2. Nội dung và ý nghĩa đề tài
3.10KIỂM TRA CÁC SẢN PHẨM DẠNG ỐNG VÀ TRỤ TRỊN
Hình 3-24. Đồ gá dùng trong kiểm tra ống trụ , phơi đúc dạng trịn
___________________________________________________________________________________ 86
3.10.1 NGUYÊN LÝ CỦA PHƯƠNG PHÁP THỬ . Khi chùm tia siêu âm tới đập vào bề mặt kiểm tra của vật thể (chi tiết máy) tại một gĩc tới nào đĩ khác với gĩc vuơng, thì sĩng dọc xuyên vào trong vật thể kiểm tra sẽ bị khúc xạ theo định luật Snell. Hiện tượng này được sử dụng để kiểm tra các vật cĩ dạng hình trụ, các loại ống, lúc đĩ gĩc tới của chùm tia siêu âm được điều chỉnh nằm trong khoảng 10-30 độ. Sự khúc xạ sẽ làm cho chùm siêu âm truyền đi hết vịng chu vi của ống.
a> Dạng lan truyền của chùm tia siêu âm . sĩng âm lan truyền vịng trong thành ống theo dạng răng cưa hay zigzag, dạng truyền sĩng cần xét đến ở đây là sĩng dọc hay sĩng ngang. Dạng truyền sĩng răng cưa thì tương đối sắc (nhọn), và do vậy khuyết tật chỉ bị phát hiện khi vị trí của nĩ nằm trùng với một trong các nút sĩng. Các quan sát chứng tỏ rằng sĩng âm lan truyền dọc theo các thành mỏng của các ống kích thước nhỏ giống như sĩng dọc bị méo. Với các thành ống càng mỏng hơn, các nút sĩng phản xạ sẽ bớt sắc hơn.
Khi thành ống càng mỏng , thì sĩng âm sẽ “tràn ngập” tồn bộ thành ống. Trên hình 3-25 minh họa hai dạng truyền sĩng siêu âm trong thành ống. Các quan sát khi kiểm tra các thành ống mỏng chứng tỏ rằng các hiện tượng truyền sĩng âm cĩ thể giải thích được bằng cách so sánh với sự hình thành sĩng Lamb trong bản mỏng.
b> Ưu điểm của phương pháp . Phương pháp siêu âm nhúng cĩ một số ưu điểm cơ bản sau đây khi kiểm tra các sản phẩm dạng ống :
1. Phương pháp này cho phép sử dụng các biến tử áp điện cĩ độ giảm chấn cao do vậy sẽ cĩ chiều dài xung ngắn và hệ số điện-cơ cao nhất.
2. Khi vật kiểm tra thay đổi hình dáng và kích thước, thì khơng cần các các
nêm đầu dị hay bộ phận chuyển đổi gĩc phát
3. Cĩ thể thay đổi gĩc tới chùm siêu âm một cách liên tục (vơ cấp)
4. Mơi trường tiếp âm nước liên tục
5. Vì khơng cĩ sự tiếp xúc trực tiếp giữa đầu dị và vật kiểm tra, nên tốc độ
kiểm tra tăng lên đáng kể.
6. Phương pháp này khơng bị ảnh hưởng bởi sự mất chất tiếp âm, sự méo
hình học, điều kiện bề mặt, hoặc sự biến động về kích thước gây ra như thường gặp phải trong phương pháp tiếp xúc.
7. Vì phương pháp này nhúng hồn tồn trong bể nước nên nĩ triệt tiêu được
sĩng mặt, là điều thường gây phiền tối khi kiểm tra bằng phương pháp tiếp xúc.
c> Phạm vi ứng dụng. Phương pháp siêu âm nhúng áp dụng rất thành cơng để kiểm tra các ống cĩ đường kính nhỏ , loại cĩ đường kính ngồi 5 mm, bề dầy thành 0,64mm và loại cĩ đường kính ngồi 6,4 mm bề dầy thành 1mm và các ống lớn hơn cĩ đường ngồi tới 280 mm hoặc lớn hơn. Nĩi chung phương pháp này được thiết kế để phát hiện các khuyết tật dọc theo trục ống. Thí dụ như vết nứt, vết gấp, vết chồng mép , các khuyết tật hàn khơng thấu, phân lớp, sự ăn mịn nghiêm trọng trên biên giới hạt …. vv. Kích thước của bất liên tục phát hiện được phụ thuộc vào (1) diện tích mặt phản xạ xác định bởi kích thước mặt cắt ngang của khuyết tật và hướng của nĩ so với chùm tia ; (2) và bất cứ sự thay đổi nào về âm trở đều liên quan đến sự hiện diện của khuyết tật. Tĩm lại, khuyết tật càng vuơng gĩc với chùm tia, thì tín hiệu phản xạ càng lớn. Và cũng rất khĩ để phân biệt giữa khuyết tật ngắn, sâu với khuyết tật dài nhưng cạn khi chúng cĩ cùng diện tích mặt phản xạ
d> Các hạn chế trong việc phát hiện khuyết tật. Một khuyết tật dạng nứt sẽ phản xạ lại một tín hiệu cực đại nếu chỉ khi nào mặt phẳng khuyết tật dọc này cĩ chiều hướng kính. Nếu điều kiện này khơng thỏa mãn, thì chỉ phát hiện được khuyết tật khi chùm siêu âm truyền vịng quanh ống theo một hướng, nhưng cũng khuyết tật đĩ cĩ thể khơng phát hiện được nếu chùm tia siêu âm truyền theo hướng khác. Vì lẽ đĩ, tất cả các sản phẩm dạng ống cần được kiểm tra theo hai hướng để tăng độ tin cậy, khi các khuyết tật khơng nằm theo hướng kính.
Những khuyết tật cĩ bề mặt phân cách phản xạ rất nhỏ, khĩ phát hiện thấy bằng phương pháp này. Các khuyết tật này bao gồm các rãnh đáy trịn, các thay
___________________________________________________________________________________ 88 đổi nhỏ về hình dạng hình học, một số ít các kim loại ngoại lai, sự ăn mịn biên giới hạt, sự thay đổi kích thước hạt . Kinh nghiệm chứng tỏ rằng loại kỹ thuật siêu âm nhúng này chỉ thích hợp cho việc phát hiện các khuyết tật dọc trục.