CHệễNG 3 CÁC KỸ THUẬT KIỂM TRA SIÊU ÂM VÀ NHỮNG GIỚI HẠN
3.1. CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA SIÊU ÂM
3.1.4. Các phương pháp tự động và bán tự động
Phương pháp kiểm tra siêu âm bán tự động, tự động và những hệ thống điều khiển kiểm tra siêu âm từ xa đang phát triển nhanh chóng, ngày nay nó bao trùm trên tất cả các
Chaát tieáp aâm Bộ điều chỉnh
Cảm biến tải Máy đo
Vật thể kiểm tra Sóng đứng Biến tử
Máy dao động biến đổi tần số
CHệễNG 3 107
ngành công nghiệp với nhiều ứng dụng rất đa dạng và phong phú. Những đặc điểm nổi bật của những hệ thống này cũng như mục tiêu và lợi ích mà nó đạt được sẽ được trình bày trong chương này. Chi tiết của phương pháp và những ứng dụng đặc thù của nó sẽ được trình bày trong phần 9.2 cũng như các phần khác nhau trong chương VI.
Mục đích sử dụng phương pháp kiểm tra siêu âm tự động và điều khiển từ xa được tóm tắt dưới đây :
(i) Hạn chế được các thao tác chuyển đổi nên hạn chế được những lỗi do con người gây ra trong quá trình kiểm tra.
(ii) Vận hành thiết bị bằng tay gặp khó khăn hoặc không thể thực hiện được.
(iii) Tiết kiệm được sức người hoặc giảm được thời gian làm việc do tăng tốc độ kiểm tra.
(iv) Ghi lại chính xác kết quả và mở rộng khả năng xử lý số liệu.
(v) Tự động phân tích và đánh giá kết quả nhờ hệ thống được điều khiển bằng máy tính.
Hệ thống tự động trong kiểm tra siêu âm trình bày trong tài liệu này là một hệ thống kiểm tra siêu âm có thể điều khiển các đầu dò bằng cơ, tự động ghi lại các kết quả kiểm tra và xử lý số liệu kiểm tra. Hệ thống này gồm một hoặc nhiều đầu dò được đặt trên vật thể kiểm tra và được di chuyển qua vật thể kiểm tra bằng một thiết bị điều khiển theo sơ đồ quét kiểm tra cho trước. Những tín hiệu siêu âm được xử lý bằng một thiết bị đánh giá (là máy phát hiện khuyết tật siêu âm) và biểu diễn trên màn hình CRT (nếu có). Tất cả các số liệu đo được cùng với những thông số về vị trí của đầu dò được cấp vào máy tính để xử lý và đánh giá. Thiết bị đánh giá dựa trên nhiều hoặc ít nhất một chương trình xử lý số liệu phức tạp, chúng có thể thực hiện và cung cấp những tín hiệu khuyết tật, nhận biết được khuyết tật trong vật thể kiểm tra hoặc cho biên bản của các kết quả kiểm tra. Biên bản kiểm tra được đưa ra bằng máy in.
Tín hiệu báo
động Thiết bị xử lý văn bản (máy vẽ, máy in)
Máy tính Thiết bị siêu âm
Vị trí đầu dò
Đầu dò Vật thể kiểm tra Phân loại.
ẹieàu khieồn
truyền tải Đánh dấu Thiết bị điều
khiển đầu dò
Hình 3.12 – Sơ đồ khối của một hệ thống kiểm tra siêu âm tự động điển hình.
Ngoài ra máy tính còn điều khiển đánh dấu và sắp xếp dữ liệu, đánh dấu các vị trí khuyết tật trên vật được kiểm tra. Các vật thể kiểm tra có những khuyết tật không chấp nhận phải bị loại bỏ. Hình 3.12 biểu diễn sơ đồ khối một loại hệ thống kiểm tra siêu âm tự động. Các thành phần chi tiết của hệ thống được trình bày dưới đây :
(i) Cơ cấu vận hành của một hoặc nhiều đầu dò và điều khiển từ xa.
(ii) Các đầu dò hoặc các biến tử có thể sử dụng được thích hợp với quá trình tự động.
(iii) Tự động cung cấp chất tiếp âm.
(iv) Điều khiển hệ số khuếch đại tự động.
(v) Tự động điều chỉnh hệ số khuếch của thiết bị cho độ nhạy công việc đặc thù ( tự động hiệu chỉnh biên độ-khoảng cách).
(vi) Hệ thống kiểm soát hoặc tự kiểm tra.
(vii) Các ứng dụng biểu diễn dạng quét B (B – Scan), dạng quét C (C – Scan), hệ thống hiển thị ảnh nổi 3 chiều (chụp ảnh giao thoa âm học, phân tích tần số …v.v).
Cách trình bày và báo cáo kết quả trong phép kiểm tra tự động cần phải chú ý đặc biệt.
Chúng có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau. Ngoài việc ghi lại dữ liệu kiểm tra bằng cách ghi trực tiếp như biên độ hoặc diện tích thì trong một vài trường hợp sử dụng cả phim chụp để ghi lại
(a) Kieồm tra taỏm phaỳng.
(b) Kiểm tra bằng phương pháp nhuùng.
(c) Kiểm tra ống bằng đầu dò vòng bao quanh.
(d) Kiểm tra ống có đường kính lớn.
(e) Kiểm tra các thanh.
Cung cấp nước
Giá đỡ đầu
dò xoay Ống
Cung cấp nước
(a)
(b)
(c)
(d)
(e) X
Y Z
CHệễNG 3 109
Hình 3.13 – Các cách bố trí khác nhau trong quá trình kiểm tra tự động.
Để tăng khả năng đáng giá, các thông tin kiểm tra (xung phản hồi khuyết tật, xung phản hồi đáy, xung đánh giá, số đo truyền âm và thời gian truyền) cần được chuẩ n bị sẵn dưới dạng số hóa. Do đó, việc sử dụng máy in tăng lên đáng kể. Hơn nữa việc lưu trữ dữ liệu trên băng đục lỗ rất ít được sử dụng. Ngày nay người ta lưu trữ dữ liệu hoàn chỉnh trên các băng từ.
Các phương pháp hoàn toàn tự động và bán tự động trong kiểm tra siêu âm thường thuận lợi để kiểm tra những mẫu vật giống nhau, hình dạng không thay đổi như các vật liệu dạng tấm với đủ mọi hình dạng và kích thước, các vật đúc có hình dạng đồng nhất, vật rèn và mối hàn, ống , thanh tròn và trụ, các bình áp lực lớn nhỏ, trục rotor …vv. Hình 3.13 biểu diễn các bố trí khác nhau để kiểm tra tự động.