– badania skomplikowanych elementów (3D) w technice zanurzeniowej UT
Doświadczenie firmy ScanMaster w branży lotniczej
Firma ScanMaster od ponad 30 lat projektuje oraz wdraża systemy ultradźwiękowe które szeroko stosowane są w branżach wymagających wysokiej jakości produkowanych elementów. Branża lotnicza jest głównym motorem związanym z rozwojem techniki zanurzeniowej ze względu na potrzebę uzyskania wysokiej powtarzalności badań. Przez lata firma ScanMaster współpracowała aktywnie z głównymi firmami z branży lotniczej głównie koncentrując się na dostarczaniu gotowych zautomatyzowanych rozwiązań w zakresie ultradźwiękowych badań zanurzeniowych. Skoncentrowanie się na elementach wymagających szczególnie wysokiej jakości kontroli do których zaliczymy min tarcze (dyski) wirników stopni sprężania silnika odrzutowego dało niewątpliwie możliwość skonfrontowania możliwości techniki zanurzeniowej z możliwościami powtarzalnego procesu badania.
Nie ma bardziej wymagających elementów od tych które są wykorzystywane w silnikach odrzutowych ze względu na specyficzne warunki fizyczne które panują podczas pracy. Wahania temperatury, ciśnienie, wysokie obroty przyczyniają się do powstawania naprężeń które mogą zainicjować powstanie pęknięcia co jest równoznaczne z poważną awarią silnika. Zatwierdzenie techniki zanurzeniowej przez branżę lotniczą jako podstawowa metoda badania w/w elementów pozwala wysunąć tezę iż jest to metoda która daje pewien stopień pewności który jest niezbędny przy kontroli ważnych elementów silnika lotniczego.
Podstawowe zagadnienia techniki zanurzeniowej
Poniższy szkic przedstawia w sposób uproszczony zasadę techniki zanurzeniowej. W dużym uproszczeniu technika zanurzeniowa (immersyjna) korzysta ze zjawiska rozchodzenia się fali ultradźwiękowej w wodzie. Wykorzystanie specjalnych głowic zanurzeniowych pozwala nam na uzyskiwanie wysoce skoncentrowanej fali ultradźwiękowej w badanym elemencie. Systemy oparto o układy manipulatora wieloosiowego pozwalającego na śledzenie każdej powierzchni również z zakrzywieniami 3D.
Zalety ultradźwiękowej techniki zanurzeniowej
Ze względu na wykorzystanie wody jako elementu transportującego falę ultradźwiękową uzyskano możliwość koncentracji wiązki w polu bliskim. Koncentracja wiązki ultradźwiękowej ma największe znaczenie ze względu na możliwość wykrywania stosunkowo małych wad w porównaniu z techniką klasyczną kontaktową. Poniższy rysunek przedstawia zjawisko wykorzystania fali ultradźwiękowej w polu bliskim.
Kolejną zaletą takiego rozwiązania jest uzyskiwany niezbywalnie stabilny sygnał ultradźwiękowy. Stałe warunki oraz doskonałe sprzężenie pozwala na wysoce powtarzalne badanie elementów co przekłada się na wysoką jakość badanych elementów.
Najnowsze systemy zanurzeniowe firmy ScanMaster
Laboratoryjny ultradźwiękowy system zanurzeniowy LS-50
LS-50 został zaprojektowany jako alternatywny system w stosunku do dużych projektowanych systemów zanurzeniowych serii LS-200 oraz 500. LS-50 posiada manipulator umożliwiający działanie w zakresie X = 750 mm, Y = 400 mm oraz Z = 450 mm jak również posiada platformę obrotową umożliwiająca zamocowanie elementów o średnicy do 400 mm (80 kg). Manipulator głowicy realizuje ruchomość w zakresie osi A oraz B. Jak każdy system zanurzeniowy firmy ScanMaster posiada system recyrkulacji wody wraz z podgrzewaniem oraz filtracją. Głównym wyzwaniem ScanMastera od początku istnienia jest dostarczenie klientowi końcowemu gotowego rozwiązania które pozwala na w pełni automatyczną kontrolę elementów bez potrzeby dodatkowego wkładu finansowego. Oprogramowanie CSI zapewnia kompletny zestaw narzędzi umożliwiający projektowanie badania oraz ob.=cenę oraz pełną archiwizację w zobrazowaniach A-B-C-scan.
Skanowanie ultradźwiękowe powierzchni 3D
Wykorzystanie manipulatora wieloosiowego pozwala na pójście o krok dalej jeśli chodzi o elementy o bardziej skomplikowanych kształtach. Główne zastosowanie techniki zanurzeniowej kojarzy się w branży NDT z badaniami elementów o regularnych kształtach takich jak dyski, pierścienie łożysk itp. Zastosowanie precyzyjnych manipulatorów pozwala na badanie bardziej skomplikowanych struktur takich jak np. powierzchnie łopatek. Ograniczenie możliwości wykorzystania wiązki ultradźwiękowej w zanurzeniu ma tak naprawdę tylko i wyłącznie związek z możliwością ustawienia głowicy prostopadle wedle powierzchni skanowanej. Wykorzystanie dodatkowych manipulatorów pozwala również na badania w technice przepuszczania P-P co wydatnie podnosi możliwości analizy.
