0
04136674922

هر آنچه از تست التراسونیک یا تست UT نیاز است تا بدانید

معرفی تست التراسونیک یا فراصوتی (تست UT)

 

تست التراسونیک یا فراصوتی (تست UT) یکی از روش های مهم و دقیق بازرسی غیر مخرب (NDT) است که کاربرد زیادی در کنترل کیفیت و عیب یابی محصولات تولیدی فلزی و غیر فلزی و ضخامت سنجی قطعات دارد. این روش بر اصول زیر استوار است:

  • سرعت انتشار صوت در هر ماده مقداری ثابت بوده و از ماده ای به ماده دیگر متغیر است.
  • تمام امواج صوتی از فصل مشترک جامد-گاز و قسمتی از آن از فصل مشترک جامد-جامد و جامد-مایع منعکس می شوند.

 

از این اصول در آزمایش التراسونیک یا تست UT برای تشخیص موقعیت و اندازه عیوب سطحی و عمقی نظیر حفرات و خلل و فرج، ترک، نفوذ ناقص در جوش و حتی با دقت کمتر برای تشخیص آخال، ناخالصی، سرباره محبوس شده و حفرات گازی کوچک و همچنین تعیین ضخامت جوش یا قطعه کار استفاده می شود.

 

 

از امواج صوتی چگونه برای عیب یابی قطعات و جوش ها استفاده می شود؟

 

در تست التراسونیک (تست UT)، امواج صوتی با فرکانس بالا (در محدوده مگاهرتز) که خارج از محدوده شنوایی انسان است، توسط دستگاه التراسونیک به داخل قطعه کار ارسال می شود. این امواج صوتی با یک سرعت مشخصی در داخل قطعه کار حرکت می کنند تا اینکه در سطح انتهایی قطعه به فصل مشترک جامد-گاز برسند، در این صورت به دلیل تغییر محیط و سرعت صوت در آن، امواج منعکس شده و به دستگاه التراسونیک بر می گردند.

این رفت و برگشت امواج صوتی به صورت سیگنال هایی در صفحه نمایش دستگاه التراسونیک نشان داده می شود. حال در صورتی که عیوب و ناپیوستگی هایی در درون قطعه وجود داشته باشد (به ویژه عیوب صفحه ای از جمله ترک، نفوذ ناقص در جوش، تورق، حفرات و ناخالصی ها) و این امواج صوتی به فصل مشترک ماده با این عیوب و ناپیوستگی های داخلی برخورد کند، بدون اینکه به سطح انتهایی قطعه برسد، از همین فصل مشترک منعکس شده و به دستگاه باز می گردد. در این صورت یک سیگنال در صفحه به نمایش در می آید. تفسیر این سیگنال ها و تشخیص عیب و مکان آن در قطعه بر عهده بازرس و مفسر تست UT است.

 

تجهیزات تست UT:

 

برای انجام تست UT به دستگاهی نیاز است که امواج صوتی را تولید، ارسال و دریافت نماید و سپس به پالس های الکتریکی قابل رویت تبدیل کند. در دستگاه های التراسونیک، پالس های الکتریکی زمان بندی شده ای توسط جزئی از این دستگاه به نام محرک یا پالسر (Pulser) تولید می شود. پالس های الکتریکی از پالسر توسط کابل کواکسیال به جزء دیگری از دستگاه التراسونیک به نام ترانسدیوسر (Transducer) منتقل می شود.

ترانسدیوسر همان پراب یا فرستنده امواج به قطعه کار است که با سطح قطعه در تماس قرار می گیرد. ترانسدیوسر جریان الکتریکی متناوب با فرکانس بالایی (یک میلیون چرخه در ثانیه) را که از پالسر دریافت کرده است، به امواج صوتی با فرکانس بالا (معمولاً ۱ تا ۱۰ مگاهرتز) تبدیل کرده و آن را به قطعه کار منتقل می کند.

به منظور حذف فاصله هوایی بین ترانسدیوسر و سطح قطعه کار و انتقال بهتر موج فراصوت، از یک ماده ای تحت عنوان کوپلنت (Couplant) در محل تماس پراب و قطعه استفاده می شود. کوپلنت باید دارای ویژگی های زیر باشد:

  • امپدانس کوپلنت نباید اختلاف زیادی با امپدانس قطعه کار داشته باشد.
  • با سطح قطعه یا پراب واکنش ندهد.
  • بتواند فضای بین پراب و قطعه را به خوبی پر کند.
  • خاصیت روغن کاری مناسبی داشته باشد.

 

کوپلنت های متداول عبارتند از: روغن، گریس، گلیسیرین، صابون مایع، مایع ظرفشویی و مخلوط چسب کاغذ دیواری با آب.

 

ترانسدیوسر همچنین امواج صوتی منعکس شده و برگشت خورده از قطعه کار را دریافت کرده و به پالس های الکتریکی تبدیل می کند. ترانسدیوسر از یک ماده پیزوالکتریکی ساخته شده است که می تواند انرژی الکتریکی را به امواج صوتی و بالعکس تبدیل نماید. مواد پیزوالکتریک مثل کوارتز، باریم تیتانات و یا سرامیک های پلاریزه شده، زمانی که در معرض اختلاف پتانسیل الکتریکی قرار می گیرند، در قسمت اول چرخه سطح کریستال منبسط شده و در نیم چرخه دیگر منقبض می شوند و بدین ترتیب ارتعاش مکانیکی (امواج صوتی) تولید می نمایند. همچنین زمانی که امواج صوتی به آن ها برخورد می کند، یک اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو سر آن ها ایجاد می شود.

قدرت پالس های الکتریکی توسط آمپلی فایر یا تقویت کننده افزایش یافته و تقویت می شود و در نهایت پالس های الکتریکی به صورت سیگنال هایی روی صفحه نمایش اسیلوسکوپ (Oscilloscope) دستگاه التراسونیک نمایان می شود. صفحه نمایش اسیلوسکوپ، با استفاده از پرتو کاتدی عمل می کند. به همین دلیل یک لوله پرتو کاتدی (Cathode Ray Tube) است که به اختصار CRT نامیده می شود.

به طور کلی، صفحه نمایش (CRT) حاوی دو دسته اطلاعات است. ارتفاع سیگنال که بیانگر مقدار نسبی انرژی صوتی بازتابیده شده از بازتاب کننده و محل سیگنال روی محور افقی که بیانگر فاصله فیزیکی بازتاب کننده تا ترانسدیوسر است. البته در منتهی الیه سمت چپ صفحه نمایش، یک سیگنال تحت عنوان پالس اولیه (Main Bang) به صورت همیشگی وجود دارد. ارتفاع سیگنال روی صفحه CRT، شاخصی از سایز بازتاب کننده می باشد. یک اپراتور با تجربه قادر است با استفاده از این اطلاعات، نوع، محل و اندازه ناپیوستگی را تعیین نموده و با توجه به کد یا استاندارد مربوطه نسبت به قبول یا رد آن اقدام کند.

 

انواع پراب یا ترنسدیوسرهای پیزوالکتریک:

 

پراب نرمال:

پراب های نرمال، موج طولی تولید نموده و صوت را به صورت عمود بر سطح در قطعه منتشر می نمایند. کاربرد این ترانسدیوسرها ضخامت سنجی و تعیین عمق ناپیوستگی ها تا سطح قطعه کار می باشد. پراب نرمال به صورت تک کریستاله یا دو کریستاله است.

 

پراب زاویه دار:

ترانسدیوسرهای زاویه ای، امواج عرضی تولید نموده و صوت را به صورت مایل به قطعه منتقل می نمایند. کاربرد این ترانسدیوسرها، بازرسی جوش می باشد زیرا آن ها صوت را تحت زاویه، از ناحیه فلز پایه به منطقه جوش منتقل نموده و نیاز به صاف کردن گرده جوش را منتفی می سازند. لازم به ذکر است که به دلیل ناهموار بودن سطح جوش، امکان تست از روی این سطح بدون صاف نمودن آن میسر نیست.

در پراب های زاویه ای معمولاً زوایای ۳۵، ۴۵، ۶۰، ۷۰، ۸۰ و ۹۰ استفاده می شود.

 

این نوشته در حال تکمیل است …

ارسال دیدگاه