บทนำสู่เนื้อหาเฉพาะของการตรวจจับคลื่นในท่อเหล็กตะเข็บตรง

เทคโนโลยีการตรวจจับคลื่นของท่อเหล็กตะเข็บตรงการตรวจจับรอยเชื่อมเป็นเทคโนโลยีที่ค่อยๆ พัฒนาขึ้นในช่วงไม่กี่ปีมานี้ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงเสถียรภาพของท่อเหล็กรอยเชื่อมตรง ในส่วนของการใช้งานเฉพาะและปัญหาทั่วไปของการตรวจจับรอยเชื่อมในท่อเหล็กรอยเชื่อมตรง เราจะนำเสนอข้อมูลเบื้องต้นโดยละเอียดดังนี้:

ก่อนอื่น มาดูกันว่าข้อบกพร่องในการเชื่อมที่พบได้ทั่วไปมีอะไรบ้าง และแต่ละอย่างเกิดขึ้นได้อย่างไร ข้อบกพร่องที่พบได้ทั่วไปในการเชื่อม ได้แก่ รูพรุน สิ่งเจือปนจากตะกรัน การเชื่อมไม่ทะลุ การเชื่อมหลอมไม่สมบูรณ์ และรอยแตก
1. รูพรุนคือโพรงที่เกิดขึ้นในเนื้อโลหะเชื่อม ซึ่งดูดซับก๊าซส่วนเกินหรือก๊าซที่เกิดจากปฏิกิริยาทางโลหะวิทยาเมื่อบ่อหลอมมีอุณหภูมิสูงในระหว่างกระบวนการเชื่อม ก๊าซเหล่านี้ไม่สามารถระเหยออกไปได้ก่อนที่โลหะจะเย็นตัวและแข็งตัว สาเหตุหลักของการเกิดรูพรุนคือ การไม่ทำให้ลวดเชื่อมหรือฟลักซ์แห้งก่อนการเชื่อม และการไม่ทำความสะอาดสิ่งสกปรกบนพื้นผิวของชิ้นงานเชื่อม
2. การเชื่อมไม่สมบูรณ์ หมายถึงปรากฏการณ์ที่โลหะพื้นฐานบริเวณโคนรอยเชื่อมไม่ถูกเชื่อมทะลุ สาเหตุหลักมาจากกระแสเชื่อมต่ำเกินไป ความเร็วในการตัดเร็วเกินไป หรือข้อกำหนดการเชื่อมไม่เหมาะสม
3. การเชื่อมไม่หลอมรวม หมายความว่าไม่มีการหลอมรวมระหว่างลวดเชื่อมกับโลหะฐาน หรือระหว่างลวดเชื่อมกับลวดเชื่อม สาเหตุหลักของการเชื่อมไม่หลอมรวมคือ ร่องเชื่อมไม่สะอาด ความเร็วในการเชื่อมเร็วเกินไป กระแสเชื่อมต่ำเกินไป และมุมของลวดเชื่อมไม่เหมาะสม
4. สิ่งเจือปนจากตะกรัน: หมายถึงตะกรันหรือสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะที่หลงเหลืออยู่ในเนื้อโลหะเชื่อมหลังการเชื่อม สาเหตุหลักของการเกิดสิ่งเจือปนจากตะกรันคือ กระแสเชื่อมต่ำเกินไป ความเร็วในการเชื่อมเร็วเกินไป และการทำความสะอาดไม่สะอาด ทำให้ตะกรันหรือสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะลอยตัวออกไปไม่ทัน
5. รอยแตก: หมายถึงรอยแตกที่แตกออกบางส่วนในบริเวณที่ได้รับความร้อนของรอยเชื่อมหรือโลหะฐานระหว่างหรือหลังการเชื่อม รอยแตกสามารถแบ่งออกเป็นรอยแตกร้อน รอยแตกเย็น และรอยแตกจากการให้ความร้อนซ้ำ ตามสาเหตุ รอยแตกร้อนเกิดจากกระบวนการเชื่อมที่ไม่เหมาะสมระหว่างการเชื่อม รอยแตกเย็นเกิดจากความเค้นในการเชื่อมมากเกินไป ปริมาณไฮโดรเจนในฟลักซ์ของลวดเชื่อมสูง หรือความแตกต่างของความแข็งแกร่งของรอยเชื่อมมากเกินไป ดังนั้นจึงเรียกว่ารอยแตกที่เกิดขึ้นล่าช้า รอยแตกจากการให้ความร้อนซ้ำโดยทั่วไปคือรอยแตกที่เกิดจากการให้ความร้อนซ้ำ (การอบชุบเพื่อลดความเค้นหรือกระบวนการให้ความร้อนอื่นๆ) ของรอยเชื่อมหลังจากเชื่อมเสร็จแล้ว

ประการที่สอง ในการตรวจหาข้อบกพร่องจากคลื่นในรอยเชื่อม เหตุใดจึงมักใช้การตรวจหาข้อบกพร่องจากคลื่นเฉือน?
รูพรุนและสิ่งเจือปนในรอยเชื่อมเป็นข้อบกพร่องสามมิติและมีความเป็นอันตรายน้อยกว่า ส่วนรอยแตก การเชื่อมไม่ทะลุ และการหลอมรวมไม่สมบูรณ์เป็นข้อบกพร่องแบบระนาบ ซึ่งมีความเป็นอันตรายมาก ในการตรวจหาข้อบกพร่องในรอยเชื่อม เนื่องจากอิทธิพลของการเสริมแรงสูงและข้อบกพร่องที่เป็นอันตราย เช่น รอยแตก การเชื่อมไม่ทะลุ และการหลอมรวมไม่สมบูรณ์ในรอยเชื่อม มักจะตั้งฉากหรือทำมุมกับพื้นผิวการตรวจจับ ดังนั้นโดยทั่วไปจึงใช้การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นเฉือน

ประการที่สาม ควรใช้หลักการใดในการเลือกค่า K ของหัววัดเมื่อใช้การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นเฉือนในรอยเชื่อม การเลือกค่า K ของหัววัดควรพิจารณาจากสามแง่มุมต่อไปนี้:
1. เปิดใช้งานลำแสงเสียงเพื่อสแกนส่วนรอยเชื่อมทั้งหมด
2. พยายามทำให้เส้นกึ่งกลางของลำแสงเสียงตั้งฉากกับจุดบกพร่องที่เป็นอันตรายหลักให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
3. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความไวในการตรวจจับข้อบกพร่องเพียงพอ

ประการที่สี่ วิธีการสแกนพื้นฐานของหัววัดแบบทำมุมในการตรวจหาข้อบกพร่องในการเชื่อมมีอะไรบ้าง และแต่ละวิธีมีหน้าที่หลักอะไรบ้าง
การตรวจสอบแบบซิกแซกเป็นวิธีการสแกนที่ใช้การสแกนด้านหน้าและด้านหลัง ด้านซ้ายและด้านขวา และมุมพร้อมกัน โดยหัววัดจะเคลื่อนที่ในรูปทรงซิกแซก สามารถใช้ตรวจสอบรอยเชื่อมเพื่อหาข้อบกพร่องได้
การสแกนซ้ายและขวา: วิธีการสแกนที่หัววัดเคลื่อนที่ขนานไปกับทิศทางของรอยเชื่อม ซึ่งสามารถอนุมานความยาวของรอยตำหนิตามแนวยาวของรอยเชื่อมได้
การสแกนด้านหน้าและด้านหลัง: ประเมินความลึกและความสูงของจุดบกพร่อง
การสแกนบริเวณมุม: เพื่อกำหนดทิศทางของข้อบกพร่อง
การสแกนทั้งด้านหน้า ด้านหลัง ด้านซ้าย ด้านขวา และบริเวณมุมจะดำเนินการพร้อมกัน ซึ่งสามารถตรวจพบสัญญาณสะท้อนที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ของข้อบกพร่อง จากนั้นจึงสามารถระบุตำแหน่งของข้อบกพร่องได้
การสแกนแบบรอบด้าน: อนุมานรูปร่างของข้อบกพร่อง
การตรวจสอบแบบขนาน การตรวจสอบแบบเฉียงขนาน และการตรวจสอบแบบสแกนขวาง: ตรวจจับข้อบกพร่องตามแนวขวางในรอยเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน
การสแกนแบบคู่ขนาน: เพื่อตรวจจับข้อบกพร่องเชิงระนาบที่ตั้งฉากกับพื้นผิวตรวจจับข้อบกพร่อง

ประการที่ห้า ในการตรวจจับข้อบกพร่องในการเชื่อม จะกำหนดตำแหน่งของข้อบกพร่องในการเชื่อมได้อย่างไร? หลังจากตรวจพบคลื่นข้อบกพร่องในการตรวจจับข้อบกพร่องในการเชื่อมแล้ว ตำแหน่งของข้อบกพร่องในการเชื่อมจริงควรถูกกำหนดตามตำแหน่งของคลื่นข้อบกพร่องบนหน้าจอออสซิลโลสโคป วิธีการกำหนดตำแหน่งข้อบกพร่องแบ่งออกเป็น:
1. วิธีการกำหนดตำแหน่งเส้นทางเสียง: เมื่อเครื่องมือปรับความเร็วในการสแกนตามเส้นทางเสียง 1:n จะใช้ในการกำหนดตำแหน่งของข้อบกพร่อง
2. วิธีการกำหนดตำแหน่งแนวนอน: เมื่อเครื่องมือปรับความเร็วในการสแกนตามอัตราส่วนแนวนอน 1:n จะใช้ในการกำหนดตำแหน่งของข้อบกพร่อง
3. วิธีการกำหนดตำแหน่งตามความลึก: เมื่อเครื่องมือปรับความเร็วในการสแกนตามความลึก 1:n จะใช้ในการกำหนดตำแหน่งของข้อบกพร่อง

6. วิธีการวัดความยาวของสัญญาณบ่งชี้ข้อบกพร่องในการตรวจจับความบกพร่องของการเชื่อมมีอะไรบ้าง และแต่ละวิธีใช้ได้กับสถานการณ์ใดบ้าง ในการตรวจจับความบกพร่อง หากพบข้อบกพร่องที่อยู่บนหรือเหนือเส้นปริมาณ ควรวัดความยาวของคลื่นข้อบกพร่องที่ระบุไว้

มาตรฐาน JB/T4130.3-2005 กำหนดว่า เมื่อคลื่นความบกพร่องมีจุดสูงสุดเพียงจุดเดียว ให้ใช้วิธี 6dB ในการวัดความยาวที่ระบุ เมื่อคลื่นความบกพร่องมีจุดสูงสุดหลายจุด และความสูงของคลื่นที่จุดปลายอยู่ในโซน II ให้ใช้วิธี 6dB ที่จุดปลายในการวัดความยาวที่ระบุ