Detecte defeitos internos em peças fundidas por ultrassom

O teste ultrassônico pode encontrar defeitos como cavidades de contração, porosidade de contração, porosidade, inclusões e rachaduras em peças fundidas com formas simples e superfícies planas, e pode determinar o tamanho e a localização dos defeitos.

O teste ultrassônico refere-se a um método de injeção de ultrassom (alta frequência e comprimento de onda curto) nofundição, e então detectar os defeitos internos da peça fundida de acordo com as características de sua refração e transformação da forma de onda na interface. O ultrassom possui características de diretividade do feixe e refletividade de propagação.

Existem três tipos de testes ultrassônicos: método de reflexão de pulso, método de penetração e método de ressonância. O método de detecção ultrassônica comumente usado é o método de reflexão de pulso. Refere-se a um método de julgar o tamanho e a posição do defeito de acordo com o eco do defeito e o eco da superfície inferior.

O princípio básico do método de reflexão de pulso é que o elemento piezoelétrico na sonda é excitado por pulsos de alta frequência para gerar pulsos ultrassônicos. Quando a onda sonora se propaga na peça fundida e encontra defeitos, uma parte dela é refletida de volta. O tamanho da onda refletida pode refletir o tamanho, localização e profundidade dos defeitos internos da peça fundida. As ondas ultrassônicas que não são refletidas continuam a se propagar até serem refletidas de volta para a parte inferior da peça fundida. A energia sonora refletida do defeito e do fundo da peça fundida é sucessivamente recebida pelo transdutor piezoelétrico e depois exibida no display do detector ultrassônico de falhas na forma de amplitude.

A sensibilidade de um detector ultrassônico de falhas refere-se à sua capacidade de encontrar os menores defeitos. A sensibilidade do teste ultrassônico está relacionada a fatores como a frequência da onda ultrassônica, a ampliação do detector de falhas, a potência de transmissão, o desempenho da sonda e a estabilidade da fonte de alimentação. Para garantir a transmissão suave das ondas ultrassônicas no meio acústico, deve ser adotado um método de acoplamento apropriado. Isso exige que a rugosidade da superfície da peça fundida seja Ra≤12,5 μm. Ao mesmo tempo, para enriquecer o ar no vão, o fluido de acoplamento (água, óleo lubrificante, óleo de transformador, copo d'água, etc.) deve ser aplicado entre a sonda e a superfície de detecção de falhas da peça fundida.

 

Recursos de detecção ultrassônica de falhas:

1. Alta sensibilidade de detecção. A detecção ultrassônica de falhas pode detectar sinais de defeito com uma pressão sonora de onda de reflexão de pulso de apenas 0,1% da pressão sonora incidente.

2. Alta precisão de localização de defeitos e alta resolução

3. Forte aplicabilidade e ampla gama de uso. A detecção ultrassônica de falhas pode detectar todos os tipos de peças fundidas, exceto peças fundidas de aço austenítico.

4. Baixo custo, alta velocidade e grande espessura de detecção.

 

As características do pulso e a descrição da forma de diferentes defeitos internos das peças fundidas na tela:

1. Rachadura

A trinca de fundição é um tipo de fratura de metal, que contém gás, tem uma determinada direção e é distribuída linearmente. Quando esses defeitos são encontrados por inspeção ultrassônica, se forem perpendiculares ao feixe sonoro, os pulsos refletidos são óbvios, nítidos e fortes. Mas quando sua distribuição é paralela ao feixe sonoro, não é fácil encontrá-lo. Portanto, no momento do teste, deve-se projetar em múltiplas direções, para que os defeitos sejam ao máximo perpendiculares ao feixe sonoro, sendo possível encontrar fissuras distribuídas em todas as direções.

2. Respiradouro

Assim como as rachaduras, os buracos nas peças fundidas contêm gás. A interface de reflexão do orifício de ar é regular e suave, portanto, quando o feixe de som é completamente perpendicular à sua interface de reflexão, as características e a forma do pulso refletido são semelhantes às da fissura, e também são óbvias, nítidas e fortes. No entanto, como a maioria dos espiráculos são circulares ou elípticos, quando a sonda se move ligeiramente, o pulso desaparece imediatamente. Quando a sonda detecta em todas as direções, podem ser encontrados buracos de sopro e as características do pulso refletido também são pequenas. Este não é o caso das rachaduras. Como as trincas são distribuídas linearmente com forte direcionalidade, seus pulsos refletidos não desaparecem imediatamente durante o movimento da sonda e, ao mesmo tempo, nem todos podem ser encontrados quando inspecionados de todas as direções. Com base nessas características, podemos distinguir entre poros e fissuras.

3. Encolhimento

A cavidade de contração contém gás e, quando sua superfície de reflexão efetiva é maior que a superfície de difusão do feixe sonoro, o caminho do som é totalmente refletido e a reflexão do pulso da superfície inferior é eliminada. As características do pulso refletido da cavidade de contração também são óbvias, nítidas e fortes. No entanto, além do método de julgamento acima, o julgamento dos defeitos da cavidade de retração também deve usar o método de projeção multiplano.

4. Inclusão de Areia e Inclusão de Escória

A inclusão de areia e a inclusão de escória referem-se a peças fundidas metálicas contendo uma pequena quantidade de gás e inclusões não metálicas. Essas impurezas têm o efeito de absorver energia sonora e, como a superfície refletora é relativamente única e lisa, as características de sua reflexão de pulso estão entre óbvias, nítidas, fortes e opacas, lentas e curtas. A última situação ocorre quando a interface entre as inclusões e o metal é anormalmente irregular e firmemente aderida ao metal.

5. Porosidade de encolhimento

A característica de reflexão de pulso da porosidade de contração é que não há pulso de reflexão da superfície inferior nem pulso de reflexão de defeito, mas um fenômeno de rastejamento na linha de varredura da tela de exibição.