UT

شکل ذوب کامل و ذوب ناقص

Side Wall LOF در تست التراسونیک ASME V ARTICLE 4

با بلوک V1 یا V2 دستگاه UT را کالیبره کنید ( کالیبره مسافت یا Sweep range )   شاخص و زاویه دقیق پراب را تعیین کنید برای کالیبره محور عمودی طبق استاندارد نمی توانید از سوراخ 1.6 میل بلوک V1 استفاده کنید باید برای سایز 20 و کمتر از بلوک ناچ دار که مشابه بلوک تست است استفاده کنید و منحنی DAC بکشید ( برای جبران مسافت در عمق های مختلف ، چون عیب ها در عمق های مختلف و بسته به سایز آن دامنه کمتری دارند . شما اینکار را انجام می دهید تا عیوب خطرناک که در عمق هستند را از دست ندهید  )  اولین منحنی DAC مرجع است و بعدی DAC 50 درصد و DAC 20 درصد را رسم می کنید ،( در دستگاه های دیجیتال معمولا دو منحنی دیگر را ترسیم می نماید )  .

برای تست Resolution یا وضوح بازتابنده های نزدیک بهم ( ویژگی دستگاه و پراب : ترکیبی است  )  حتما از بلوک RC استفاده کنید باید  توانایی تشخیص و تفکیک 3 قله از بازتابنده ها را داشته باشد.

ترسیم DAC  :

سیگنال از ناچ داخلی گرفته میشود حداکثر ارتفاع آنرا در صفحه بدست آورده و با gain آنرا به 80 درصد FSH برسانید. حال پراب را روی ناچ بیرونی ببرید و بدون تغییر gain در Leg2 از ناچ بیرونی سیگنال بگیرید ( حتما ماکزیمم سیگنال را پیدا کنید در هر سه نقطه .. در ASME حتما باید برای رسم DAC سه نقطه ترسیم شود )  . دوباره پراب را در روی لوله و سمت ناچ داخلی می بریم و حداکثر ارتفاع سیگنال Leg3 ناچ داخلی را می گیریم .. حتما از 2t× tana یا 3t×tana برای یافتن محل دقیق پراب استفاده کنید تا سیگنال ها را اشتباه نگیرید.

SURFACE DISTANCE = 2T/COSA × SINA = 2TTANA

قبل از اسکن کردن با پراب زاویه ای می بایست با پراب نرمال از پنجه جوش تا Full skip یا Leg2 را برای بررسی Lamination اسکن کنیم

در شکل بالا عدد gain ( تقویت کننده سیگنال توسط آمپلی فایر ) را ببینید عدد 62 را نشان میدهد این همان gain مرجع + 6 dB است یعنی اسکن را با 56+6 دسیبل بالاتر از gain مرجع شروع کرده.

سیگنالی مشاهده شده اولی چون این عیب خطی است و جهت‌دار دار مثل آیینه عمل کرده و سریعا صوت به پراب برمی‌گردد سیگنال کنار آن از مهره های جوش است که انرژی کمتری را به پراب رسانده ( دلیل پرتو های بیشتری از مهره ها عبور کرده و در طول ضخامت ادامه یافته ولی سیگنال اول بعلت آمپدانس صوتی بالا تقریبا 99 درصد از صوت Reflected شده است ) برای صد در صد تشخیص دادن عیب حتما باید از دو طرف اسکن شود از یک طرف دامنه زیاد و از یک طرف چون عمود به دسته پرتو نیست دامنه خیلی کمی دارد.

بعد از یافتن عیب و برای سایزینگ کردن 6dB از gain اسکن کم میکنیم یا به gain مرجع که در زمان DAC ترسیم کردیم می بریم سپس از تکنیک 6dB دراپ برای این کار استفاده می کنیم ، اول ماکزیمم ارتفاع سیگنال را بدست می آوریم اگر از صفحه بالا زده بود می توانیم با دستکاری gain آنرا طوری تنظیم کنیم که بتوانیم ماکزیمم سیگنال را پیدا کنیم سپس پراب را بصورت Lateral یا موازی با خط جوش به چپ یا راست می بریم تا ارتفاع آن سیگنالی که حداکثر آن را پیدا کردیم به نصف تقلیل یابد ، وسط پراب را با مداد یا گچ یا ... تا جوش ادامه می دهیم تا جوش را قطع کند سپس دو تا خط ابتدا و انتهای عیب را بهم متصل میکنیم تا طول عیب را بدست بیاوریم.

در شکل زیر عیب را پیدا کرده و سپس با خط کش فلزی Location عیب را روی جوش علامت میزند ، در زمان تست حتما سنتر جوش و صفر محلی که اسکن میکنید را مشخص نمایید و در جهت عقربه های ساعت اسکن را شروع کنید می توانید صفر UT را بعد از مارک کردن با سنبه نشان بزنید تا بعدها اگر مارک شما حذف شود اپراتور بعدی یا جوشکار Repair گیر بتواند از آن نقطه و طبق گزارش ثبت شده محل عیب را شناسایی کند.

تکنیک افت 6 دسیبل برای تعیین طول عیب البته اگر عیب از قطر پراب بیشتر باشد

برای ضخامت عیب عدم ذوب دیواره های جانبی می توانید از تکنیک افت 20dB یا 10٪ ارتفاع استفاده کنید با عقب و جلو کردن پراب از سیگنال ماکزیمم

در شکل زیر اکوی ناچ دیده میشود زمانیکه دسته پرتو یا BEAM به بازتابنده اصابت میکند چون پایه ناچ از نظر سطح بازتابندگی وسعت بیشتری دارد تقریبا انرژی بیشتری را به پراب ارسال کرده توسط امپلی فایر تقویت شده و دامنه بیشتری را روی صفحه نمایش به ما نشان میدهد ولی نوک ناچ انرژی خیای کمتری را به پراب رسانده به همین علت دامنه کمتری دارد ولی چون مسیر کوتاه تری را طی کرده در ابتدا آمده ، فاصله بین دو اکو بستگی به عمق ناچ دارد.

شکل زیر عیب LOP است . از دو سمت ، پراب را قرار داده و سیگنال با دامنه مشابهی  دریافت نموده البته الان Gain روی 56dB که همان دسیبل مرجع  است قرار داده شده ( بعد از پیدا کردن سیگنال و برای سایزینگ ) در قسمت آخر سایزینگ رو انجام داده فرضا زمانیکه با چپ بردن پراب ( البته موازی با محور جوش ) سیگنال اولیه از حدود 80 به 40 درصد ارتفاع خود رسیده وسط پراب را تا جایی که که خط جوش را قطع کند علامت زده ... پراب به هیچ عنوان کج نشود چون عیوب حفره ای نسبت به زاویه حساس هستند و دامنه بالایی را نشان می دهند دقیقا حرکت پراب موازی با جوش باشد مگر اینکه شما رفتار پراب  برای تعیین عیوب صفحه ای یا حجمی را بخواهید متوجه شوید. پراب را در روی ضخامت 25 بلوک V1 و درست مقابل قرص پرسپکس ( قرار داده ) سیگنالی دریافت میکنید حال به سمت چپ و راست بروید ( قرص مثل یک عیب حفره ای عمل میکند ) یا کمی پراب را بچرخانی حدود 10 درجه رفتار اکو را ببینید.

10^(2)÷(4×5٬920÷5٬000) = 21.1

Near Zone

ndtcalc

بررسی خطی بودن ارتفاع پراب زاویه ای در ASME

Position an angle beam search unit on a calibration block, as shown in Fig. 3 so that  indications from both the 1/2 and 3/4T holes give a 2:1 ratio of amplitudes between the two indications. Adjust the sensitivity(gain) so that the larger indication is set at 80% of full screen height(FSH). Without moving the search unit, adjust sensitivity(gain) to successively set the larger indication from 100% to 20% of full screen height, in 10% increments(or 2dB steps if a fine control is not available), and read the smaller indication  at each setting. The reading shall be 50% of the larger amplitude, within 5% of FSH. The  settings and readings shall be estimated to the nearest 1% of full screen. Alternatively, a straight beam search unit may be used on any calibration block that provides amplitude differences, with sufficient signal separation to prevent overlapping of the two signals. 

• ✅ ابتدا نسبت دو اکو را ۲:۱ تنظیم می‌کنی.
• ✅ اکو بزرگ را روی 80% FSH می‌گذاری.
• ✅ پراب را ثابت نگه می‌داری.
• ✅ Gain را تغییر می‌دهی تا اکو بزرگ از 100% تا 20% FSH در مراحل مختلف قرار بگیرد. ( منظور Gain step را روی 2dB قرار میدهی و 2dB 2dB کم میکنی و در هر مرحله تغییرات اکوی اول و دوم را رکورد میکنی )
• ✅ در هر مرحله، اکوی کوچک باید تقریباً نصف اکوی بزرگ باقی بماند (با تلرانس ±5% FSH). مثلا اگر ارتفاع اکوی اول روی 60 درصد FSH باشد اکوی دوم باید بین 25 تا 35 درصد FSH باشد معمولا در دستگاه های دیجیتال Ha ارتفاع پیک است )

این آزمون فقط خطی بودن نمایشگر (Screen Height Linearity) را بررسی می‌کند، نه عملکرد پراب یا حساسیت ماده.

کنترل خطی بودن دامنه

 Amplitude Control Linearity 

Position an angle beam search unit on a basic calibration block, as shown in Fig. 3 so that  the indication from the 1/2T side-drilled hole is peaked on the screen. Adjust the sensitivity(gain) as shown in the following table. The indication shall fall within the specified limits. Alternatively, any other convenient reflector from any calibration block  may be used with angle or straight beam search units.The settings and readings shall be estimated to the nearest 1% of full screen. 

بررسی زاویه دقیق پراب زاویه ای

تست خطی بودن Time base

این تست Linearity of Time Base (که به آن Horizontal Linearity یا Sweep Linearity هم می‌گویند) یکی از مهم‌ترین چک‌های عملکرد دستگاه UT است. هدف آن این است که مطمئن شویم محور افقی دستگاه (زمان یا فاصله) در تمام طول صفحه به‌صورت خطی نمایش داده می‌شود.

چرا این تست مهم است؟

در UT محور افقی A-Scan نشان‌دهنده زمان حرکت موج یا Sound Path است.

اگر Time Base خطی نباشد:

• فاصله عیب اشتباه نمایش داده می‌شود.
• عمق عیب اشتباه محاسبه می‌شود.
• موقعیت واقعی عیب مشخص نخواهد شد

مثلاً:

• اولین اکو درست روی 25 mm باشد.
• دومی به جای 50 mm روی 52 mm بیفتد.
• سومی به جای 75 mm روی 79 mm بیفتد.

یعنی دستگاه در اندازه‌گیری فاصله خطا دارد.

مرحله 1

پراب را روی قسمت 25 mm ضخامت بلوک V1 قرار بده.

چرا 25 میلی‌متر؟

چون هر بار موج بین دو سطح رفت و برگشت می‌کند و Back Wall Echo تولید می‌شود.

مرحله 2

Range را طوری تنظیم کن که 10 Backwall Echo روی صفحه دیده شود.

مرحله 3

Sweep را تنظیم کن تا:

اولین اکو دقیقاً روی خط شماره 1 منظور اولی روی 25 میلیمتر و آخری رو 250 میلیمتر

آخرین اکو دقیقاً روی خط شماره 10

قرار بگیرد.

مرحله 4

Gain را زیاد کن تا تمام اکوها تقریباً 80% FSH شوند.

دلیلش این است که بتوانی لبه جلویی (Leading Edge) هر اکو را دقیق ببینی.

 Record any deviations...

یعنی اختلاف هر اکو با محل صحیح اندازه‌گیری می‌شود.

مثلاً:

Echo5 باید روی 125 mm باشد.

ولی روی 127 mm افتاده.

Deviation = 2 mm

محاسبه درصد خطا

استاندارد اختلاف را نسبت به فاصله بین اولین و آخرین اکو حساب می‌کند.

اگر فاصله بین اولین و آخرین اکو 225 mm باشد:

$$\%Error=\frac{Deviation}{225}\times100$$

مثلاً

Deviation = 2 mm

$$\frac{2}{225}\times100=0.89\%$$

که قابل قبول است.

پراب را روی ضخامت 25 میلی‌متری بلوک V1 قرار بده.

Range (Sweep) را آن‌قدر تنظیم کن که 10 اکو (Backwall Echo) روی صفحه دیده شوند.

اولین اکو را دقیقاً روی خط 1 و آخرین اکو را دقیقاً روی خط 10 قرار بده. (این همان بند b در متن است.)

بعد از اینکه جای اولی و آخری درست شد، Gain را زیاد کن تا همه اکوها حدود 80% FSH شوند. (بند c)

حالا بررسی کن که اکوهای دوم، سوم، چهارم... تا نهم هم دقیقاً روی خطوط مربوطه افتاده باشند. اگر یکی از آن‌ها جلوتر یا عقب‌تر باشد، یعنی Time Base غیرخطی است.

طبق AWS D1.1

8.28 Equipment Qualification Procedures

8.28.1 Horizontal Linearity Procedure. NOTE: Since this qualification procedure is performed with a straight beam search unit which produces longitudinal waves with a sound velocity of almost double that of shear waves, it is  necessary to double the shear wave distance ranges to be used in applying this procedure. Example: The use of a 10 in  [250 mm] screen calibration in shear wave would require a 20 in [500 mm] screen calibration for this qualification  procedure. 

The following procedure shall be used for instrument qualification (see Annex G, G3, for alternative method):

(1) A straight-beam search unit shall be coupled meeting the requirements of 8.21.6 to the IIW type block or DS block  in Position G, T, or U (see Figure 8.16) as necessary to attain five back reflections in the qualification range being certified (see Figure 8.16).

(2) The first and fifth back reflections shall be adjusted to their proper locations with use of the distance calibration  and zero delay adjustments.

(3) Each indication shall be adjusted to reference level with the gain or attenuation control for horizontal location  examination.

(4) Each intermediate trace deflection location shall be correct within 2% of the screen width.

ECHO PATTERN AND 20 dB DROP TECHNIQUE