Метод полной фокусировки (TFM) вызывает все больший интерес в отрасли. Благодаря своим высоким возможностям фокусировки этот метод приводит к оптимальному пространственному разрешению и повышенной чувствительности для обнаружения небольших дефектов. Недавно он был включен в такие стандарты, как ASME V, и будет продолжать набирать популярность по мере продолжения разработки.
Как и многие методы неразрушающего контроля (НК), существует несколько требований, которым необходимо следовать, чтобы правильно использовать его. Один из них — Amplitude Fidelity
Точность амплитуды — это критерий, который определяет, правильно ли дискретизировано изображение TFM для сохранения информации об амплитуде, т. е. пиксели, составляющие изображение TFM, достаточно малы для правильного измерения пиковой амплитуды сигнала. Если сетка TFM слишком грубая, инспектор может просто пропустить небольшой отражатель, а если оператор использует методы на основе амплитуды для определения размера индикации, она может быть недооценена.
Простым решением может быть использование очень мелкой сетки TFM, но это увеличит время вычислений и серьезно повлияет на производительность контроля. Поскольку скорость контроля является одной из проблем для TFM, особенно для устройств с мультиплексной архитектурой, таких как системы 32x128, важно найти правильное значение размера пикселя и избежать передискретизации изображения TFM.
В качестве примера следующие изображения представляют собой реконструкции TFM с размерами пикселей λ/20, λ/5 и λ/3 соответственно. По мере того, как пиксели становятся больше, мы видим, что статистически возможно пропустить максимальную амплитуду эха.
ASME V указывает, что точность амплитуды должна сохраняться на уровне 2 дБ или менее, и что процесс, применяемый для проверки этой точности, должен быть включен в аттестованную процедуру. Другие стандарты требуют 2 дБ, если для определения размера используется амплитуда, и 4 дБ, если определение размера не зависит от абсолютной амплитуды сигнала.
Некоторые системы TFM, как правило, рассчитывают теоретическую достоверность амплитуды на основе ошибки амплитуды, которая в основном зависит от центральной частоты и полосы пропускания преобразователя. Теоретическая точность амплитуды не учитывает другие параметры, такие как свойства материала (затухание), определения призмы, положение сетки относительно них, частота дискретизации FMC, диапазон и т. д. Все эти параметры влияют на форму ультразвукового луча. В то время как теоретическая точность амплитуды дает приблизительное значение размера пикселя, в стандартах четко указано, что он должен быть измерен экспериментально на тестовом образце, чтобы соответствовать стандарту.
Чтобы упростить эту задачу, Eddyfi Technologies внедрила подход, который соответствует рекомендациям, изложенным в стандартах для портативных дефектоскопов M2M Gekko® и Mantis™ . Для фиксированного положения датчика система вычисляет изображения TFM, постепенно перемещая их на несколько шагов. Он извлекает максимальное и минимальное значения амплитуды и вычисляет точность амплитуды.
Процесс выглядит следующим образом:
1. Программное обеспечение Capture™ рассчитывает несколько изображений TFM, разделенных λ/20 длины волны.
2. Для каждого TFM регистрируется максимальная амплитуда каждого бокового отверстия.
3. Затем он рассчитывает точность амплитуды для каждого бокового отверстия.
4. Процедура считается успешной, если общая точность амплитуды составляет максимум 2 дБ или 4 дБ, если определение размера не зависит от абсолютной амплитуды сигнала.
5. Capture предоставляет таблицу с амплитудными характеристиками для всех отверстий и положений TFM, а также величину приращения, используемую для расчета всех TFM.
В следующем видеоролике показан процесс обеспечения точности амплитуды, реализованный в Capture. Конфигурация:
- Gekko 64x128
- Преобразователь 64L5-G3 (шаг 0,6 мм) с призмой SW55
- 64-элементный TFM с использованием поперечной волны
- Образец толщиной 35 мм с тремя боковыми отверстиями
- Кнопка Auto для TFM устанавливает размер пикселя на λ/5.
- В целях наглядности и чтобы увидеть движение TFM, мы увеличили величину приращения до 0,1 миллиметра. По умолчанию установлено значение λ/20.
Вы можете видеть, что проверка точности амплитуды проходит для этого конкретного случая со скоростями более 100 мм/с. Поскольку процесс автоматизирован программным обеспечением, он очень быстр и прост в использовании для любого оператора. TFM, предложенный Capture, имеет все инструменты для соответствия стандартам: проверка элементов, калибровка задержки в призме, расчет TFM для всех режимов, точность амплитуды и ВРЧ — все это при сохранении портативного ультразвукового контроля с фазированной решеткой (PAUT) с самым быстрым включенным TFM.
