دستگاه های التراسونیک تست جوش Ut

نقد و بررسی : دستگاه های التراسونیک تست جوش Ut

بازرسی فراصوتی یا (تست التراسونیک UT) چیست

اصول تست التراسونیک UT کدامند؟

فرایند آزمایش فراصوتی یا تست التراسونیک UT یکی از فرایندهای دقیق بازرسی غیر مخرب (NDT) می‌باشند در تست التراسونیک UT امواج صوتی با فرکانس بالا (در محدوده مگاهرتز) به داخل نمونه‌ی مورد بازرسی وارد می‌گردند تا عیوب داخلی شناسایی شده و خواص مواد بررسی گردد. امواج صوتی با کاهش مقداری از انرژی خود به دلیل پدیده تضعیف صوت در داخل مواد حرکت می‌کنند و در فصل مشترک ها و مرزها منعکس می‌گردند.

تست جوش UT شامل بررسی این باریکه‌های منعکس شده برای یافتن عیوب و تعیین موقعیت آنها و همچنین عملکردهای کمی، ردیابی و تحلیل می‌گردد. امروزه تست التراسونیک UT با توجه به قدرت نفوذ بالای امواج فراصوتی، حساسیت بالای تجهیزات مربوط به آن، هزینه‌های نسبتا پایین و سرعت عمل مناسب در کنترل کیفیت محصولات فرآیندهای تولید از قبیل کشش، نورد، فورجینگ، اکستروژن و جوشکاری کاربرد وسیعی در صنعت دارد.

تست التراسونیک UT چیست فرایند؟

در تست التراسونیک UT، امواج فراصوتی با دامنه بین ۵ تا ۲۵ مگاهرتز، توسط یک مولد صوتی به قطعه مورد آزمایش اعمال می‌گردند. هنگامی که این امواج به ناپیوستگی‌ها و عیوب سطحی و زیر سطحی قطعه برخورد می کنند، منعکس می‌گردند. این برگشت‌ها توسط مولد صوتی دریافت گردیده و به پالس‌های الکتریکی تبدیل شده و در صفحه نمایش به صورت یک سیگنال ظاهر می‌گردد. کارشناس مربوط با بررسی این سیگنال ها می‌تواند به اطلاعات گوناگونی از قبیل مکان، عمق، ابعاد و نوع عیب را متوجه شود.

تست التراسونیک به چه صورتی انجام می گردد؟

در فصل مشترک‌های فلز، مایع یا فلز، جامد تنها بخشی از امواج صوتی نمایان می‌شوند. همین موضوع اساس کار تست جوش UT می‌باشد. فرایند امواج صوتی به طور کل از فصل مشترک فلز – گاز منعکس می‌شوند. در صورتی که در فصل مشترک های فلز – مایع یا فلز – جامد، تنها بخشی از امواج صوتی منعکس می‌شود. همین موضوع اساس کار تست جوش UT می‌باشد. عیوبی مانند ترک‌ها، حفره‌های انقباضی، ذوب ناقص، منافذ و عدم اتصال شبیه به فصل مشترک فلز – گاز عمل خواهند کرد و به آسانی قابل شناسایی خواهند بود همچنین آخال‌ها و موارد دیگر ناهمگنی‌های موجود در فلز می‌توانند به وسیله بازتاب جزئی یا با تفرق امواج فراصوتی شناخته گردند.

فرایند نتیجه بازرسی UT به این شکل است که در آشکارساز یک پالس اولیه نمایان می‌شود که نشانه سطح قطعه می‌باشد. یک پالس هم در انتها تشکیل می‌گردد که نشان دهنده ی سطح انتهایی قطعه است. حال این میان اگر پالسی تشکیل شود، معرف ناپیوستگی یا عیب است. مشخص است که عمق ناپیوستگی ها نیز روی محور افقی قابل تشخیص می‌باشد.

اجزای آزمون فراصوتی کدامند؟

فرستنده امواج UT

فرستنده های امواج صوتی در تست التراسونیک UT شامل یک کریستال پیزوالکتریک می باشد که امواج فراصوتی را هنگام اعمال ولتاژ متناوب از خود انتشار می کند. سه نوع از پرکاربرد ترین مواد پیزوالکتریک که در پروب های فراصوتی استفاده می گردند عبارتند از:

1- کوارتز ها

2- سولفات لیتیم ها

3- سرامیک های پلاریزه شده

این فرستنده‌ها که به نام «پروب» نیز شناخته می‌گردند، سیگنال‌های الکتریکی با فرکانس‌های بالا را به ارتعاشات مکانیکی تبدیل خواهند کرد. این ارتعاشات جبهه‌ای از امواج صوتی را تشکیل خواهند داد که در یک محیط مناسب وارد قطعه می‌گردند.

برحسب جهت و موقعیت ناپیوستگی های موجود در قطعه، چند نوع موج می تواند در بازرسی UT مورد استفاده قرار گیرند برای شناسایی عیوب های که موازی سطح، زاویه دار نسبت به سطح و نزدیک به سطح خواهند بود ، به ترتیب از امواج طولی، عرضی و سطحی به صورت جداگانه و با روش های مختلف استفاده خواهد شد.

این بازرسی ها به وسیله فرستنده های موج طولی به صورت روش پالس اکو، روش انتقالی، روش پروب زاویه دار یا روش دلتا صورت خواهند گرفت بیشتر بازرسی های صنعتی به روش پالس-اکو و از طریق امواج طولی مستقیم و امواج عرضی زاویه دار با یک فرستنده صورت خواهد گرفت.

در فرایند های تست التراسونیک UT فرکانس‌های پایین تر دارای قدرت نفوذ بیشتر اما حساسیت کمتری (توانایی دیدن نشانه کوچک) هستند. در حالی که فرکانس های بالاتر به عمق نفوذ خواهند کرد اما می توانند نشانه های کوچک تری را تشخیص دهند. همچنین حساسیت، قدرت تفکیک، منطقه مرده و اثر میدان نزدیک از مهمترین مشخصه های یک پروب فراصوتی خواهد بود.

آشکارساز فراصوتی عیوب ها

تجهیزات آشکارساز شامل یک گیرنده، تقویت کننده سیگنال و سیستم صفحه نمایش می باشند «تیوب پرتو کاتدی» یا CRT یک تیوب شیشه ای تحت خلأ است که یک جزء مهم آشکارساز محسوب می شود. هنگامی که فیلمان کاتدی E به صورت الکتریکی گرم می گردند ، الکترون ها از آن ساطع خواهند شد . این الکترون ها به روش سیم پیچ متمرکز کننده F به شکل یک باریکه نازک در خواهند آمد . در این شرایط ولتاژی که بصورت خطی با زمان تغییر می کند به صفحات تیوب اعمال می گردد که به «ولتاژ جاروب کننده» شناخته می شوند.

اگر همزمان با ولتاژ جاروب کننده، ولتاژی کوتاه مدت اعمال گردد خط ردگیری عیب به صورت حرکت بالا و پایین بر روی CRT دیده می گردد . این انحراف تحت عناوینی چون «پالس انعکاسی» یا «بازتاب» یا « اکو» شناخته می گردد. یک پالس اولیه داریم که نشانه ی سطح قطعه می باشد . یک پالس هم در انتها تشکیل می گردد که نشان دهنده سطح انتهایی قطعه می باشد . حال این میان اگر پالسی تشکیل شود، معرف ناپیوستگی یا عیب می باشد واضح است که عمق ناپیوستگی ها نیز روی محور افقی قابل تشخیص است.

کاربردهای تست UT کدامند؟

تست التراسونیک جهت تست مواد و کنترل کیفیت در تمام صنایع بزرگ کاربرد دارند صنایع همانند: ریخته گری، نورد، آهنگری، جوشکاری، اجزای الکتریکی و الکترونیکی، تولید و ساخت فولاد، آلومینیوم، تیتانیوم، ساخت سازه‌ها نظیر مخازن تحت فشار، کشتی‌ها، پل‌ها، وسایل نقلیه ،ماشین آلات، موتورهای جت. آزمایش فراصوتی یا تست جوش UT دارای کاربردهای فراوانی از جمله تعیین خواص اتصال، اندازه گیری ضخامت قطعات، تخمین میزان کاهش ضخامت ناشی از خوردگی، تعیین خواص فیزیکی، ریزساختارشناسی و اندازه گیری مدول الاستیک هستند.

در این فرایند از این روش تست‌ها در هنگام سرویس برای جلوگیری از شکست های احتمالی در محورهای گردنده چرخ قطار، غلتک‌های نورد، تجهیزات حمل و نقل زمینی، تجهیزات معدنی، خطوط لوله جوش در نیروگاه های هسته‌ای و شیمیایی، دیگ‌های بخار، مخازن تحت فشار، جوش نازل‌ها و … استفاده می گردد.