5.1. Nghiên cứu xác lập quy trình kiểm tra siêu âm đánh giá độ mòn
Trong nội dung nghiên cứu này sẽ tập trung vào các công việc sau: - Lựa chọn thiết bị siêu âm, đầu đo (đầu dò), nêm, dạng dữ liệu; - Thiết bị mang đầu đo thực hiện quá trình đo (robot);
- Quy trình kiểm tra siêu âm.
5.1.1. Máy siêu âm
Máy siêu âm được lựa chọn là máy OmniScan MX2 cho phép thực hiện các chức năng kiểm tra thủ cơng hoặc bán tự động. Có thể sử dụng với rất nhiều đầu dò, nêm, bộ quét và các phụ kiện.
Nội dung Thông số kỹ thuật
Kích thước chung (RxCxD) 325×235×130 mm
Khối lượng 3,2 kg
Độ mở đầu dò 32 biến tử Số lượng biến tử 128 biến tử
Dạng quét C - Scan
Hình 5.1: Máy siêu âm OmniScan MX2
5.1.2. Đầu dò
Các loại đầu dị PA được sản xuất theo nhiều hình dạng và kích thước khác nhau cho các ứng dụng. Chọn đầu dị có tần số hoạt động 5 MHz và có từ 10 đến 128 phần tử.
Vận tốc sóng âm truyền trong thép là v = 5850 m/s Bước sóng của sóng âm:
48
Chiều rộng của một phần tử trong đầu dị, theo cơng thức (4-10):
𝑒𝑑𝑒𝑠𝑖𝑔𝑛 =𝜆 2=
1,17
2 = 0,585
Khoảng cách giữa trung tâm của hai phần tử kề nhau, theo cơng thức (4-9):
𝑝 < 0,67𝜆 = 0,67 × 1,17 = 0,784
Đầu dò được lựa chọn phải phụ thuộc vào cấu hình máy để tránh hiện tượng cấu hình vượt q cơng suất của máy siêu âm PA. Tổng số các phần tử sẵn có trên đầu dị liên quan trực tiếp đến cấu hình của thiết bị (16:16, 16:64, 32:128,…).
Máy được sử dụng trong quá trình siêu âm là OmniScan MX2 có số lượng biến tử tối đa là 128. Do vậy, ta chọn số phần tử trong đầu dò là 32.
Vậy, chiều dài hoạt động của đầu dị, theo cơng thức (4-4): A=n×p = 32 × 0,784 = 25,088 mm
Dựa trên cơ sở các số liệu tính tốn ta chọn đầu dị 5L32-A31.
Đầu dị A3 có thể sử dụng bằng tay hoặc tự động dùng để kiểm tra mối hàn và chiều dày vật liệu.
Nội dung Thông số kỹ thuật
Kích thước chung (D×R×C) 30 × 28 × 25 mm
Tần số 5 MHz
Loại đầu dị Tuyến tính
Số lượng biến tử 32 Độ mở hoạt động 25 mm
Hình 5.2: Đặc điểm kỹ thuật của đầu dị 5L32-A31 Ưu điểm:
- Đầu dị được thiết kế có biên dạng nhỏ để dễ dàng tiếp cận những khu vực hạn chế.
- Các lớp sóng có sự thích nghi về âm thanh tới rexolite.
- Chọn một chiều rộng của nêm cho phù hợp với bất kỳ chùm góc được ứng dụng.
Ứng dụng:
49
5.1.3. Nêm đầu dị
Các nêm góc khơng độ về cơ bản là các khối chất dẻo phẳng được sử dụng để kết nối năng lượng âm (để bảo vệ bề mặt chuyển đổi khơng bị trầy xước hoặc mài mịn) trong quét thẳng và cũng để quét góc sóng dọc vùng thấp.
Chiều dày của nêm được tính theo cơng thức (4-15): 𝑣 𝑡ℎé𝑝
𝑡𝑡ℎé𝑝 = 𝑣 𝑛ê𝑚