Für austenitische Schweißnähte und Schweißnähte aus artfremden Metallenbieten Standard-Pulse-Echo-Phased-Array-Prüfköpfe nicht die erforderliche Prüfkapazität, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Effektive Phased-Array-Prüfverfahren für solche Schweißnähte basieren in der Regel auf Dual-Matrix-Array-Prüfköpfen (DMA)mit niedriger Frequenz (1,5 bis 4 MHz) . Diese Prüfköpfe bestehen aus separaten Sende- und Empfangsköpfen, die auf einer austauschbaren Keilanordnung befestigt sind (siehe Abbildung 1). Sie werden meist zur Erzeugung vonLängswellen verwendet , die sich besser durch grobkörniges austenitisches Schweißmaterial und aufeinanderfolgende akustische Grenzflächen ausbreiten. Die duale Sende-/Empfangskonfiguration bietet eine bessere Empfindlichkeit und ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis aufgrund der "Faltung" von Sender- und Empfängerstrahlen und vermeidet "Geisterechos", die durch interne Keilreflexionen verursacht werden. Darüber hinaus ermöglicht die 2D-Matrix-Array-Technologie eine optimierte Fokussierung und Lenkung des akustischen Strahls sowie eine gleichzeitige Variation des Brechungswinkels und des Schrägwinkels, um die Erkennungsfähigkeit bei falsch orientierten Fehlern zu verbessern. Eddyfi Technologies entwickelt und fertigt sowohl Standard- als auch kundenspezifische DMA-Sonden in seinem Werk in State College (PA).
Abbildung 1: Dual Matrix Array (DMA) Sondenanordnung
Die Qualität und Effizienz der Inspektion hängt nicht nur von der Konstruktion der Sonde ab, sondern auch von der Leistung der Messgeräte und der Software. Hier kommt Cypher ins Spiel , Eddyfis robuste und tragbare Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT)-Plattform, die für Hochgeschwindigkeitsinspektionen entwickelt wurde, ohne die Benutzerfreundlichkeit zu beeinträchtigen (siehe Abbildung 2). Mit seiner intuitiven Benutzeroberfläche, der integrierten Software und der integrierten Datenaufzeichnung ermöglichtCypher den Bedienern einen schnelleren Einsatz und eine schnellere Prüfung - selbst in anspruchsvollen Umgebungen.
Abbildung 2: Cypher, kompaktes Phased-Array-UT-Gerät
Im Kern ist Cypher ein ultraschnelles PAUT-Gerät, das fortschrittliche Total Focusing Method (TFM), Time of Flight Diffraction (TOFD), Plane Wave Imaging (PWI) und mehr beherrscht. Seine Bildgebungsleistung wurde entwickelt, um die schwierigsten Fehler zu erkennen und zu charakterisieren, unterstützt durch eine Signalreinheit, die jedem Scan neue Sicherheit verleiht. Die Prüfer können sich auf die Daten verlassen, selbst bei den komplexesten Geometrien und Materialien.Darüber hinaus ist die eingebettete Signalqualität nicht nur gut, sondern kompromisslos. In Kombination mit dem umfangreichen On-Board-Speicher, der nahtlosen Konnektivität und den im laufenden Betrieb austauschbaren Batterien ist Cypher mehr als nur ein Werkzeug: Es ist eine Prüfplattform.
Die Version 1.1 von Cypher OS ermöglichtneben anderen neuen Funktionen die On-Board-Unterstützung von PAUTund erweiterte Fokussierungstechniken für 2D-Matrix- und DMA-Sonden. Abbildung 3 zeigt ein Beispiel für die intuitive Schnittstelle, die es dem Bediener ermöglicht, alle gängigen Verdrahtungskonfigurationen für 2D-Matrix-Arrays und die Parameter der DMA-Wedge-Baugruppe einfach zu implementieren. Wie bei 1D-Linear-Array-Prüfköpfen bietet die Software auch hier eine visuelle Rückmeldung über die gewählte Verdrahtungskonfiguration und die Generierung des Fokalgesetzes, so dass ein schneller und zuverlässiger Einrichtungsprozess gewährleistet ist.
Abbildung 3: Cypher OS Benutzeroberfläche für die DMA-Sondenkonfiguration
Plane Wave Imaging (PWI) ist eine fortschrittliche Abfeuerungsmethode, bei der eine Multielement-Apertur für das Pulsen verwendet wird, anstatt jedes Element einzeln abzufeuern, wie bei Full Matrix Capture (FMC). Der Empfang erfolgt individuell mit jedem Element. Die Abschusssequenz besteht in der Regel aus mehreren Fokalgesetzen mit unterschiedlichen Winkeln. Wie bei der FMC-Zündung kann die TFM-Bildgebung aus den rohen A-Scan-Signalen live während der Inspektion erzeugt werden. Die PWI-Datenerfassung hat im Vergleich zur FMC-Datenaufzeichnung mehrere Vorteile. Der von der vollen Apertur emittierte Impuls hat mehr Energie und ist stärker gerichtet als eineEinzelelementanregung. Sie bietet eine höhere Empfindlichkeit und ein ausgezeichnetes Signal-Rausch-Verhältnis bei höherer Scangeschwindigkeit, da die Zündsequenz wesentlich kürzer ist.
Bei der ersten Fallstudie handelt es sich um eine V-förmige Schweißnaht aus Edelstahl 304 mit einer Dicke von 1 Zoll, und wir werden die Prüfdaten einer 2,25-MHz-DMA-Sonde mit einem TRL-Keil betrachten. Ein 5 mm tiefer Zehenriss wird von der gegenüberliegenden Oberfläche aus beschallt. Abbildung 4 zeigt den Prüfplan für eine Multimode-PWI-TFM-Prüfung in Cypher OS (die Position des Fehlers wurde hinzugefügt). Für jeden der Wellenmodi wurden 13 Impulse abgefeuert.
Abbildung 4: Cypher OS Prüfplan für eine Multi-Mode PWI-TFM-Prüfung
Abbildung 5 zeigt die Daten der PWI-TFM-Scansequenz im Bereich des Risses mit 4 Wellenmodi gleichzeitig. Auf der linken Seite befinden sich die Tandem-LL- und die direkte L-L-Mode, auf der rechten Seite die direkte T-T- und die Tandem-TT-T-Mode. Alle Modi erkennen eindeutig den Riss an der entfernten Oberfläche, sowohl die SW-Modi als auch die LW-Modi, da die Prüfung durch das Grundmaterial hindurch durchgeführt wurde. Mit dem direkten L-L-Modus kann eine genaue Längen- und Wanddurchmesserbestimmung durchgeführt werden. Mit einer Scanauflösung von 1 mm kann bei dieser Multimode-Prüfung eine Scangeschwindigkeit von mehr als 60 mm/s erreicht werden, wobei die Amplitudentreue für alle TFM-Rahmen besser als 0,3 dB ist.
Abbildung 5: Cypher PC, Untersuchungsdaten der Multimode-PWI-TFM-Prüfung
Cypher ist auch in der Lage, FMC-TFM und FMC-PCI gleichzeitig auszuführen. Abbildung 6 zeigt die Bilder einer FMC-Scannsequenz in derselben Region mit 4 Direktwellenmodi gleichzeitig: auf der linken Seite haben wir L-L-Modi mit PCI und TFM, und auf der rechten Seite die T-T-Modi. Mit vollständigen FMC-Zündsequenzen für 4 Modi kann eine Scangeschwindigkeit von etwa 25 mm/s erreicht werden.
Abbildung 6: Cypher PC, Prüfdaten aus der Multi-Mode FMC-TFM und FMC-PCI Prüfung
Bei der zweiten Fallstudie in diesem Dokument handelt es sich um eine Probe mit einer CRA-Mischschweißnaht in einem 8-Zoll-NPS-Kohlenstoffstahlrohr mit einer ID SS-Umhüllung. Die Wandstärke beträgt etwa 1,2 Zoll. Die Schweißnaht enthält bearbeitete kreisförmige Kerben am OD und ID. Abbildung 7 zeigt Prüfungsdaten in Cypher PC, die mit einer 4-MHz-DMA-Sonde gewonnen wurden.Es wurde eine Standard-PAUTdurchgeführt, bei der ein sektorieller Sweep mit Longitudinalwellen von 30 bis 89 Grad und Fokussierung auf die Nahtmittellinie verwendet wurde. Es ist zu beobachten, dass sowohl die OD- als auch die ID-Kerben deutlich erkannt werden. Bei der ID-Kerbe auf der Schweißnahtmittellinie sind sowohl die Eck- als auch die Spitzenechos sehr gut sichtbar, was eine genaue Größenbestimmung durch die Wand hindurch ermöglicht. Bei dieser Art von Schweißnaht ist es angemessen, eine höhere Frequenz zu verwenden, da der größte Teil des Schallwegs durch feinkörnigen Kohlenstoffstahl führt.
Abbildung 7: Cypher PC, Prüfdaten einer CRA-Schweißnaht mit einer 4-MHz-DMA-Sonde
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass fortschrittliche Fokussierungstechniken und innovative Zündsequenzen wie PWI die Möglichkeiten bei der Prüfung von austenitischen Schweißnähten neu definieren und schnellere, schärfere und zuverlässigere Ergebnisse liefern. Durch die Kombination der richtigen Phased-Array-Prüfköpfe mit den leistungsstarken Funktionen von Cypher 1.1 können Bediener eine unübertroffene Effizienz und Präzision bei ihren Prüfungen erzielen. Sind Sie bereit, die Leistung Ihrer Schweißnahtprüfung zu verbessern? Wenden Sie sich an Eddyfi Technologies und erfahren Sie, wie unsere Experten und innovativen Lösungen Ihnen helfen können, Ihre schwierigsten Prüfaufgaben zu bewältigen.