Rozšíření defektoskopu OmniScan™ X3 64 o podporu technologie fázově koherentního zobrazování (PCI) dramaticky zlepšilo schopnost vizualizace a charakterizace u defektů, které patří mezi jedny z nejhůře odhalitelných pomocí konvenčních ultrazvukových technik. Technologie PCI poskytuje zlepšenou zobrazovací schopnost, která dokáže pomáhat nejen při těchto obzvláště náročných případech použití, ale i při běžném provozu, například během kontroly svarů nebo určování velikosti trhlin.
Na rozdíl od současných technologií ultrazvukového testování—včetně konvenčních technik phased array (PA) a metody úplné fokusace (TFM)—proces zpracování signálu technologie PCI během generování TFM snímků nezohledňuje amplitudu. Odhalí defekt pouze na základě informace o fázi signálu a naměřené hodnoty fázové koherence elementárních A-skenů pro každý jednotlivý bod v TFM zóně.
Výzvy, které PCI pomáhá překonat
Materiály hrubozrnné a s útlumem
To, že PCI vychází z fáze signálu místo amplitudy znamená, že koherenci signálu lze stále vyhodnotit i v materiálech s vysokým útlumem či šumem pozadí, protože frekvenční rozložení je možné nalézt i u signálu s nízkou amplitudou.
Dokonce platí, že čím je šum pozadí silnější, tím snazší je pro technologii PCI rozeznat od sebe fázově koherentní signály defektu a nekoherentní chaotický šum. Právě proto dosahuje lepších výsledků u hrubozrnných materiálů, jako jsou austenitické oceli.
Odhalení malých defektů, obzvláště v blízkosti velkých reflektorů
Porovnejte například tento konvenční TFM snímek a snímek v režimu PCI poškození způsobeného tečením:
Šum pozadí a koncové echo na TFM snímku vycházejícího z amplitudy (modré pozadí) zakrývají poškození tečením, které je na snímku v režimu PCI (šedé pozadí) jasně viditelné. Oba snímky byly pořízeny za použití 10MHz 64měničové sondy Dual Linear Array™ (DLA) a souboru vln L-L. 4
Jelikož zde amplituda nehraje žádnou roli, úprava hodnoty zesílení a saturace signálu jsou eliminovány také. To pomáhá redukovat obtíže od silných koncových ech nebo jiných velkých reflektorů, které zakrývají menší defekty ve svém blízkém okolí.
Zde jsou 4 případy použití, ve kterých je přínos technologie PCI obzvláště dramatický, rozhodně se však nejedná o úplný výčet všech možností:
1. Vysokoteplotní vodíkové napadení (HTHA)
Vysokoteplotní vodíkové napadení (HTHA) je forma poškození, kterou je velmi obtížné odhalit pomocí technik založených na amplitudě, obzvláště v raném stádiu. Způsobuje to řada faktorů, například orientace defektů, velikost defektů a jejich blízkost k zadní stěně.
Jelikož technologie PCI generuje TFM snímky čistě jen na základě informace o fázi elementárních A-skenů bez použití amplitudy, má potenciál odhalit HTHA již v ranějším stádiu. To proto, že difrakční odezvy těchto malých reflektorů jsou ve srovnání s velkými zrcadlovými reflektory, například zadní stěnou, vysoce koherentní. Ze stejného důvodu je také snížen význam orientace defektů. Jelikož každá malá „hrana“ těchto defektů vyšle difrakční signál, směr a orientace jsou ve výsledku dobře viditelné.
Snímek HTHA poškození v režimu PCI zachycený defektoskopem OmniScan X3 64.
Technologie PCI dokázala poskytnout kvalitnější snímky raného stádia HTHA poškození než techniky založené na amplitudě.
2. Poškození v prostředí s výskytem mokrého sirovodíku (H2S)
Vodíkové praskání způsobené puchýřováním vlivem působení prostředí bohatého na sirovodík (H2S) vytváří zajímavou výzvu pro ultrazvukové kontroly založené na amplitudě. Puchýře jsou dobře viditelné použitím 0-stupňové lineární sondy phased array či konvenční TFM kontroly, avšak určit, zda je puchýř spojen s povrchem, může být obtížné až nemožné. Buďto proto, že zvuk ke spojení s povrchem nedokáže proniknout, nebo že amplituda nedosahuje úrovně nezbytné pro určení rozsahu puchýřování.
Grafická reprezentace puchýřování vyvolaného sirovodíkem (H2S) v režimu PCI. Snímek zobrazený v aplikaci OmniPC™ byl pořízen defektoskopem OmniScan X3 64 pomocí 7,5MHz 64měničové DLA sondy a souboru vln L-L.
Tato propojení s povrchem jsou díky PCI jasně viditelná, protože jsou využity i signály se slabou amplitudou. Přestože je signál slabý, informace o jeho fázi je stále možné vyhodnotit a odhalit tak tuto skrytou, leč klíčovou informaci.
3. Korozní praskání pod napětím (SCC)
Zvýšená citlivost vůči vertikálním defektům oproti konvenčním TFM technikám činí technologii PCI obzvláště účinnou pro odhalování a dimenzování korozního praskání pod napětím (SCC). U konvenčních TFM technik je vizualizace vertikálních defektů často problematická a vyžaduje použití souboru vln self-tandem. Pokud je defekt zobrazen pomocí souboru vln self-tandem, vrchní a spodní části jsou často rozděleny do dvou skupin, což komplikuje charakterizaci defektu. To proto, že orientace těchto defektů způsobuje slabou a nekonzistentní amplitudovou odezvu.
Zato PCI dokáže tyto nepravidelné vertikální defekty spolehlivě odhalit a velmi zřetelně zobrazit na displeji. Nejlepších výsledků je obvykle dosaženo použitím impulzové odrazové techniky T-T a TT-TT módy šíření. To proto, že difrakce vrcholů ostrých změn směru, které trhlina utváří, vyvolávají odezvu s nízkou amplitudou, avšak s vysokou úrovní fázové koherence. Difrakce vrcholů Vám umožní snadné rozpoznání tvaru a směru trhliny. Tyto „horké“ vrcholy lze použít i pro přesné určení velikosti.
Tam, kde se vyskytují defekty jako je korozní praskání pod napětím, můžete díky technologii PCI dosáhnout lepší kvality snímků za použití sníženého počtu skupin. Nižší počet skupin znamená efektivnější proces přípravy i sběru dat a zároveň usnadňuje výuku práce s technologií PCI, obzvláště v případě méně zkušených UT operátorů.
4. Kontrola svarů
Technologie PCI dokáže být velmi účinná při kontrolách svarů, jelikož kombinuje výhody odražených signálů – podobně jako technologie phased array (PA) – a informace o fázi difrakce vrcholů – jako TOFD. Další výhodou PCI je snížený počet skupin potřebných pro stejné pokrytí skenováním.
U několika typů defektů dokáže technologie PCI usnadnit jejich charakterizaci:
- Jednodušší určení velikosti.
- Snímky defektů jsou věrnější svému skutečnému charakteru.
- Nižší pravděpodobnost, že budou jednotlivé části stejného defektu umístěny do odlišných skupin.
Technologie PCI je vysoce citlivá na odrazy od hran, díky čemuž Vám poskytne přesnou podobu defektu pro Vaši analýzu, a „ohniska“ difrakce vrcholů Vám umožní snadné určení rozměrů u defektů, jako je tento studený spoj (LOF) svaru. 8
Studený spoj:
Přestože techniky založené na amplitudě dokáží studené spoje ve svaru snadno odhalit, určení velikosti je pro ně u tohoto typu defektu často výzvou. Není neobvyklé, aby byl signál ze studeného spoje saturovaný, což činí určení velikosti nemožným. Při použití technologie PCI je však saturace signálu nemožná a tento problém je zcela eliminován. Zároveň urychlí a zjednoduší určení velikosti studeného spoje, jelikož difrakce vrcholů defektu mohou být použity jako referenční body pro určení velikosti bez nutnosti upravovat hodnotu zesílení nebo hledat pokles o 6 dB.
Pórovitost:
Pórovitost je technikami založenými na amplitudě často obtížně odhalitelná, protože se amplitudová odezva podobá šumu pozadí. Jelikož je technologie PCI citlivější na malé defekty, pórovitost je s ní nejen viditelná, ale dokonce Vám umožní rozlišit a identifikovat od sebe i jednotlivé póry.
Trhliny:
Stejně jako v případě korozního praskání pod napětím je technologie PCI skvělým nástrojem pro identifikaci a určení velikosti trhlin během kontroly svarů.
Toto je pouze pár příkladů oblastí použití, kde technologie PCI poskytla zlepšení výsledků oproti technikám založených na amplitudě, její přednosti však mohou najít své místo i v dalších kontrolách, které zkoumají materiály s vysokou hladinou šumu či útlumu nebo si kladou za cíl odhalit defekty malých rozměrů.
Pokud se chcete dozvědět, jak může technologie PCI zlepšit proces kontroly i u Vás, kontaktujte svého místního zástupce společnosti Evident a požádejte o demonstraci, nebo si projděte některé z dalších zdrojů dostupných na našich webových stránkách.
Stávající majitelé defektoskopu OmniScan X3 64 mohou provést aktualizaci softwaru přístroje na verzi MXU 5.10 a začít technologii PCI používat ještě dnes!
Související obsah
5 hlavních výhod fázově koherentního zobrazování (PCI)
Často kladené otázky ohledně fázově koherentního zobrazování
