تست التراسونیک ( UT )

تست التراسونیک ( UT )

در این روش امواج مافوق صوت با فرکانسهای بالا به درون قطعه فرستاده می شوند. این امواج در مواد ( قطعات ) با دانه بندی ریز می توانند مسافت زیادی را طی کنند. فرکانس مورد استفاده بین 0.1 تا 25 مگا هرتز می باشد. سرعت صوت در جامدات معمولا بین 1000 تا 6000 متر بر ثانیه می باشد. به این ترتیب طول موج صوت مورد استفاده می تواند بین 0.1 تا 10 میلی متر باشد. تکنیک کار معمولا بدین صورت است که با قرار دادن پراب بر روی قطعه کا ر امواج صوتی به درون آن فرستاده می شود که در صورت وجود عیب در داخل قطعه ( به علت تغییر امپدانس ) موجب انعکاس بخشی کل امواج می گردد. پالس فرستاده شده انعکاسات بر روی صفحه CRT نمایش داده می شود و با کالیبره نمودن صفحه CRTبر حسب یک پالس مرجع که معمولا انعکاس از دیوار پشت قطعه و یا سطح منعکس کننده می باشد می توان فاصله عیب از سطح قطعه را مشخص نمود. در این روش که به روش A اسکن موسوم است اطلاعات دریافتی به صورت پالس می باشد که از روی محل پالس روی صفحه نمایشگر و ارتفاع و شکل آن پالس می توان به موقعیت ، اندازه و ماهیت عیب پی برد البته با تکنیکهای دیگر که به B,C اسکن موسوم است می توان اطلاعات دو بعدی و تصویر از سطح مقطع را به دست آورد که اغلب در تستهای دقیق و پیچیده مورد استفاده قرار می گیرد .

کاربرد : در صنایع لوله سازی ، هوافضا ، کشتی سازی و غیره .........

مفهوم ultrasonic

• دستگاه Ultrasonic : دستگاهی است که امواجی با فرکانس خیلی بالا تولید می کند که فرکانسش بیشتر از آستانه شنوایی است .(In fra sound 20 -20 .000 Hz) و فرکانس در ultrasonic test معادلMHz 0.5 - 10 می باشد .

این دستگاه قادر است عیوب یا ناپیوستگی های ریز که معادل نصف طول موجش است را نشان دهد .

نصف طول موج = ناپیوستگی های قابل تشخیص در UT .

در مقابل ترنس ویوسر دستگاه 3 ناحیه وجود دارد :

1. Far field
2. Near field
3. Dead zone

• منطقه Near zone مکانی است که اگر ناپیوستگی ها در این منطقه قرار گیرند بصورت واضح و دقیق توسط دستگاه قابل تشخیص نمی باشد ( و این یکی از معایب روشUT می باشد ) .

• منطقه Far field or Far zone منطقه ای است که عیوب با دقت بالایی قابل تشخیص می باشند در این منطقه صوت حالت واگرایی دارد که این زاویه واگرایی به عواملی چون طول موج و قطر کریستال پراب و فرکانس وابسته می باشد که با طول موج رابطه مستقیم و با فرکانس و قطر کریستال پراب رابطه معکوس دارد .

ضخامت سنجها:
جریان گردابی (EDDY CURRENT):
تکنیک جریان گردابی برای اندازه گیری غیرمخرب ضخامت پوششهای غیرهادی بر روی پایه های فلزات غیرآهنی استفاده می شود . یک کویل جریان متناوبی با فرکانس بالا را هدایت می کند که جهت ایجاد یک رشته (Field) مغناطیسی متناوب بر روی سطح پراب استفاده می شود .
زمانی که پراب به سطح هادی نزدیک می شود رشته های مغناطیسی متناوب ، جریان گردابی را در سطح ایجاد می کنند. خصوصیات فلز پایه و فاصله پراب از پایه ( ضخامت پوشش ) بر روی میزان جریان گردابی ایجاد شده تاثیر گذار می باشد. جریان گردابی ایجاد شده یک رشته جریان الکترومغناطیس معکوس خودش را ایجاد می کند که می تواند توسط همان کویل اولیه یا یک کویل ثانویه حس شود. این دستگاه قادر به ذخیره نتایج اندازه گیری شده یا انجام دقیق آنالیز اطلاعات و خروجی جهت اتصال به پرینتر و کامپیوتر میباشد.
این قسمت به عواملی همچون صافی سطح، انحنا، ضخامت پایه و نوع فلز پایه و فاصله تا لبه قطعه حساس می باشد.

التراسونیک (ULTRASONIC) :
ضخامت سنج التراسونیک جهت اندازه گیری ضخامت پوشش بر روی پایه های غیر فلزی بدون تخریب پوشش استفاده می شود. پراب دستگاه شامل یک ایجاد کننده امواج التراسونیک (Transducer) میباشد که یک پالسی را در سرتاسر پوشش می فرستد. پالس فرستاده شده از پایه به طرف Transducer منعکس می شود و به یک سیگنال الکتریکی با فرکانس بالا تبدیل می شود. موج پژواک داده شده جهت تعیین ضخامت پوشش اندازه گیری و آنالیز میشود.
در این روش میزان ضخامت پوشش از رابطه زیر به دست می آید :
d= vt/2
d : فاصله سطح تا قسمت جدایش ( ضخامت پوشش )V : سرعت امواج صوت در ماده
T : زمانی که این مسافت طی شده است .

میکرومتر (MICROMETER):در بعضی اوقات از میکرومتر جهت چک کردن ضخامت پوشش استفاده می شود. مزیت این روش این است که امکان اندازه گیری هر نوع پوششی را بر روی هر پایه ای فراهم می کند. اما محدودیت این این روش این است که برای اندازه گیری لازم است به سطح پایه بدون پوشش دسترسی داشت. به همین دلیل جهت اندازه گیری پوششهایی با ضخامت کم مناسب نمی باشند. در این روش دو بار باید اندازه گیری انجام شود ، یک بار با پوشش ودیگر بار بدون پوشش . اختلاف بین این دو ، ضخامت پوشش را به ما می دهد.

تستهای مخرب (DESTRUCTIVE TESTS )
یکی از تکنیکهای روش مخرب ، برش قسمت پوشش و اندازه گیری ضخامت پوشش با مشاهده قسمت برش به صورت میکروسکوپی می باشد. تکنیک دیگر استفاده از میکروسکوپ درجه بندی شده می باشد. در این روش از یک ابزار برشی مخصوص جهت ایجاد حفره کوچک و دقیق v شکل در سرتاسر پوشش و داخل پایه استفاده می شود. در حالی که فهم این روش آسان به نظر می رسد ، امکان اندازه گیری غلط وجود دارد. این روش نیاز دارد تا مهارت کافی پیدا کرده و بتوانیم نتایج را تفسیر کنیم. تنظیم کردن لبه بیرونی و مرز فصل مشترک ممکن است خطاهایی را ایجاد.

گراویمتریک (GRAVIMETRIC):
در این روش با اندازه گیری جرم پوشش و منطقه پوشش می توان ضخامت پوشش را اندازه گیری کرد. ساده ترین راه این است که قسمت مورد نظر را قبل و بعد از ایجاد پوشش وزن کنیم . زمانی که میزان جرم و منطقه تست تعیین شد ، ضخامت از رابطه زیر به دست می آید:

T = 10m/Ad

T = ضخامت بر حسب میکرومتر M = جرم توده بر حسب میلی گرم A = منطقه تست بر حسب سانتی متر مربع d = چگالی بر حسب گرم بر سنتیمتر مکعب

توضیحاتی درباره پراب ها و دستگاههای ultrasonic

دستگاههای آنالوگ و دیجیتال و پراب های Angle و Normal :
دستگاههای به دوصورت تقسیم می شوند :

• آنالوگ : در صنعت کاربرد چندانی ندارند بدلیل آنکه سرعت کارکردن با دستگاه کم است . ازاین دستگاه بیشتردرآموزشهای Ultrasonic testing و کارهای آزمایشگاهی استفاده می شود .
• دیجیتال : بدلیل راحت و آسان بودن سیستم دستگاه و سرعت بالا برای کار, از این نوع دستگاه در صنعت استفاده می شود .

انواع پراب ها

1. Angle ( پراب های زاویه دار ) : اغلب استفاده این پراب در تست و بازرسی جوش است .
2. Normal ( پراب های نرمال ) : اغلب استفاده این پراب ها برای تست و بازرسی سطوح است و برای تست جوش استفاده نمی شود .

Pulse - Echo ( برگشت صوت ) : در این روش تنها یک پراب استفاده می شود که هم فرستنده و هم گیرنده صوت است .
Through Transmissian ( انتقال صوت ) : در این روش 2 پراب استفاده می شود که یکی فرستنده و دیگری گیرنده صوت است .

نوع انتقال صوت در پراب ها به دو صورت است :

• پالس کوتاه Short pulse
• موج متوالی Continuous wave

بلوکهای مرجع برای کالیبراسیون پراب های Normal و Angle
در روش ultrasonic testing

بلوک های مرجع (Reference block)

• بلوک V1 یا ll W .
• بلوک V2 یا Az .

- از این بلوک ها در کالیبراسیون پراب های Angle , Normal استفاده می شود .
- ضخامت های این بلوک ها متفاوت است مثلا بلوک V2 دارای ضخامت هایی چون 12mm , 20mm است و ضخامت بلوک V1 معادل 25mm است .
- شعاع کرو در بلوک 25mm , 50 mm V2 است .
که 25mm شعاع کرو کوچک و 50mm شعاع کرو بزرگ است .
- شعاع کرو در بلوک V1 معادل 100mm است .

روشهای test و بازرسی قطعات توسط دستگاههای ultrasonic

روش تماسی Contact testing

• در روش تست تماسی ترنس دیوسر مستقیم روی نقطه تحت تست قرار می گیرد چون دانسیته هوا کم است یک نوع عایق صوتی به حساب می آید و بخاطر همین از موادی چون : گریس - روغن - آب و ... دربین اتصال ترنس دیوسر با قطعه استفاده می شود .

روش غوطه وری Immersian testing

• در روش غوطه وری قطعه تحت تست و ترنس دیوسرهردو در داخل یک تانک که از آب پشده قرار می گیرد . در این روش سرعت تست بالا است و اغلب در جاهایی که سرعت کار مهم است از این روش استفاده می کنیم .

آیتم های مهم در ultrasonic
1 - کالیبراسیون فاصله پراب نرمال ( Normal )
2 - کالیبراسیون فاصله برای پراب زاویه دار (Angle )
3 - تعیین شاخص پراب
4 - تعیین زاویه پراب
5 - تعیین محل SDH روی بلوک مرجع
6 - قدرت تفکیک resolution
7 - Amplitud control lineritiy
8 - screen light lineritiy
9 - منحنی DAC
10 - ضخامت مولد
11 - زاویه انحراف
12 - خطی بودن محور افقی

استانداردهای مورد استفاده در Ultrasonic testing

استانداردهای کاربردی در NDT و جوشکاری

1. AWS A1.1 : راهنمای سیستم های اندازه گیری متریک در صنایع جوشکاری .
2. AWS A2.4 :استاندارد علائم و نشانه هادر جوشکاری , لحیم کاری و تست های غیر مخرب .
3. AWS A3.0 : استاندارد واژه ها و اصطلاحات جوشکاری .
4. AWS B1.10 : راهنمای بازرسی غیر مخرب جوش .
5. AWS B1.11 : راهنمای بازرسی چشمی جوش .
6. ANSI Z49.1 : ایمنی در جوشکاری , برشکاری و فرآیندهای وابسته .
7. AWS QC1 : استاندارد AWS برای تایید صلاحیت بازرسین جوش .
8. AWS D1.1 : کد ساخت سازه های فولادی جوشکاری شده .
9. AWS D1.5 : استاندارد ساخت پل های فلزی جوشکاری شده .
10. AWS D15.1 : استاندارد جوشکاری راه آهن و لوکوموتیو .
11. AWS B5.11 : استاندارد تایید صلاحیت مفسرین رادیوگرافی .