1. Ispitivanje
proizvoda
Ispitivanje ultrazvukom
Opis
metode
 Osnovna
oprema
 Prednosti
 Nedostaci
 Varijable
 Metode ispitivanja
 Oprema za ispitivanje

Ispitivanje proizvoda
Ispitivanje ultrazvukom
doc.dr. Samir Lemeš
<slemes@mf.unze.ba>
Ispitivanje ultrazvukom 2/36
Ispitivanje
proizvoda
Ispitivanje ultrazvukom
Ispitivanje
proizvoda
Metod ispitivanja bez razaranja kod
kojeg se zrake zvuka visoke
frekvencije emituju u materijal s
ciljem otkrivanja površinskih i
dubinskih
d bi kih grešaka
š k
 Zvučni talasi prodiru u materijal i
odbijaju se od prelaznih površina
 Stepen refleksije uglavnom zavisi od
fizičkog stanja materijala na prelazu,
a manje od osobina materijala
Zvučni signali se skoro potpuno
reflektuju od prelaza metal/gas
 Parcijalna refleksija se javlja na
prelazima metal/tečnost ili
metal/čvrsta tijela
 Ultrazvukom se otkrivaju
pukotine, odvajanje
laminata, lunkeri, pore,
nemetalni uključci i druge
nehomogenosti

Ispitivanje ultrazvukom 3/36
Ispitivanje
proizvoda
Većina UZ uređaja otkriva greške
praćenjem jedne od sljedećih veličina:
Refleksija zvuka od prelaznih površina ili
diskontinuiteta u metalu
 Vrijeme prolaza zvučnog talasa od ulaza
l
č
l
d l
do izlaza
 Slabljenje zvučnih talasa apsorpcijom ili
rasipanjem unutar ispitivanog objekta
 Karakteristike spektralnog odziva
emitovanog ili reflektovanog signala

Ispitivanje ultrazvukom 5/36

Ispitivanje ultrazvukom 4/36
Ispitivanje ultrazvukom

Ispitivanje ultrazvukom
Ispitivanje
proizvoda
Ispitivanje ultrazvukom
Većina UZ uređaja radi
na frekvencijama
od 0,1 do 25 MHz
 Ljudsko uho registruje
zvuk od 20 Hz do 20 kHz

Ispitivanje ultrazvukom 6/36
1

2. Ispitivanje
proizvoda
Osnovna oprema
Ispitivanje
proizvoda
Elektronski generator signala
Sonda koja emituje snop UZ talasa
 Kuplant za transfer energije iz sonde
 Kuplant za transfer energije u sondu
 Sonda za prihvatanje odbijenih UZ
talasa
 Pojačalo / demodulator
 Displej ili indikator
 Elektronski referentni sat
Jako dobra snaga prodiranja u dubinu
materijala (nekoliko metara)
 Visoka osjetljivost na male greške
 Velika p
preciznost otkrivanja lokacije,
j
j ,
veličine, orijentacije, oblika greške
 Dovoljno je da barem jedna površina
bude dostupna
 Signal se lako obrađuje elektronski
 Mogućnost skeniranja po zapremini



Ispitivanje ultrazvukom 7/36
Ispitivanje
proizvoda
Prednosti metode
Ispitivanje ultrazvukom 8/36
Ispitivanje
proizvoda
Nema opasnosti po osoblje, opremu i
materijale u okolini
 Portabilnost (prenosivost)
 Generiše izlaz koji se lako obrađuje
j
j
računarom
Ispitivanje
proizvoda
Varijable
Osnovne varijable
koje treba uzeti u
obzir kod UZ
ispitivanja su karakteristike UZ talasa i
karakteristike dijelova koji se ispituju
k kt i tik dij l
k ji
i it j
 Od tih varijabli zavisi izbor opreme
 Frekvencija ultrazvučnih talasa: treba
naći kompromis između pozitivnih i
negativnih efekata izabrane frekvencije

Ispitivanje ultrazvukom 11/36
Nedostaci metode
Manuelni način rada zahtijeva
iskustvo i veliku pažnju
 Za razvoj procedura ispitivanja je
potrebno veliko tehničko znanje
 Teško je ispitivati tanke dijelove,
nepravilne oblike, hrapave površine
 Teško se otkrivaju defekti koji su
neposredno ispod površine
 Potrebni su kuplanti i referentni
standardi

Ispitivanje ultrazvukom 9/36
Prednosti metode

Ispitivanje ultrazvukom 10/36
Ispitivanje
proizvoda
Varijable
Visoke frekvencije: veća osjetljivost,
veća rezolucija, manja penetracija
kod nehomogenih metala (sa većim
zrnom)
 Akustična impedanca kombinacije
dva materijala je karakteristika koja
određuje stepen refleksije; ako imaju
istu impedancu, nema refleksije
 Jedinica: g/cm2·s

Ispitivanje ultrazvukom 12/36
2

3. Ispitivanje
proizvoda
Varijable
Ispitivanje
proizvoda
Čelik: 4,66·106 g/cm2·s
 Aluminij: 1,72·106 g/cm2·s
 Bakar: 4,18·106 g/cm2·s
 Olovo: 2,45 106 g/cm2·s
2 45·10
s
 Zrak: 0,00004·106 g/cm2·s
 Staklo: 1,44·106 g/cm2·s
 Ulje: 0,15·106 g/cm2·s
 Voda: 0,149·106 g/cm2·s
Ugao nagiba
Kad snop UZ talasa pada okomito na
grešku, ugao nagiba je 0° - refleksija
ne mijenja pravac snopa
 Kad ugao nagiba
nije 0°, dolazi do
promjene prirode
kretanja talasa i
do prelamanja

Ispitivanje ultrazvukom 13/36
Ispitivanje
proizvoda
Varijable


Ispitivanje ultrazvukom 14/36
Ispitivanje
proizvoda
Intenzitet snopa je energija koja se
emituje po poprečnom presjeku
snopa, a zavisi od amplitude vibracija
čestica
 Obično se koristi termin akustični
pritisak (zvučni pritisak) da označi
amplitudu naprezanja koja izaziva UZ
talas u materijalu
 Akustična energija je proporcionalna
kvadratu akustičnog pritiska
Ispitivanje
proizvoda
Varijable
Širenje snopa se javlja na većoj
udaljenosti od sonde
 Ugao širenja zavisi
od talasne dužine
talasa i od prečnika
ultrazvučne sonde
 Slabljenje ultrazvučnog snopa zavisi
od početnog akustičnog pritiska,
dubine dijela koji se ispituje i od
koeficijenta slabljenja (dB/mm)

Ispitivanje ultrazvukom 17/36
Varijable
Apsorpcija ultrazvučne energije se
javlja uglavnom konverzijom
mehaničke energije u toplotu
 Rasipanje ultrazvučnog talasa se
javlja zato što većina materijala nije
homogena
 Rasipanje se javlja i kod anizotropnih
materijala, kod kojih brzina
prostiranja talasa nije ista u različitim
pravcima

Ispitivanje ultrazvukom 15/36
Varijable

Ispitivanje ultrazvukom 16/36
Ispitivanje
proizvoda
Metode ispitivanja
Dvije osnovne metode su metoda
transmisije i
"puls-eho" metoda
 Kod metode
transmisije mjeri se
samo slabljenje signala
 Kod puls-eho metode
mjeri se i vrijeme
prolaza i slabljenje
signala

Ispitivanje ultrazvukom 18/36
3

4. Ispitivanje
proizvoda
Metode ispitivanja
Ispitivanje
proizvoda
Puls-eho metoda se koristi za lociranja
grešaka i za mjerenje debljine
 Dubina greške se određuje vremenom
od početnog impulsa i eha od greške
 Veličina greške se
određuje poređenjem
amplitude
reflektovanog zvuka
s referentnom
amplitudom (od poznate veličine)
Rezultati puls-eho ispitivanja se mogu
prikazati na razne načine:
 A-scan: kvantitativni prikaz amplituda
signala i vremena putovanja signala
dobijenih na jednoj tački površine
 B-scan: rezultati
duž linije
 C-scan: rezultati
po površini

Ispitivanje ultrazvukom 19/36
Ispitivanje
proizvoda
Metode ispitivanja

Ispitivanje
proizvoda
Metode ispitivanja


Ispitivanje ultrazvukom 20/36
Ispitivanje
proizvoda
Blok šema analognog A-scan displeja:
Ispitivanje ultrazvukom 21/36
Blok šema B-scan displeja:
Ispitivanje ultrazvukom 23/36
Metode ispitivanja
Metode ispitivanja

Primjer očitanja
sa A-scan
displeja i sa
osciloskopa
Ispitivanje ultrazvukom 22/36
Ispitivanje
proizvoda
Metode ispitivanja

Blok šema C-scan displeja:
Ispitivanje ultrazvukom 24/36
4

5. Ispitivanje
proizvoda
Metode ispitivanja

Prikaz sa C-scan displeja:
Ispitivanje ultrazvukom 25/36
Ispitivanje
proizvoda
Metode ispitivanja

Oprema za ispitivanje

Poprečni presjeci piezoelektričnih UZ
sondi
Ispitivanje ultrazvukom 29/36
Metode ispitivanja

Ispitivanje pod uglom se koristi za
ispitivanje zavarenih spojeva, cijevi,
limova i pločastih materijala, te
uzoraka nepravilnog oblika, gdje pravi
snopovi ne mogu doći u kontakt sa
i
d ći k t kt
svim površinama
Ispitivanje ultrazvukom 26/36
Ispitivanje
proizvoda
Ispitivanje zavarenih spojeva
Ispitivanje ultrazvukom 27/36
Ispitivanje
proizvoda
Ispitivanje
proizvoda
Metode ispitivanja

Ispitivanje zavarenih spojeva
Ispitivanje ultrazvukom 28/36
Ispitivanje
proizvoda
Oprema za ispitivanje

Sonde za ispitivanje pravim snopom
Ispitivanje ultrazvukom 30/36
5

6. Ispitivanje
proizvoda
Oprema za ispitivanje


Sonde za ispitivanje pod vodom
Prednost ovog ispitivanja je veća
brzina, mogućnost kontrole smjera
snopa i mogućnost automatizacije
Ispitivanje ultrazvukom 31/36
Ispitivanje
proizvoda
Oprema za ispitivanje

Oprema za ispitivanje

Sistem za ispitivanje pod vodom
Ispitivanje ultrazvukom 32/36
Ispitivanje
proizvoda
Kalibracija
Uređaji za mjerenje debljine
Ispitivanje ultrazvukom 33/36
Ispitivanje
proizvoda
Ispitivanje
proizvoda
Kalibracija
Ispitivanje ultrazvukom 34/36
Ispitivanje
proizvoda
Proizvođači
General Electric Inspection
Technologies
Krautkramer / Agfa / Hocking
(www.geinspectiontechnologies.com)
 Olympus (www.olympusndt.com)
 NDT Systems (www.ndtsystems.com)
 Newco (www.newcoinc.com)
 UE Systems (www.uesystems.com)

Ispitivanje ultrazvukom 35/36
Ispitivanje ultrazvukom 36/36
6