ lớn trình quét học để kiểm tra bề mặt vật thể độ mở rộng cao PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II 9.1.4 Phát nứt ứng xuất – rỉ mòn hạt tinh thể : Nhiều hợp kim có cường độ cao, không may bị mắc phải vết nứt ứng suất – rỉ mòn Nứt ứng suất – rỉ mòn xảy tạ mức ứng suất xa nằm cường độ nhỏ vật liệu tiếp diễn tốc độ thứ tự tăng nhanh so với tốc tộ thông thường trình rỉ mòn ứng suất học Nứt ứng suất - rỉ mòn hạt tinh thể xuất điển hình gần mối hàn vùng ảnh hưởng nhiệt chúng Các ảnh hưởng gây dạng vết nứt phân nhánh, mãnh, không đồng Các vết nứt thường mặt làm phản xạ chùm sóng âm khó phát Một phần lý trường hợp tín hiệu xung phản hồi từ vết nứt khó tách biệt với tín hiệu mối hàn Vì sóng âm bị biến dạng méo xung phải hồi nhìn thấy giống xung phản hồi vết nứt Ngoài ra, môi trường gây khó khăn cho công việc, đặc biệt trường hợp, kiểm tra bình áp suất lò phản ứng hạt nhân chủ yếu ống mà thông thường có trường xạ cao, độ ẩm cao, nhiệt độ cao áp suất cao Cả hai phương pháp kiểm tra siêu âm thủ công tự động dùng để phát vết nứt ứng suất – rỉ mòn hạt tinh thể Dùng phương pháp thủ công qua việc kiểm tra kim loại bản, nhân viên kiểm tra dùng loại đầu dò góc 45 hoạt động dải tần số 0,5MHz đến 5MHz xem xét xung phản hồi dạng quét A – Scan hình Các chất tiếp âm phải đảm bảo chứa đựng toàn sulfur halogen theo với ASTM D – 129 – 64 D – 808 – 63 Mẫu chuẩn phải mô gần giống với hình kích thước hình học cấu trúc vi mô chi tiết kiểm tra tốt Nó phải tìm thấy mà có khả phát giải đoán tín hiệu vết nứt theo bậc 70 đến 80% cho phương pháp kiểm tra thủ công Một ưu điểm hệ thống máy tính dùng bao gồm kiểm tra thủ công Kỹ thuật tự động cải tiến khả lặp lại kết kiểm tra siêu âm làm giảm chiếu xạ trường hợp kiểm tra bình áp lực hạt nhân để phát vết nứt ứng suất – rỉ mòn Trong hệ thống bán tự động, trình quét thực tay Một máy tính dùng để xem xét, đặt để phân tích biểu diễn số liệu siêu âm Trong hệ thống hoàn toàn tự động, trình quét điều khiển máy tính Một hệ thống bán tự động nhỏ hớn dùng phạm vi nhỏ cho hệ thống hoàn toàn tự động Tất hệ thống tự động cho trình hiển thị dạng quét A đặt đầu dò tích hợp với biên độ cực cho phép hiển thị dạng quét B dạng quét C Các hình ảnh màu gam màu xám vết dị thường biểu diễn số hệ thống tín hiệu tần số radio lưu trử nhớ Các hình theo ba kích thước trung bình hoá tín hiệu thời gian, Nhận dạng đặc điểm, chụp ảnh ba chiều siêu âm, tập trung khe hở nhân tạo, nhận biết giả tạo Tuy nhiên, nhìn chung hiệu hệ thống tự động phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng thiết kế đầu dò (cũng xem phần 9.2.4.5) Các vết nứt ứng suất – rỉ mòn phát được, điều quan trọng phải tìm đặc trưng chúng kích thước, độ sâu, hướng Các phương pháp cổ điển 6dB 20dB không phát thoả mãn ta thường dùng phương pháp xung phản hồi vết nứt xác Một quy trình gồm bốn bước cho trình xác định kích thước khuyết tật trình bày sau : Bước để thiết lập trường hợp vết nứt lớn 50% bề dày thành Kỹ thuật góc sóng dọc lớn kỹ thuật góc phản xạ đường truyền sóng âm toàn chữ V dùng cho trường hợp Nếu hai kỹ thuật hiển thị độ sâu vết nứt, Sử dụng kỹ thuật tín hiệu nhiễu từ vết nứt kỹ thuật nửa quãng PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II đường truyền chùm sóng âm hình chữ V Một phương pháp chuổi dạng sóng mà bắt đầu dạng chuyển đổi sóng dọc sóng trượt sử dụng bất liên tục nhỏ phải sử dụng kết kiểm tra lại Những độ sâu phải xác định vài nơi dọc theo chiều dài vết nứt Phương pháp xác định kích thước khuyết tật đầu dò phát sóng góc lớn cao hữu dụng cho bất liên tục nằm sâu (lớn 50% bề dày thành) Phương pháp dựa vào góc phản xạ sóng dọc lớn từ tín hiệu bất liên tục từ thành phần nằm sâu bên bất liên tục Thời gian truyền dùng để tính hệ số liên quan lại Quá trình chuẩn cho đầu dò dùng cho phương pháp kiểm tra loại nghiêm ngặt trình đo thoả mãn phụ thuộc vào việc sử dụng đầu dò thiết kế phù hợp đặc tính đầu dò Sự diện sóng trượt khoảng 300 phản xạ bên thành, để phân tích đặc điểm xung phản hồi phức tạp Trong phương pháp đường truyền sóng âm đầy đủ hình chữ V, xung phản hồi dò tìm toàn đường truyền chùm sóng âm đầy đủ hình chữ V (nếu vết nứt nằm gần bề dày thành xung phản hồi toàn đường truyền sóng âm hình chữ V phải rõ ràng Trong phương pháp khúc xạ tín hiệu vết nứt phản xạ biên độ thấp từ đầu mút bất liên tục phát Bằng cách so sánh thời gian đến tín hiệu khúc xạ đầu mút phản xạ phía góc độ sâu bất liên tục đánh giá Sự khó khăn phương pháp tín hiệu đầu mút vết nứt dể nhầm lẫn biên độ chúng thấp Vì trình xảy nứt ứng suất – rỉ mòn bị giới hạn bề mặt kim loại tất nhiên áp dụng phương pháp sóng mặt để phát Trong thực tế, trình hiệu chỉnh vết nứt tốc độ suy giảm sóng mặt cải tiến Sau vết nứt phát phương pháp xung phản hồi 9.1.5 Kiểm tra trình hoạt động : Kiểm tra không phá hủy kết trình cố gắng nghiên cứu phát triển sau năm 1960 trước năm 1970 tập trung vào thiết bị điều khiển từ xa học phương pháp kiểm tra cổ điển, siêu âm phần lớn dùng cho trình kiểm tra trình hoạt động Siêu âm trở thành công cụ sử dụng rộng rãi cho trình phát bất liên tục mà mô tả đặc điểm đánh giá loại kích thước bất liên tục Sự thay đổi theo tầm quan trọng từ trình phát đến việc mô tả đặc điểm gần mong muốn để đánh giá thời gian hoạt động lại hệ thống chi tiết Sự thay đổi song song với phát triển rạn nứt học quản lý chặt chẻ thời gian hoạt động khác cần đến số thông tin bất liên tục nguy hiểm Lý chủ yếu trình kiểm tra trình hoạt động hệ thống chi tiết nhằm làm tăng độ tin cậy, lợi ích mức độ an toàn Lý điều chỉnh cho việc kiểm tra trình hoạt động nhằm đảm bảo chắn hệ thống chi tiết giữ vững an toàn trình hoạt động Các chi tiết kiểm tra khuyết tật phải đưa trở lại để hoạt động Việc đưa trở lại hoạt động khoảng thời gian phải xác định cách tính toán kích thước tới hạn vết rạn nứt học tốc độ phát triển vết nứt Nếu vết nứt nhỏ ngưỡng phát chi tiết phải đưa trở lại hoạt động Quy trình lặp lại vết nứt tới hạn kích thước lớn phát thời điểm mà chi tiết không sử dụng Khi khuyết tật phát phương pháp kiểm tra không phá hủy trở thành vấn đề quan trọng để đánh giá theo mối quan hệ cường độ vật liệu PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II với khuyết tật phát Việc đánh giá thực cách dùng phương pháp phân tích vết rạn học Điều giúp cho việc định khoảng thời gian khác trình hoạt động thời gian trì hoạt động Đối với loại kiểm tra trình chế tạo loại kiểm tra trình hoạt động, cần thực dò quét học chi tiết ứng suất cao Tuy nhiên, hầu hết trường hợp ta sử dụng kết trình kiểm tra trình chế tạo để làm sở cho việc kiểm tra trình hoạt động sau cần áp dụng tiêu chuẩn khác thiết bị dò quét thiết kế đặc biệt cho sử dụng công trường, ví dụ có khả đặt cố định Do đó, việc kiểm tra trước hoạt động phải thực mẫu gần giống điều kiện sử dụng, nghĩa khoảng thời gian mà mẫu sau chấp nhận dựa cớ sở trình kiểm tra trình chế tạo chưa đưa vào hoạt động Việc kiểm tra trước hoạt động gọi trình kiểm tra dấu điểm chỉ, dạng làm tảng cho trình kiểm tra trình hoạt động sau từ ta đánh giá toàn hệ thống cách so sánh với Việc sử dụng phương pháp siêu âm kiểm tra trình hoạt động đưa vào để phát vết nứt ứng suất rỉ mòn tinh thể ống (phần 9.1.4); trình phát phần đường ống nước, ống nhiệt chi tiết turbine; trình đo huỷ hoại hydrogen tạo thép nằm môi trường có lượng hydrogen cao nhiệt độ cao; trình kiểm tra vật hình trụ dài, hẹp bu-lông, đinh tán, ống van trục máy bơm; việc kiểm tra vết nứt ứng suất – rỉ mòn bánh quay turbine dạng đĩa; trình kiểm tra vết nứt ứng suất rỉ mòn vết nứt mỏi rãnh nêm; việc kiểm tra vết nứt tế vi lớp bọc trục xe; kiểm tra giản nở ống xếp; đo bề dày nước; phát sai hỏng chất đốt lò phản ứng hạt nhân kết hợp với chất đốt kiểm cấu trúc composite ngành hàng không Do yêu cầu an toàn cao nhà máy lượng hạt nhân, toàn chi tiết cấu thành mạch chủ yếu bao gồm bình áp lực lò, máy phát nước, máy điều chỉnh áp suất hệ thống ống nối phải qua giai đoạn kiểm tra tỉ mỉ với vài phương pháp kiểm tra siêu âm Trước nhà máy vào hoạt động gọi trình thực kiểm tra từ điểm trình kiểm tra điểm bắt đầu Quá trình kiểm tra bắt đầu điểm gia đoạn kiểm tra cung cấp đầy đủ dử liệu trạng thái nhà máy trước vào hoạt động Các trình kiểm tra sau so sánh với kết để phát thay đổi gây điều kiện hoạt độ phù hợp Trong trình kiểm tra hoạt động thường thực điều kiện gọi điều kiện nóng môi trường có mức cường độ bưc xạ cho chúng phải cho trình thực kiểm tra điều khiển từ xa học nhanh Thời gian kiểm tra ngắn mong muốn thường liên hệ đến việc xem xét giá thành trình kiểm tra hoạt động với nhà máy ngừng hoạt động cho hoạt động khác thay đổi chất đốt Bình áp lực quan trọng chi tiết yêu cầu nghiêm ngặt lò phản ứng Các bề mặt bên bao phủ với lớp bề dày khoảng vài milimet thép không rỉ austenitic để bảo vệ rỉ mòn Hình 9.5 mô tả hai loại bình áp lực điển hình cho hai loại lò phản ứng hạt nhân khác hình 9.6 mô tả điều chỉnh đặc biệt cho trình kiểm tra bên trong lò phản ứng hạt nhân PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 9 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II Ống nhánh, hàn Ống nhánh, hàn Yêu cầu kiểm tra đặc biệt hoạt động Yêu cầu kiểm tra thông thường hoạt động Hình 9.5 – Các bình áp lực cho lò phản ứng hạt nhân nước nén (DWR) lò phản ứng hạt nhân nước sôi (SWR) có công suất (600MW), sơ đồ thiết củ Các vùng thực kiểm tra nghiêm ngặt Hình 4.9 : Sơ đồ biểu diễn trình thực kiểm tra bên lò phản ứng hạt nhân, (thiết kế MAN-Kraukramer) : - Cần trục tời ray đơn, - Bảng điều khiển, – Bi đỡ, – Sàn bảo trì, – Cần trục xoay, 6- Các vùng cột – , - Bảng điện tử, - Cầu ngang, - Cầu thực kiểm tra, 10 – Vòng đỡ hình nhện, 11 – Ống viễn vọng, 12 – Tay quay, 13 –Hệ PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 10 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II Các vết nứt trình hoạt động tạp chất hoạt động nguồn góc vết nứt ngang nằm vuông góc với đầu đường ray Chúng đặc biệt nguy hiểm chúng xuất theo nhóm khoảng cách ngắn gây đường ray bị gãy thành mãnh ngắn Tương tự vết nứt dạng vùng cháy bánh xe, bánh xe di chuyển trình khởi động Ví dụ đằng trước tín hiệu, dẫn đến nứt cục nhiệt kết nhiệt Quá trình kiểm tra tự động đường ray thực nhờ giúp đở tàu lửa gồm ba khoang mà khoang chứa thiết bị kiểm tra Hai khoang chứa động diesel bố trí nơi kiểm tra cho nhân viên Ở khoang có băng trượt đặt lơ lững trên, chứa cặp đầu dò góc 35 700 đầu dò thẳng TR, đầu dò đặt cho đường ray Các đầu dò nâng lên hạ xuống nhờ sức nước đặt phân tách đặc băng tải trượt kiểm tra Đối với đường ray hai đầu dò siêu âm bố trí thêm trực tiếp không khí vào chùm sóng âm biến đổi chân thân để phát đáy mối hàn Hình 9.12 – Những vị trí điển hình để đặt đầu dò cho trình kiểm tra đường ray Các đầu dò góc 350 đặt song song cho trình ghi nhận xung phát từ đầu dò khác sau phản xạ bề mặt đáy xung phản hồi thêm vào từ lỗ ốc vít để bắt nối, vết nứt xiên từ lỗ vết nứt ngang theo từ đáy đến bên thân Bề mặt tiếp xúc chế tạo plastic thay đổi sau vài ngàn kilometre Cần đến vài mét khối nước tiếp âm cho việc hàng ngày kiểm tra khoảng cách 200Km đựng bồn 9.2.4.2 Kiểm tra đệm : Quá trình kiểm tra để phát khuyết tật chế tạo đa dạng bao phủ phạm vi bề dày từ 1mm đến 100mm Quá trình phân loại theo môi trường lớn cho bề dày khoảng 4,5m và đệm cho bề dày nhỏ bề dày này, dường thực tế giải vấn đề khác Hầu hết trình kiểm tra thực tự động Một số phương pháp khác xây dựng chi tiết sử dụng nhiều năm chúng phương pháp kiểm tra không giống nhau, chương trình dò quét đánh giá số liệu Trước tiên, có phương pháp truyền qua với trình tiếp âm vòi phun nước tự do, sau đến phương pháp xung phản hồi với đầu dò TR tiếp âm khoảng cách nước Quá trình thiết lập kiểm tra số lớn xây dựng để kiểm tra cắt tách biệt cuối PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 25 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II tấm, bề mặt nêm vài đầu dò kiểm tra theo chương trình (nghĩa trình kiểm tra có tất bốn nêm, sau dò quét bề mặt theo đường uốn khúc) Việc bố trí cách sử dụng bồn nhúng lớn đưa Tuy nhiên, hầu hết trình thiết lập xây dựng trình kiểm tra truyền qua, kiểm tra băng truyền thông thường truyền với vận tốc kiểm tra 1m/s lớn Các đầu dò xếp theo dạng hình tổ ong theo vài ví dụ việc kiểm tra cách đặt đầu dò theo dạng hình tổ ong dao động vuông góc với hướng truyền để cải tiến khả phát khuyết tật hẹp dài 9.2.4.3 Kiểm tra ống dạng ống : Trong dạng ống cán không hàn khuyết tật mà ta quan tâm tương tự với khuyết tật xuất vật liệu dạng vết nứt, vết gấp nằm bề mặt tạp chất tách lớp thành mà sinh trình gia công chế tạo trình cán Quá trình thiết lập kiểm tra tự động nhà máy thiết kế không kể đến kỹ thuật nhúng toàn hay phần khối lượng dạng ống sản xuất nồi hơi, dạng ống cung cấp chính, dạng ống áp suất cao, dạng ống dẫn dầu, dạng ống đặc biệt dạng ống quét chất đốt hạt nhân Thường sử dụng hai đầu dò lắp ráp kết hợp hoàn toàn với phân chia theo hướng dọc ống với đường truyền chùm sóng âm theo hướng đối diện nghiêng Để phát khuyết tật nằm ngang với việc sử dụng đầu dò đơn tinh thể bố trí đơn giản mà phát dạng sóng zigzag 450 dọc theo thành ống theo hướng dọc Để đảm bảo chắn khuyết tật có hướng không thuận lợi phát thêm vào đầu dò thứ hai đặt theo hướng đối diện Các trình thiết lập kiểm tra dạng ống chia thông thường theo hai nhóm thiết kế học khác Loại đầu dò đặt cố định ống quay truyền theo hướng dọc để thực quét theo hình xoắn ốc Loại thứ hai ống truyền dọc đầu dò quay quanh cho cách bố trí phù hợp tốt cho trình kiểm tra dây chuyền sản xuất Các bố trí điển hình cho trình kiểm tra ống quét chất đốt hạt nhân bồn nhúng chứa bốn đầu dò hội tụ điểm 10MHz đặt hai mặt phẳng vuông góc với ống Một cặp đầu dò kiểm tra khuyết tật dọc với chùm siêu âm có hướng đối diện nhau, cặp khác phát khuyết tật nằm ngang Ngoài có thêm đầu dò đo bề dày thành cặp đầu dò bố trí theo vị trí 180 đo toàn hình kích thước hình học ống bao gồm bề dày thành, đường kính bên bên Các khuyết tật nhỏ 0,03mm với chiều dài 0,75mm phát được, dó hệ thống dẫn nghiêm ngặt đầu dò lắp ráp, thực trình dịch chuyển ống Tốc độ kiểm tra phụ thuộc vào chiều dài khuyết tật nhỏ phát đến 5m/phút Nếu đường kính ống trở nên lơn, trình quay đầu dò lắp ghép trở nên khó khăn Trong trường hợp ta đổ đầy nước vào bồn đặt với đầu dò lắp ghép chỉnh đặt trùng với ống sau nằm tâm máy kiểm tra Mặt khác hệ thống quay đặt quay quanh trục ống Cớ chế cho hệ thống quay đầu dò quanh ống theo việc sử dụng cho trình kiểm tra ống có bề rộng khác đường kính lên đến 600mm Trong tất trình thiết lập lên đến 250mm đầu dò đặt hộp chứa sát với bồn chứa nước quay tròn quanh ống, đầu dò kết hợp với trình đo bề dày thành đo kích thước hình học Đối với ống có đường kính lớn mà sử dụng khoảng cách nước dịch chuyển đầu dò Tốc độ kiểm tra cao 8000rpm (vòng phút) Các đầu dò có PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 26 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II thể điều chỉnh tự động giúp đở hệ thống máy tính Ngoài để phát khuyết tật, đo bề dày thành ống thực số thiết bị có khả kiểm tra ống dạng ống hàn 9.2.4.4 Kiểm tra rotor : Các trình kiểm tra tự động cho vật rèn rotor thực nhiều năm để thực kiểm tra liên tục Mới hệ thống kiểm tra tự động phát triển để áp dụng trục rotor turbine có kích thước lớn cho nhà máy lượng hạt nhân trình bày Kỹ thuật bao gồm hệ thống nhiều đầu dò mà trình quét bề mặt rotor cách sử dụng dòng dầu làm chất tiếp âm Bản thân rotor nâng quay băng truyền tải Bồn chứa dầu đưa vào xe kiểm tra nằm dọc với máy dò khuyết tật thiết bị ghi nhận nằm dọc bên rotor đường ray Cả hai dạng quét dạng tiếp xúc quét dạng khe hở sử dụng Dữ liệu ghi nhận theo tất ba dạng quét A, B C (A, B C – Scan) Các liệu xử lý điện tử Trong thiết bị điển hình Nhật cho việc kiểm tra rotor, rotor có đường kính lên đến 2000mm chiều dài quét 10m phù hợp Các đầu dò sử dụng có tần số – 5MHz Các trục quay trình ghi nhận thực qua camera có lớp kính chống nắng trình biểu diễn dạng quét B (B – Scan) qua máy in trình dạng quét C (C – Scan) Việc thiết lập cho trình kiểm tra rotor có khả sử dụng bồn nhúng lớn Bởi có trình tiếp xúc giống nhau, sử dụng dải tần số kiểm tra lên đến 10MHz Trong điều kiện kiểm tra thuận lợi thiết lập rotor kiểm tra mà không cần loại bỏ lớp phủ lên chúng 9.2.4.5 Thực kiểm tra tự động bình áp lực cho lò phản ứng hạt nhân : Phần trước đề cập đến việc kiểm tra bình áp lực cho lò phản ứng hạt nhân (phần 9.1.5) Ở cố gắng giải thích trình kiểm tra thực tự động Tồn số hệ thống kiểm tra, ví dụ Mỹ, Pháp, Canada, Đức.v.v… Chúng ta trình bày hai hệ thống để đưa đặc điểm bật trình kiểm tra tự động bình áp lực cho lò phản ứng hạt nhân (tham khảo hình 9.6) Đầu tiên SUTARS (Search Unit Tracking And Recording System) hệ thống đầu dò tự điều chỉnh ghi nhận) phát triển viện Tây – Nam, USA Hệ thống làm việc với kết hợp với chỉnh có số nhánh mà chứa nhiều loại đầu dò khác điều chỉnh từ xa Các thành phần hệ thống SUTARS mô tả hình 9.13 Các thành phần khác trình bày tóm tắt : (a) Hệ thống chọn lọc liệu : Hệ thống bao gồm ba kênh thiết bị siêu âm điều khiển để điều khiển vị trí thiết bị dò quét, vận tốc dò quét hệ thống cung cấp chất tiếp âm Hệ thống siêu âm điều chỉnh DAC điểm (b) Hệ thống xử lý số liệu : Hệ thống gồm có trình số hoá liệu chuyển đổi analog sang kỹ thuật số (A/D), thiết bị xử lý cho kết thông số kiểm tra để nhập vào máy tính, bảng hiển thị kỹ thuật số cho thị vị trí thiết bị kết kiểm tra, biểu diễn băng từ, máy tính, dụng cụ phụ ghi nhận sử lý số liệu khác (c) Dạng chọn lọc liệu : (a) Dạng thông thường : Biên độ vượt ngưỡng giá trị ghi nhận PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 27 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II (b) Dạng giới hạn : Khi biên độ vượt ngưỡng giá trị nhận được, dạng sóng ghi nhận (c) Dạng đỉnh : Giá trị đỉnh biên độ vượt ngưỡng giá trị ghi nhận Bộ ghi băng từ rãnh ghi âm Cáp – 200m Thiết bị siêu âm Bộ ghi nhận dãy Đầu dò Bộ điều khiển Hệ thống chọn lọc số liệu SUTARS Bàn phím CRT phím đặt thông số Băng từ rãnh ghi Quá trình ghi nhận in Băng từ rãnh ghi Hệ thống xử lý số liệu SUTARS Hình 9.13 – Các thành phần hệ thống kiểm tra tự động SUTARS để kiểm tra bình áp lực lò phản ứng hạt nhân 9.2.4.6 Các ứng dụng tổng hợp : Dựa vào khái niệm kiểm tra siêu âm tự động trình bày có số lĩnh vực khác mà phương pháp kiểm tra tự động áp dụng Một lĩnh vực trình kiểm tra thanh, cần dây đặc Các kỹ thuật thực kiểm tra nhiều giống với kỹ thuật thực kiểm tra ống sản phẩm dạng ống Các hệ thống tồn cho trình kiểm tra tự động mối hàn khung hình chữ T thân áp suất tàu ngầm, kiểm tra mối hàn thép austenitic, kiểm tra giá đở va xe, kiểm tra chi tiết máy bay cấu trúc rỗ tổ ong, kiểm tra hộp đặt ổ trục, kiểm tra bu lông (ốc vít), ren ốc vít đai ốc bình áp lực, đo bề dày đường ống, đo trình hư hỏng trượt đường ống, đo bề dày sản phẩm đặt nước cho trình rỉ mòn, kiểm tra sai hỏng thùng chứa chất đốt lò phản ứng hạt nhân, kiểm tra ống trao đổi nhiệt, kiểm tra bề dày thành bồn chứa, đo vận tốc sóng âm kiểm tra khuyết tật chi tiết an toàn xe ô tô (các vật đúc, vành bánh xe,v.v…) Để kết luận điều ta nói ngắn gọn trình kiểm tra tự động cho ta ưu điểm có ý nghĩa quan trọng trình xử lý khối liệu lớn vượt PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 28 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II khả xử lý người, cho thông tin cầ thiết trình kiểm tra với chuổi đầu dò thời gian thực, cải tiến suất giá thành dây chuyền sản xuất, cho hệ thống điều khiển thay đổi theo môi trường điều kiện phức tạp, định dễ dàng việc chấp nhận loại bỏ cách sử dụng tiêu chuẩn nghiêm ngặt 9.3 Các kỹ thuật đặc biệt cho trình xử lý số liệu : 9.3.3 Giới thiệu : Việc xử lý số liệu kiểm tra siêu âm hình dung ý nghĩa trình chọn lọc thông tin liên quan đến cấu trúc bên vật thể kiểm tra cáchtruyền sóng siêu âm xung vào vật thể kiểm tra sau chúng phản xạ ngược trở lại thông tin hiệu chỉnh theo cách phù hợp để nhận rõ ràng, đầy đủ ý nghĩa, tin cậy, thông tin riêng biệt đặc trưng vật liệu kiểm tra Các xung siêu âm vào vật liệu lan truyền xung quanh (thực theo số nguyên lý) kiểm tra phần bên quay trở lại bề mặt chất đầy với thông tin số liệu cấu trúc hạt vật liệu, mật độ, âm trở, modul đàn hồi, ứng suất dư sử dụng, bề dày chất, kích thước vị trí bất liên tục, tính không đồng Tại bề mặt vật liệu kiểm tra xung ghi nhận đầu dò mà dài trình phức tạp việc kiểm tra mở rộng thông tin liệu đưa chúng – Các trình việc xử lý số liệu Đầu dò, cách sử dụng hiệu ứng áp điện chuyển đổi xung siêu âm chuyển đổi thành xung điện dòng điện gọi tín hiệu điện hay dòng điện Các xung hay tín hiệu điện dòng điện với trình thêm vào việc xử lý chuyển đổi thành dạng đầy ý nghĩa Do thuật ngữ xử lý số liệu xử lý tín hiệu hoán đổi với giảng Đặt thuật ngữ theo cách khác theo thuật ngữ điện tín hiệu thông số (thường điện cường độ dòng điện) mà chúng biến thiên theo thời gian dùng để kết hợp thông tin từ nơi đến nơi khác Quá trình xử lý trình biến đổi thông tin Quá trình xử lý tín hiệu sử dụng rộng rãi đặc trưng thiết bị NDT thường không cần đến chuyên gia NDT nhì thấy Ví dụ tín hiệu xuất hình máy dò khuyết tật siêu âm thường qua nhiều giai đoạn trình xử lý tín hiệu để tạo tín hiệu đánh giá dễ dàng hiểu người kiểm tra Từng bước khác giải trình xử lý số liệu tín hiệu giải thích ngắn gọn theo phần sau : 9.3.2 Truyền ghi nhận tín hiệu : Ta phải hiểu rõ ràng trình phát xung siêu âm đầu dò siêu âm Có hai loại tín hiệu điện có tên tín hiệu analog tín hiệu kỹ thuật số (digital) Tín hiệu nanalog tín hiệu mà biến thiên liên tục theo thời gian Điều giải thích với giúp đở ví dụ đơn giản Giả sử định hướng tập hợp số thông tin thành phố Một phát pin đơn giản tạo điện khác điện trở khác đặt thành phố ghi nhận vôn kế để đo giá trị điện khác thực nơi khác Bộ phát ghi nhận nối với với trợ giúp sợi dây dẫn Bằng điện trở khác vôn kế ghi nhân thay đổi điện Nếu để truyền thông tin, ví dụ theo dạng “có”, “không” “có thể” (“yes”, “no” “may be”) giá trị điện chấp nhận sẵn sàng trước nói giá trị điện lớn 10volt hiển thị từ “có” (“yes”) giá trị điện nhỏ 5volt hiển thị từ “không” (“no”) giá trị điện nằm khoảng PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 29 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II đến 10volt hiển thị từ “có thể” (“may be”), sau hệ thống thông tin thiết lập, hệ thống có giới hạn! Do Hệ thống sử dụng điện biến thiên liên tục, qua hệ thống analog Điện cường độ dòng điện xuất tỷ lệ với chiều cao biên độ xung phản hồi Tín hiệu analog thông thường yêu cầu phải có độ tuyến tính ± 5%, độ lệch (độ trôi) ± 5% toàn vạch chia dải động lực phải lớn 20dB Nếu thay điện trở khác công tắc đơn giản (bật/tắt) (on/off) vôn kế với bóng đèn thi đóng công tắc dòng điện chạy qua bóng đèn bóng đèn sáng lên (có thể tín hiệu truyền “có” (“yes”)), ngược lại bóng đèn bật tắt (off) tín hiệu “không” (“no”) thị Thì xem có vấn đề, bóng đèn “bật” “tắt” (“on” “off”) tín hiệu “có thể” (“may be”) nào? Nhưng thực tế điều thực hoàn toàn dễ dàng cách sử dụng mã số tạo chuổi “bật” “tắt” (“on”, “off”) Quá trình kết nối thông tin tạo hiệu hệ thống kỹ thuật số quen thuộc Mã morse ví dụ tốt cho phương pháp truyền tín hiệu kỹ thuật số Như tín hiệu kỹ thuật số theo dạng đơn giản định nghĩa tín hiệu không liên tục với thời gian có giá trị vật liệu rời rạc lượng tử hoá 9.3.3 Quá trình xử lý số liệu (tín hiệu) : Tiếp tục với ví dụ truyền ghi nhận tín hiệu hai thành phố, hảy giả sử muốn nói chuyện với người khác thích tín hiệu “có” “không” (“yes” “no”) Chúng ta thay điện trở khác công tắc với micro vôn kế bóng đèn với loa, thực tế có điện thoại Như sóng âm nghe hiểu tốt phụ thuộc vào dải băng tần toàn hệ thống Một cách nói dễ hiểu sóng âm nằm dải tần số mở rộng từ 300Hz đến 3400Hz toàn dải băng tần 4KHz dùng để gởi thông tin qua điện thoại để bao quát hết toàn sóng âm có khả thu Toàn dải băng tần liên quan hoàn toàn đến hệ thống bao gồm giọng nói, đường truyền, ống nghe Tương tự để nghe tốt nhạc có âm có độ trung thực cao (“Hi Fi”) cần đến dải băng tần rộng khoảng đến lần điện thoại Có lẽ không theo quy luật tự nhiên kinh tế để sử dụng dây dẫn để nối phát đến ghi nhận xa Làm để thiết lập kênh truyền thông sau đó? Một cách lưu trữ giọng nói nhạc lên băng từ đĩa hát tốt hơn, mã hoá thành dạng số đưa vào đĩa compact sau truyền qua trạm thu phát sóng Có lựa chọn, gởi nhanh phải cần đến thông tin truyền qua khí cách sử dụng truyền không dây radio Những tín hiệu radio phát cách sử dụng dao động tạo tần số radio dạng sóng hình sin (ví dụ đài BBC truyền khắp nơi tần số 200KHz) biết sóng mang Sóng theo dạng sóng điện từ (giống sóng ánh sáng tần số thấp nhiều), không sóng âm (mà giống sóng phát ta nói) Để tập hợp thông tin sóng mang điều biến giọng nói âm nhạc nghĩa sóng mang sóng thông tin trộn lẫn với nhau, “xử lý”, theo nhiều cách Trong trường hợp, trình điều biến biên độ (am), ví dụ cường độ biên độ sóng mang điều biến tín hiệu thông tin, với trình điều biến tần số tần số điều biến Trong micro sóng âm chuyển đổi thành tín hiệu điện Tương tự trường hợp cho đầu dò siêu âm Trong trường hợp xung điện ngắn áp vào tinh thể biến tử nằm đầu dò (tinh thể “áp điện”) để tạo sóng đàn hồi ngắn vật liệu kiểm tra Tần số sóng đàn hồi phát cho mục đích NDT điển hình nằm dải từ đến 15MHz Sóng cao nhiều so với sóng cao (sóng áp) mà người nghe mà điển hình khoảng 20KHz Tần số tổng cộng tín hiệu PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 30 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II siêu âm (dải băng tần nó) phần lớn xác định bề dày tinh thể áp điện vật liệu bao quanh Điện đỉnh tác động tinh thể áp điện để làm dao động tai tần số tự nhiên Nếu tinh thể áp điện bao quanh không khí phát xung dao động mà không sử dụng nhiều cho việc kiểm tra NDT cho độ phân giải nghĩa xung phản hồi khuyết tật nằm sát với trở nên gối lên phân chia “phân giải” Xung siêu âm sau thường trở nên bị ngắn lại trình suy giảm tinh thể áp điện cách sử dụng vật liệu có âm trở tương tự cách trình làm lan rộng băng tần làm tạm dừng dao động dễ nhiều Quá trình phản xạ ngược để quãng đường sóng âm, xung điện phát biến tử thu gọi tín hiệu, yếu Tín hiệu phải xử lý để làm cho chúng mạnh chó truyền liên tục đến hình đến thiết bị ghi nhận tín hiệu khác Quá trình tăng lên gọi khuếch đại Bộ khuếch đại mà thân có đặc trưng dải băng tần thực việc khuếch đại mà làm thay đổi hình dạng tín hiệu Đôi điều quan trọnglà không làm thay đổi hình dạng tín hiệu dải băng tần cần phải lựa chọn đặc trưng khuếch đại Thường tăng băng tần nhận trình tiêu hao mát hệ số khuếch đại tín hiệu khuếch đại Các thông số khuếch đại thường liên quan đến tích dải băng tần hệ số khuếch đại Tín hiệu truyền qua khuếch đạimà dải băng tần nhỏ tín hiệu, có hiệu ứng trình lọc tín hiệu cách tách biệt dải tần số lớn thấp dải tần số khuếch đại Nó dùng hữu hiệu việc xem xét lọc tín hiệu theo cách nhằm để cải tiến biểu cuối chúng máy dò khuyết tật luôn gắn với đặc điểm trình lọc thường xuyên điều chỉnh tần số phần Các khuếch đại gắn với khả lọc gọi lọc hoạt động Các lọc thụ động dùng (nghĩa chúng không sử dụng cho trình khuếch đại nào) giống lọc hoạt động, chúng biểu đường truyền cao (ở trên) (nghĩa phải có dải tần số cao truyền qua), đặc trưng đường truyền thấp (ở dưới) đường truyền dải thiết kế phức tạp phép đặc điểm đặc biệt tín hiệu tập hợp Bộ lọc đường truyền thấp có hướng tạo tín hiệu nhìn thấy nhẵn chúng tách rõ rệt dải tần số cao gọi mạch làm nhẵn Trong nhiều trường hợp tỷ số tín hiệu nhiễu hệ thống siêu âm cải tiến cách loại bỏ phần định phổ tín hiệu ghi nhận Ví dụ, nhiễu ghi nhận tăng lên tỷ lệ với bình phương gốc dải tần số hiển nhiên dải băng tần dư thừa cho kết làm tăng nhiễu tỷ số tín hiệu nhiễu quan tâm đến Nếu xung phát phát liên tục nằm vài chu kỳ tần số truyền, sau hầu hết lượng hữu dụng nằm dải tương đối hẹp tâm tần số Vì tỷ số tín hiệu nhiễu ghi nhận điều chỉnh cực đại cách giới hạn dải băng tần ghi nhận mà cần thiết đủ để truyền xung siêu âm Máy tính kỹ thuật số hoạt động thông số đo tín hiệu phản hồi dựa vào dặc trưng biết trước đặt phù hợp cho khuyết tật, tác dụng, đặt phù hợp phương trình phức tạp để có khả dùng liệu Lần thứ hai đặt khuyết tật biết trước, gọi “Quá trình lựa chọn đặt”, dùng để xác định hiểu biết thích hợp mạng cách loại bỏ thông số tín hiệu phản hồi mà chúng có tác dụng nhỏ Sau hoàn thành công việc xử lý làm tín hiệu nhiễu tín hiệu biết, mạng thông tin cung cấp tín hiệu phản hồi từ khuyết tật PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 31 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II loại thông thường sử dụng trình huấn luyện Mạng thông tin sau tín giá trị đặc trưng khuyết tật riêng biệt mà thiết lập để nhận dạng xác định tính chất Ví dụ phương pháp dùng để đo đường kính lỗ khoan đáy có độ sâu mẫu chuẩn kiểm tra kim loại Tín hiệu xung phản hồi siêu âm dùng số liệu vào mạng thông tin Ba mẫu chuẩn kiểm tra sử dụng trình phát triển mạng thông tin; mẫu chuẩn kiểm tra gọi mẫu “đặt phù hợp”, “quá trình lựa chọn” “quá trình đánh giá” mà mục đích chúng tương ứng với, (1) để thiết lập mạng thông tin đầu tiên, (2) để cải tiến mạng thông tin loại bỏ khác có ý nghĩa tương đối (3) để kiểm tra mạng thông tin thiết lập Ngoài 96 thông số dạng sóng đưa 15 tìm thấy để tổng hợp thông tin đường kính đường kính lỗ đáy Các thông số tổng hợp liên quan đến hình dạng, diện tích tần số tổng cộng các phần chắn tín hiệu ghi nhận Ta quan tâm để ghi nhận mà biên độ xung phản hồi thường dùng để đánh giá kích thước khuyết tật, ý nghĩa mạng thông tin thích hợp biết cho trình đo đường kính lỗ đáy Sự tạo mạng thông tin biết thích hợp bổ sung chức bậc thứ tám (eighth – degree) số liệu 15 dạng sóng vào khác Mạng biết phù hợp không tuyến tính tập hợp báo cáo đo đường kính lớn 46 48 lỗ đáy mẫu chuẩn đánh giá Các tín hiệu khuếch đại mở rộng lớn mà chúng không khớp với đường thẳng đứng hình đỉnh tín hiệu bị bảo hoà bị biến dạng Vì trước truyền chúng đến hình tín hiệu phải truyền qua làm giảm để giảm chúng xuống theo biên độ Bộ làm giảm luôn chuẩn theo bước đặt trình đo thông thường biết decibel Decibel (hoặc dB cho sóng siêu âm ngắn) cách phổ biến trình biểu diễn tỷ số điện Đến từ đầu dò Bộ phát Tín hiệu phát Bộ khuếch đại trình ghi nhận Tín hiệu ghi nhận Bộ chỉnh lưu Tín hiệu khuếch đại Bộ lọc tần số thấp làm nhẵn Sóng toàn phần chỉnh lưu Màn hình biểu diễn Sóng lọc làm nhẵn Hình 9.14 – Một số giai đoạn trình xử lý tín hiệu máy dò khuyết tật siêu âm Các tín hiệu mà phát đầu dò có chức ghi nhận theo dạng tín hiệu sóng hình sin có phần dương lẫn phần âm Nhưng đỉnh xung phản hồi mà thường thấy hình dao động phần phần âm Để nhận tín hiệu sóng hìn sin vào dạng đỉnh xung phản hồi tín hiệu PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 32 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II chỉnh lưu để loại bỏ phần qua âm chu kỳ Điều thường làm theo cách làm nhẵn để tạo tín hiệu có đỉnh thấp Một bước giải cho trình xử lý tín hiệu máy dò khuyết tật siêu âm minh hoạ hình 9.14 Quá trình chỉnh lưu nhằm để tạo số chức dễ để loại bỏ tín hiệu nhiễu mạch điện Ví dụ như, ngưỡng biên độ dễ dàng áp vào tín hiệu vượt ngưỡng chặn lại dùng để loại bỏ tín hiệu mức thấp không mong muốn tín hiệu nhiễu Điều thực cách sử dụng mạch biết trước so sánh mà tên gọi so sánh tín hiệu với điện DC thường chọn người kiểm tra mặt trước máy dò khuyết tật Các ngưỡng có chức thực loại bỏ ghi nhận tín hiệu chúng chọn nhiều mà chúng chọn lọc phần toàn dạng quét A (A – Scan) toàn vệt quét Trong tất máy dò khuyết tật bề rộng ngưỡng trể khác chiều cao (nghĩa ngưỡng loại bỏ/ chấp nhận) Thông thường, tín hiệu xuất ngưỡng điển hình trình cảnh báo nghe thấy nhìn thấy để báo động cho người kiểm tra biết có diện khuyết tật số thang đo riêng biệt Ví dụ thường xuyên tín hiệu ngưỡng dùng để đưa tín hiệu xa mà dùng để đưa vào thiết bị khác, có lẽ điều khiển phần biểu đồ ghi nhận 9.3.4 Số hoá liệu : Các tín hiệu tương tự (analog) chuyển đổi thành dạng kỹ thuật số Các hệ thống kỹ thuật số phát triển nhanh phù hợp với nhà kỹ thuật NDT có số vi xử lý tuyệt vời máy vi tính loại nhỏ làm tảng cho hệ thống NDT thị trường Bất kỳ tín hiệu tương tự (analog) nào, ví dụ biểu diễn dạng quét A (A – Scan) biết quen thuộc từ hình CRT máy dò khuyết tật, liên tục với thời gian ví dụ đưa mẫu mà khoảng thời gian không thay đổi (lấy khoảng thời gian tần số) tạo tín hiệu nhìn giống với tín hiệu ban đầu miễn mẫu đưa khoảng thời gian đủ ngắn (phần 4.3.5) Tín hiệu tương tự (analog) sau bị giảm xuống dảy không liên tục số ký số; nói cách khác tín hiệu số Quá trình xử lý nhằm điều chỉnh tín hiệu tương tự (analog) thành chuổi bit có lẽ không lạ gọi trình biến đổi tín tương tự (analog) thành tín hiệu số Thật mà nói trình xử lý biến đổi bao gồm mạch diện tử tạo mẫu dạng sóng khoảng thời gian, ghi lại mức tín hiệu mẫu trùng khớp với giá trị thang đo, điện Quá trình số hoá tín hiệu tương tự (analog) cho số ưu điểm rõ rệt Điều hữu ích thực để lưu trữ tín hiệu sử dụng sau Một tín hiệu dạng số truyền tải vào máy tính, đến đĩa từ thiết bị lưu trữ băng ghi âm để lưu trữ lâu dài nhớ cho việc sử dụng tức thời Thông tin khác, chi tiết đầu dò thiết bị, lưu trữ với tín hiệu số liệu lưu trữ lâu dài kết ghi nhận toàn trình kiểm tra Trong kiểm tra siêu âm, ví dụ toàn chuổi quét dạng A (A-Scan) lưu trữ sau vẽ với dạng quét B (B-Scan) dạng quét C (C-Scan) cho kết hiển thị mã hoá với màu thang màu xám nhằm cải tiến cho trình giải đoán, giống hầu hết hình ảnh ảnh chụp khác mà sử dụng cho việc xem xét giúp cho việc chẩn đoán y học PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 33 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II Số liệu kiểm tra so sánh từ chu kỳ kiểm tra tiếp xem khác nhau, có lẽ khuyết tật lớn dần, điều thực tự động để loại bỏ sai số người gây Các ảnh xử lý để làm bật đặc điểm chắn loại bỏ yếu tố nhiễu khác Các đặc điểm số liệu nhận nhà chuyên môn hay tự động hệ thống chuyên dụng người kiểm tra giải đoán số liệu dễ dàng nhanh chóng để tập trung ý vào đặc điểm bật Đúng thế, toàn trình thực với tín hiệu tương tự (analog) hiển thị thường khó, chậm đắt tiền nhiều Ưu điểm khác hệ thống kỹ thuật số chúng dễ thiết kế so với hệ thống tương tự (analog) chúng chế tạo chủ yếu mạch logic, cổng truyền (không giống cổng truyền trình bày trước cho máy dò khuyết tật !) Chúng có mạch điện tử tích phân xử lý tín hiệu xác hơn, nhanh mức cao Nhưng có số nhược điểm! Thực giới tín hiệu tương tự (analog) thực tế hầu hết thông tin tự nhiên nhiệt độ, áp suất, khối lượng thời gian tín hiệu tương tự (analog) Việc chuyển đổi thông tin tương tự (analog) thành số liệu kỹ thuật số ngược lại phức tạp đắt tiền Ngoài trình chuyển đổi chắn đưa trường hợp không cho lượng thời gian hạn chế xảy hai Quá trình xử lý tín hiệu tương tự (analog) đơn giản nhiều Cuối cùng, hệ thống kỹ thuật số truyền thông tin chậm hệ thống tương tự (analog) Tuy nhiên, ưu điểm hệ thống kỹ thuật số bắt đầu có nhiều giá trị hệ thống tương tự (analog) điều thực thấy lĩnh vực NDT giới với phát triển thiết bị kỹ thuật số 9.3.5 Biểu diễn số liệu ghi nhận : Sau tín hiệu xử lý lần, vài nhiều cách trình bày phần trước Bây ta trình bày để xem xét chúng cách tạo chúng thành tín hiệu nhìn thấy với hình ảnh để xây dựng lại thông tin/dữ liệu chúng chứa đựng để phân tích mà thông tin theo giới hạn đặc trưng vật liệu bao gồm khuyết tật Cuối cần ghi nhận số liệu theo dạng thích hợp để nhằm mục đích xa phân tích, đánh giá, thiết lập văn lưu trữ Tất cách tương tự nhằm tạo tín hiệu nhìn thấy qua hình ống phóng tia âm cực máy dò khuyết tật siêu âm thông thường (phần 4.1.1.1) Các Phương pháp xử lý số liệu nhìn thấy tương tự khác biết phương pháp tạo ảnh B – Scope C – Scope (phần 4.3) Gần phương pháp phim có camera đặt đằng trước thiết bị xung phản hồi ghi ảnh liên tục đơn giản ảnh dạng quét A, B C (A, B C – Scan) hình CRT Trong hệ thống ghi nhận kỹ thuật số tín hiệu kỹ thuật số cung cấp ghi nhận Một số thiết bị phụ sử dụng hệ thống máy in kỹ thuật số, máy vẽ X – Y, máy ghi nhận nhiều bút, máy in đường, hình CRT biểu diễn ký tự.v.v… Hình 9.15 biểu diễn cho ta thấy tín hiệu kỹ thuật số in từ khuyết tật bên mối hàn Cần nói thêm để tạo nhiều ngưỡng hình ghi nhận mà dùng trình tạo hình ảnh biểu diễn kỹ thuật số Một hình ghi nhận khuếch đại ngưỡng mà thị tín hiệu xung phản hồi sớm hình thành xuất vùng thời gian truyền chọn trước (ngưỡng) lớn biên độ hiển thị chọn trước theo dạng xung điện Nếu xung phản hồi điện đưa đến chuyển đổi tín hiệu tương tự (analog) sang tín hiệu kỹ thuật số số liệu xuất cung cấp cho ta nhiều thông tin Tín hiệu kỹ thuật số xuất chuyển đổi thành hình ảnh biểu diễn khuyết tật cách sử dụng hệ thống ghi nhận hai chiều Những hệ thống giúp ta ghi nhận PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 34 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II tín hiệu hình chiếu mặt phẳng nằm ngang mặt phẳng thẳng đứng Cũng có hệ thống ghi nhận có khả cung cấp hình ảnh ba chiều (như chụp ảnh cắt lớp) Y X Kiểm tra tiếp xúc C Chiều cao biên độ xung phản hồi Sự tiếp xúc không thoả mãn Hình 9.15 – Số liệu điển hình in từ hệ thống ghi nhận kỹ thuật số Một hệ thống ghi nhận hai chiều sử dụng đầu dò tinh thể kép kết hợp với hệ thống biểu diễn dạng quét B C (B C – Scope) trình bày hình 9.16 Mối hàn Đầu dò tinh thể kép Máy quét Dạng quét Khuyết tật Màn hình CRT Ngưỡng xung phản hồi Máy vi tính Ghi nhận vị trí đầu dò Ghi nhận bề dày Bộ ghi nhận hình bút Ghi nhận hiển thị dạng B C Hình 9.16 – Bộ hiển thị dạng B C (C – C scope) kết hợp với hệ thống ghi nhận Kỹ thuật chụp ảnh giao thoa sóng âm phương pháp khác trình ghi nhận xung siêu âm chúng hợp từ vật thể kiểm tra Cả việc lựa chọn quang học xây dựng lại số dùng với phương pháp (phần 9.1.2) PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 35 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II Một chuổi tần số từ sóng phản xạ từ khuyết tật nằm bên biểu diễn đồ thị điều giúp ích cho việc xác định đặc trưng đo phạm vi ảnh hưởng khuyết tật Trong nhiều trường hợp đặc biệt, điều mong muốn biên kết kiểm tra thích hợp, thường sau đánh giá tín hiệu việc đưa vào xử lý số liệu Việc hoàn thành biên toàn kết kiểm tra vật thể kiểm tra cho trước thực cho lý kinh tế Điều cần thiết việc ghi nhận toàn toạ độ không gian ba chiều mà cho thông tin liên quan đến kích thước khuyết tật cho điểm vật thể kiểm tra ba chiều Điều may mắn, có vài số liệu bỏ qua Những thiết bị phương pháp ghi nhận trực tiếp sử dụng hệ thống ghi nhận dịch chuyển mà phát xung phản hồi vuông góc với hướng di chuyển đồ thị bút ghi nhận nằm cố định mà đơn ghi nhận tín hiệu đến/không đến theo dạng đường nhiều chấm Phương pháp sử dụng cho biên cân đối kết kiểm tra (các biên độ xung phản hồi thời gian truyền), phương pháp thứ hai sử dụng riêng biệt theo dạng ghi nhận tín hiệu đến/không đến Hệ thống ghi nhận di chuyển có tần số ngưỡng học mà trường hợp bút ghi nhận mực cách xa 100Hz; hệ thống sử dụng bút trâm di chuyển tờ giấy sáp có tần số ngưỡng cực đại vài 100 Hz Trong trường hợp máy ghi nhận điểm sáng mà tạo tín hiệu ghi nhận nhìn thấy tờ giấy nhạy với ánh sáng với trợ giúp chùm tia sáng tử ngoại (UV) mạnh hệ thống gương, tần số ngưỡng vài 1000Hz Độ phân giải tối ưu tốc độ cực đại nhận với phương pháp ghi nhận xung; xung điện đưa hình ghi nhận đưa trực tiếp vào máy ghi nhận Do tần số lặp lại thiết bị 130Hz ghi nhận 130 đỉnh giây mà chiều cao biên độ chúng tỷ lệ với chiều cao biên độ xung phản hồi Hệ thống ghi nhận cho phép quét với tốc độ đến 2m/s Hiện sử dụng hệ thống ghi nhận nhanh hơn, điều cho biết hạn chế trình ghi nhận trực tiếp Trong trường hợp quét thẳng vật thể kiểm tra dài, chẳng hạn thanh, cần đường ray, đồ thị chuyển vàomáy ghi nhận thường tương ứng với trình quét dao động vật thể kiểm tra Đôi hai ghép lại trực tiếp với Quá trình ghi nhận cho ta biết vị trí khuyết tật cho trước theo hướng toạ độ, tức hướng dọc vật thể theo dạng vệt quét đến/không đến vệt quét tỷ lệ Sự giải chấp nhận theo trường hợp đơn giản thếmà không cần thị xác vị trí khuyết tật Phương pháp cần máy ghi nhận đơn giản với đồ thị hẹp hệ thống ghi nhận đặt cố định Vì gọi máy ghi nhận XY tạo để mô giấy đồ thị nằm cố định quét dịch chuyển đầu dò theo hướng hai trục toạ độ trường hợp quét dạng C (C – Scan) Tuy nhiên thực tế trình thực chậm Đối với vật thể dạng đĩa đĩa turbine việc đáp ứng loại quét ghi nhận máy hát kết nối với hệ thống ghi nhận thích hợp Cả vật thể đồ thị ghi nhận đầu quay, đầu dò hệ thống ghi nhận nâng lên chậm theo hướng theo đường thẳng dọc theo cung tròn trường hợp máy hát ghi nhận Thông thường việc ghi nhận theo đường xoắn ốc giấy đồ thị điện hoá dùng cho trình biểu diễn dạng quét C (C – Scan) Trong hệ thống đồ thị kéo căng trục lăn nâng kim loại lên theo hình xoắn ốc chẳng hạn sợi dây mà đặt đến bề mặt theo khoảng bước dịch toàn bề rộng đồ thị PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 36 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II Một kim loại thẳng ép xuống đồ thị trùng với đường xoắn ốc Nếu trục lăn quay theo hình xoắn ốc điểm tiếp xúc mà từ qua giấy vào trục lăn di chuyển từ phần cuối đồ thị đến phần khác Quá trình quay trục lăn xoắn ốc kết hợp với trình quét dịch chuyển đầu dò ví dụ quét vật thể dạng dải vuông góc với hướng rót Việc dò quét vật kiểm tra dọc theo đường zigzag thực thiết kế khác cách sử dụng hai lăn quay theo hình xoắn ốc ngược chiều với nửa bước dịch toàn chiều dài lăn Trong nửa vòng lăn điểm tiếp xúc sau dịch chuyển từ trái sang phải quay ngược trở lại nửa vòng thứ hai Đối với trình tăng phạm vi hoạt động máy in sử dụng để in văn kết kiểm tra Các phương pháp yêu cầu kết kiểm tra có thể dùng theo dạng kỹ thuật số Trong tất trường hợp mà bề dày thành thời gian truyền tổng cộng đo được, kết đọc thực luôn dùng kỹ thuật số để đánh giá biểu diễn Trong trình thiết lập mà vật thể kiểm tra quét liên tục với tốc độ cao, thường số tín hiệu khuyết tật đến/không đến tạo khoảng cách quét cho trước sử dụng để đánh giá Việc đánh giá phương pháp cách xem xét số tín hiệu khuyết tật diện tích ghi nhận nhận kỹ thuật số in Kết kiểm tra biểu diễn in chuổi số hạng mà hiệu chỉnh diện tích nối tiếp đường quét cho trước 9.3.6 Một số hệ thống xử lý số liệu : Trong phần trước ta trình bày thành phần khác trình xử lý số liệu theo cách tương đối đơn giản Trong phần ta trình bày vài hệ thống kiểm tra siêu âm điển hình kết hợp với trình xử lý số liệu để giải thích kết hợp hợp thành khối thống thành phần phân chia khác để trình bày phức tạp hệ thống Hình 9.17 trình bày thành phần hệ thống xử lý số liệu dạng tương tự (analog) cổ điển Hình 9.18 trình bày hệ thống xử lý số liệu cải tiến dùng trình kiểm tra siêu âm nhiều kênh tự động chi tiết lớn Hệ thống ghi nhận toàn dạng sóng siêu âm lên đến bảy kênh tốc độ quét thường xuyên trình hoạt động tương thích với kỹ thuật kiểm tra siêu âm Hệ thống cung cấp cho người kiểm tra với công cụ đặt bao quát để xác nhận hệ thống hoạt động thời gian thực để công nhận giá trị liệu kiểm tra nhận phân tích nhanh đầy đủ, việc báo cáo kiểm tra hệ thống Chú thích : Đầu dò (biến tử) Bộ ghi nhận Cổng tín hiệu PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 37 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II Bộ dò thu nhận hình ảnh Bộ khuếch đại hình ảnh Ống tia âm cực Bộ so sánh Bộ báo động Mức ngưỡng Hình 9.17 Sơ đồ khối cho hệ thống xử lý số liệu dạng tương tự (analog) Thiết bị siêu âm Bộ biến đổi tín hiệu trung bình Bộ biến đổi dạng kỹ thuật số Bộ nén Bộ gia tốc hình Đĩa laser Băng ghi âm Điều khiển kênh Thiết bị siêu âm Bộ biến đổi tín hiệu trung bình Bộ biến đổi dạng kỹ thuật số Bộ nén Bộ gia tốc hình Đĩa từ Điều khiển kênh Màn hình Bộ xử lý trung tâm Bộ mã hoá Thiết bị điều khiển Bộ hoạt động kết nối Bộ điều khiển motor Hình 9.18 – Sơ đồ khối hệ thống xử lý số liệu phức tạp dùng kiểm tra siêu âm Hệ thống phụ thu nhận số liệu kết nối với thiết bị siêu âm khác hợp với công cụ kiểm tra Hệ thống phụ tương thích với hệ thống khuếch đại hiệu chỉnh thời gian Các thao tác chuẩn định thực với trình kiểm tra Nó luôn có kênh độ lập cho việc tái tạo Các chức kênh điều khiển xử lý kênh Bộ xử lý kênh có chức thu nhận số liệu, phát số liệu cho trình biểu diễn thời gian thực, phát số liệu cho trình biểu diễn ảnh ba chiều quản lý thao tác Mỗi kênh kết nối với biến đổi tín hiệu trung bình tốc độ cao PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 38 TRUNG TÂM KỸ THUẬT HẠT NHÂN TP.HCM TÀI LIỆU HUẤN LUYỆN UT CẤP II dùng với thiết bị siêu âm có thị trường Hệ thống kết nối với máy quét học hoàn thành PHÒNG THÍ NGHIỆM NDT CHƯƠNG 39