Návrhu a individualizaci snímačů se věnujeme již několik desetiletí a vytváříme řešení splňující jedinečné nároky našich zákazníků. V současnosti jsme vyvinuli řešení, která nám umožňují aplikační testování nově navržených snímačů přímo na místě, abychom si mohli ověřit, že naše produkty skutečně splňují potřeby zákazníků.
Návrh snímačů je velmi specializovaný proces, který je často spojený s komerčními či armádními inspekčními prohlídkami a vyžaduje ochranu citlivých dat i vysokou odbornost pracovníků. V našem týmu odborníků na návrh snímačů se nacházejí produktoví specialisté, kteří se věnují vývoji a řešení aplikací, i vývojoví inženýři, kteří mají s prací na snímačích dohromady více než 100 let zkušeností.
Náš tým se specializuje na vývoj řešení pomocí pokročilých technologií – klasického ultrazvuku (UT), pole phased array (PA), vířivých proudů (EC) nebo zkoušení spojů. Pomáháme zákazníkům působícím ve všech odvětvích, včetně výroby elektřiny, zpracování ropy a plynu, přepravy (automobilové, železniční i letecké) a výroby.
Doposud jsme vyvinuli a vyrobili 25 000 individuálně navržených snímačů, k čemuž jsme použili různé pokročilé nástroje, jako například:
- soustružení CNC,
- 3D tisk, aditivní výrobu,
- souřadnicový měřicí nástroj FaroArm®,
- simulační software CIVA NDT
- a samozřejmě naši kompletní řadu defektoskopů a přístrojů na testování spojů .
Jak řešíme nároky komplexních aplikací?
Zákazníci nás většinou oslovují s tím, že potřebují individuální řešení, jelikož se sériově dostupnými produkty se jim nepodařilo dosáhnout požadovaných výsledků. Potřebují si poradit s prostorovými či rozměrovými omezeními, složitým tvarem součástí, obtížně kontrolovatelnými materiály, krátkými časovými cykly inspekce a přísnými požadavky na zobrazování a určování velikosti.
Individuální projekt začíná, když nám zákazník pošle žádost s popisem svého problému. V případě potřeby zákazníka požádáme, aby nám zaslal testovací vzorky s informacemi o vadách, což nám pomůže zvládnout proces vývoje. Naši odborníci nejprve provedou rozsáhlé testování daných vzorků s využitím stávajících technologií, aby porozuměli tomu, co bude zapotřebí v dané aplikaci vyřešit. Ve spolupráci se zákazníkem pak vyvinou řešení v rámci kontrolních požadavků. V něm je zahrnuto doporučení vhodné sondy, nástrojů, snímacího zařízení nebo přístrojů a v případě potřeby také individuálně vyvinuté řešení. Zákazník obdrží testovací zprávu a poté jej osobně (nebo virtuálně) navštíví náš pracovník.
Výzvy v době pandemie viru COVID-19
V rámci reakce na pandemii viru COVID-19 jsme zavedli živě vysílané virtuální ukázky našich řešení. Službu hodláme nabízet i nadále, protože poskytuje větší pohodlí zákazníkům, kteří se tak mohou naživo seznámit s našimi přístroji, a dokonce se podívat na prohlídku součástí pomocí běžných platforem ke sdílení (Microsoft Teams, Skype for Business, WebEx nebo TeamViewer). Jelikož víme, jak je pro vás zabezpečení důležité, nabízíme k projednávání informací spadajících pod nařízení ITAR (International Traffic in Arms Regulations) speciální účet v protokolu TCP (Transmission Control Protocol). Díky tomu můžeme pomocí šifrovaných e-mailů a řešení od společnosti Microsoft se zákazníky spolupracovat v zabezpečeném režimu.
Od individuálních řešení po sériová – inovace zdoláváním překážek
Věděli jste, že naše sériově nabízená flexibilní sonda s polem phased array byla nejprve vyvinuta jako individuálně vytvořené řešení? V současnosti se sice běžně používá ke kontrole potrubních kolen, nicméně za jejím vývojem původně stál zákazník, který potřeboval snímač s polem phased array, jenž by si poradil s rozličnými rozměry součástí používaných v letectví a kosmonautice a vyrobených z polymeru vyztuženého uhlíkovými vlákny (CFRP).
Řešení problémů se složitou geometrií
Provést ultrazvukovou prohlídku ve vysokém rozlišení u součástí se složitým tvarem a proměnlivou geometrií je velmi náročné. Klasické ultrazvukové sondy musí být při prohlídce takových součástí neustále kolmo k povrchu, a to v každém místě získávání dat. Prohlídka je kvůli tomu pomalá a snadno lze přehlédnout vady nacházející se mezi místy, v nichž byla data shromážděna. Technologie ultrazvukového testování s polem phased array (PAUT) umožňuje rychlé snímání velkých oblastí ve vysokém rozlišení, nicméně klasické sondy s polem phased array jsou tuhé a nedokážou se vypořádat se změnami tvaru součástí.
Prohlídku lze zdokonalit a zjednodušit použitím flexibilní sondy s fázovým polem, která by neměla problém s proměnlivou geometrií a její prvky by setrvaly kolmo k povrchu po celou dobu prohlídky. Tato jedinečná funkce eliminuje potřebu složitých snímacích plánů, zvyšuje pokrytí při každém snímání, zjednodušuje interpretaci dat a snižuje nároky na vybavení potřebné k provedení prohlídky.
Inovace – nová sonda
Na úvod byla provedena šetření, která měla prověřit technologie v současnosti používané na prohlídku zakulacených součástí z CFRP, včetně jednoprvkových převodníků (UT) a zakřivených ponorných sond s polem phased array (PA). Testování bylo provedeno podle standardu CFRP se dvěma plochými prvky a jedním zakulaceným prvkem o poloměru 25 mm.
1. krok: Ověření současných metod ultrazvukových prohlídek
Na obrázku 1 je sonda UT přiložená k zakulacené součásti a orientovaná kolmo na vnitřní poloměr za účelem pozorování zadní stěny. Upozorňujeme, že prohlídky jsou velmi citlivé na orientaci a že nezkušení uživatelé mohou snadno přehlédnout známé vady.
Obrázek 1 – sonda přiložená k zakulacené součásti z materiálu CFRP
Na obrázku 2 je snímek A a snímek B sondy, které byly zaznamenány po celé délce součásti. Byly zjištěny dvě vady (červeně zakroužkované), u nichž se ztráta odrazu od zadní stěny a reflektor nacházejí blíže v čase.
Obrázek 2 – snímání UT materiálu CFRP s výslednými snímky A a B
2. krok: Ověření metody prohlídky pomocí zakřivené sondy s polem phased array
Testování se zakřivenou sondou s polem phased array se vyznačovalo komplikovanějším sestavením přístrojů a získáváním dat. K mechanickému umístění pole na specifické místo vodní dráhy a do požadované orientace vůči zakulacené součásti byl potřeba držák sondy. Na obrázku 3 je znázorněna sestava před ponořením do vodní nádrže.
Obrázek 3 – 25mm konkávně zakřivená sonda s fázovým polem v držáku umístěná do požadované polohy k prohlídce zakulacené součásti z materiálu CFRP
Na obrázku 4 se nachází snímky A, B a C pořízené konkávně zakřivenou sondou. Při tomto testu bylo obtížné zvolit vodní dráhu, rozpoznat odraz zadní stěny a velikost vad. Na snímku B je 12,7mm (0,5palcový) reflektor protažen v závislosti na vybrané vodní dráze a virtuální apertuře (počet prvků). Oblast pokrytí se rovněž značně liší v závislosti na vodní dráze, hloubce ostrosti a velikosti apertury.
Obrázek 4 – data získaná při prohlídce 25mm konkávně zakřivenou sondou s fázovým polem
Individuální řešení – flexibilní sonda s fázovým polem
Jak je znázorněno výše, při větší složitosti geometrie je potřeba použít velmi malou sondu, aby bylo možné prohlédnout každý drobný úsek součásti z CFRP. Na základě výsledků šetření pomocí tradičních metod prohlídek UT a prohlídek s využitím zakřivené sondy s polem phased array náš tým navrhl a vytvořil flexibilní sondu s fázovým polem, která dokázala rychle zobrazit zakřivené oblasti.
Flexibilní sonda Olympus s polem phased array
3. krok: Testování konstrukční odolnosti flexibilní sondy
Před prohlídkou součástí z materiálu CFRP pomocí flexibilní sondy s polem phased array proběhl test, který ověřil omezení konkávního a konvexního pohybu. Při každém testu byla sonda ohnuta kolem součásti se známým průměrem a poté bylo zkontrolováno, zda se nepoškodila. Na obrázku 5 se nachází sonda s konkávním prohnutím kolem měřidla o průměru 12,7 mm (0,5 palce), která při zkoušce neutrpěla žádné škody.
Obrázek 5 – konkávní sonda s flexibilním polem na měřidle o průměru 12,7 mm
Na obrázku 6 je znázorněna sonda s konvexním prohnutím (prvky směřují ven) kolem měřidla o průměru 40 mm (1,6 palce), která při zkoušce neutrpěla žádné škody.
Obrázek 6 – konvexní sonda s flexibilním polem na měřidle o průměru 40 mm
Tyto testy konstruktérům umožnily určit omezení pro bezpečné používání flexibilní sondy s fázovým polem. Další ohnutí sondy způsobilo pokles citlivosti jednotlivých prvků a roztržení jazýčku.
4. krok: Výsledky testování prohlídky pomocí flexibilní sondy s fázovým polem
Testy odolnosti vůči prohnutí prokázaly, že sondu lze použít v konkávním prohnutí na zakulacené součásti z materiálu CFRP o vnějším poloměru 25 mm. Na obrázku 7 je znázorněna sestava na prohlídku součásti z CFRP pomocí flexibilní sondy s fázovým polem udržované v kontaktu se zakulacenou součástí o poloměru 25 mm.
Obrázek 7 – flexibilní sonda s fázovým polem přiložená k plochým částem a zakulacené standardní součásti z CFRP o vnějším průměru 25 mm
Na obrázku 8 se nachází snímky A, B a C akustických dat pořízené flexibilní sondou s fázovým polem. Výhody této prohlídky spočívaly v plném pokrytí zakulacené součásti, přesném měření vad a jednoduchém mechanickém sestavení. Na snímku B byly výsledky pro 12,7mm (0,5palcový) reflektor pouze mírně nad skutečně naměřenými hodnotami (15,9 mm (0,627 palce)), což je mnohem vyšší přesnost než u konkávní ponorné sondy. Oblast pokrytí byla mnohem větší a data se snáze interpretovala, jelikož výsledky zahrnovaly část první rovné plochy, celou zakulacenou část a část druhé rovné plochy.
Obrázek 8 – snímky A, B a C pořízené flexibilní sondou s fázovým polem, na nichž je patrná závada součásti z CFRP
Flexibilita nad rámec prohlídek materiálu CFRP
Naše vyhodnocení tří metod prohlídek (jednoprvkové UT, ponorná sonda s fázovým polem a naše flexibilní sonda s fázovým polem) ukázalo, že flexibilní sonda se vyznačuje nejsnazší implementací a poskytuje nejpřesnější data. Flexibilní sonda je praktická při nízkoobjemové kontaktní prohlídce s využitím téměř kteréhokoliv defektoskopu Olympus.
Rychle jsme našli výhody sondy nabízené v dalších aplikacích, jako je například prohlídka potrubních kolen. Schopnost sondy generovat data snímku C pomáhá uživateli s kvantifikací vlivu koroze v dané oblasti, což může zákazníkům ušetřit čas i peníze.
Obrázek 9 – skener FlexoFORM™ má ve své konstrukci začleněnu flexibilní sondu s fázovým polem.
Výsledkem je skener FlexoFORM™, který využívá flexibilní sondu s fázovým polem ke kontrole koroze na potrubních kolenech. Řešení zahrnuje 64prvkovou sondu pracující s frekvencí 7,5 MHz, roztečí 1 mm a zdvihem 7 mm, která je umístěna do vodního klínu. Vodní klín umožňuje skvělé přiložení ke komplexním tvarům a pomáhá chránit sondu. Osvědčil se jako rychlé a cenově efektivní řešení k prohlídkám potrubních kolen.
V současnosti se jedná o jediné flexibilní sondy s fázovým polem v naší produktové nabídce, nicméně četné možnosti ke kontrole součástí z materiálu CFRP, plastů (například polyetylen HDPE s vysokou hustotou) a dalších, které mají složitý geometrický tvar, slibují další rozvoj.
Pokud máte zájem o konzultaci s týmem našich odborníků na návrh snímačů ohledně své speciální aplikace, vyplňte formulář Dotaz na individuální návrh sondy s polem phased array nebo klínem, případně se na nás obraťte přímo.
Související obsah
Řešení Olympus pro speciální aplikace
Kontaktujte nás
