Ultrasoon onderzoek van staalplaat, -staaf en smeedstukken

Ultrasoon onderzoek vindt interne defecten die geen enkel oppervlakteonderzoek kan zien. Deze gids legt uit hoe puls-echo-UT werkt, wat de kwaliteitsklassen van EN 10160 en EN 10308 betekenen, en waar de methode haar grenzen bereikt.

Hoe het werkt

Een taster zendt korte pulsen hoogfrequent geluid uit in het staal via een koppelmedium (meestal water of gel). De pulsen reflecteren vanaf de achterwand van het product — en vanaf alles binnenin dat het metaal onderbreekt: een laminatie, een cluster van insluitsels, een scheur, een holte. Door de echo's te timen en te dimensioneren, brengt de operator in kaart waar de discontinuïteiten zich bevinden en hoe groot hun reflecterende oppervlak is.

Wat UT vindt

In plaat: laminaties (vlakke scheidingen parallel aan het oppervlak), insluitselclusters en interne scheuren — de meeste geërfd van de plak en onzichtbaar aan beide zijden.
In staaf en smeedstukken: interne scheuren, vlokken, porositeit, grote insluitsels en gesegegreerde kernzones.
In lassen (een aparte discipline met eigen normen): bindingsfouten, slak en scheuren.

UT beantwoordt de vraag die oppervlaktemethoden niet kunnen: of de binnenkant van de doorsnede gezond genoeg is voor de toepassing — cruciaal waar een plaat wordt gesneden tot een drukdeel, of een staaf wordt bewerkt tot een hoogbelaste as.

Normen en kwaliteitsklassen

Acceptatie is georganiseerd in klassen, waarbij de hogere klassen kleinere toelaatbare onvolkomenheden en completere scanning opleggen:

EN 10160 dekt vlakke producten (plaat en breedflak). Het definieert kwaliteitsklassen voor het lichaam S0 tot S3 en randklassen E0 tot E4: S0/E0 is het meest tolerant, S3/E4 het strengst.
EN 10308 dekt stalen staven.
EN 10228-3 en -4 dekken smeedstukken (respectievelijk ferritisch/martensitisch en austenitisch), eveneens met gegradeerde kwaliteitsklassen.
Gangbare ASTM-tegenhangers zijn A578 voor plaat en A388 voor smeedstukken.

Een inkooporder die simpelweg "UT tested" zegt zonder norm en klasse te noemen, laat zowel de scandekking als de acceptatiegrenzen ongedefinieerd — de meest voorkomende oorzaak van UT-geschillen.

Waar UT haar grenzen bereikt

Dode zone. De eerste paar millimeter onder de taster zijn moeilijk te beoordelen; defecten nabij het oppervlak vereisen een tweede techniek of een dubbelelementtaster.
Defectoriëntatie. Een vlak defect reflecteert het best wanneer het ongeveer loodrecht op de geluidsbundel staat. Rechte-bundelbeproeving van plaat vindt laminaties goed, maar kan steil gehoekte scheuren missen; hoekbundeltasters dekken andere oriëntaties.
Grove korrels. Gietstructuren en austenitisch roestvast staal verstrooien en absorberen geluid, wat de penetratie en gevoeligheid vermindert. UT van grofkorrelig materiaal vereist op maat gemaakte procedures en lagere frequenties.
Dimensionering is benaderend. Acceptatieregels zijn gebaseerd op echoamplitude en indicatieomvang vergeleken met referentiereflectoren, niet op een directe meting van het werkelijke defect. Twee normen kunnen dezelfde indicatie verschillend beoordelen.
Geometrie en oppervlak. Dunne doorsneden, complexe vormen en ruwe of geschaalde oppervlakken beperken allemaal de dekking; de norm definieert hoeveel van het volume moet worden gescand om een klasse te mogen claimen.

UT goed specificeren

Benoem de norm en klasse, vermeld of de scanning 100% is of op een raster, en spreek vooraf af hoe indicaties op de acceptatiegrens worden behandeld. Dat verandert "UT tested" van een slogan in een verifieerbare eis.