BADANIA ULTRADŹWIĘKOWE UT

Badania ultradźwiękowe UT

Badania ultradźwiękowe UT są

zaliczane do metod badań nieniszczących, które dostarczają informacji o stanie w jakim znajduje się cała objętość kontrolowanego elementu. Umożliwiają wykrycie, określenie ilości, wielkości i rozmieszczenia nieciągłości zlokalizowanych wewnątrz materiału. Badania UT wykorzystują zjawisko rozchodzenia się fal o czestotliwość ultradzwiękowej, tzn. większej niż górna granica słyszalność ucha ludzkiego. 

 

Urządzeniem przeznaczonym do przeprowadzania badań jest defektoskop ultradźwiękowy, którego zadaniem jest wzbudzenie drgań w głowicy ultradźwiękowej pełniącej funkcję nadajnika oraz detektora. Jeżeli w badanym elemencie fala ultradźwiękowa napotka na występujące nieciągłości materiałowe wiązka ulega odbiciu. Odbita część wiązki powracając do głowicy przesyła sygnał do defektoskopu, który powoduje powstawanie impulsu świetltnego na ekranie defektoskopu. Na podstawie odległości między impulsem echa niezgodności a impulsem początkowym ustala się położenie oraz głębokość zalegania nieciągłości. Zastosowanie wiązki ultradźwiękowej do kontroli wymaga jednak znajomości wielu zagadnień, posiadania odpowiedniej wiedzy technicznej oraz odpowiedniego doświadczenia. Brak wymienionych czynników poważnie utrudnia interpretacje ocenę otrzymanych wskazań. 

Badania ultradźwiękowe UT konstrukcji stalowych
kontrola grubości ścianek rurociągu technologicznego z wykorzystaniem ultradźwiękowych pomiarów grubości UTT

Badania ultradźwiękowe

znajdują zastosowanie w wielu sektorach przemysłowych i zastosowaniach takich jak :

 

– przemysł hutniczy i maszynowy,

 

– przemysł transportowy,

 

– kontrola produkowanych wyrobów i półwyrobow w przmysle produkcyjnym,

 

– wykrywanie oraz obserwacja niezgodności znajdujących się w urządzeniach bedących niesustannie w użyciu.

 

Badania ultradźwiękowe UT to obok radiografii kolejna metoda pozwalająca na wykrywanie niezgodności wewnątrz materiału. W przeciwieństwie do badań radiograficznych badania UT są szybsze oraz całkowicie nieszkodliwe i bezpieczne dla organizmu ludzkiego. Podadto nie wymagają obustronnego dostępu do badanej powierzchni a niższy koszt zakupu aparatury  środków badawczych przekłada się na tańszy koszt badania. Niestety poza nielicznymi wyjątkami mogą one być stosowane wyłącznie do badania elementów o grubości powyżej 8 mm.  

 

Z tego powodu badania UT są szczególnie przydatne do badania grubych elementów. Najlepszą wykrywalość osiąga się dla nieciągłości płaskich takich jak: 

 

– pęknięcia,

 

– przyklejenia i braki przetopu,

 

– rozwarstwienia materiałowe.

 

Badania ultradźwiękowe doskonale nadają się do pomiaru grubości urządzeń będących w ciągłem eksploatacji. Dzięki przeprowadzaniu inspekcji w stałych odstępach czasowych można monitorować stopień zużycia danych podzespołów lub całej maszyny. 

 

Graniczna wielkość niezgodności

Graniczna wielkość niezgodności jaką jesteśmy w stanie wykryć zależy od długości fali, czyli od częstotliwości drgań przetwornika głowicy. Wykrywalność zależy ponadto od odległości nieciągłości materiałowych od głowicy. Zjawisko to wynika z własności wiązki fali ultradźwiękowej w materiale oraz jego tłumienia.  Innymi czynnikami wpływającymi na wykrywalność niezgodności wewnętrznych jest ich zdolność do odbijania fali ultradźwiękowej, która jest zależna od takich czynników jak: kształt niezgodności, chropowatość jej powierzchni oraz kąta padania wiązki fal na jej powierzchnię.

 

Podczas stosowania badań ultradźwiękowych

można wyróżnic następujące techniki:

 

– metoda echa,

 

– metoda przepuszczania,

 

– metoda rezonansu.

 

W kontroli defektoskopem najczęściej wykorzystuje się pierwszą z wyżej wymienionych. W metodzie echa posługujemy się pojedynczą głowicą, która pełni naprzemiennie funkcję nadajnika oraz odbiornika. Wysłany przez głowicę sygnał odbija się od nieciągłości lub przeciwnej powierzchni po czym powraca do głowicy.  Na podstawie wysokości echa niezgodności na ekranie defektoskopu, można określić jej przybliżony wymiar.

 

Oprócz konwercjonalnych technik badań UT możemy zastosować również nowoczesne, upleszone techniki. W automatycznych rodzajach badań nieniszczących połączeń spawanych coraz szersze zastosowanie znajdują takie metody jak TOFD ( Time Of Dlight Diffraction) oraz PA (Phased Array). Zaletami nowoczesnych metod są min. : lepsza wykrywalność nieciągłości materiałowych w porównaniu z klasyczną metodą ultradźwiękową. W porównaniu do badań radiograficznych specjalistyczne technik badawcze pozwalają na dużo większą prędkość wykonania badańm zmniejszenie kosztów kontroli oraz wymagań związanych z przeszkoleniem personelu badawczego. 

 

Przed wykonaniem badań ultradźwiękowych należy odopowiednio przygotować element do badań. Trzeba zwrócić szczególną uwagę na usunięcie z obszary przesuwu glowicy wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń, śladów korozji, zgorzelinę, rozprysk spawalniczy, połoki ochronne, piasek i inne. Bardzo istotne aby głowica odpowiednio przylegała do badanej powierzchni. 

 

Badania ultradźwiękowe UT to bardzo skuteczne narzędzie kontroli w sektorze przemysłu ciężkiego, gdzie mamy do czynienia ze znaczącymi grubościami produkowanych detali i konstrukcji. Ze względu na niskie gabaryty i wagę defektospów ultradźwiękowych badania mogą być z powodzeniem wykorzystywane przy pracach na wysokości oraz w trudnodostępnych miejscach. 

Badania ultradźwiękowe UT dwuteownika