Ultrazvukové zkoušení ocelových plechů, tyčí a výkovků

Jak to funguje

Sonda vysílá krátké impulzy vysokofrekvenčního zvuku do oceli prostřednictvím vazebního média (obvykle vody nebo gelu). Impulzy se odrážejí od zadní stěny výrobku — a od všeho uvnitř, co přerušuje kov: od zdvojení, shluku vměstků, trhliny, dutiny. Na základě časování a velikosti ech obsluha mapuje, kde se nespojitosti nacházejí a jak velkou odrazovou plochu mají.

Co ultrazvukové zkoušení nachází

• V plechu: zdvojení (plochá oddělení rovnoběžná s povrchem), shluky vměstků a vnitřní trhliny — většina z nich zděděná z bramy a neviditelná na obou plochách.
• V tyčích a výkovcích: vnitřní trhliny, vločky, pórovitost, velké vměstky a segregované středové oblasti.
• Ve svarech (samostatná disciplína s vlastními normami): nedostatečné provaření, strusku a trhliny.

Ultrazvukové zkoušení odpovídá na otázku, na kterou povrchové metody odpovědět nemohou: zda je vnitřek průřezu dostatečně zdravý pro daný provoz — což je kritické tam, kde bude plech rozřezán na tlakovou část nebo tyč obrobena na vysoce namáhaný hřídel.

Normy a třídy kvality

Přijatelnost je organizována do tříd, přičemž vyšší třídy ukládají menší přípustné nedokonalosti a úplnější skenování:

• EN 10160 se vztahuje na ploché výrobky (plech a širokou plochou ocel). Definuje třídy kvality tělesa S0 až S3 a třídy okrajů E0 až E4: S0/E0 je nejbenevolentnější, S3/E4 nejpřísnější.
• EN 10308 se vztahuje na ocelové tyče.
• EN 10228-3 a -4 se vztahují na výkovky (feritické/martenzitické, resp. austenitické), opět s odstupňovanými třídami kvality.
• Běžnými protějšky ASTM jsou A578 pro plech a A388 pro výkovky.

Objednávka, která pouze uvádí "UT tested" bez uvedení normy a třídy, ponechává nedefinované jak rozsah skenování, tak limity přijatelnosti — což je nejčastější jednotlivá příčina sporů ohledně ultrazvukového zkoušení.

Kde ultrazvukové zkoušení naráží na své limity

• Mrtvá zóna. Prvních několik milimetrů pod sondou je obtížné vyhodnotit; vady blízko povrchu vyžadují druhou techniku nebo dvouelementovou sondu.
• Orientace vady. Rovinná vada se odráží nejlépe, když je přibližně kolmá na zvukový paprsek. Zkoušení plechu přímým paprskem dobře nachází zdvojení, ale může přehlédnout strmě skloněné trhliny; sondy s úhlovým paprskem pokrývají jiné orientace.
• Hrubá zrna. Lité struktury a austenitická korozivzdorná ocel rozptylují a pohlcují zvuk, čímž snižují průnik a citlivost. Ultrazvukové zkoušení hrubozrnného materiálu vyžaduje postupy upravené na míru a nižší frekvence.
• Určování velikosti je přibližné. Pravidla přijatelnosti jsou založena na amplitudě echa a rozsahu indikace ve srovnání s referenčními reflektory, nikoli na přímém měření skutečné vady. Dvě normy mohou stejnou indikaci posoudit odlišně.
• Geometrie a povrch. Tenké průřezy, složité tvary a drsné nebo okujené povrchy všechny omezují pokrytí; norma definuje, jak velká část objemu musí být pro uplatnění dané třídy naskenována.

Jak ultrazvukové zkoušení dobře specifikovat

Uveďte normu a třídu, stanovte, zda je skenování 100% nebo na rastru, a předem se dohodněte, jak bude nakládáno s indikacemi na hranici přijatelnosti. Tím se z "UT tested" stane místo sloganu ověřitelný požadavek.