آزمون فراصوت (Ultrasonic Testing) یا UT یکی از پرکاربردترین روشهای بازرسی غیرمخرب (NDT) است که برای تشخیص عیوب داخلی و اندازهگیری ضخامت مواد در صنایع مختلف استفاده میشود. این تکنیک بر اساس انتشار امواج صوتی با فرکانس بالا (معمولاً بین 0.1 تا 25 مگاهرتز) در مواد کار میکند. در این مقاله، به بررسی اصول آزمون فراصوت، تجهیزات مورد نیاز، کاربردها، مزایا و معایب آن میپردازیم.
فهرست مطالب
-
مقدمه
-
اصول آزمون فراصوت (UT)
-
انواع روشهای آزمون فراصوت
-
تجهیزات مورد استفاده در UT
-
کاربردهای آزمون فراصوت در صنایع
-
مزایا و محدودیتهای UT
-
نتیجهگیری
1. مقدمه
آزمون فراصوت (UT) یکی از روشهای پیشرفته در بازرسی غیرمخرب (NDT) است که برای تشخیص ترکها، حفرهها، جدایشها و سایر عیوب داخلی در مواد مختلف مانند فلزات، کامپوزیتها و پلاستیکها استفاده میشود. این روش به دلیل دقت بالا، سرعت مناسب و قابلیت استفاده در محیطهای صنعتی، جایگاه ویژهای در کنترل کیفیت و نگهداری تجهیزات دارد.
2. اصول آزمون فراصوت (UT)
آزمون فراصوت بر اساس انتشار امواج اولتراسونیک در ماده و تحلیل بازتابهای آن کار میکند. اصول کلی آن عبارتند از:
الف) تولید امواج فراصوت
-
یک مبدل (پروب اولتراسونیک) امواج صوتی با فرکانس بالا را تولید میکند.
-
این امواج از طریق یک کوبلنت (ژل یا آب) به سطح ماده منتقل میشوند.
ب) انتشار موج در ماده
-
امواج صوتی در ماده منتشر شده و در صورت برخورد با عیوب یا مرزهای مختلف، بازتاب مییابند.
-
سرعت انتشار موج بسته به جنس ماده (فلزات، پلاستیک، کامپوزیت) متفاوت است.
ج) دریافت و تحلیل سیگنالها
-
امواج بازتابیده توسط مبدل دریافت شده و به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میشوند.
-
دادهها روی صفحه نمایش دستگاه به صورت A-Scan، B-Scan یا C-Scan نمایش داده میشوند.
3. انواع روشهای آزمون فراصوت
| روش آزمون | توضیح | کاربردها |
|---|---|---|
| پالسی-اکو (Pulse-Echo) | ارسال پالس و دریافت اکو از عیوب | تشخیص ترکها، اندازهگیری ضخامت |
| Through-Transmission | ارسال موج از یک طرف و دریافت از طرف دیگر | مواد کامپوزیتی، پلاستیکها |
| TOFD (Time of Flight Diffraction) | تشخیص عیوب با تحلیل زمان پرواز امواج | جوشکاریهای حساس، مخازن تحت فشار |
| Phased Array UT | استفاده از چند مبدل برای اسکن دقیقتر | صنایع هوایی، نیروگاهی |
4. تجهیزات مورد استفاده در UT
-
مبدل اولتراسونیک (پروب): تولید و دریافت امواج فراصوت.
-
دستگاه UT: پردازش سیگنالها و نمایش نتایج.
-
کوبلنت (ژل یا آب): انتقال بهتر امواج به سطح ماده.
-
کالیبراتورها: تنظیم دقت دستگاه با استفاده از بلوکهای استاندارد.
5. کاربردهای آزمون فراصوت در صنایع
✅ صنایع نفت و گاز: بازرسی جوشهای خط لوله، مخازن تحت فشار.
✅ هوا فضا: تشخیص عیوب در بدنه هواپیما و توربینها.
✅ خودروسازی: کنترل کیفیت قطعات ریختهگری شده.
✅ صنایع پزشکی: تست ایمپلنتهای فلزی و تجهیزات پزشکی.
✅ ساختمان سازی: ارزیابی بتن و مصالح ساختمانی.
6. مزایا و محدودیتهای UT
مزایا:
-
دقت بالا در تشخیص عیوب ریز (حتی کمتر از 1 میلیمتر).
-
امکان اندازهگیری ضخامت بدون نیاز به تخریب ماده.
-
قابلیت استفاده در مواد مختلف (فلزات، پلاستیک، کامپوزیت).
محدودیتها:
-
نیاز به سطح صاف و تمیز برای تست.
-
نیاز به اپراتور آموزشدیده برای تفسیر نتایج.
-
در مواد با ساختار دانهای (مانند چدن) ممکن است دقت کاهش یابد.
7. نتیجه گیری
آزمون فراصوت (UT) یک روش مؤثر، دقیق و سریع در بازرسی غیرمخرب است که در صنایع مختلف کاربرد گستردهای دارد. با پیشرفت فناوری، روشهای جدیدی مانند Phased Array و TOFD دقت و سرعت این آزمون را افزایش دادهاند. انتخاب روش مناسب UT بستگی به جنس ماده، نوع عیب و شرایط محیطی دارد.
سؤال متداول:
آیا آزمون فراصوت برای پلاستیکها هم کاربرد دارد؟
بله، اما به دلیل میرایی بالای امواج در برخی پلاستیکها، ممکن است از فرکانسهای پایینتر استفاده شود.
اگر به دنبال یک روش مطمئن برای بازرسی عیوب پنهان هستید، UT گزینهی ایدهآلی است!