تويت
اختبار المواد بالصدى النبضي وبطريقة الظل:
يتم فحص المواد بالترددات فوق الصوتية غالباً بطريقة الصدى النبضي، ونادراً ما تستخدم طريقة الظل. ففي الطريقة الأولى يتحدد العيب في القطعة المعدنية الخاضعة للفحص، بالشعاع المنعكس عن ذلك العيب ويتم تبيّنه على شاشة الجهاز الكاشف.أما في الطريقة الثانية،فيدل نقصان سعة الإشارة فوق الصوتية على العيب ومكانه.
وتنحصر طريقة الاختبار بالصدى النبضي (الشكل 3) في تعريض القطعة المختبرة لنبضات فوق صوتية قصيرة (1) من جهاز البث (T) ثم تسجيل إشارات الصدى (2) المنعكسة عن العيب عند المستقبل (R)، ويدل على وجود العيب ظهور النبضة (3) على شاشة الكاشف.
وعند تبني طريقة الظل يكون دليل وجود العيب هو نقصان سعة الإشارة (4) المارة من جهاز البث إلى المستقبل، وتمكِّن هذه الطريقة من استخدام البث المتواصل لا البث النبضي، ويبين الشكل 4 مخططات النبضات على الأنبوب المهبطي، وتبدو على شاشة الجهاز من يسار الشكل إشارة السبر أو النبضة عند مخرج جهاز البث، ومن يمين الشكل وإلى طرف خط المسح النبضة المنعكسة عن الجدار المقابل للقطعة.
وفي حال وجود عيب في القطعة فإن إشارة الصدى المنعكسة عنه تقع في المجال الكائن بين الإشارة السابرة والإشارة المنعكسة، وعندئذ يكون وضع إشارة الصدى على الشاشة موافقاً لعمق موقع العيب في المعدن وذلك وفق النسبة التالية:
على أساس
t1 - الزمن اللازم بين الإشارة السابرة والمنعكسة عن العيب.
t - الزمن اللازم بين الإشارة السابرة والمنعكسة.
z1 - مسافة العيب عن سطح المعدن.
z2 - سماكة المعدن من السطح إلى القعر.
ومع ازدياد أبعاد العيب تزداد إشارة الصدى المنعكسة عنه، وتتناقص سعة الإشارة المنعكسة عن الجدار المقابل،ويمكن أن تختفي تماماً إذا كان للعيب مسافة عاكسة كبيرة.
وإضافة إلى الأنبوب المهبطي، فإن أجهزة الكشف الحديثة تزود بتقنيات تنبيه آلي ذات مؤشر ضوئي أو صوتي تنبه إلى العيب، كما ظهرت مؤخراً أجهزة كاشفة مجهزة بحواسيب رقمية.
أجهزة الاختبار بالترددات فوق الصوتية:
تستخدم في اختبار المواد أجهزة نبضية لكشف عيوب المعادن تتألف من نماذج معيارية وتجهيزات مساعدة. ويزود جهاز الاختبار بالترددات فوق الصوتية بطائفة من الحسَّاسات sensors المائلة تكون فيها الصفيحة الكهربائية مائلة عن مستوى القطعة المراد فحصها (الشكل 5).
وإضافة إلى الحساسات المائلة توجد حساسات مستقيمة وحساسات منفصلة، وتعمل الحساسات المستقيمة والمائلة على النحو الآتي:
توصل الصفيحة الكهربائية بمولد الترددات الكهربائية وتوصل الصفيحة الأخرى بالمستقبل، ويتم تحريك الحساس، مهما كان تصميمه،بمحاذاة سطح القطعة على طبقة من سائل التماس، وقد يكون التماس مباشراً عندما تكون سماكة طبقة التماس أقل من طول الموجة، أو من بعد عندما تكون سماكة طبقة التماس 1- 3 مم، أو بالغمر عندما تكون طبقة التماس كبيرة (الاختبار في الماء).
ويتعلق اختيار طبقة سائل التماس بخشونة سطح التماس للقطعة المراد فحصها، وبلدونة مادة الوقاية.
وتعد قيمة تردد الذبذبات فوق الصوتية، وكذلك زاوية ميل المحور البصري، وزاوية الموشور، وغيرها من محددات (بارامترات) الحساس. وكذلك تتعلق نتائج الفحص بقدرة الكاشف على تحليل مكان توضع العيب إذ كلما كانت أبعاد العيب (فجوة، أو تشقق) قليلة كانت قدرة التحليل لدى الكاشف أعلى وبالعكس. وتحدد سماكةُ الطبقة السطحية للقطعة المنطقة الميتة التي لا يكتشف العيب فيها، وتوجد المنطقة الميتة فقط عند الفحص بالصدى النبضي، وهذه إحدى نقائص هذه الطريقة، وتتحدد قدرة التحليل بأقل مسافة بين عيبين متجاورين يظهران منفصلين، ويمكن بوساطة الفحص بالصدى قياس المسافة التي يبعدها العيب عن السطح وكذلك ارتفاعه، ويمكن الكشف عن عيبين متراكبين جزئياً.
وباستخدام كاشف لا يتجاوز وزنه 3كغ فحص ألواح من الفولاذ والألمنيوم والتيتانيوم وغيرها تراوح سماكتها بين 6 و 50مم.
الأسس التقنية للفحص بالصدى النبضي: تحضر القطع للفحص على نحو يكون معه السطح الذي سيتحرك عليه الحساس خالياً من الحفر والتعاريج كما يجب أن ينظف السطح من آثار شظايا المعدن والصدأ وتفرغ الخزانات والأنابيب من السوائل قبل فحصها، ويتم اختيار زاوية إدخال الشعاع وحدود حركة الحساس، لكي يمكن تعريض مساحة القطعة كلها للأشعة المباشرة والمنعكسة، وتحدد مدة المسح لدى الجهاز الكاشف، لكي يطابق القسم الأكبر من المسح مسار النبضة فوق الصوتية في المعدن المراد فحصه.
قبل الشروع في اختبار القطعة بالصدى النبضي، يجب التحقق، بموجب النماذج القياسية، من المحددات
يتم فحص المواد بالترددات فوق الصوتية غالباً بطريقة الصدى النبضي، ونادراً ما تستخدم طريقة الظل. ففي الطريقة الأولى يتحدد العيب في القطعة المعدنية الخاضعة للفحص، بالشعاع المنعكس عن ذلك العيب ويتم تبيّنه على شاشة الجهاز الكاشف.أما في الطريقة الثانية،فيدل نقصان سعة الإشارة فوق الصوتية على العيب ومكانه.
 |
| (الشكل -3): مخططات الاختبار بالصدى النبضي وبطريقة الظل |
وعند تبني طريقة الظل يكون دليل وجود العيب هو نقصان سعة الإشارة (4) المارة من جهاز البث إلى المستقبل، وتمكِّن هذه الطريقة من استخدام البث المتواصل لا البث النبضي، ويبين الشكل 4 مخططات النبضات على الأنبوب المهبطي، وتبدو على شاشة الجهاز من يسار الشكل إشارة السبر أو النبضة عند مخرج جهاز البث، ومن يمين الشكل وإلى طرف خط المسح النبضة المنعكسة عن الجدار المقابل للقطعة.
 |
| (الشكل -4) مخطط النبضات في الأنبوب الإلكتروني |
| Z1 | = | t1 |
| Z2 | t2 |
t1 - الزمن اللازم بين الإشارة السابرة والمنعكسة عن العيب.
t - الزمن اللازم بين الإشارة السابرة والمنعكسة.
z1 - مسافة العيب عن سطح المعدن.
z2 - سماكة المعدن من السطح إلى القعر.
ومع ازدياد أبعاد العيب تزداد إشارة الصدى المنعكسة عنه، وتتناقص سعة الإشارة المنعكسة عن الجدار المقابل،ويمكن أن تختفي تماماً إذا كان للعيب مسافة عاكسة كبيرة.
وإضافة إلى الأنبوب المهبطي، فإن أجهزة الكشف الحديثة تزود بتقنيات تنبيه آلي ذات مؤشر ضوئي أو صوتي تنبه إلى العيب، كما ظهرت مؤخراً أجهزة كاشفة مجهزة بحواسيب رقمية.
أجهزة الاختبار بالترددات فوق الصوتية:
 |
| (الشكل -5): حساس مائل |
وإضافة إلى الحساسات المائلة توجد حساسات مستقيمة وحساسات منفصلة، وتعمل الحساسات المستقيمة والمائلة على النحو الآتي:
توصل الصفيحة الكهربائية بمولد الترددات الكهربائية وتوصل الصفيحة الأخرى بالمستقبل، ويتم تحريك الحساس، مهما كان تصميمه،بمحاذاة سطح القطعة على طبقة من سائل التماس، وقد يكون التماس مباشراً عندما تكون سماكة طبقة التماس أقل من طول الموجة، أو من بعد عندما تكون سماكة طبقة التماس 1- 3 مم، أو بالغمر عندما تكون طبقة التماس كبيرة (الاختبار في الماء).
ويتعلق اختيار طبقة سائل التماس بخشونة سطح التماس للقطعة المراد فحصها، وبلدونة مادة الوقاية.
وتعد قيمة تردد الذبذبات فوق الصوتية، وكذلك زاوية ميل المحور البصري، وزاوية الموشور، وغيرها من محددات (بارامترات) الحساس. وكذلك تتعلق نتائج الفحص بقدرة الكاشف على تحليل مكان توضع العيب إذ كلما كانت أبعاد العيب (فجوة، أو تشقق) قليلة كانت قدرة التحليل لدى الكاشف أعلى وبالعكس. وتحدد سماكةُ الطبقة السطحية للقطعة المنطقة الميتة التي لا يكتشف العيب فيها، وتوجد المنطقة الميتة فقط عند الفحص بالصدى النبضي، وهذه إحدى نقائص هذه الطريقة، وتتحدد قدرة التحليل بأقل مسافة بين عيبين متجاورين يظهران منفصلين، ويمكن بوساطة الفحص بالصدى قياس المسافة التي يبعدها العيب عن السطح وكذلك ارتفاعه، ويمكن الكشف عن عيبين متراكبين جزئياً.
وباستخدام كاشف لا يتجاوز وزنه 3كغ فحص ألواح من الفولاذ والألمنيوم والتيتانيوم وغيرها تراوح سماكتها بين 6 و 50مم.
الأسس التقنية للفحص بالصدى النبضي: تحضر القطع للفحص على نحو يكون معه السطح الذي سيتحرك عليه الحساس خالياً من الحفر والتعاريج كما يجب أن ينظف السطح من آثار شظايا المعدن والصدأ وتفرغ الخزانات والأنابيب من السوائل قبل فحصها، ويتم اختيار زاوية إدخال الشعاع وحدود حركة الحساس، لكي يمكن تعريض مساحة القطعة كلها للأشعة المباشرة والمنعكسة، وتحدد مدة المسح لدى الجهاز الكاشف، لكي يطابق القسم الأكبر من المسح مسار النبضة فوق الصوتية في المعدن المراد فحصه.
قبل الشروع في اختبار القطعة بالصدى النبضي، يجب التحقق، بموجب النماذج القياسية، من المحددات