การตรวจสอบอัลตราโซนิคแบบ Phased Array ของ Lamb Wave ของแผ่นโลหะผสมไทเทเนียม

โลหะผสมไทเทเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินและอวกาศ การต่อเรือ อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ และสาขาอื่น ๆ เนื่องจากทนความร้อนได้ดี ทนต่อการกัดกร่อน มีความแข็งแรงสูง และการใช้แผ่นบางโลหะผสมไทเทเนียม (ความหนา {{0}} 5-6.0 มม.) ค่อยๆ เพิ่มขึ้น วิศวกรรมนอกชายฝั่งที่มีส่วนประกอบโครงสร้างโดยใช้แผ่นโลหะผสมไทเทเนียม TC4 หนา 4 มม. ขึ้นอยู่กับการกัดกร่อนและสภาพแวดล้อมการบริการที่รุนแรงอื่น ๆ ในขณะที่ประสิทธิภาพของกระบวนการไทเทเนียมไม่ดี ในกระบวนการแปรรูปแผ่นบางมีแนวโน้มที่จะดูดซับสิ่งสกปรกหรือทำให้เกิดรอยขีดข่วน รูขุมขน interlayers และ ข้อบกพร่องอื่น ๆ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพัฒนากระบวนการทดสอบที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของชิ้นส่วนแผ่นโลหะผสมไทเทเนียม
ปัจจุบันการตรวจจับข้อบกพร่องของแผ่นโลหะผสมไททาเนียมมักใช้การสแกนด้วย C แต่สำหรับการสแกนแผ่นขนาดใหญ่จะช้าและมีประสิทธิภาพต่ำ คลื่นลูกแกะเป็นวิธีการตรวจสอบแผ่นอัลตราโซนิกที่เกิดขึ้นใหม่ คลื่นลูกแกะคือการกระตุ้นของความยาวคลื่นคลื่นอะคูสติกและความหนาของแผ่นสำหรับลำดับความสำคัญเท่ากัน คลื่นตามยาวและตามขวางที่สังเคราะห์โดยคลื่นเสียงรูปแบบพิเศษสามารถทำได้ในตัวกลางถึง บรรลุการแพร่กระจายในระยะไกลคลื่นตามขวางและตามยาวในจานหลายครั้ง การรบกวนและการซ้อนทับของการสั่นสะเทือนของลักษณะพิเศษของเทคโนโลยีการตรวจจับข้อบกพร่องของคลื่น Lamb ในการตรวจจับข้อบกพร่องของแผ่นเป็นสิ่งที่ดีมาก เป็นจุดสนใจของนักวิจัยและการประยุกต์ใช้ทิศทางของความสนใจ
การแพร่กระจายคลื่นลูกแกะในมุมตกกระทบที่แตกต่างกันผ่านการซ้อนทับของคลื่นตามขวางและคลื่นตามยาวเพื่อสร้างโหมดที่หลากหลาย ข้อกำหนดที่แตกต่างกันของการตรวจจับเพลตจำเป็นต้องเลือกโหมดที่เหมาะสม สัญญาณเสียงก้องได้รับผลกระทบจากลักษณะของข้อบกพร่องและคลื่นลูกแกะ โหมด ดังนั้นก่อนอื่นต้องสำรวจการตรวจจับความเร็วเฟสของวัตถุ ความเร็วกลุ่ม และความถี่ของผลิตภัณฑ์ความหนาของความถี่ของความสัมพันธ์ระหว่างการตรวจจับโหมดที่เลือก แม้ว่าวิธีการตรวจจับคลื่น Lamb จะให้ผลลัพธ์ที่ดี แต่การเลือกและการสกัดแบบโมดอลนั้นซับซ้อนกว่า ซึ่งจะจำกัดประสิทธิภาพของงานตรวจจับจริง ในบทความนี้ เทคโนโลยีการตรวจจับแบบ Phased Array ถูกใช้เป็นเครื่องมือวิจัยเพื่อสร้างคลื่น Lamb หลายรูปแบบสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องของแผ่นโลหะผสมไทเทเนียมโดยการกระตุ้นคลื่นตกกระทบในมุมต่างๆ และพัฒนากระบวนการตรวจจับคลื่น Lamb ที่สะดวกซึ่งเหมาะสำหรับการประยุกต์ใช้ การตรวจสอบแผ่นวิศวกรรมจริง
สำหรับวัตถุการตรวจสอบต่างๆ จำเป็นต้องวิเคราะห์ลักษณะการกระจายตัวของคลื่น Lamb เพื่อเลือกโหมดที่เหมาะสมสำหรับการตรวจสอบ หลังจากที่คลื่นตามยาวอัลตราโซนิกเข้าสู่ชิ้นงานผ่านอุบัติการณ์เฉียง มันจะสะท้อนอย่างต่อเนื่องที่ขอบเขตของแผ่นบาง ส่งผลให้เกิดการแปลงและการซ้อนทับของคลื่นตามขวางและตามยาว ซึ่งเกิดขึ้นซ้ำหลายครั้งเพื่อสร้างคลื่นลูกแกะที่ครอบคลุมทั้งคลื่นบาง และเมื่อพบกับอินเทอร์เฟซ ข้อบกพร่องของรู ฯลฯ จะทำให้เกิดเสียงสะท้อนของข้อบกพร่องที่แตกต่างกัน
ที่ความถี่ใดๆ ในจานจะมีโหมด Lamb wave อย่างน้อยสองโหมด เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น จำนวนโหมดของคลื่น Lamb ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย และความเร็วการแพร่กระจายของแต่ละโหมดก็เปลี่ยนไปด้วย เพื่อลดผลกระทบที่เป็นอันตรายของลักษณะเฉพาะหลายรูปแบบของคลื่น Lamb ต่อการตรวจจับข้อบกพร่อง โดยปกติแล้วโหมดเดียวของ Lamb จะตื่นเต้นด้วยวิธีทางเทคนิค ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะนำไปใช้ในการใช้งานทางวิศวกรรมเชิงปฏิบัติ