شنبه , ۱۳ آذر ۱۳۹۵
دانلود رایگان نرم افزار آنالیز تصویر + فیلم آموزشی
تست التراسنیک

تست التراسونیک

تست التراسونیک

ارسالی از : سید محمد علی حسینی

مقدمه:

تست التراسونیک (Ultrasonic Test) یا به اختصار UT یکی از تست های غیر مخرب است که بر مبنای ارسال امواج فراصوت (ماوراء صوتی) به داخل قطعه ی مورد بازرسی و بررسی چگونگی انتشار آن در داخل قطعه استوار است. موج فراصوت تا وقتی که محیط یکنواختی را در داخل قطعه طی می کند، مسیر اولیه خود را ادامه می دهد و به محض برخورد با عیب (ناپیوستگی یا ناهمگنی ساختاری) تماما یا بخشی از آن در فصل مشترک محیط اول (محیط داخل قطعه) و محیط دوم (ناپیوستگی) انعکاس می یابد.

یکی از قدیمی ترین روش های بررسی غیر مخرب مقایسه طنین صدای حاصل از ضربه چکش کوچکی به قطعه مورد تست با طنین صدای ضربه ای با همان شدت به قطعه سالم مشابه آن بود. به این ترتیب سالم بودن یا نبودن قطعه مشخص می شد. البته این روش بررسی روش حساسی نبود که شناسایی عیوب ریز را ممکن سازد. از طرفی دیگر عیب قابل شناسایی به حساسیت گوش شخص تست کننده بستگی داشت. با دستیابی به امواج فراصوت با فرکانس های بالا شناسایی عیوب ریز داخلی قطعات امکان پذیر شد و کاربرد این روش به طور گسترده ای توسعه یافت.

تست التراسنیک

امروزه تست التراسونیک یا فراصوت به دلیل قدرت نفوذ بالای امواج فراصوتی، حساسیت بالای تجهیزات مربوط به آن، هزینه های نسبتا پایین و سرعت عمل مناسب در کنترل کیفیت محصولات فرآیند های تولید (از قبیل کشش، نورد، فورجینگ، اکستروژن) و هم چنین درز جوش ها کاربرد وسیعی دارد.

تست التراسونیک در قطعات ریخته گری شده بیشتر برای شناسایی عیوبی از قبیل حفره ها، شکاف ها ترک ها ترک های انقباضی و ناخالصی های غیر فلزی کاربرد دارد. از تست التراسونیک برای اندازه گیری و کنترل ابعاد نیز استفاده می شود.

محدودیت های تست التراسونیک عبارتند از قطعات با شکل های پیچیده، با برش ها یا ناپیوستگی های بسیار ریز و پراکنده، ساختار نامطلوب داخلی از لحاظ اندازه دانه های کریستالی، حفره های بسیار ریز، رسوب های ریز و پراکنده و ناخالصی های غیر فلزی همگی موجب بروز خطا در تفسیر نتیجه تست التراسونیک می سوند.

 

روش های تست التراسونیک

قسمتی از موج التراسونیک پس از عبور از محیط اول و برخورد به مرز مشترک دو محیط می تواند داخل محیط دوم شود و بخشی هم در همان محیط اول انعکاس یابد. به این ترتیب هر نوع عیب و ناهمگنی موجود در قطعه به علت داشتن مقاومت ظاهری متفاوت با محیط قطعه (محیط اول)، محیط دوم محسوب می شود که می تواند موجب عبور بخشی از موج و بازتاب بخشی دیگر از آن شود.

به طور کلی در تست التراسونیک بر حسب این که موج صوتی عبور کرده از محیط قطعه و یا بخش بازتاب یافته از آن مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد، دو روش وجود دارد:

 

۱- روش عبوری

در روش عبوری از دو دستگاه فرستنده و گیرنده موج التراسونیک، یکی به عنوان فرستنده موج صوتی در یک طرف قطعه و دیگری به عنوان گیرنده موج در طرف مقابل آن استفاده می شود.

در این روش فرستنده موج التراسونیک توسط دستگاه فرستنده به طور ضربه ای (پالسی) و یا پیوسته به داخل قطعه مورد تست فرستاده می شود. کمیتی که در این  روش اندازه گیری می شود، دامنه شدت و یا فشار موج صوتی عبور کرده از قطعه است. وجود هر گونه عیب یا ناهمگنی در قطعه بین دستگاه فرستنده و گیرنده سبب می شود که شدت موج التراسونیک در نتیجه بازتاب جزئی یا کلی موج کاهش یابد و یا به صفر برسد. البته با این روش موقعیت عیب را با یک مرحله تست نمی توان شناسایی کرد.

قابل توجه است که قبل از تست سطح قطعه باید کاملا تمیز گردد، مخصوصا از پوسته های اکسیدی، دقت این تست به حساسیت یا دقت دستگاه شدت یا فشار سنج بستگی دارد.

مسئله دیگری که در این روش وجود دارد، وجود دو مرز انتقال بین سطح قطعه و دستگاه های فرستنده و گیرنده موج و جفت شدگی کامل آن ها است که باید مورد توجه قرار گیرد.

این روش عمدتا برای بررسی قطعات با ضخامت کم مانند انواع ورق ها و تسمه ها، برای بررسی ساختار میکروسکپی و هم چنین برای بررسی گرافیت در چدن خاکستری و نحوه پراکندگی آن ها در قطعه به کار می رود.

معایب روش عبوری عبارتند از:

– در این روش دو کاوشگر (یکی به عنوان فرستنده و دیگری گیرنده) مورد نیاز است. به این ترتیب هر دو طرف قطعه باید  قابل دسترسی باشد.

– دو سطح قطعه باید موازی باشند، در غیر این صورت تست می تواند دچار مشکل شود.

– موقعیت عیب قابل تشخیص نیست (البته چنانچه بررسی فقط از دو سطح مقابل قطعه انجام گیرد).

 

۲- روش موج صوتی ضربه ای یا روش انعکاسی

در این روش از موج صوتی بازتاب برای بررسی قطعه و شناسایی عیب استفاده می شود. در این روش موج  فراصوتی به صورت ضربه ای (پالسی) کوتاه مدت (از ۱ تا ۱۰میکروثانیه) از طریق دستگاه فرستنده که به عنوان دستگاه گیرنده هم عمل می کند، به داخل قطعه مورد تست ارسال می شود. این پالس ها موج فراصوتی از داخل قطعه عبور کرده و پس از برخورد به مرز دو محیط (اعم از سطح مرزی عیب یا سطح مقابل قطعه) طبق قوانین فیزیکی، انعکاس کلی یا جزئی می یابد. اگر سطح مرزی عیب عمود بر جهت انتشار موج صوتی باشد، موج بازتاب در همان امتداد به مبدا خود بازگشته و توسط همان دستگاه فرستنده که اکنون به عنوان گیرنده عمل می کند، گرفته شده و به پالس الکتریکی تبدیل می شود. در اینجا دستگاه مبدل موج صوتی در دوره تناوب های سریع و معینی به عنوان فرستنده و گیرنده عمل می کند. ضمنا برای انتقال پالس های امواج صوتی به داخل قطعه از لایه بسیار نازک روغنی (مانند گلیسیرین) استفاده می شود. به کمک یک دستگاه اسیلوسکوپ می توان شدت یا فشار پالس های ورودی و برگشتی امواج فراصوتی را نمایان ساخت.

مدت زمان رفت و برگشت موج صوتی به سرعت انتشار صوت در محیط قطعه مورد تست بستگی دارد. با توجه به این که سرعت انتشار موج صوت در یک محیط معین مقدار ثابتی است و موج مسافت های  x و a (که x برابر با فاصله سطح قطعه تا عیب و ش ضخامت قطعه است) را به صورت رفت و برگشت پیموده است، روابط زیر را می توان برای آن ها نوشت:

۲x=t1c

۲a=t2c

اکنون با نسبت دادن دو رابطه فوق به یکدیگر محل دقیق عیب از رابطه زیر به دست می آید:

Untitled

 

فواصل زمانی ارسال موج به داخل قطعه مورد تست باید به گونه ای باشد که موج در حال ورود به داخل قطعه با موج بازتاب برخورد نکند. از طرفی تمامی انرژی موج صوتی منعکس شده به انرژی الکتریکی تبدیل نمی شود، بلکه بخشی از آن به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و بخش دیگر در مرز مشترک بین قطعه و ماده واسط، مانند روغن، مجددا منکعس می گردد، به این ترتیب چندین پالس به دنبال هم می تواند دریافت شود.حساسیت روش انعکاسی به فواصل زمانی پالس های صوتی بستگی دارد. اگر ضخامت قطعه مورد تست بسیار کم باشد، لازم است فاصله بین پالس اول و دوم بسیار کوتاه مدت باشد، در غیر این صورت تشخیص پالس ناشی از عیب یا ناهمگنی ممکن نیست.

مزایای این روش:

– محل عیب دقیقا شناسایی خواهد شد.

– در دسترس بودن یک سمت قطعه کافی خواهد بود.

 

۳- روش غوطه وری:

در روش غوطه وری قطعه مورد بررسی و کاوشگر به طور کامل در مخزنی از مایع (معمولا آب) غوطه ور می شود. معمولا مناسب تر است که موج صوتی از فاصله ای بیش از ضخامت قطعه به داخل آن ارسال شود تا از تداخل امواج بازتاب در محدوده تست جلوگیری شود. این فاصله باید به گونه ای انتخاب شود که زمان عبور موج صوتی در مایع بیش از زمان عبور موج در قطعه باشد. در این صورت فاصله ای که موج صوتی در مایع طی می کند بزرگتر و یا حداقل برابر با مسافتی است که در قطعه طی می کند.محدودیت این روش کاربرد آن برای قطعات کوچک است.

Untitled

 

 

۴- روش فواره ای:

روش فواره ای به این شکل است که در آن آب توسط افشانکی به قطعه پاشیده می شود و کاوشگر در داخل آب قرار می گیرد. به کمک این روش قطعات با طول زیاد را هم، که به راحتی نمی توان در مخزن حاوی مایع غوطه ور ساخت، می توان بررسی کرد. این روش هم چنین برای بررسی قطعات دارای سطوح ناصاف و زبر نیز به کار می رود.

 ۵- روش استفاده از چرخ لاستیکی

در این روش کاوشگر مطابق شکل در مرکز چرخ لاستیکی پر از آب، که می تواند حول محورش بچرخد، قرار می گیرد. حرکت چرخ لاستیکی به گونه ای است که همواره در تماس کامل با سطح قطعه مورد تست می باشد. نقص این روش این است که مقداری از انرژی صوتی در سطوح مرزی بین محیط های گوناگون (مایع، قطعه، کاوشگر و مایع) از بین می رود. در این روش می توان از چندین کاوشگر به طور همزمان در جهات مختلف استفاده کرد.

 

انتخاب مناسب ترین فرکانس تست التراسونیک

انتخاب فرکانس و یا طول موج در تست التراسونیک هم از لحاظ حساسیت و قدرت تشخیص عیب و هم از نظر عمق نفوذ اهمیت ویژه ای دارد. یکی از عوامل مهم در شناسایی عیب از طریق تست التراسونیک اندازه عیب در مقایسه با طول موج است و طول موج خود تابعی است از فرکانس () اگر عیبی را که تقریبا کروی شکل است در نظر بگیریم، هر گاه قطر آن بزرگتر از طول موج باشد، با اطمینان کامل قابل شناسایی است. بنابراین هر چقدر فرکانس موج صوتی بالاتر و یا به عبارت دیگر هر چقدر طول موج کوتاه تر انتخاب شود قدرت تشخیص برای عیوب ریز افزایش می یابد. در مقابل هر چقدر طول موج کوتاه تر انتخاب شود عمق نفوذ موج صوتی افزایش می یابد، اما در صورت وجود عیب و موانع ریز و ازدیاد مرز دانه ها با برخورد موج صوتی با آن ها پراکندگی و جذب بیشتر شده و مقدار بیشتری از انرژی موج صوتی کاسته می شود و نتجتا عمق نفوذ کاهش می یابد. علاوه بر آن دستگاه مولد موج صوتی با فرکانس بالا دارای پالس های باریکتر و در نتیجه قدرت تفکیک مناسب تری است. ولی از طرفی چنانچه فرکانس موج صوتی بسیار بالا (یا طول موج بسیار کوتاه) باشد در مواد کریستالی هر دانه کریستالی خود مرکز پخش و پراکندگی امواج خواهد شد، به طوری که قدرت تفکیک کاهش می یابد و پالس بازتاب دیگر به خوبی قابل شناسایی نخواهد بود.

در قطعات فلزی هر چقدر مرز دانه ها و ناخالصی های موجود در آن ها بیشتر باشد پراکندگی شدیدتر  است.  هم چنین موقعی که مدول الاستیک ناهمگنی بیشتر باشد این پدیده قویتر صورت می گیرد.

در بررسی مواد کریستالی با در نظر گرفتن مطالب عنوان شده، که از یک طرف نباید فرکانس بالا باشد که موجب افزایش پراکندگی شود و در نتیجه موج صوتی بتواند به خوبی در محیط مورد بررسی انتشار یابد، برای انتخاب امواج التراسونیک محدوده های زیر توصیه شده است:

برای مواد سرامیکی، فولادی و آلومینیومی پرسکاری و فورج شده از فرکانس های بین ۲ تا ۶ مگاهرتز و برای قطعات ریخته گری شده؛ مانند چدن خاکستری، که معمولا دارای دانه های درشت تری است، از فرکانس های بین ۰٫۵ تا ۳ مگا هرتز استفاده می شود. چدن خاکستری لایه ای به خوبی گرافیت کروی قابل تست نیست.

برای مواد غیر کریستالی، مثل مواد پلیمری (مانند پلیمر شیشه ای، پلی اتیلن، پلی پروپیلن)، با توجه به بالا بودن تضعیف موج صوتی از طریق جذب و شدت یافتن آن با افزایش فرکانس باید در انتخاب فرکانس های بالا دقت به عمل آید. بنابراین در حالی که بررسی قطعات پلیمری با ضخامت های کم به خوبی با فرکانس های بالا امکان پذیر است، برای قطعات ضخیم تر باید از کاوشگرهای با فرکانس پایین تر استفاده کرد. از این جهت در این گونه موارد از فرکانس های بین ۰٫۵ تا ۲ مگا هرتز استفاده می شود. اما در مواردی می توان کاوشگر های با حساسیت بالا را نیز به کار برد.

برای بتن و موادی از این قبیل اغلب از فرکانس های بین ۲۰ تا ۲۰۰ کیلوهرتز استفاده می شود.

به طور کلی برای این که مرز دانه ها سبب پراکندگی زیاد و ایجاد اختلال نشود، باید از فرکانس هایی استفاده کرد که طول موج حاصل از آن بسیار بزرگتر از اندازه دانه های کریستالی قطعه مورد تست باشد. از طرف دیگر باید طول موج کوچکتر از اندازه عیب یا ناهمگنی باشد تا با بازتاب موج صوتی از عیب، عیب قابل تشخیص باشد.

 

تست UT  ( آزمون فراصوتی )

آزمون فراصوتی یکی از آزمایش های نسبتا پیشرفته در ردهء آزمایش های غیر مخرب می باشد . این روش سریع بوده و قادر به تشخیص معایب داخلی بدون نیاز به تخریب قطعهء جوش شده می باشد . چون این روش از نزدیک کنترل می شود ، قابلیت ارائه اطلاعات دقیق و مورد نیاز قطعهء جوش شده ، بدون نیاز به یک سری عملیات پر کار را دارا می باشد . این روش هم معایب سطحی و هم نواقص داخلی فلز جوش و فلز پایه را مشخص ، مکان یابی و اندازه گیری می کند . آزمایش فراصوتی توسط موج منتشر شده از یک مبدل ( بلور کوارتز ) که مشابه یک موج صوتی ولی با گام و فرکانس بالاتری است ، انجام می شود . موج های فراصوتی از داخل قطعهء مورد آزمایش عبور داده می شوند و با هر گونه تغییر در تراکم داخلی قطعه ، منعکس می شوند . این موج ها توسط یک مبدل ( بلور کوارتز که تحت جریان متناوب قرار داد ) که به یک واحد جست و جوگر متصل شده ، تولید می شوند . امواج منعکس شده ( پژواک ها ) به صورت بر جستگی هایی نسبت به خط مبنا ، بر روی صفحه نمایش دستگاه ، ظاهر می شوند .

هنگامی که واحد جست و جوگر به مصالح مورد نظر متصل می شود ، دو نوع پژواک بر روی صفحه نمایش ظاهر می شود . ضربان اول ، انعکاس صدا از سطح رویی جسم که در تماس با دستگاه است ، می باشد و ضربان دوم مربوط به انعکاس موج از سطح مقابل است . فاصله بین این دو ضربان با دقت کالیبره می شود . این الگو نشان می دهد که مصالح در شرایط مناسبی از نظر معایب و نواقص داخلی قرار دارد . هنگامی که یک عیب یا ترک داخلی توسط واحد جست و جو پیدا شود ، تولید ضربان سومی می کند که بین ضربان اول و دوم بر روی صفحه نمایش ثبت می شود .

بنابراین مشخص می شود که محل این عیب بین سطوح بالا و پایین مصالح ( در داخل جسم مصالح ) می باشد . فاصله میان ضربان ها و ارتفاع نسبی آنها محل و میزان سختی

تراکم  عیب مزبور را مشخص می کند .

 نوع نمایش تصویری در آزمون فراصوتی

اطلاعاتی را که طی آزمون فراصوتی بدست می آیند به چند طریق می توان به صورت تصویر نمایش داد .

الف ) نمایش تصویری A

معمول ترین سیستمی که مورد استفاده قرار می گیرد نمایش تصویری روبشی A است . یک موج ناقص در سمت چپ صفحهء اسیلوسکوپ ظاهر می شود که مربوط به پالس اولیه است ، موج های ناقص دیگری نیز روی صفحهء اسیلوسکوپ ظاهر می شوند که مربوط به علامت پژواک های دریافتی هستند . ارتفاع پژواک معمولا متناسب با اندازهء سطح بازتاب است ، ولی مسافتی که علامت طی می کند و اثرات تضعیف درون ماده روی آن تاثیر دارد . در هر صورت ، با فرض یک مبنای خطی زمان ، موقعیت خطی ( پالس ) پژواک متناسب با فاصلهء سطح بازتاب از پروب است . این نوع نمایش تصویری در تکنیک های بازرسی با پروب دستی معمول است .

از معایب نمایش تصویری روبشی A این است که ثبت دائم تصویر ممکن نیست ، مگر اینکه از تصویر اسیلواسکوپ عکس گرفته شود ، البته دستگاه های جدید پیشرفته دارای وسایل ثبت دیجیتال هستند .

 

ب ) نمایش تصویری B

با نمایش تصویری روبشی B می توان موقعیت عیب درون قطعه را ثبت کرد . این سیستم در شکل نشان داده شده است . لازم است که بین موقعیت پروب و اثر عیب ارتباط مختصاتی به وجود بیاید . استفاده از نمایش تصویری روبشی B به تکنیک های آزمون اتوماتیک و نیمه اتوماتیک محدود می شود .

هنگامی که پروب در موقعیت ۱ است علائم روی صفحهء اسیلوسکوپ مطابق شکل هستند ، iنشان دهندهء علامت اولیه و ii نمودار دیوارهء پشتی قطعه است .

وقتی که پروب به موقعیت ۲ می رسد ، خط iii روی تصویر نشان دهندهء عیب است . این طرز نمایش از مقطع قطعه کار می تواند روی یک نمودار کاغذی ثبت شود ، عکاسی شود ، و یا اینکه روی پردهء بلند ثابت نمایش داده شود .

 

تکنیک های بازرسی در آزمون فراصوتی

وجود یک عیب در داخل یک ماده را می توان با استفاده از تکنیک امواج فراصوتی عبوری یا بازتابی پیدا کرد .

 

روش بازتابی با پروب عمودی

این روش در آزمون فراصوتی از معمول ترین تکنیک هاست و در شکل صفحات قبل نشان داده شده است . تمام یا بخشی از پالس توسط عیب داخل ماده بازتاب یافته و به وسیلهء پروب دریافت می شود . این پروب به جای فرستنده و گیرنده عمل می کند . فاصلهء زمانی بین ارسال پالس و دریافت پژواک برای محاسبهء فاصلهء عیب از پروب به کار می رود. روش بازتابی نسبت به روش عبوری دارای مزایای معینی است که عبارتند از :

الف ) قطعه کار به هر شکل می تواند باشد .

ب ) فقط دسترسی به یک طرف قطعه کار مورد نیاز است .

پ ) فقط یک نقطهء جفت شدن وجود دارد و در نتیجه مقدار خطا حداقل می شود .

ت ) فاصلهء عیب ها از پروب می تواند اندازه گیری شود .

 

روش عبوری با پروب عمودی

در این روش فرستنده با استفاده از یک روغن جفت کننده با سطح قطعه کار تماس برقرار می کند . یک پروب دریافت کننده روی سطح مفابل ماده نصب می شود .

اگر در داخل ماده هیچ گونه عیبی وجود نداشته باشد ، علامتی با یک شدت معین به گیرنده خواهد رسید . اگر ابین پروب فرستنده و گیرنده عیبی وجود داشته باشد شدت علامت دریافتی کاهش خواهد یافت . این امر به علت بازتاب جزیی پالس عیب است که بدین ترتیب می توان به وجود عیب پی برد .

این روش معایبی دارد که عبارتند از :

الف ) قطعه کار باید دارای دو سطح موازی باشد و به هر دو سطح آن نیز باید دسترسی داشت .

ب ) دو عدد پروب مورد نیاز است لذا جفت کردن آنها ممکن است عمل سیال اتصالی را کم بهره کند .

پ ) باید دقت کافی به خرج داد تا دو پروب کاملا در مقابل یکدیگر قرار گیرند .

ت ) علایمی از عمق عیب نمی توان به دست آورد .

 

روش عبوری با پروب زاویه ای

وضعیت های به خصوص آزمون وجود دارند که امکان به کارگیری از پروب های عمودی برای شناسایی عیب وجود ندارد و تنها راه حل معقول این است که از یک پروب زاویه ای استفاده شود . مثال خوبی از این روش بازرسی جوش های لب به لب صفحات موازی است . اگر در منطقهء جوش عیبی وجود داشته باشد شدت علامت دریافتی کاهش خواهد یافت . فاصلهء ABرا فاصلهء پرش می نامند و برای روبش کامل ناحیهء جوش، پروب ها باید مطابق شکل روی سطح قطعه جابه جا شوند . در عمل هر دو پروب باید در یک حامل نصب شوند تا همیشه فاصلهء درستی از هم داشته شوند . در عمل هر دو پروب باید در یک حامل نصب شوند تا همیشه فاصلهء درستی از هم داشته باشند .

روش بازتابی با پروب زاویه ای

همچنانکه در شکل زیر دیده می شود ، با به کار بردن یک پروب زاویه ای در حالت بازتابی می توان عیب ها را ردیابی کرد . ذکر این نکته مهم است هنگامی که در این گونه آزمون ها از پروب زاویه ای استفاده می شود ، آشکار ساز عیب باید به دقت با استفاده از یک قطعهء مرجع تنظیم شود . طراحی و استفاده از قطعات تنظیم در بخش بعدی شرح داده می شود .

تعیین هویت عیب ها

به وسیلهء روش های فراصوتی نه تنها موقعیت دقیق عیوب داخلی شناسایی می شود بلکه در اکثر موارد می توان نوع عیب را هم تشخیص داد . در این بخش علایم مختلفی که از انواع گوناگون عیوب دریافت می شود، تحت بررسی قرار می گیرد .

الف ) عیب عمود بر امتداد پرتو : وقتی که عیبی وجود نداشته باشد باید یک علامت پژواک از سطح مقابل دریافت شود . وجود یک عیب کوچک باید پژواک کوچکی ایجاد کند و شدت پژواک سطح مقابل کاهش یابد . اگر اندازهء عیب از قطر پروب بیشتر باشد پژواک عیب بزرگتر شده و پژواک سطح مقابل ممکن است با توجه به عمق عیب در رابطهء پراکندگی امواج در منطقهء دور دریافت نشود .

ب ) عیب هایی غیر از عیب های صفحه ای : مناطقی که دارای حفره های میکروسکوپی هستند ، موجب پراکندگی معمول امواج شده و روی صفحهء اسیلوسکوپ یک رد چمنی شکل بدون پژواک سطح مقابل نمایان می کند .

ناخالصی ها یا حفره های بزرگ کروی یا بیضوی پژواک کوچکی نمایان می سازند که به همراه پژواک کوچکی از سطح مقابل است ، در حالی که یک رد ساده که هیچ گونه پژواکی را نشان نمی دهد ممکن است مربوط به یک عیب صفحه ای با زاویهء غیر قائم نسبت به امتداد پرتو باشد .

پ ) تورق در صفحهء ضخیم : صفحه باید کاملا به روشی که در شکل زیر نموده شده است روبش گردد . علایم تورق از فواصل نزدیک پژواک ها و افت سریع ارتفاع علامت های پژواک مشخص می شود . هر دو یا یکی از این علایم دلیلی بر وجود تورق خواهند بود .

ت ) تورق در صفحهء نازک : صفحهء نازک ممکن است به صفحه ای گفته شود که ضخامت آن کمتر از منطقهء مردهء پروب باشد . یک صفحهء سالم یک سری پژواک های منظم که به تدریج دامنهء آنها کم می شود، نشان می دهد . اما یک ناحیهء تورق یافته پژواک های به هم فشرده ای را نشان می دهد که دامنهء آنها بسیار سریعتر  کاهش می یابد . حتی ممکن است پژواک ها از وضعیت منظم به صورت نامنظم در بیایند . نامنظم شدن شکل در اغلب موارد نشانهءخوبی از تورق های داخلی در صفحات نازک است .

ث ) عیوب جوشکاری : آزمون فراصوتی با استفاده از پروب های زاویه ای از نوع بازتابی یا عبوری روش مطمئنی برای آشکار سازی عیوب جوشکاری های لب به لب و تعیین موقعیت دقیق آنهاست . اما تعیین دقیق ماهیت عیب نسبتا مشکل است و بیشتر به مهارت و تجربهء اپراتور بستگی دارد . اگر پس از بازرسی فراصوتی در ذهن اپراتور در مورد کیفیت جوش شکی وجود داشته باشد عاقلانه است که از محل مظنون رادیوگرافی شود .

ج ) عیوب شعاعی در لوله های استوانه ای و محور ها : عیب شعاعی در قطعات استوانه ای معمولا با بازرسی پروب عمودی قابل آشکار سازی نیست ، زیرا این عیب ، موازی پرتو فراصوتی خواهد بود . در این گونه موارد استفاده از یک پروب زاویه ای با روش بازتابی به روشنی وجود عیب را مشخص خواهد ساخت .

 

روش ها و استانداردها

روش ها و استانداردهایی که در این بخش ارائه شده است برای آزمایش ماوراء صوت جوش های شیاری و ناحیهء متاثر از جوش از ضخامت ۸ تا ۲۰۰ میلیمتر کاربرد دارد .

تغییرات : با تایید مهندس طراح میتوان تغییراتی در روش انجام آزمایش ، تجهیزات و ضوابط پذیرش مذکور در این قسمت اعمال نمود . این تغییرات میتوانند در زمینه های محدودهء ضخامت ،  هندسهء جوش ، ابعاد پروب ، فرکانس ها ، روغن واسطه ، سطح رنگ شده ، تکنیک آزمایش و غیره  باشد . این تغییرات تصویب شده بایستی در گزارش های قرارداد ، ارائه شود .

فلز پایه : هدف از آزمایش های توصیه شده در این قسمت ، جست وجوی معایب موجود در تولید ورق نیستند  لیکن ترکهایی که در فلز پایه در مجاورت جوش به وجود می آیند ( مثل ترک در ناحیهء تفتیده ، تورق و موارد مشابه ) ، باید گزارش شوند .

 

تایید صلاحیت پرسنل

الزامات ASNT : پرسنلی که علاوه بر بازرسی چشمی آزمایش غیر مخرب انجام می دهند ، بایستی مطابق الزامات آخرین چاپ SNT-TC-1A  پیشنهادی انجمن آزمایش های غیر مخرب آمریکا ، تایید صلاحیت شوند . فقط افرادی که برای سطح یک آزمایش غیر مخرب تایید صلاحیت شده و زیر نظر فردی سطح دو آزمایش غیر مخرب باشد و نیز فرد تایید صلاحیت شده برای سطح دو آزمایش غیر مخرب ، مجاز به انجام آزمایش غیر مخرب می باشد.

گواهینامه : ارائه گواهینامه سطح یک و سطح دو بایستی توسط یک فرد با سطح سه صورت گیرد که یا ( الف ) توسط انجمن آزمایش های غیر مخرب آمریکا تایید صلاحیت شده باشد و یا ( ب ) فرد با تجربه ای باشد که به واسطه تمرین و تحصیلات توانسته باشد آزمون مشخص شده در  SNT-TC-1A را با موفقیت بگذراند .

 

گسترهء انجام آزمایش

در اطلاعاتی که به پیشنهاددهندگان در زمان مناقصه ارائه می شود  بایستی به روشنی گستره آزمایش های غیر مخرب ( نوع ، رده بندی ، یا موقعیت ) جوش مشخص شده باشد .

آزمایش کامل : جوش هایی که در مدارک قرارداد نیاز به انجام آزمایش غیر مخرب دارند ، بایستی برای طول کامل جوش آزمایش شوند ، مگر آنکه انجام آزمایش به صورت مقطعی به روشنی مشخص شده باشد .

آزمایش مقطعی : اگر آزمایش مقطعی مشخص شده باشد ، موقعیت و طول جوش ها یا رده بندی جوش بایستی به روشنی در مدارک قرارداد ، مشخص شده باشد .

آزمایش نقطه ای : اگر آزمایش نقطه ای مشخص شده باشد ، تعداد نقاط مورد آزمایش به ازای رده بندی و طول جوش مورد آزمایش بایستی در اطلاعات ارائه شده به پیشنهاددهندگان ، گنجانده شود . هر آزمایش نقطه ای بایستی حداقل ۴ اینچ ( ۱۰۰ میلیمتر ) طول جوش را پوشش دهد . اگر در آزمایش نقطه ای عدم پیوستگی هایی نمایان شود که غیر قابل قبول بوده و نیاز به تعمیر دارند ، گستره آن عدم پیوستگی ها بایستی تعیین گردد . دو نمونه آزمایش نقطه ای اضافه در همان قسمت جوش در ناحیه ای دورتر از نقطه اول بایستی انجام شود . موقعیت آزمایش های نقطه ای اضافه بایستی با توافق پیمانکار و بازرس تاییدکننده باشد . اگر در هر یک از دو نمونه آزمایش نقطه ای اضافه ، عیوبی را که نیاز به تعمیر دارند مشخص شود ، سرتاسر آن قسمت جوش که به نمایندگی آن آزمایش نقطه ای انجام شده است ، بایستی مورد آزمایش قرار گیرد . اگر جوش تحت آزمایش بیش از یک قسمت جوش را شامل می شود ، در این صورت بایستی دو نمونه آزمایش نقطه ای اضافه در هر قسمت جوش انجام شود . موقعیت انجام آزمایش های جدید بایستی با توافق پیمانکار و بازرس تایید کننده باشد.

اطلاعات مرتبط : بازرس آزمایش غیر مخرب ، قبل از انجام آزمایش ، بایستی دسترسی به اطلاعات مرتبط شامل ساختار اتصال جوشی ، ضخامت قطعات ، روش های جوشکاری مورد استفاده داشته باشد . بازرسین آزمایش های غیر مخرب بایستی از هرگونه تعمیر صورت گرفته بر روی جوش مطلع شوند .

قطعات استاندارد مرجع برای کالیبره کردن حساسیت و مقیاس افقی باید از قطعهء مرجع موسسهء بین المللی جوشکاری ( شکل ۲-۱ ) و یا در صورت تایید مهندس ناظر از سایر قطعات استفاده نمود .

استفاده از یک بازتاب کنج جهت کالیبراسیون ممنوع است. ترکیب پروب و دستگاه باید قادر به تفکیک سه روزنه در قطعهء مرجع تمایزگر RC .

پروب : ابعاد پروب باید طوری باشد که فاصلهء بین لبهء هادی پروب تا نقطهء شاخص از ۲۵ میلیمتر بیشتر شود .

تفکیک : پروب باید در روی قطعهء تفکیک RC در وضعیت Q ( برای زاویهء ۷۰ درجه ) ، وضعیت R ( برای زاویهء ۶۰ درجه ) و یا وضعیت S ( برای زاویهء ۴۵ درجه ) قرار گیرد . دستگاه باید سه سوراخ را به تفکیک نشان دهد.

فاصلهء تقرب پروب : حداقل فاصلهء مجاز بین پنجهء پروب و لبهء قطعهء IIW باید به صورت زیر باشد :

برای پروب ۷۰ درجه :                            X = 50mm

برای پروب ۶۰ درجه :                          X = 37mm

برای پروب ۴۵ درجه :                            X = 25mm

 

ارزیابی تجهیزات

– محور افقی صفحهء نمایش دستگاه فراصوت باید بعد از هر ۴۰ ساعت کار مورد ارزیابی قرار گیرد .

– دگمهء تنظیم دسی بل باید در فواصل ۲ ماه کالیبره شود .

– بعد از هر ۴۰ ساعت کار ، حداکثر پژواک داخلی پروب باید مورد ارزیابی قرار گیرد .

– با استفاده از یک تنظیم استاندارد ، بعد از هر ۸ ساعت کار ، پروب زاویه ای باید مورد ارزیابی قرار گیرد تا مشخص گردد که سطح تماس تخت است و نقطهء دخول امواج صوتی صحیح می باشد و زاویهء انتشار با رواداری ۲± درجه در محدودهء مجاز است . در صورتیکه پروب این ضوابط را برآورده ننماید ، باید تعویض گردد .

ارزیابی صحت اندازه گیری فاصله ( مقیاس افقی ) : پروب عمودی باید در وضعیتهای G ، T و یاU در روی قطعهء IIW یا DS قرار گیرد تا پنج پژواک دریافت نماید . اولین و آخرین موج در وضعیت صحیحشان قرار داده می شوند . به کمک دگمه تنظیم دسی بل ، پژواکها را به تراز مرجع تنظیم نمایید.

موقعیت هر یک از انحرافهای میانی باید در محدودهء ۲ درصد عرض صفحهء نمایشگر باشد.

ارزیابی دقت دسی بل : دستگاه باید دارای دگمهء تنظیم دسی بل با گام ۱ یا ۲ دسی بل در دامنه ای مساوی ۶۰ دسی بل باشد . دقت تنظیم باید مساوی ۱± دسی بل باشد .

(۱) یک پروب عمودی باید مطابق شکل ۲-۴ در وضعیت T از قطعهء DS مستقر شود .

(۲) مقیاس افقی باید طوری تنظیم شود که اولین پژواک ۵۰ میلیمتری سطح مقابل ، در وسط صفحهء نمایش قرار گیرد . (۳) دگمهء تنظیم دسی بل باید طوری تنظیم شود که شاخص به طور دقیق و یا به مقدار کمی بالاتر از ۴۰ درصد صفحهء نمایش قرار گیرد . (۴)  پروب باید به سمت بالا به وضعیت U ( شکل ۲-۴ ) حرکت داده شود تا دقیقا در ۴۰ درصد ارتفاع صفحهء نمایش قرار گیرد . (۵) به وسیلهء دگمه تنظیم دسی بل ، دامنهء صوت به اندازهء ۶ دسی بل افزایش داده می شود . به صورت تئوریک ، تراز شناسایی باید ۸۰ درصد ارتفاع صفحهء نمایش باشد . (۶)  قرائت دسی بل باید زیر ستون a و ارتفاع واقعی بر حسب درصد ( گام۵ ) در زیر ستون b در گزارش ارزیابی نوشته شود . (۷)  پروب مقدار بیشتری به سمت وضعیت U ( شکل ۲-۴ ) حرکت داده شود تا تراز شناسایی دقیقا در ۴۰ درصد ارتفاع صفحهء نمایش قرار گیرد . (۸) گام ۵ باید تکرار شود . (۹) گام ۶ تکرار می شود . نتایج در ردیف بعدی گزارش منعکس می گردد . (۱۰) گامهای ۷ ، ۸ و ۹ باید به ترتیب تکرار شوند تا دامنهء کامل دگمهء تنظیم دسی بل حاصل گردد ( حداقل ۶۰ دسی بل ) . (۱۱)  اطلاعات نوشته شده در زیر ستونهای a و  b دررابطهء زیر یا نموگرام شرح داده شده در بند بعد از آن قرار داده شوند تا دسی بل اصلاح شده حاصل گردد . (۱۲) دسی بل اصلاح شده از گام ۱۱ در ستون c درج می شود . (۱۳) ستون c باید از ستون a کسر شده و اختلاف در ستون d تحت عنوان خطای dB نوشته شود . توجه : این مقدار می تواند مثبت یا منفی باشد . به فرمهای D8 ، D9 و D10 توجه فرمایید .(۱۴) اطلاعات کسب شده باید در فرم D8ثبت گردند . (۱۵) فرم D9 وسیله ای ساده برای پردازش اطلاعات ردیف ۱۴ است . روش محاسبات در ردیف های ۱۶ تا ۱۸ ارائه شده است . (۱۶) مقدار دسی بل از ستون e ( فرم D8 ) مولفهء X و دسی بل قرائت شده از ستون a ( فرم D8 ) مولفهء Y نقاط منحنی دسی بل در فرمD9 است . (۱۷) طولانی ترین تصویر افقی که در آن ۲ دسی بل اختلاف قائم ایجاد می شود ، نشان دهندهء دامنهء dB است که وسیلهء منطبق  بر ضوابط آیین نامه است . حداقل دامنهء مجازdB ۶۰ می باشد . (۱۸) دستگاههایی که این حداقل را برآورده ننمایند ، مشروط بر رفع خطا ، قابل استفاده هستند .

برای محاسبات دسی بلها از روابط زیر استفاده می شود :

dB2 – dB1 = ۲۰ * log ( %2 / %۱ )

یا

dB2 = ۲۰ * log ( %2 / %۱ ) + dB1

طبق فرمول D8 :

dB1 = ستون a

dB2 = ستون c

%۱ = ستون b

%۲ = در فرم D8 تعریف شده است .

در هنگام استفاده از نموگرام فرم D10 به تذکرات زیر توجه داشته باشید :

(۱) ستونهای a ، b  ، c و d در فرم D8 قرار دارد .

(۲) مقیاسهای A ، B و C در نموگرام فرم D10قرار دارد .

(۳) نقاط صفر در روی مقیاس C باید با اعدادی مثل ۰ ، ۱۰ ، ۲۰ ، ۳۰ و غیره بر حسب تنظیم دستگاه ، جایگزین شوند .

 

روشهای زیر در هنگام استفاده از نموگرام فرم D10 مورد استفاده قرار می گیرد :

(۱) دسی بل مربوط به ستون a در روی مقیاس c و درصد مربوطه در ستون b روی مقیاس A برده شده و توسط یک خط مستقیم بهم وصل می شوند .

(۲) نقطهء تقاطع این خط با مقیاس B ، نقطهءچرخش خط مستقیم دوم است .

(۳)نقطهء میانگین % روی محور A برده شده و از این نقطه به نقطهء چرخش تولید شده در گام ۲ وصل شده و ادامه داده می شود تا مقیاس دسی بل را روی مقیاس C قطع نماید .

( ۴) عدد مربوط به این نقطه در مقیاس C ، نشان دهندهء دسی بل اصلاح شده برای استفاده از ستون Cمی باشد .

 

 ارزیابی انعکاس داخلی :

(۱) تنظیم پروب زاویه ای : (الف) تنظیم مقیاس افقی با استفاده از قطعهء تنظیم IIW . (ب) کالیبره مقیاس قائم و حساسیت : پروب باید در وضعیت A در روی قطعهءIIW قرار گیرد و به سمت سوراخی با قطر ۵/۱ میلیمتر نشانه رود ( شکل ۲-۴ ) . موقعیت پروب تا حدی که حداکثر علائم پژواک دریافت شود ، تنظیم می گردد . با کمک دگمه تنظیم دسی بل ، موج پژواک تبدیل به خط افقی می شود .

حداکثر قرائت بر حسب دسی بل تراز مرجع b می باشد .

(۲) پروب را بدون اینکه تنظیم دستگاه دستکاری شود ، از روی قطعهء تنظیم بردارید .

(۳) دگمه تنظیم دسی بل را به مقدار ۲۰ دسی بل نسبت به تراز مراجع افزایش دهید .

(۴) صفحهء نمایش در فراتر از موج ۱۳ میلیمتر و بالای تراز مرجع باید عاری از هر گونه علامت باشد .

 

تعیین لبه های عیب

ابعاد ترکهای ناشی از تورق همواره به آسانی قابل تعیین نیست ، مخصوصا زمانیکه ابعاد آنها کوچکتر از ابعاد مبدل است . وقتیکه ابعاد ترک بزرگتر از ابعاد مبدل است ، پژواک پشت ( سطح مقابل ) به طور کامل از بین می رود و بعد از پژواک اولیه ، یک پژواک به علت ترک خواهیم داشت . وجود افتی به مقدار ۶ دسی بل می تواند مبین لبهء شروع ترک باشد . برای تعیین لبهء عیوب کوچک ، پروب به آرامی به سمت ترک حرکت داده می شود . شروع اغتشاشات در لبهء ورق ، به معنای برخورد با لبهء عیب است .

  ترک های طولی

الف ) حرکت روبشی A : زاویهء دوران a = 10o  است .

ب ) حرکت روبشی  B : فاصلهء حرکتی B باید چنان باشد تا تمام جوش مورد نظر را پوشش دهد .

پ ) حرکت روبشی C : گام حرکتی  cبه طور تقریب نصف عرض مبدل است .

توجه : حرکتهای A ، B و C در یک الگوی روبشی با هم ترکیب می شوند .

 ترک های عرضی

الف ) حرکت روبشی D وقتی مورد استفاده قرار می گیرد که سطح جوش به صورت همسطح با ورق سنگ خورده است . ب ) حرکتی روبشی E وقتی مورد استفاده قرار می گیرد که گردهء جوش سنگ نخورده باشد . زاویه روبش e حداکثر مساوی ۱۵ درجه است .

توجه : الگوی روبش باید طوری باشد که مقطع کامل جوش پوشش داده شود .

جوش سربارهء الکتریکی و جوش گاز الکتریکی – الگوی روبش E

زاویهء دوران ۴۵ تا ۶۰ درجه است .

 

درخواست انجام پروژه آنالیز تصویر

همچنین ببینید

5041231992179239137160229221240195112206138

پرتونگاری صنعتی

ارسال شده توسط : محمدرضا مهدی زاده پرتونگاری صنعتی : پرتونگاری صنعتی به عملیاتی اطلاق میگردد …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.