آزمون التراسونیک

آزمون التراسونیک (UT )

تست التراسونیک یا تست UT یکی از روش های متداول تست غیر مخرب NDT است که مخفف کلمه انگلیسی (Ultrasonic Test) است ، تست التراسونیک قابلیت تشخیص تقریباً تمام عیوب سطحی و زیر سطحی را دارد به شرط اینکه سطح قطعه صاف باشد . در تست التراسونیک از مبدل متصل به دستگاه تشخیصی برای ارسال امواج صوتی به داخل ماده استفاده می شود و اغلب نیاز به استفاده از یک کوپلنت (مانند روغن یا آب) برای اتصال مبدل و جسم دارد ، که باعث افزایش دقت در نتایج می شود.

دو روش برای دریافت سیگنال وجود دارد. روش اول Reflection یا تأمل که با نام پالس اکو نیز شناخته می شود است ، که مبدل هم سیگنــال را ارسال میکند و هم دریافت می کند و روش دوم میرایی یا Attenuation است که یک مبدل سیگنــال را ارسال می کند و یک مبدل دیگر آن را دریافت می کند و هر گونه تغییر غیر عادی در سیگنال نشان دهده وجود عیب در داخل قطعه است.

به عبارتی دیگر، بازرسی به روش التراسونیک یکی از متداول‌ترین روش‌های تست‌های غیر مخرب می‌باشد که به دلیل قدرت نفوذ بالای امواج فراصوتی، حساسیت بالا، هزینه‌های نسبتاً پایین، سرعت عمل مناسب و به علت کاربرد فراوانی که دارند از جایگاه ویژه‌ای در بین سایر تست‌ها برخوردارند و دارای محبوبیت فراوانی هستند. روش التراسونیک جهت تست مواد و کنترل کیفیت آنها در تمام صنایع به کار می‌رود که می‌توان به صنایع ریخته‌گری، نوردکاری، آهنگری، جوشکاری، تولید شمش‌های فولاد، آلومینیوم، تیتانیوم، ساخت مخازن تحت فشار، کشتی‌ها، پل‌ها، خطوط ریلی اشاره‌کرد. همچنین از روش التراسونیک می‌توان برای تعیین خواص اتصال، ضخامت‌سنجی و کاهش ضخامت قطعات، تعیین خواص فیزیکی، بررسی ریزساختاری و اندازه‌گیری مدول الاستیسیته بهره برد. از این روش می‌توان برای بازرسی در حین سرویس تجهیزات و قطعاتی مانند محورها، چرخ‌ها، غلتک‌ها، تجهیزات حمل ونقل و خطوط لوله، به منظور جلوگیری از شکست‌های ناشی از خستگی استفاده کرد.

در بازرسی به روش التراسونیک، امواج صوتی با فرکانس بالا (در محدوده مگاهرتز) به داخل قطعه فرستاده می‌شود تا عیوب داخلی شناسایی شده و خواص مواد بررسی گردد. با توجه به اینکه سرعت صوت در محیط‌های مختلف متفاوت است، هنگامی که امواج به عیب یا ناپیوستگی درون قطعه برخورد کنند، دچار تغییر محیط شده و منعکس می‌شوند که نشان دهنده‌ی وجود عیب در درون ماده است. همچنین این امواج صوتی با کاهش مقداری از انرژی خود، به دلیل پدیده‌ی تضعیف صوت در حین حرکت در داخل مواد مواجه می‌شوند و در فصل مشترک‌ها و مرزها نیز منعکس می‌شوند. این امواج صوتی توسط توسط پرابی که دارای یک مبدل یا ترنسدیوسر است، تولید می‌شوند که از محدوده‌ی شنوایی ما خارج است، این امواج که توسط مبدل تولید می‌شوند پس از منعکس شدن نیز توسط خود مبدل نیز دریافت می‌شود. پس از دریافت مجدد امواج که می‌تواند ناشی از وجود عیوب احتمالی قطعه مانند تخلخل، ترک و ناخالصی‌های حبس‌شده باشد، پس از تبدیل به سیگنال‌هایی در صفحه نمایشگر، نشان داده می‌شود که بازرس می‌تواند با تحلیل این سیگنال‌ها به مکان، عمق و سایز عیوب پی ببرد.

تجهیزات بازرسی به روش التراسونیک شامل پراب است که یک قطعه‌ی فرستنده امواج صوتی است که براثر اعمال ولتاژ متناوب، از خود منتشر می‌کند که سه نوع پرکاربرد آنها شامل کوارتز، سولفات لیتیم و سرامیک‌های پلاریزه شده هستند. این امواج برحسب نوع و جهت عیب مورد انتظار می‌توانند به صورت طولی، عرضی و سطحی با روش‌ها و پراب‌های مختلف تولید شوند. هرچه موج صوتی ارسال شده، دارای فرکانس پایین‌تری باشد، قدرت نفوذ بیشتر اما حساسیت کمتری دارد و در در فرکانس بالا، این موارد برعکس هستند. تجهیز دیگر بازرسی، آشکارساز یا صفحه نمایش است که اطلاعات را به سیستم نمایشگر منتقل می‌کند. انواع تکنیک‌هایی برای بازرسی به روش التراسونیک وجود دارد که سه روش اصلی آن برای تشخیص عیوب قطعات آن شامل روش پالس – اکو، روش اکو – اکو و روش مستقیم می‌باشد.

از مزایای بازرسی به روش التراسونیک می‌توان به توانایی تشخیص و اندازه گیری عیوب داخلی، سطحی و زیرسطحی قطعات نازک یا ضخیم، کفایت دسترسی به یک سمت از قطعه، بی‌خطر بودن امواج، ضخامت سنجی به منظور بررسی میزان خوردگی و سایش، اندازه‌گیری خواص مواد از جمله سرعت صوت در ماده، مدول الاستیک و تنش پسماند و تشخیص ترک‌های خستگی، قدرت نفوذ بالا (امکان بازرسی قطعات تا ضخامت ۵ متر)، دقت بسیار بالا در تعیین موقعیت عیوب داخلی و تعیین ماهیت، اندازه و شکل عیوب، قابلیت حمل و نقل آسان تجهیزات اشاره کرد. از محدودیت‌های بازرسی به روش التراسونیک نیز می‌توان نیاز به بازرس ماهر و آموزش دیده، وجود چالش در بازرسی قطعات نازک و یا قطعات چند لایه‌ی کامپوزیتی و فایبرگلاس اشاره کرد.