تست التراسونيك(UT)
- شروع کننده موضوع akbar-az
- تاریخ شروع
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 كه امواجی با فركانس خیلی بالا تولید می كند كه فركانسش بیشتر از آستانه شنوایی است .(In fra sound 20 -20 .000 Hz) و فركانس در ultrasonic test معادلMHz 0.5 - 10 می باشد .
این دستگاه قادر است عیوب یا ناپیوستگی های ریز كه 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 :
Far field
Near field
Dead zone
• منطقه Near zone مكانی است كه اگر ناپیوستگی ها در این منطقه قرار گیرند بصورت واضح و دقیق توسط دستگاه قابل تشخیص نمی باشد ( و این یكی از معایب روشUT می باشد ) .
• منطقه Far field or Far zone منطقه ای است كه عیوب با دقت بالایی قابل تشخیص می باشند در این منطقه صوت حالت واگرایی دارد كه این زاویه واگرایی به عواملی چون طول موج و قطر كریستال پراب و فركانس وابسته می باشد كه با طول موج رابطه مستقیم و با فركانس و قطر كریستال پراب رابطه معكوس 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 .
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 كه امواجی با فركانس خیلی بالا تولید می كند كه فركانسش بیشتر از آستانه شنوایی است .(In fra sound 20 -20 .000 Hz) و فركانس در ultrasonic test معادلMHz 0.5 - 10 می باشد .
این دستگاه قادر است عیوب یا ناپیوستگی های ریز كه 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 :
Far field
Near field
Dead zone
• منطقه Near zone مكانی است كه اگر ناپیوستگی ها در این منطقه قرار گیرند بصورت واضح و دقیق توسط دستگاه قابل تشخیص نمی باشد ( و این یكی از معایب روشUT می باشد ) .
• منطقه Far field or Far zone منطقه ای است كه عیوب با دقت بالایی قابل تشخیص می باشند در این منطقه صوت حالت واگرایی دارد كه این زاویه واگرایی به عواملی چون طول موج و قطر كریستال پراب و فركانس وابسته می باشد كه با طول موج رابطه مستقیم و با فركانس و قطر كریستال پراب رابطه معكوس 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 .
یکرومتر (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 كاربرد چندانی ندارند بدلیل آنكه سرعت كاركردن با دستگاه كم است . ازاین دستگاه بیشتردرآموزشهای Ultrasonic testing و كارهای آزمایشگاهی استفاده می شود .
دیجیتال : بدلیل راحت و آسان بودن سیستم دستگاه و سرعت بالا برای كار, از این نوع دستگاه در صنعت استفاده می شود .
انواع پراب ها
Angle ( پراب های زاویه دار ) : اغلب استفاده این پراب در تست و بازرسی جوش است .
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 یك پراب استفاده می شود كه هم فرستنده و هم گیرنده صوت است .
Through Transmissian ( انتقال صوت ) : در این روش 2 پراب استفاده می شود كه یكی فرستنده و دیگری گیرنده صوت است .
نوع انتقال صوت در پراب ها به دو صورت است :
• پالس كوتاه Short pulse
• موج متوالی Continuous wave
بلوكهای مرجع برای كالیبراسیون پراب های Normal و Angle
در روش ultrasonic testing
بلوك های مرجع (Reference block)
بلوك V1 یا ll W .
بلوك V2 یا Az .
- از این بلوك ها در كالیبراسیون پراب های Angle , Normal استفاده می شود .
- ضخامت های این بلوك ها متفاوت است مثلا بلوك V2 دارای ضخامت هایی چون 12mm , 20mm است و ضخامت بلوك V1 معادل 25mm است .
- شعاع كرو در بلوك 25mm , 50 mm V2 است .
كه 25mm شعاع كرو كوچك و 50mm شعاع كرو بزرگ است .
- شعاع كرو در بلوك V1 معادل 100mm است .
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 كاربرد چندانی ندارند بدلیل آنكه سرعت كاركردن با دستگاه كم است . ازاین دستگاه بیشتردرآموزشهای Ultrasonic testing و كارهای آزمایشگاهی استفاده می شود .
دیجیتال : بدلیل راحت و آسان بودن سیستم دستگاه و سرعت بالا برای كار, از این نوع دستگاه در صنعت استفاده می شود .
انواع پراب ها
Angle ( پراب های زاویه دار ) : اغلب استفاده این پراب در تست و بازرسی جوش است .
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 یك پراب استفاده می شود كه هم فرستنده و هم گیرنده صوت است .
Through Transmissian ( انتقال صوت ) : در این روش 2 پراب استفاده می شود كه یكی فرستنده و دیگری گیرنده صوت است .
نوع انتقال صوت در پراب ها به دو صورت است :
• پالس كوتاه Short pulse
• موج متوالی Continuous wave
بلوكهای مرجع برای كالیبراسیون پراب های Normal و Angle
در روش ultrasonic testing
بلوك های مرجع (Reference block)
بلوك V1 یا ll W .
بلوك V2 یا Az .
- از این بلوك ها در كالیبراسیون پراب های Angle , Normal استفاده می شود .
- ضخامت های این بلوك ها متفاوت است مثلا بلوك V2 دارای ضخامت هایی چون 12mm , 20mm است و ضخامت بلوك V1 معادل 25mm است .
- شعاع كرو در بلوك 25mm , 50 mm V2 است .
كه 25mm شعاع كرو كوچك و 50mm شعاع كرو بزرگ است .
- شعاع كرو در بلوك 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 كم است یك 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 یك تانك كه از آب پشده قرار می گیرد . در این روش سرعت تست بالا است و اغلب در جاهایی كه سرعت كار مهم است از این روش استفاده می كنیم .
آیتم های مهم در ultrasonic
1 - كالیبراسیون فاصله پراب نرمال ( Normal )
2 - كالیبراسیون فاصله برای پراب زاویه دار (Angle )
3 - تعیین شاخص پراب
4 - تعیین زاویه پراب
5 - تعیین محل SDH روی بلوك مرجع
6 - قدرت تفكیك 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 كاربردی در NDT و جوشكاری
AWS A1.1 : راهنمای سیستم های اندازه گیری متریك در صنایع جوشكاری .
AWS A2.4 :استاندارد علائم و نشانه هادر جوشكاری , لحیم كاری و تست های غیر مخرب .
AWS A3.0 : استاندارد واژه ها و اصطلاحات جوشكاری .
AWS B1.10 : راهنمای بازرسی غیر مخرب جوش .
AWS B1.11 : راهنمای بازرسی چشمی جوش .
ANSI Z49.1 : ایمنی در جوشكاری , برشكاری و فرآیندهای وابسته .
AWS QC1 : استاندارد AWS برای تایید صلاحیت بازرسین جوش .
AWS D1.1 : كد ساخت سازه های فولادی جوشكاری شده .
AWS D1.5 : استاندارد ساخت پل های فلزی جوشكاری شده .
AWS D15.1 : استاندارد جوشكاری راه آهن و لوكوموتیو .
AWS B5.11 : استاندارد تایید صلاحیت مفسرین رادیوگرافی .
منبع : کلیات مکانیک جوش و متالورژی مواد
روش تماسی Contact testing
در روش تست تماسی ترنس دیوسر مستقیم روی نقطه تحت تست قرار می گیرد چون دانسیته هوا كم است یك 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 یك تانك كه از آب پشده قرار می گیرد . در این روش سرعت تست بالا است و اغلب در جاهایی كه سرعت كار مهم است از این روش استفاده می كنیم .
آیتم های مهم در ultrasonic
1 - كالیبراسیون فاصله پراب نرمال ( Normal )
2 - كالیبراسیون فاصله برای پراب زاویه دار (Angle )
3 - تعیین شاخص پراب
4 - تعیین زاویه پراب
5 - تعیین محل SDH روی بلوك مرجع
6 - قدرت تفكیك 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 كاربردی در NDT و جوشكاری
AWS A1.1 : راهنمای سیستم های اندازه گیری متریك در صنایع جوشكاری .
AWS A2.4 :استاندارد علائم و نشانه هادر جوشكاری , لحیم كاری و تست های غیر مخرب .
AWS A3.0 : استاندارد واژه ها و اصطلاحات جوشكاری .
AWS B1.10 : راهنمای بازرسی غیر مخرب جوش .
AWS B1.11 : راهنمای بازرسی چشمی جوش .
ANSI Z49.1 : ایمنی در جوشكاری , برشكاری و فرآیندهای وابسته .
AWS QC1 : استاندارد AWS برای تایید صلاحیت بازرسین جوش .
AWS D1.1 : كد ساخت سازه های فولادی جوشكاری شده .
AWS D1.5 : استاندارد ساخت پل های فلزی جوشكاری شده .
AWS D15.1 : استاندارد جوشكاری راه آهن و لوكوموتیو .
AWS B5.11 : استاندارد تایید صلاحیت مفسرین رادیوگرافی .
منبع : کلیات مکانیک جوش و متالورژی مواد
Similar threads
| Thread starter | عنوان | تالار | پاسخ ها | تاریخ |
|---|---|---|---|---|
|
شیمی فیزیک مواد + مسئله و تست | کتب و جزوات | 14 | |
|
در خواست تست فیزیکی2 و مکانیکی | کتب و جزوات | 0 |