Ultradźwięki znajdują dziś zastosowanie w wielu przeróżnych dziedzinach, począwszy od medycyny i fizjoterapii, przez obróbkę żywności, a kończąc na kosmetyce. Można je stosować także do badań właściwości materiałów i spoin.
Badania ultradźwiękowe spoin inaczej zwane defektoskopią ultradźwiękową są jedną z metod badań nieniszczących spoin. Ich największą zaletą jest to, że umożliwiają wykrycie nieciągłości spawalniczych znajdujących się wewnątrz badanego materiału. Przeprowadza się je za pomocą urządzenia zwanego defektoskopem ultradźwiękowym.
Defektoskopia ultradźwiękowa wykorzystuje zjawisko rozchodzenia się fal znajdujących się poza granicą słyszalności ludzkiego ucha. Za pomocą defektoskopu dźwiękowego wytwarza się fale dźwiękowe wędrujące wewnątrz badanego elementu. Jeśli w elemencie występuje niezgodność, fala odbije się od niej, a informacja o tym fakcie trafi do defektoskopu, co zostanie natychmiast odnotowane przez badającego specjalistę. Aby ustalić dokładną lokalizację nieciągłości, należy porównać ze sobą odległość impulsu początkowego i impulsu echa.
Najczęściej stosowaną metodą badań UT jest metoda echa. Polega ona na wytworzeniu fali dźwiękowej, która następnie odbija się od ewentualnej nieciągłości w materiale. Określenie położenia wady jest możliwe poprzez zmierzenie czasu upływającego od chwili wysłania fali w głąb badanego materiału do chwili jej powrotu po odbiciu. Powrót impulsów odbitych nazywamy echem wady materiałowej, stąd nazwa tej metody. Fala niekoniecznie musi odbić się od wady, odbicie następuje również od powierzchni ograniczających. Jeśli fala bez przeszkód dotrze i odbije się od przeciwległej krawędzi, oznacza to, że w powierzchni nie ma defektów.
Metoda cienia/przepuszczania polega na wprowadzeniu fal ultradźwiękowych z jednej strony badanego materiału i odbieraniu ich z drugiej strony, równocześnie obserwując ich natężenie. Jeśli fale dźwiękowe na swojej drodze napotkają nieciągłość, odbiją się od niej, co spowoduje osłabienie fal docierających do głowicy odbierającej. Do skorzystania z tej metody konieczny jest dostęp do badanej powierzchni z obu stron. Zalecane jest, by badana powierzchnia była cienka, ponieważ metoda cienia nie umożliwia określenia głębokości, na której znajduje się wada.
Metoda rezonansowa, tak jak metoda echa, oparta jest na zjawisku odbicia fal ultradźwiękowych od nieciągłości, jednak w jej przypadku obserwuje się nałożenie się na siebie fal padających i odbitych.
Metoda ultradźwiękowa największą efektywność osiąga podczas badań elementów grubszych niż 8 milimetrów. Świetnie nadaje się do kontroli grubości materiału, pozwalając na stałą kontrolę jego zużycia w okresie eksploatacji. Często do przeprowadzenia badania tą metodą nie jest nawet konieczne przerwanie pracy obiektu. Warto zdecydować się na badanie UT, gdy zależy nam na szybkiej kontroli wnętrza elementu. Dzięki niej możliwe jest wykrycie takich niezgodności w materiale jak:
Zdecydowanymi zaletami defektoskopii ultradźwiękowej są:
Badania ultradźwiękowe nie są jednak wolne od wad. Jako najważniejsze z nich wskazuje się konieczność posiadania odpowiednich kwalifikacji potrzebnych do kalibracji urządzenia i odczytania wyników, trudności w zbadaniu elementów o niewielkich wymiarach oraz słabe zastosowanie do powierzchni gruboziarnistych i niejednorodnych. Prowadzenie badań UT często wymaga także zastosowanie tzw. warstwy sprzęgającej, która ułatwia fali przejście pomiędzy ośrodkami, eliminując powietrze między nimi. Ten fakt również uważany jest za wadę tej metody. Do stworzenia warstwy sprzęgającej można wykorzystać klej do tapet, smar, glicerynę, a nawet miód pszczeli.
Defektoskopia ultradźwiękowa ma dwa podstawowe zastosowania – wykrywanie wad wewnętrznych materiału oraz pomiar jego grubości. Przy jej pomocy przeprowadza się diagnostykę kontrolną oraz diagnostykę eksploatacyjną. Pierwsza z nich dotyczy produkcji m.in.:
Diagnostykę eksploatacyjną przeprowadza się natomiast na:
Badania ultradźwiękowe mają więc szerokie zastosowanie w wielu sektorach, a w szczególności w przemyśle ciężkim, hutniczym, maszynowym, transportowym oraz produkcyjnym. Ze względu na mały rozmiar aparatury świetnie nadają się do pracy na wysokościach oraz w trudnodostępnych miejscach, a także do obserwacji niezgodności znajdujących się w urządzeniach będących nieustannie w użyciu.
© 2022 Ultrarent - Laboratorium badań nieniszczących. Wszystkie prawa zastrzeżone. Realizacja strony: Proformat