Laboratorium Badań Materiałów

Badania ultradźwiękowe

 

Badania ultradźwiękowe pozwalają na określenie stanu, w jakim znajduje się cała objętość badanego elementu oraz informuje o umiejscowieniu, rozmiaru oraz ilość występujących w materiale niezgodności. Wykorzystują zjawiska akustyczne zachodzące w komponentach, polegają na wykrywaniu nieciągłości przy pomocy fal ultradźwiękowych emitowanych przez głowice o częstotliwościach 0,5-25 MHz dla stali i stopów, dla tworzyw sztucznych o częstotliwościach 25-250 kHz. Fale ultradźwiękowe są drganiami mechanicznymi pośród położenia równowagi cząstek materiału, w którym się rozchodzą. Metodę ultradźwiękową można podzielić na kilka etapów: pierwszy polega na wykryciu, lokalizacji oraz określeniu rozmiaru niezgodności, drugi lokalizację i wytyczenie rozmiaru niezgodności płaskich prostopadłych bądź skośnych do spoiny oraz trzeci określający informacje dodatkowe o niezgodnościach z dwóch wcześniejszych etapów.

Podczas badania drganiami mechanicznymi fala ultradźwiękowa wprowadzona jest impulsowo do badanego materiału, przy pomocy głowicy aparatu ultradźwiękowego, które można sklasyfikować w zależności od rodzaju zastosowanego odbiornika, rodzaju odbieranych i wysyłanych fal ultradźwiękowych, metody tworzenia fal ultradźwiękowych, jak również typu głowic. Istotne jest zapewnienie prawidłowego sprzężenia akustycznego pomiędzy głowicą, a materiałem w tym celu zaleca się stosowanie środka sprzęgającego ułatwionego wprowadzenie wiązki ultradźwiękowej do badanego elementu. Fala rozchodząca się po danym obiekcie daje sygnał przepuszczalny lub odbity od powierzchni czy też nierówności. Po czym wraca do głowicy i przetwarzany jest w pamięci komputera połączonego z defektoskopem, informują o czasie przejścia fali i amplitudzie. Technika badań ultradźwiękowych może być zautomatyzowana, półautomatyczna lub ręczna, ale może też wykorzystywać przeszukiwanie całkowite, bezkontaktowe lub zanurzeniowe.

Dobór techniki uzależniony jest od sposobów połączenia. Odczytanie i ocena wyników dotyczących rodzaju oraz rozmiaru niezgodności określana jest na podstawie amplitudy echa, a także lokalizacji i otoczenia samej niezgodności. Do jednej z najważniejszych badań ultradźwiękowych jest dokładne pozycjonowanie wady w przestrzeni materiału i duża wykrywalność wad krytycznych w spoinach i materiale. Badania metodą ultradźwiękową dają lepsze efekty niż badania radiograficzne. Charakteryzują się również krótszym czasem i niższym kosztem badania.

badania ultradźwiękowe - schemat