Zde naleznete odpovědi na nejčastěji kladené otázky k ultrazvukovým zkouškám.
1. Co je to ultrazvukové zkoušení?
Ultrazvukové nedestruktivní testování, známé také pod názvem ultrazvukové NDT testování nebo jednoduše UT, je metoda určení tloušťky nebo vnitřní struktury testovaného dílu na základě vysokofrekvenčních zvukových vln. Frekvence („výšky tónu“) používané při ultrazvukovém testování jsou mnohonásobně vyšší než hranice lidského sluchu, nejčastěji v rozmezí 500 kHz až 20 MHz.
2. Jak ultrazvukové testování funguje?
Vysokofrekvenční zvukové vlny jsou silně směrové a šíří se prostředím (např. ocelí nebo plastem), dokud nenarazí na rozhraní s jiným prostředím (např. vzduchem), kde se odrazí zpět ke svému zdroji. Analýzou těchto odrazů je možné měřit tloušťku testovaného dílu nebo vyhledávat stopy trhlin či jiných skrytých vnitřních vad.
3. Které typy materiálů lze testovat?
V průmyslových aplikacích se ultrazvukové testování často používá u kovů, plastů, kompozitů a keramiky. Jedinými běžnými technickými materiály, které nejsou vhodné k testování ultrazvukem pomocí běžných přístrojů, jsou výrobky ze dřeva a papíru. Ultrazvuková technologie se též hojně využívá v biomedicíně pro účely diagnostického zobrazování a lékařského výzkumu.
4. Jaké má ultrazvukové testování výhody?
Ultrazvuková zkouška je plně nedestruktivní. Testovaný díl není nutné řezat, rozřezávat ani vystavovat škodlivým chemikáliím. Na rozdíl od měření mechanickými tloušťkoměry, jako jsou posuvná měřítka nebo mikrometry, stačí mít přístup pouze k jedné straně dílu. Na rozdíl od radiografie také nejsou s ultrazvukovým testováním spojena žádná potenciální zdravotní rizika.
Pokud se test provádí správně, jsou výsledky vysoce opakovatelné a spolehlivé.
5. Jaká má ultrazvukové testování potenciální limity?
Ultrazvuková detekce vad vyžaduje dobře vyškoleného operátora, který dokáže realizovat test s použitím vhodných referenčních etalonů a interpretovat správně jeho výsledky. Kontrola některých složitých tvarů může být obtížná. Ultrazvukové tloušťkoměry je třeba kalibrovat pro měřený materiál a aplikace vyžadující měření široké škály akusticky různorodých materiálů mohou vyžadovat vícenásobnou přípravu zkoušky. Ultrazvukové tloušťkoměry jsou dražší než mechanické měřicí přístroje.
6. Co je to ultrazvuková sonda?
Sonda je zařízení, které převádí jednu formu energie na jinou. Ultrazvuková sonda převádí elektrickou energii na mechanické vibrace (zvukové vlny) a zvukové vlny na elektrickou energii. Zpravidla se jedná o malá ruční zařízení, která jsou nabízena v široké paletě frekvencí a provedení pro potřeby různých specifických testů.
7. Co je to ultrazvukový tloušťkoměr?
Ultrazvukový tloušťkoměr je přístroj, který generuje v testovaném dílu zvukové impulzy a s vysokou přesností měří interval od přijatého echa. Po zadání rychlosti zvuku v testovaném materiálu vypočítá přístroj z této informace o rychlosti zvuku a měřeného času tloušťku materiálu, a to podle jednoduchého vztahu vzdálenost = rychlost vynásobená časem.
8. Jak přesné je ultrazvukové měření tloušťky?
Za optimálních podmínek mohou komerční ultrazvukové přístroje dosáhnout přesnosti až ±0,001 mm (0,00004") resp. ±0,025 mm (0,001") nebo i vyšší, a to ve většině běžných konstrukčních materiálů. Mezi faktory ovlivňující přesnost patří rovnoměrnost šíření zvuku v testovaném materiálu, míra rozptylu nebo absorpce zvuku, stav povrchu a přesnost a pečlivost, se kterou byl přístroj kalibrován pro danou aplikaci.
9. Kdo používá ultrazvukové měřicí přístroje?
Běžné použití ultrazvukových přístrojů spočívá v měření zbývající tloušťky stěn zkorodovaného potrubí nebo nádrží. Měření lze provést snadno a rychle, aniž by byl nutný přístup k vnitřní straně potrubí či nádrže nebo její vyprázdnění. Mezi další důležité aplikace patří měření tloušťky lisovaných plastových lahví a podobných nádob, lopatek turbín a jiných přesně obráběných dílů nebo odlitků, zdravotnických hadiček o malém průměru, pryžových pneumatik a dopravníkových pásů, trupů lodí ze sklolaminátu a dokonce i kontaktních čoček.
10. Co je to ultrazvukový detektor vad?
Zvukové vlny procházející materiálem se od vad (trhlin nebo dutin), odrážejí předvídatelným způsobem. Ultrazvukový detektor vad je přístroj, který generuje a zpracovává ultrazvukové signály a vytváří zobrazení tvaru vlny, ve kterém může vyškolený operátor identifikovat skryté vady v testovaném dílu. Operátor identifikuje charakteristický odraz od dobrého dílu a poté hledá v odrazu odchylky, které mohou signalizovat vady.
11. Které vady je možné vyhledávat pomocí detektoru vad?
Pomocí ultrazvukových detektorů vad je možné lokalizovat a měřit širokou paletu trhlin, dutin, nesoudržných míst, vměstků a podobných vad, které ovlivňují integritu konstrukce. Minimální detekovatelná velikost vady v dané aplikaci závisí na typu testovaného materiálu a uvažované vady.
12. Kdo ultrazvukové detektory vad používá?
Ultrazvukové detektory vad se široce využívají v kritických aplikacích souvisejících s bezpečností a kvalitou konstrukčních svarů, ocelových nosníků, výkovků, potrubí a nádrží, leteckých motorů a konstrukcí, automobilových rámů, železničních kolejí, turbín v energetice a jiných těžkých strojích, lodních trupů a odlitků stejně jako v mnoha dalších důležitých aplikacích.
13. Jaké další typy přístrojů jsou k dispozici?
Ultrazvukové zobrazovací systémy slouží k vytváření vysoce detailních snímků (podobných rentgenovým snímkům) a mapování vnitřní struktury dílu pomocí zvukových vln. Technologie phased array, vyvinutá původně pro lékařské diagnostické zobrazování, se využívá v průmyslu k vytváření snímků řezů. Velké skenovací systémy se používají v leteckém průmyslu a u dodavatelů v kovovýrobě ke kontrole skrytých vad surovin i hotových dílů. Ultrazvukové pulzní přijímače a analyzátory signálu se využívají v různých aplikacích ve výzkumu materiálů.
