При сканировании объекта на предмет наличия дефектов, контролерам приходится часто сомневаться в достоверности и интерпретации полученных данных. Неправильная интерпретация может привести к потере времени и денег. Преувеличение степени серьезности дефектов может означать проведение дорогостоящего ремонта без достаточных для этого оснований. И наоборот, недооценка степени серьезности дефекта может привести к катастрофическому отказу. На дефектоскопистах лежит очень большая ответственность.
Функция огибающей TFM
С дефектоскопом OmniScan™ X3, позволяющим получать яркие контрастные изображения, дефектоскописты могут с уверенностью интерпретировать полученные данные. Благодаря новым внедренным технологиям OmniScan X3 – FMC (метод полноматричного захвата) и TFM (метод общей фокусировки), – оператор может четко визуализировать положение дефектов в объекте контроля. Мощная функция обработки данных TFM была доработана и расширена до функции «огибающей».
Когда огибающая включена, алгоритмы TFM программного обеспечения OmniScan X3 вычисляют норму аналитического TFM-изображения ( подробнее читайте в данном техническом документе ). Эта процедура позволяет обеспечить устойчивость измеренной максимальной амплитуды. На полученном изображении, форма и размеры дефектов легко различимы.
Огибающая ВЫКЛ — Колебания в представлении данных усложняет оценку дефектов.
Огибающая ВКЛ — TFM-изображение отображается четко, амплитуда повышена и варьируется слабо, никакие данные не потеряны.
Если результаты с огибающей TFM настолько хороши, зачем ее отключать?
Действительно, узнав, насколько огибающая улучшает изображения OmniScan X3, вы можете задаться вопросом, почему оператор не использует эту функцию в тот или иной момент. На мой взгляд, есть две основные причины: я начну с той, которая более легко решаема, и объясню вторую причину позже.
Первая причина связана с производительностью. Мощность обработки данных, необходимая для вычисления огибающей TFM по сравнению со стандартной TFM, снижает скорость отображения. Соответственно, частота сбора данных уменьшается, что замедляет скорость сканирования.
Но есть обходной путь. Путем внесения незначительных поправок в разрешение сетки TFM и количество точек на длину волны («pts/λL» для продольных волн и «pts/λT» для поперечных волн) скорость сбора данных можно увеличить; так что она даже выше, чем у стандартного TFM-изображения аналогичного качества.
Качество изображения огибающей без ущерба частоте сбора данных
Поскольку обработка данных с помощью огибающей является достаточно мощным инструментом, разрешение сетки не столь значимо (как при стандартном TFM) и его уменьшение не сказывается на качестве изображения. При уменьшении разрешения сетки, число точек на длину волны (pts/λ) соответственно сокращается. Поскольку для более грубой сетки требуется меньшая вычислительная мощность, скорость сбора данных увеличивается в несколько раз, в некоторых случаях более чем вдвое.
Огибающая ВКЛ с грубой настройкой разрешения сетки — данная сетка TFM имеет 2,9 тчк/λL. Результатом является увеличение ЧЗИ (или скорости сбора данных) без существенного искажения изображения.
Обычно, при ультразвуковом контроле (УЗК), чем больше точек на длину волны, тем лучше разрешение и тем чётче изображение, но в случае огибающей TFM это правило не действует. Даже после уменьшения разрешения и сокращения количества точек на длину волны (тчк/λ) высокое качество изображения, обеспечиваемое огибающей, сохраняется. Читайте дальше!
Влияние огибающей TFM на точность амплитуды и разрешение сетки
Количество точек на лямбда (тчк/λ) – важный фактор в сохранении приемлемой точности амплитуды. Стандарты контроля, например, новое TFM-приложение ASME, требуют, чтобы точность амплитуды оставалась неизменной на уровне около двух децибел (дБ) или лучше.
Без огибающей, коэффициент отношения 7,8 тчк/λ сохраняет колебания точности амплитуды в два децибела, обеспечивая высокое разрешение сетки. При включенной огибающей, коэффициент отношения для обеспечения минимальной точности амплитуды, необходимой для обнаружения, можно уменьшить до 3,8 тчк/λ.
Уверенность в использовании огибающей TFM приходит с опытом
Простая настройка разрешения сетки позволяет использовать огибающую и при этом достигать высокой скорости сбора данных. Но есть еще одно препятствие, которое нужно преодолеть, – и это вторая причина, по которой некоторые дефектоскописты предпочитают не использовать огибающую. TFM – достаточно новая технология, с которой не все могут быть знакомы, а огибающая – еще более новая инновация. Может потребоваться некоторое время на испытание новой технологии, чтобы убедиться в возможностях огибающей.
Важно помнить, что никакая информация не будет утеряна. Напротив, ответный сигнал усиливается с помощью огибающей TFM, поскольку она устраняет колебания сигнала на изображении, которые не только являются артефактом акустического изображения, но отрицательно влияют на процедуру измерения дефектов.
Огибающая TFM позволяет получить более достоверное изображение дефекта
В наших экспериментах, время и огибающая существенно улучшили качество TFM-изображения: формы и размеры дефектов легко различимы. Очевидным преимуществом функции огибающей является то, насколько легко она позволяет выявить мельчайшие дефекты, такие как высокотемпературное водородное растрескивание (HTHA), которые трудно идентифицировать с помощью стандартной фазированной решетки.
Пример TFM-изображения HTHA-растрескивания на ранней стадии, полученного дефектоскопом OmniScan X3 с использованием функции огибающей
HTHA, или высокотемпературное водородное растрескивание, – коварная коррозия, которая может постепенно развиваться в сталях, подверженных воздействию водорода при высоких температурах (н-р, резервуарах или трубах нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов). С помощью TFM-изображений, контролеры могут подтвердить или опровергнуть наличие HTHA на ранних стадиях, и принять необходимые меры по устранению дефекта.
Как в случае большинства революционных технологий, увидеть — значит поверить
Когда дефектоскопистам предоставляется возможность испытать огибающую в действии на реальных образцах, они верят в неоспоримость эмпирических данных. Людям свойственно скептически относиться ко всему новому, пока они не увидят результаты своими глазами.
За дополнительной информацией относительно функции огибающей и наших инновационных решений TFM обращайтесь к региональному представителю компании Olympus. Вы также можете зайти на стр. https://www.olympus-ims.com/ru/phasedarray/omniscan-x3/ и заполнить форму Запрос демо-версии.
См. также
3 основных усовершенствования FMC/TFM в новом дефектоскопе OmniScan X3
Использование метода общей фокусировки (TFM) с функцией огибающей
Часто задаваемые вопросы по TFM
Оставайтесь на связи
