Co to jest wiązka kątowa?

Wiązka kątowa jest wiązką skoncentrowanych, kierunkowych fal dźwiękowych używanych do testowania spoin i metalowych elementów przemysłowych pod kątem wad lub małych pęknięć prostopadłych do powierzchni badanego elementu. Małe pęknięcia w spoinach lub w metalu mogą być niewidoczne gołym okiem, ale zespół wiązki kątowej może wykryć takie uszkodzenia. Belki kątowe są ważnymi narzędziami do testowania wielu ważnych komponentów przemysłowych, w tym maszyn, rur, spawów wszystkich typów oraz obrabianych lub kutych elementów metalowych.

Sprzęt do testowania do stosowania wiązek kątowych składa się z podręcznego aparatu złożonego z dwóch części, klina i przetwornika. Klin jest zaprojektowany do utrzymywania przetwornika pod kątem względem powierzchni testowanego elementu. Przetwornik jest zasilanym urządzeniem, które generuje i rzutuje fale dźwiękowe na utwór. Większość zespołów belek kątowych jest zbudowanych tak, aby umożliwić przymocowanie różnych klinów do przetwornika. Każdy inny klin kieruje wiązkę pod różnymi kątami dla różnych warunków testowych.

Zespoły belek kątowych opierają się na prawie Snella. Prawo to pozwala obliczyć kąt, pod jakim fala dźwiękowa odbije się, gdy uderzy w granicę między dwoma materiałami o różnej gęstości. Wiązka kątowa wystrzeliwuje wiązkę do badanego elementu i wykrywa wszelkie wiązki powrotne, które wskazują pęknięcia lub uszkodzenia prostopadłe do powierzchni elementu badanego.

Przetworniki są wyspecjalizowane; muszą być ustawione na określoną częstotliwość w zależności od badanego materiału. Najpopularniejsze typy są do testowania stali. Inne przetworniki są produkowane do testowania materiałów takich jak aluminium i tytan. Przetwornik zaprojektowany do testowania jednego rodzaju materiału nie nadaje się do testowania innego materiału, ponieważ każdy jest skalibrowany pod kątem przewodności właściwej tylko jednej substancji.

Kliny do zespołów przetworników wiązki kątowej są czasami produkowane z krzywą, aby zapewnić dokładniejsze odczyty podczas testowania materiałów o zakrzywionych powierzchniach. Mogą być wypukłe lub wklęsłe, przy czym oś krzywej biegnie prostopadle lub równolegle do linii wiązki przetwornika. Różne konstrukcje umożliwiają testowanie wewnętrznych lub zewnętrznych krzywych rur lub innych urządzeń.

Istnieją również zespoły przetworników wiązki kątowej do testowania innych materiałów, takich jak tworzywa sztuczne, ceramika o dużej gęstości oraz metale, takie jak miedź i ołów. Przetworniki dwuwiązkowe są czasami używane do uzyskania wyników dokładniejszych testów podczas testowania niektórych materiałów, takich jak stal nierdzewna. Wysokotemperaturowe kliny kątowe są dostępne do specjalistycznych testów w warunkach wysokiej temperatury.