عیب یاب آلتراسونیک

عیب‌یاب آلتراسونیک – Ultrasonic Flaw Detector  

عیب‌یاب اولتراسونیک یکی از تجهیزات پرکاربرد در بازرسی فنی غیرمخرب NDT است که برای شناسایی عیوب داخلی مواد و سازه‌ها به کار می‌رود. این دستگاه از امواج صوتی با فرکانس بالا استفاده می‌کند تا بتواند ترک‌ها، حفره‌ها، ناپیوستگی‌ها و دیگر عیوب را شناسایی کند.

تشخیص عیوب با استفاده از امواج آلتراسونیک یکی از قدیمی‌ترین و رایج‌ترین کاربردهای از دهه 1940 است . قوانین فیزیکی که بر انتشار امواج صوتی در مواد جامد حاکم هستند، برای شناسایی عیوب پنهان، ترکها، حفره‌ها، تخلخل و دیگر ناپیوستگی‌های داخلی در فلزات، کامپوزیت‌ها، پلاستیک‌ها و سرامیک‌ها استفاده شده است. امواج صوتی با فرکانس بالا از عیوب داخلی و یا سطحی بازتاب می‌یابند که توسط دستگاه‌های عیب یاب نمایش و ثبت می‌شوند. تست آلتراسونیک کاملاً غیرمخرب و ایمن است و در بسیاری از صنایع تولیدی، فرآیندی و خدماتی به ویژه در کاربردهای مربوط به جوش‌ها و فلزات شناخته شده است.

امواج صوتی ارتعاشات مکانیکی منظمی هستند که در یک محیط مانند جامد، مایع یا گاز حرکت می‌کنند. این امواج با سرعت یا طول موج خاصی در محیط حرکت می‌کنند و زمانی که به مرزی با محیطی دیگر مانند عیوب می‌رسند، بازتاب یا انتقال پیدا می‌کنند.

امواج صوتی در فرکانس خاصی نوسان می‌کنند که به صورت تعداد ارتعاشات در ثانیه بیان می‌شود که واحد آن هرتز Hz است. فرکانس امواج مافوق صوت یا اولتراسونیک مورد استفاده در صنعت معمولاً از فرکانس‌های بین 500 کیلوهرتز تا 20 مگاهرتز می باشد. در فرکانس‌های مگاهرتز، انرژی صوتی به خوبی از هوا یا گازها عبور نمی‌کند، اما به راحتی از فلزات و مایعات متداول عبور می‌کند.

سرعت امواج صوتی بسته به محیطی که در آن حرکت می‌کند، متفاوت است و تحت تأثیر چگالی و خواص الاستیک محیط قرار دارد. امواج صوتی انواع مختلفی دارد که شامل امواج طولی، برشی، سطحی و صفحه‌ای می‌شوند. امواج طولی و برشی رایج‌ترین حالت‌های استفاده شده در عیب یابی اولتراسونیک هستند.

کاربردهای عیب‌یاب‌های آلتراسونیک

عیب‌یاب‌های آلتراسونیک ابزارهای قدرتمندی هستند که در صنایع مختلف برای تشخیص عیوب و نقص‌های داخلی مواد به کار می‌روند. این دستگاه‌ها با استفاده از امواج صوتی با فرکانس بالا، به ما امکان می‌دهند تا بدون آسیب رساندن به قطعه، به بررسی دقیق ساختار داخلی آن بپردازیم.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای عیب‌یاب‌های آلتراسونیک، بازرسی جوش‌ها است. جوشکاری به عنوان یکی از روش‌های اتصال قطعات فلزی، از اهمیت بالایی برخوردار است. با استفاده از این دستگاه‌ها می‌توان کیفیت جوش را به دقت بررسی کرد و از وجود عیوبی مانند ترک، حفره و ناخالصی اطمینان حاصل کرد. این امر در صنایع حساس مانند هوافضا، انرژی هسته‌ای و ساخت و ساز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

صنعت فلزات نیز یکی دیگر از حوزه‌هایی است که به طور گسترده از عیب‌یاب‌های آلتراسونیک استفاده می‌شود. برای مثال، در صنعت ریخته‌گری، این دستگاه‌ها برای تشخیص عیوبی مانند حفره‌های گازی، انقباضات و ترک‌های ریز در قطعات ریخته‌گری به کار می‌روند. همچنین، در صنعت ماشین‌کاری، از عیب‌یاب‌های آلتراسونیک برای بررسی وجود ترک‌ها در قطعات ماشینکاری شده استفاده می‌شود.

در صنعت نفت و گاز، عیب‌یاب‌های آلتراسونیک برای بازرسی از لوله‌های انتقال نفت و گاز، مخازن تحت فشار و سایر تجهیزات استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها به تشخیص خوردگی، ترک‌ها و سایر عیوبی که ممکن است به بروز حوادث خطرناک منجر شوند، کمک می‌کنند.

صنعت ساخت و ساز نیز از دیگر حوزه‌های کاربردی عیب‌یاب‌های آلتراسونیک است. برای مثال، در صنعت بتن، از این دستگاه‌ها برای تشخیص ترک‌ها، حفره‌ها و سایر عیوبی که ممکن است بر مقاومت و دوام سازه بتنی تأثیر بگذارند، استفاده می‌شود.

علاوه بر صنایع ذکر شده، عیب‌یاب‌های آلتراسونیک در صنایع دیگری مانند پزشکی، خودرو و صنایع غذایی نیز کاربرد دارند. در پزشکی، از این دستگاه‌ها برای تصویربرداری از بافت‌های نرم بدن و تشخیص تومورها استفاده می‌شود. در صنعت خودرو، از عیب‌یاب‌های آلتراسونیک برای بازرسی از قطعات خودرو مانند موتور، گیربکس و شاسی استفاده می‌شود.

پراب آلتراسونیک – Ultrasonic Probe or Transducer

پراب یا مبدل‌های آلتراسونیک تجهیزاتی هستند که انرژی الکتریکی را به انرژی صوتی با فرکانس بالا و بالعکس تبدیل می‌کنند.

پروب اولتراسونیک انواع مختلفی دارند از جمله پراب های نرمال تماسی ، پراب زاویه ای ، پراب دو کرستاله T/R و پروب های غوطه وری

عیب یاب آلتراسونیک انواع مختلفی دارد که شامل :

1. عیب یاب آلتراسونیک پرتابل: دستگاهایی با وزن و ابعاد کم و قابل حمل که با باطری کار میکنند
2. عیب یاب آلتراسونیک چند کاناله : دستگاهای چند کاناله مناسب خطوط تولید کارخانجات میباشد که بصورت اتوماتیک تست میکند .
3. عیب یاب آلتراسونیک فیز اری (تست phased array) : دستگاهای پیشرفته التراسونیک phased array با استفاده از چندین پروب که به طور همزمان کار می‌کنند تا تصویری سه‌بعدی از ماده ارائه دهند.

نتیجه‌گیری

عیب‌یاب آلتراسونیک یکی از ابزارهای مهم و در میان تجهیزات بازرسی فنی غیرمخرب می باشد که به شناسایی و اندازه‌گیری عیوب داخلی مواد کمک می‌کند. با استفاده از امواج اولتراسونیک می‌تواند عیوب مختلف را با دقت بالا و بدون نیاز به تخریب شناسایی کند. مزایای این روش از جمله عدم نیاز به تخریب، دقت بالا، عمق نفوذ و سرعت اجرای بالا، آن را به یکی از تجهیزات ضروری در صنایع مختلف تبدیل کرده است.