الاختبار بالموجات فوق الصوتية للصلب: الألواح والقضبان والمطروقات

كيف يعمل

يُصدر مسبار نبضات قصيرة من صوت عالي التردد إلى داخل الصلب عبر وسيط اقتران (عادة الماء أو الجل). تنعكس النبضات من الجدار الخلفي للمنتج — ومن أي شيء بالداخل يقطع المعدن: انفصال طبقي، أو عنقود شوائب، أو شق، أو فراغ. وبتوقيت الأصداء وتحديد حجمها، يرسم المشغّل خريطة لمواضع الانقطاعات وحجم مساحة انعكاسها.

ما يجده UT

• في الألواح: الانفصالات الطبقية (انفصالات مسطحة موازية للسطح)، وعناقيد الشوائب والشقوق الداخلية — معظمها موروث من البلاطة وغير مرئي على الوجهين.
• في القضبان والمطروقات: الشقوق الداخلية، والقشور، والمسامية، والشوائب الكبيرة ومناطق المركز المعزولة.
• في اللحامات (تخصص منفصل بمعاييره الخاصة): نقص الانصهار، والخبث والشقوق.

يجيب UT عن السؤال الذي لا تستطيع الطرق السطحية الإجابة عنه: ما إذا كان داخل المقطع سليمًا بما يكفي للخدمة — وهو أمر حاسم حيث سيُقطع لوح إلى جزء ضغط، أو يُشغّل قضيب إلى عمود عالي الإجهاد.

المعايير وفئات الجودة

يُنظّم القبول في فئات، حيث تفرض الفئات الأعلى عيوبًا مسموحًا بها أصغر ومسحًا أكثر اكتمالًا:

• EN 10160 يغطي المنتجات المسطحة (الألواح والمسطحات العريضة). ويعرّف فئات جودة الجسم S0 إلى S3 وفئات الحواف E0 إلى E4: S0/E0 هي الأكثر تساهلًا، وS3/E4 هي الأكثر صرامة.
• EN 10308 يغطي قضبان الصلب.
• EN 10228-3 و-4 يغطيان المطروقات (الحديدية/المارتنسيتية والأوستنيتية على التوالي)، أيضًا بفئات جودة متدرجة.
• النظائر الشائعة في ASTM هي A578 للألواح وA388 للمطروقات.

أمر شراء يقول ببساطة "UT tested" دون تسمية المعيار والفئة يترك كلًا من تغطية المسح وحدود القبول غير معرّفين — وهو السبب الأكثر شيوعًا منفردًا لنزاعات UT.

أين يصل UT إلى حدوده

• المنطقة الميتة. المليمترات القليلة الأولى تحت المسبار يصعب تقييمها؛ والعيوب القريبة من السطح تحتاج تقنية ثانية أو مسبارًا مزدوج العنصر.
• اتجاه العيب. يعكس العيب المستوي بأفضل شكل عندما يكون عموديًا تقريبًا على حزمة الصوت. واختبار الألواح بالحزمة المستقيمة يجد الانفصالات الطبقية جيدًا لكنه قد يفوت الشقوق شديدة الميل؛ وتغطي مجسات الحزمة الزاوية اتجاهات أخرى.
• الحبيبات الخشنة. البنى المصبوبة والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يشتتان الصوت ويمتصانه، مما يقلل الاختراق والحساسية. ويحتاج UT للمواد خشنة الحبيبات إلى إجراءات مخصصة وترددات أقل.
• تحديد الحجم تقريبي. قواعد القبول تستند إلى سعة الصدى وامتداد المؤشر مقارنة بعاكسات مرجعية، لا إلى قياس مباشر للعيب الحقيقي. ويمكن لمعيارين أن يحكما على المؤشر نفسه بشكل مختلف.
• الهندسة والسطح. المقاطع الرقيقة والأشكال المعقدة والأسطح الخشنة أو المتقشرة كلها تحد من التغطية؛ ويعرّف المعيار مقدار الحجم الذي يجب مسحه لادعاء فئة ما.

تحديد UT بشكل جيد

سمِّ المعيار والفئة، واذكر ما إذا كان المسح 100% أو على شبكة، واتفق مسبقًا على كيفية التعامل مع المؤشرات عند حد القبول. عندها يتحول "UT tested" من شعار إلى متطلب قابل للتحقق.