เกี่ยวกับปัญหาการตรวจสอบรอยเชื่อมด้วยวิธี TOFD

โพสต์นี้ถูกแก้ไขครั้งสุดท้ายโดย ชาวจู่หยวน เมื่อวันที่ 3 ธันวาคม 2016 เวลา 20:32 ช่วงความหนาที่ TOFD สามารถใช้งานได้คือ ≥13 มม. หลักการทำงานของ TOFD คือการใช้โพรบที่ส่งสัญญาณและรับสัญญาณแบบพัลส์กว้าง 2 ตัวในการตรวจสอบ โดยโพรบทั้งสองจะถูกวางไว้อย่างสมมาตรเมื่อเทียบกับเส้นกลางของรอยเชื่อม หัวส่งคลื่นจะสร้างลำคลื่นแบบโฟกัสไม่ชัดเจน ซึ่งจะเข้าไปในชิ้นงานที่ต้องการตรวจสอบในมุมหนึ่ง โดยลำคลื่นบางส่วนจะเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวแล้วถูกรับโดยหัวรับคลื่น ส่วนลำคลื่นอีกบางส่วนจะสะท้อนกลับมาจากพื้นด้านล่างก่อนที่จะถูกรับโดยหัวส่งคลื่นเช่นกัน โพรบรับสัญญาณจะใช้สัญญาณการแผ่ของรังสีที่เกิดจากปลายของจุดบกพร่อง รวมถึงความแตกต่างของเวลาในการรับสัญญาณ เพื่อระบุตำแหน่งและความสูงของจุดบกพร่องนั้น ข้อได้เปรียบ ก) สามารถสแกนพื้นที่ของรอยเชื่อมได้เกือบทั้งหมดในครั้งเดียว (ยกเว้นบริเวณผิวด้านบนและด้านล่างที่ไม่สามารถสแกนได้) ทำให้สามารถตรวจจับได้อย่างรวดเร็วมาก ； ข) ต้องมีความน่าเชื่อถือสูง โดยมีอัตราการตรวจพบข้อบกพร่องในบริเวณกลางของรอยเชื่อมได้อย่างดี ； ค) สามารถตรวจพบข้อบกพร่องในรูปแบบต่างๆ ได้ โดยไม่ไวต่อทิศทางของข้อบกพร่องเหล่านั้น ； ด) สามารถระบุจุดบกพร่องที่ยื่นออกมาสู่พื้นผิวได้ ； e) ใช้เทคนิคการสแกนแบบ D-Scan ทำให้การประเมินความผิดปกติทำได้อย่างชัดเจนยิ่งขึ้น ； ฟ) สามารถวัดค่าและระบุตำแหน่งในแนวตั้งของจุดบกพร่องได้อย่างแม่นยำมาก โดยมีความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า 1 มม ； g) เมื่อนำมาใช้ร่วมกับวิธีการสะท้อนคลื่นแบบพัลส์ จะทำให้ได้ผลการตรวจที่ดีขึ้น โดยมีอัตราการครอบคลุมถึง 100% ； ข้อจำกัดของเทคโนโลยี TOFD: ก) มีบริเวณที่ไม่สามารถตรวจจับได้ใกล้กับพื้นผิว ทำให้ความน่าเชื่อถือในการตรวจจับในบริเวณนั้นไม่สูง ข) การระบุประเภทของข้อบกพร่องทำได้ยาก ค) การตีความภาพต้องอาศัยประสบการณ์ที่มากพอ ง) การตรวจจับข้อบกพร่องในแนวนอนทำได้ยาก จ) การตรวจจับข้อบกพร่องในวัสดุที่มีผลึกขนาดใหญ่ทำได้ยาก ฉ) การวัดวัสดุที่มีรูปร่างทางเรขาคณิตที่ซับซ้อนทำได้ยาก วิธีการตรวจจับ: ระบบการตรวจจับด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง TOFD 1) เทคโนโลยี TOFD มีความน่าเชื่อถือสูง เนื่องจากเทคโนโลยีนี้ใช้คลื่นการหักเหในการตรวจจับ และสัญญาณการหักเหนั้นไม่ได้รับผลกระทบจากลำคลื่นเสียง ดังนั้นจึงสามารถตรวจพบข้อบกพร่องในทุกทิศทางได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เทคโนโลยีนี้มีอัตราการตรวจจับข้อบกพร่องที่สูงมาก ผลการทดสอบอัตราการตรวจพบข้อบกพร่องในสถาบันวิจัยต่างประเทศ แสดงให้เห็นว่า การตรวจด้วยวิธี UT แบบดั้งเดิมนั้น มีอัตราการตรวจพบอยู่ที่ 50-70% ； TOFD, 70-90% ； สแกนด้วยเครื่องจักร UT+TOFD อัตราความแม่นยำ 80-95% ดังนั้นจึงเห็นได้ว่า เทคโนโลยีการตรวจสอบแบบ TOFD มีความน่าเชื่อถือสูงกว่าวิธีการตรวจสอบแบบ UT แบบดั้งเดิมอย่างมาก 2) เทคโนโลยี TOFD มีความแม่นยำในการวัดค่าสูง การใช้เทคนิคความแตกต่างของเวลาการหักเหเพื่อประเมินปริมาณของข้อบกพร่องนั้น มีความแม่นยำสูงกว่าการตรวจหาข้อบกพร่องด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงแบบดั้งเดิมอย่างมาก โดยทั่วไปแล้ว สำหรับข้อบกพร่องแบบเชิงเส้นหรือข้อบกพร่องในลักษณะพื้นที่ ค่าความคลาดเคลื่อนในการวัดด้วยวิธี TOFD จะอยู่ที่น้อยกว่า 1 มม. ความคลาดเคลื่อนในการวัดความสูงของรอยแตกและข้อบกพร่องจากการหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์ มักอยู่ที่เพียงไม่กี่มิลลิเมตรเท่านั้น 3) การตรวจสอบด้วย TOFD นั้นทำได้ง่ายและรวดเร็ว โดยวิธีการสแกนแบบไม่ขนานซึ่งใช้กันบ่อยที่สุดนั้น สามารถทำได้โดยคนเพียงคนเดียว โดยเพียงแค่เคลื่อนที่ของเครื่องสแกนไปตามด้านข้างของรอยเชื่อมเท่านั้น ไม่จำเป็นต้องสแกนแบบฟันเลื่อย ทำให้มีประสิทธิภาพในการตรวจสอบสูง และมีต้นทุนการดำเนินการต่ำ

4) ระบบการตรวจสอบด้วย TOFD มีอุปกรณ์สแกนแบบอัตโนมัติหรือกึ่งอัตโนมัติ ซึ่งสามารถระบุตำแหน่งของจุดบกพร่องเมื่อเทียบกับตำแหน่งของเครื่องสแกนได้ นอกจากนี้ สัญญาณที่ได้ยังสามารถนำมาแปลงเป็นภาพ TOFD ได้อีกด้วย ปริมาณข้อมูลที่แสดงในรูปภาพจากการสแกนแบบ TOFD นั้นมากกว่าการสแกนแบบ A อย่างมาก ในการสแกนแบบ A หน้าจอจะแสดงเพียงสัญญาณการสแกนแบบ A เพียงสัญญาณเดียวเท่านั้น ในขณะที่รูปภาพจากการสแกนแบบ TOFD จะแสดงผลเป็นชุดของสัญญาณการสแกนแบบ A จำนวนมากที่ได้จากการตรวจสอบรอยเชื่อม เมื่อเปรียบเทียบกับการแสดงรูปคลื่นของสัญญาณประเภท A แล้ว ภาพ TOFD ที่มีข้อมูลมากมายจะช่วยให้สามารถระบุและวิเคราะห์จุดบกพร่องได้ดีขึ้น 5) ระบบตรวจจับแบบ TOFD ที่ใช้กันในปัจจุบันล้วนเป็นอุปกรณ์ดิจิทัลที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งสามารถแก้ไขข้อจำกัดของเครื่องตรวจจับคลื่นเสียงความถี่สูงแบบอนาล็อกและเครื่องตรวจจับคลื่นเสียงความถี่สูงแบบดิจิทัลธรรมดาได้อย่างสมบูรณ์ ไม่เพียงแต่สามารถบันทึกสัญญาณตลอดกระบวนการได้ และเก็บข้อมูลไว้ได้ในระยะเวลานานเท่านั้น แต่ยังสามารถประมวลผลสัญญาณจำนวนมากได้อย่างรวดเร็วอีกด้วย 6) เทคโนโลยี TOFD นอกจากจะใช้ในการตรวจหาความเสียหายแล้ว ยังสามารถใช้ในการติดตามการขยายตัวของความเสียหายได้อีกด้วย ถือเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและสามารถวัดการเติบโตของรอยแตกได้อย่างแม่นยำอีกวิธีหนึ่งด้วย. 7) TOFD สามารถระบุตำแหน่งความลึกของจุดบกพร่องได้อย่างแม่นยำ และสามารถวัดความสูงของจุดบกพร่องได้อีกด้วย
8) เนื่องจากสัญญาณการแผ่รังสีที่เกิดจากจุดบกพร่องไม่ขึ้นอยู่กับมุม ดังนั้นความน่าเชื่อถือและความแม่นยำในการตรวจจับจึงไม่ได้รับผลกระทบจากมุมดังกล่าว 9) กำหนดตำแหน่งของจุดการเลี้ยวเบนโดยอาศัยความแตกต่างของเวลาในการส่งสัญญาณการเลี้ยวเบน ส่วนการระบุตำแหน่งของข้อบกพร่องนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับความแรงของสัญญาณ

โดยหลักการแล้วไม่สามารถทำได้ เพราะ TOFD โดยแท้จริงแล้วคือการขยายรูปแบบการตรวจวัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงที่ใช้โพรบหลายตัวและชิปหลายชิ้น ซึ่งมีความโดดเด่นในการตรวจสอบจุดเชื่อมต่อต่างๆ