Badania ultradźwiękowe znajdują bardzo szerokie zastosowanie w kontroli wyrobów odlewanych. Jest to spowodowane szeregiem korzyści otrzymywanych podczas wykorzystania właśnie tej metody. Wyrobu odlewane są stosowane wszędzie tam gdzie biorąc pod wagę czynniki ekonomiczne chcemy uzyskać elementy o skomplikowanych kształtach oraz wysokich właściwościach wytrzymałościowych.
Odlewy jak sama sama nazwa wskazuje powstają poprzez krzepnięcie materiału, zalewanego do odpowiednio przygotowanych do celu for piaskowych lub kokil. Po zakrzepnięciu materiału pozostaje on w tym stanie przyjmując wymagane kształty i wymiary.
Najważniejsze etapy procesu odlewania:
Wyróżniamy następujące metody odlewania:
Materiały , z których najczęściej wytwarza się wyroby odlewane:
Najlepszym rozwiązaniem jest wykonanie badań na odlewach w końcowym stanie dostawy, po wykonaniu obróbki cieplnej chyba, że klient dodatkowo wymaga międzyoperacyjnej kontroli półproduktu.
Badana powierzchnia powinna zostać oczyszczona ze zgorzeliny, zanieczyszczeń, oleju, smarów, farb oraz pozostałości z pokryć formierskich. Wszelkie zanieczyszczenia mogą bowiem negatywnie wpływać na jakość badania i uniemożliwiać interpretację wskazań.
Dodatkowo przyjmuje się, że badania ultradźwiękowe odlewów należy przeprowadzić po procesach obróbki skrawaniem lub/i śrutowania. Powierzchnia nie powinna być nadmiernie chropowata i powinna zapewniać uzyskanie odpowiedniego sprzężenia akustycznego pomiędzy głowicą ultradźwiękową a odlewem. Brak odpowiedniego sprężenia utrudnia lub całkowicie uniemożliwia wykonanie prawidłowego badania.
Badanie powierzchni obrobionej ma kolejny atut ekonomiczny – gładka powierzchnia chroni przed nadmiernym zużyciem głowicy.
Badania ultradźwiękowe odlewów wykonywane są najczęściej za pomocą metody kontaktowej z zastosowaniem głowic normalnych lub kątowych.
Przebieg, warunki badania oraz kryteria akceptacji powinny być zgodne z wymaganiami norm europejskich, wytycznych klienta lub innych międzynarodowych standardów.
Powierzchnie przeznaczone do badań są również kwestią uzgodnienia i powinny one zostać precyzyjnie wskazane w dokumentacji badania.
Ze względu na silne tłumienie fali ultradźwiękowej w odlewach zaleca się stosowanie głowic ultradźwiękowych o niskiej częstotliwości.
Jeżeli tylko istnieje taka możliwość badanie należy przeprowadzić z obu prostopadłych do siebie powierzchni odlewu.
Podczas wykonywania badań należy nieustannie kontrolować echo dna badanego elementu.
Obrabiane powierzchnie, szczególnie te znajdujące się w pobliżu nadlewów i w otworach zaleca się poddać badaniu podpowierzchniowemu przy użyciu głowicy dwuprzetwornikowej aby wykluczyć możliwość występowania niezgodności w strefie martwej.
Szczególną uwagę należy również zwrócić na miejscach, w których zostaną wykonany otwory oraz obszary, w których wykonano szlifowanie usuwające nadlewy.
Zalety badań ultradźwiękowych odlewów:
Wady badań ultradźwiękowych odlewów:
W przypadku wykorzystania metody echa przetwornik głowicy pełni funkcję zarówno nadajnika jak i odbiornika fali ultradźwiękowej. Metoda ta jest szeroko stosowana w przemyślę ze względu na jej prostotę oraz zadowalające efekty. Metoda ta pozwala bowiem na na bardzo precyzyjne określenie lokalizacji, głębokości zalegania oraz wielkości niezgodności występujących w kontrolowanych elemencie.
Do głównych zalet tej metody należą: możliwość kontroli odlewu w przypadku jednostronnego dostępu, wysoka czułość, minimalna strefa martwa oraz duża wykrywalność.
Dodatkowo technika nie wymaga zastosowania drogiej i skomplikowanej aparatury badawczej. Do poprawnego przeprowadzenia badania wystarczy standardowy, przenośmy defektoskop ultradźwiękowy oraz
Technika przepuszczania polega na zastosowaniu dwóch przetworników ultradźwiękowych znajdujących się po obu stronach kontrolowanego obiektu. Jeden z przetworników pełni funkcję przetwornika, drugi zaś odbiornika. W momencie występowania wady w badanym elemencie amplituda odbieranego sygnału ultradźwiękowego znacznie się zmniejsza lub całkowicie zanika.
Metoda transmisji umożliwia wykrycie niezgodności o mniejszych rozmiarach w porównaniu z metodą echa.
Niestety do poprawnego wykonania badania wymagany jest dostęp z obu stron. Dodatkowy problem stanowi właściwa orientacja dwóch przetworników względem siebie. Dodatkowo bardzo ograniczona została możliwość określenia głębokości zalegania defektu.
Zaletami techniki są natomiast brak strefy martwej i wysoka odporność na zakłócenia.
Niestety z powodu, że jest ona mniej praktyczna i jej zastosowanie jest ograniczone technika jest dużo mniej popularna niż metoda echa.
Główną zaletą tej metody jest duża wydajność badań w porównaniu do głowicy jednoprzetwornikowej.
Głowice mozaikowe phassed array w przeciwieństwie do zwykłych głowic jednoprzetwornikowych wysyłają wiązkę w określonym zakresie kątów z odpowiednią rozdzielczością kątową.
Dzięki zastosowaniu wieloprzetwornikowej głowicy mamy możliwość zwiększenia rozdzielczości badania oraz zobrazowanie wad z dużo większą dokładnością. Dodatkowo technika PAUT umożliwia całkowity zapis z przebiegu badania, jego ewentualne otworzenie oraz ponowną interpretację jeżeli zajdzie taka potrzeba. Wszystkie zalety metody PAUT przyczyniają się do zwiększenia wykrywalności badanych elementów. Dodatkowo technika charakteryzuje się dużo większą szybkością przeprowadzania badań.
Badania ultradźwiękowe odlewów mogą być bardzo problematyczne z powodu następujących przyczyn:
Uwzględniając wymienione powyżej spostrzeżenia – badania ultradźwiękowe odlewów muszą być wykonywane w specjalny sposób oraz przez bardzo doświadczony personel. Ocena otrzymanych wskazań na podstawie wysokości echa nie daje zadowalających wyników. Dużo lepsze wyniki możemy uzyskać stosując metodę przepuszczania oraz technikę Phassed Array.
Badania ultradźwiękowe odlewów powinny zostać w zasadzie ograniczone do obszarów o ściankach równolegle usytuowanych, które często wymagają mechanicznej obróbki kontrolowanej powierzchni oraz obszarów naprawianych przez napawanie. Ponadto bardzo istotne jest aby badania wykonywać zgodnie z procedurą opracowaną i zatwierdzoną przez doświadczony personel posiadający uprawnienia III stopnia.
© 2022 Ultrarent - Laboratorium badań nieniszczących. Wszystkie prawa zastrzeżone. Realizacja strony: Proformat