مقدمه

در صنایع مدرن، اطمینان از سلامت سازه‌ها، تجهیزات و قطعات بدون آسیب رساندن به آن‌ها اهمیت حیاتی دارد.

روش‌های آزمون‌های غیرمخرب (Non-Destructive Testing – NDT) امکان بررسی کیفیت و تشخیص عیوب داخلی را بدون تخریب قطعه فراهم می‌کنند.

یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین این روش‌ها، آزمون التراسونیک (Ultrasonic Testing – UT) است که با استفاده از امواج صوتی با فرکانس بالا، عیوب داخلی مواد را شناسایی می‌کند.

دستگاه مورد استفاده در این روش، عیب‌یاب التراسونیک نام دارد و به‌طور گسترده در صنایع نفت و گاز، نیروگاه‌ها، هوافضا، خودروسازی و ساخت سازه‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عیب‌یاب التراسونیک چیست و چه کاربردی در صنعت دارد

* تعریف عیب‌یاب التراسونیک

عیب‌یاب التراسونیک دستگاهی الکترونیکی است که با تولید و دریافت امواج فراصوت (Ultrasound) در محدوده فرکانسی معمولاً بین 0.5 تا 20 مگاهرتز، امکان بررسی ساختار داخلی مواد را فراهم می‌کند.

این امواج توسط قطعه‌ای به نام پراب (Probe یا Transducer) به داخل قطعه ارسال شده و پس از برخورد با ناپیوستگی‌ها یا مرزهای داخلی، بازتاب می‌شوند.

دستگاه با تحلیل زمان بازگشت و دامنه سیگنال بازتابی، وجود، موقعیت و اندازه عیب را مشخص می‌کند.

از محدودیت های تست UT بحث حداقل ضخامت هست ، که دو میلی متر به طور معمول ، به اندازه دو میلی متر و یا مقادیر بیشتر رامی توان اندازه گیری کرد و از مزایای آزمایش التراسونیک گستردگی آن از نظر نوع متریال است مواردی مانند : فلزات ، کامپوزیت ها، پلاستیک ،شیشه ،سرامیک و ….. .

*اصل عملکرد

اصل عملکرد بر پایه سه مرحله اصلی است:

1. تولید موج فراصوت:
   پراب با استفاده از خاصیت پیزوالکتریک، انرژی الکتریکی را به موج مکانیکی تبدیل می‌کند.

2. انتشار موج در ماده:
   موج در داخل ماده حرکت کرده و در صورت برخورد با ناپیوستگی مانند ترک یا حفره، بخشی از آن بازتاب می‌شود.

3. دریافت و تحلیل سیگنال:
   پراب سیگنال بازتابی را دریافت کرده و دستگاه آن را به‌صورت نمودار (A-Scan، B-Scan ) نمایش می‌دهد.

*کاربردهای عیب‌یاب التراسونیک در صنعت

الف) صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

• بررسی ضخامت لوله‌ها و مخازن

• تشخیص خوردگی داخلی

• کنترل کیفیت جوش‌ها

ب) صنعت نیروگاه

• بازرسی توربین‌ها

• بررسی بویلرها

• کنترل خطوط انتقال بخار

ج) صنعت هوافضا

• بررسی ترک‌های ریز در قطعات حساس

• کنترل کیفیت قطعات کامپوزیتی

د) صنایع فلزی و ساخت و ساز

• کنترل کیفیت ورق‌ها

• بررسی سازه‌های فولادی

• بازرسی ریل راه‌آهن

هـ) صنعت خودروسازی

• بررسی قطعات ریخته‌گری

• کنترل کیفیت شاسی و اجزای حیاتی

*مزایای روش التراسونیک

• قابلیت تشخیص عیوب داخلی

• دقت بسیار بالا

• عمق نفوذ زیاد

• عدم آسیب به قطعه

• امکان اندازه‌گیری ضخامت

*محدودیت‌ها

• نیاز به اپراتور متخصص

• نیاز به سطح نسبتاً صاف

• حساسیت به زاویه پراب

• نیاز به کوپلنت (Couplant)

در مجموعه فنی و مهندسی فرهان گستر انواع عیب های UT از برند های مختلف چینی و اروپایی عرضه می شود که کیفیت بسیار بالایی دارند . 

دستگاه عیب یاب التراسونیک UT نیاز به تجهیزات دارد ائم از : 

انواع پراب‌های عیب‌یاب التراسونیک

پراب مهم‌ترین بخش سیستم UT است. انتخاب صحیح پراب تأثیر مستقیم بر دقت بازرسی دارد.

*پراب نرمال (Normal Probe یا Straight Beam)

ویژگی‌ها

• ارسال موج عمود بر سطح

• زاویه 0 درجه

کاربردها

• اندازه‌گیری ضخامت

• بررسی عیوب لایه‌ای

• بررسی ورق‌ها

مزایا

• ساده‌ترین نوع

• دقت بالا در اندازه‌گیری ضخامت

*پراب زاویه‌ای (Angle Beam Probe)

ویژگی‌ها

• ارسال موج با زاویه مشخص (معمولاً 45، 60 یا 70 درجه)

• دارای (Wedge)

کاربردها

• بازرسی جوش‌ها

• تشخیص ترک‌های مورب

مزایا

• مناسب برای عیوب غیرعمودی

*پراب دابل (Dual Element Probe)

ویژگی‌ها

• دارای دو کریستال (یکی فرستنده و یکی گیرنده)

کاربردها

• اندازه‌گیری ضخامت در قطعات خورده شده

• بررسی سطوح ناهموار

مزایا

• کاهش نویز سطحی

• دقت بیشتر در ضخامت کم

*پراب خطی یا آرایه فازی (Phased Array Probe)

ویژگی‌ها

• شامل چندین عنصر

• قابلیت تغییر زاویه بدون حرکت فیزیکی

کاربردها

• تصویربرداری پیشرفته

• بازرسی جوش‌های حساس

مزایا

• سرعت بالا

• دقت بسیار زیاد

*پراب تأخیری (Delay Line Probe)

ویژگی‌ها

• دارای قطعه کفشک بین کریستال و سطح

کاربردها

• اندازه‌گیری ضخامت‌های کم

• بررسی قطعات نازک

*پراب غوطه‌وری (Immersion Probe)

ویژگی‌ها

• استفاده در آب

کاربردها

• سیستم‌های اتوماتیک

• آزمایش‌های آزمایشگاهی

*نکته : فرکانس های بالاتر وضوح بهتری دارند اما نفوذ پایین تری دارند؛دقیقا فرکانس های پایین تر نفوذ فوق العاده و بالاتری دارند به نسبت وضوح کمتری نسبت به نسخه های فرکانس بالا دارند . 

تمامی پراب های معرفی شده در مقاله در مجموعه فنی و مهندسی پتروفرهان گستر جنوب با بهترین کیفیت و بهترین برند ها موجود می باشد . 

صحت‌سنجی و کالیبراسیون پراب‌های التراسونیک

*اهمیت صحت‌سنجی پراب

پراب‌ها با گذشت زمان ممکن است دچار موارد زیر شوند:

• کاهش حساسیت

• ترک در کریستال

• خرابی کابل

• تغییر زاویه واقعی

این مشکلات باعث خطا در تشخیص عیب می‌شوند. بنابراین صحت‌سنجی منظم ضروری است.

صحت سنجی به بلوک های کالیبراسیون نیاز دارد که در ادامه توضیح میدهیم : 

*بلوک‌های کالیبراسیون (Calibration Blocks)

بلوک‌های کالیبراسیون قطعات استانداردی هستند که دارای ابعاد و عیوب مشخص می‌باشند.

انواع رایج بلوک‌ها

1. بلوک IIW (International Institute of Welding Block)

کاربردها:

• تعیین زاویه پراب

• بررسی نقطه خروج

• بررسی فاصله

بلوک V1

کاربردها:

• تنظیم حساسیت

• بررسی عملکرد پراب زاویه‌ای

بلوک V2

کاربردها:

• بررسی دقت فاصله

• کالیبراسیون عمومی

بلوک پله‌ای (Step Block)

کاربرد:

• کالیبراسیون ضخامت

*مراحل صحت‌سنجی پراب

مرحله 1: بررسی ظاهری

• بررسی ترک

• بررسی کابل

• بررسی کانکتور

مرحله 2: بررسی حساسیت

پراب روی بلوک قرار گرفته و دامنه سیگنال بررسی می‌شود.

اگر دامنه کم باشد، پراب ممکن است معیوب باشد.

مرحله 3: بررسی زاویه پراب

با استفاده از بلوک IIW:

• محل خروج پرتو مشخص می‌شود

• زاویه واقعی اندازه‌گیری می‌شود

مرحله 4: بررسی رزولوشن

توانایی پراب در تشخیص دو عیب نزدیک بررسی می‌شود.

مرحله 5: بررسی Dead Zone

Dead zone ناحیه‌ای نزدیک سطح است که پراب قادر به تشخیص عیب نیست.

پارامترهای مهم در صحت‌سنجی

1. Sensitivity (حساسیت)

توانایی تشخیص عیوب کوچک

2. Resolution (تفکیک‌پذیری)

تشخیص عیوب نزدیک

3. Beam Angle

زاویه واقعی پرتو

4. Index Point

نقطه خروج موج

استانداردهای مرتبط بین المللی 

برخی استانداردهای مهم:

• ISO 16810

• ASTM E317

• ASME Section V

• EN 12668
• ASTM E114
• 1714
• AWS D1.1

نتیجه‌گیری

عیب‌یاب التراسونیک یکی از مهم‌ترین ابزارهای آزمون غیرمخرب است که نقش حیاتی در تضمین ایمنی و کیفیت تجهیزات صنعتی دارد.

این دستگاه با استفاده از امواج فراصوت، امکان تشخیص عیوب داخلی بدون تخریب قطعه را فراهم می‌کند.

انتخاب صحیح پراب، شناخت انواع آن و انجام صحت‌سنجی منظم با استفاده از بلوک‌های کالیبراسیون مانند IIW و V1، برای دستیابی به نتایج دقیق و قابل اعتماد ضروری است.

رعایت استانداردهای بین‌المللی و اجرای صحیح فرآیند کالیبراسیون، تضمین‌کننده عملکرد صحیح سیستم التراسونیک در کاربردهای صنعتی خواهد بود.

شما عزیزان میتوانید برای کسب اطلاعات بیشتروثبت سفارش باهمکاران ما درمجموعه فنی ومهندسی پتروفرهان گسترجنوب درارتباط باشید…
نمایندگی انحصاری فروش:شرکت پترو فرهان گستر جنوب
شرکت پترو فرهان گستر جنوب واردکننده برند‌های مطرح تجهیزات جوشکاری و بازرسی فنی و NDT از سراسر دنیا
برای کسب اطلاعات بیشتر و ثبت سفارش با واحد فروش تماس حاصل فرمایید
02165565901
02144584671
02144584619
09133390223
09034119385
(واتساپ-ایتا-تلگرام-روبیکا)09133390223
(واتساپ-ایتا-تلگرام-روبیکا)09034119385
آدرس ما درفضای مجازی:
وبسایت ها:
www.fgj-ndt.ir
www.digindt.ir
ایمیل ها:
fgjndt@gmail.com
farhangostarjoonob@gmail.com
کانال تلگرام ما
https://t.me/FGJ_NDT
https://t.me/digindt1
اینستاگرام
farhangostarjoonob
NDT_IR