Επιλογή γλώσσας

H εξέλιξη του εξοπλισμού στον έλεγχο με υπερήχους

H εξέλιξη του εξοπλισμού στον έλεγχο με υπερήχους

Η χρήση των υπερήχων για τον μη καταστρεπτικό έλεγχο συγκολλητών συνδέσεων, μεταλλικών εξαρτημάτων και βιομηχανικών κατασκευών αποτελεί σήμερα μια από τις πιο διαδεδομένες και αξιόπιστες μεθόδους, δίνοντας λύση στην ανίχνευση ασυνεχειών της δομής των υλικών.

Η μέθοδος της εκπομπής υπερήχων ανακαλύφθηκε το 1847 από τον James Precott Joule και εξελίχθηκε το 1880 από τον Pierre Curie και τον αδελφό του Paul Jacques. Μόλις το 1912 έγινε η πρώτη προσπάθεια για την χρήση της μεθόδου στην πράξη από τον Richardson μετά τη βύθιση του «Τιτανικού» για τον εντοπισμό των παγόβουνων, ενώ στη Γαλλία οι Chilowski και Langevin άρχισαν να την εξελίσσουν κατά τη διάρκεια του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου για τον εντοπισμό υποβρυχίων.

Η βιομηχανική χρήση των υπερήχων ξεκίνησε αρκετά χρόνια αργότερα ταυτόχρονα σε Ηνωμένες Πολιτείες, Μεγάλη Βρετανία και Γερμανία με τις εργασίες των Floyd Firestone, Donald O. Sproule and Adolf Trost. Το 1942 ο Firestone ήταν ο πρώτος που υλοποίησε την τεχνική παλμού-ηχούς και ανέπτυξε ένα αντίστοιχο όργανο ελέγχου με κεφαλή που λειτουργούσε σαν πομπός και δέκτης.

Μερικά χρόνια αργότερα, στη Γερμανία το 1949 ο Josef Krautkrämer και ο αδελφός του Herbert από την Κολωνία βασισμένοι στις δημοσιεύσεις των Firestone-Sperry αρχίζουν να αναπτύσσουν τις δικές τους συσκευές υπερήχων και μόλις ένα χρόνο αργότερα λανσάρουν την πρώτη τους συσκευή εμπορικής χρήσης. Παραλλαγές της συσκευής άρχισαν άμεσα να χρησιμοποιούνται για ελέγχους σιδηροτροχιών στους γερμανικούς σιδηροδρόμους, σε σωληνουργεία και στην αυτοκινητοβιομηχανία.

Έκτοτε ακολούθησαν σημαντικές αλλαγές στον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο με υπερήχους. Οι όποιες αλλαγές στο πέρασμα του χρόνου δεν έγιναν στις βασικές αρχές της μεθόδου (τύπος των κυμάτων που χρησιμοποιούνται, γωνίες ελέγχου κτλ) αλλά στον τρόπο που οι συσκευές διαχειρίζονται αυτές τις παραμέτρους. Επίσης, με την ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας και ιδιαίτερα της ηλεκτρονικής, βελτιώθηκε το ηλεκτρονικό μέρος των συσκευών και κατά συνέπεια κάποιες καθοριστικές παράμετροι λειτουργίας, όπως o ρυθμός ανανέωσης σήματος (PRF) και η ποιότητα του σήματος. Έτσι, οι συσκευές υπερήχων εξελίχθηκαν από απλά οσιλοσκόπια (παλμογράφοι) με οθόνες καθοδικών σωλήνων CRT σε σύγχρονες συσκευές με οθόνες LCD και δυνατότητα ανάκτησης πληροφοριών και αποθήκευσης σε κάρτες μνήμης.

Άλλα χαρακτηριστικά των συσκευών που βελτιώθηκαν με την πάροδο του χρόνου είναι: η σημαντική μείωση των διαστάσεων και του βάρους τους για εύκολη χρήση σε δυσπρόσιτα προς έλεγχο σημεία, η αύξηση της αυτονομίας των συσκευών με τη χρήση μπαταριών Λιθίου, η βελτίωση της ποιότητας της οθόνης με χρήση υψηλής ανάλυσης τεχνολογίας LCD που εξασφαλίζει την ορθή ανάγνωση των παλμών και υψηλή ορατότητα, η ανάπτυξη λογισμικού για τις συσκευές με χρήσιμα για τον έλεγχο εργαλεία όπως καμπύλες αξιολόγησης σχετικής έντασης/ύψους σήματος (DAC, DGS κτλ.). Επίσης βελτιώθηκε ο εργονομικός σχεδιασμός των συσκευών και η ευχρηστία τους με την προσθήκη περιστροφικών κομβίων και joysticks στη θέση των παλαιού τύπου χειριστηρίων.

Με την πρόοδο της τεχνολογίας, χρησιμοποιήθηκε από τη βιομηχανία η τεχνολογία της ιατρικής, μέσω της χρήσης των συσκευών υπερήχων phased array. Ο έλεγχος συγκολλητών συνδέσεων πραγματοποιείται με κεφαλή που διαθέτει συστοιχία κρυστάλλων και παρέχει τη δυνατότητα ελέγχου της κατασκευής και καταγραφής των ασυνεχειών τόσο με την τεχνική A-scan όσο και με τεχνικές C-scan και B-scan (κάτοψη και τομή του υπό εξέταση δοκιμίου αντίστοιχα). Μέσω της χρήσης της μεθόδου των phased array νέες προοπτικές αναπτύσσονται στον έλεγχο των κατασκευών με υπερήχους, και ήδη η εφαρμογή τους έχει αρχίσει να προβλέπεται και από τους αντίστοιχους κώδικες.

Συμπερασματικά μπορούμε να πούμε πως με την αυξανόμενη απαίτηση για μη καταστρεπτικούς ελέγχους και την εφαρμογή της σύγχρονης τεχνολογίας οι συσκευές υπερήχων έχουν γίνει σήμερα από τα πλέον μοντέρνα και “ευφυή” εργαλεία ελέγχου των υλικών και ταυτόχρονα οικονομικώς προσιτά.

Κλείνοντας πρέπει να επισημάνουμε πως καμία συσκευή, όσο εξελιγμένη και αν είναι δεν μπορεί να υποκαταστήσει την εμπειρία και την κρίση του τεχνικού προσωπικού που πρέπει να είναι σε θέση να αξιολογήσει τις ενδείξεις και να ανατρέξει στη βασική θεωρία της μεθόδου όταν αυτό χρειαστεί.

 

Extras

  • '50
  • '80
  • 2003
  • 2006
  • 2009
  • 2011

Περισσότερα απο Τεχνικά 'Αρθρα