Metode Nedistructive

1. Examinări nedistructive cu ultrasunete

1.1 Principii de bază

Examinarea cu ultrasunete foloseste energia sunetelor de frecvenţe înalte pentru examinarea si efectuarea măsuratorilor. Examinarea cu ultrasunetele poate fi folosită pentru: detectarea/examinarea defectelor, măsurări, caracterizarea materialelor etc. Pentru a prezenta cum se realizează testul, este ilustrată o examinare impuls/ecou:

O inspecţie obişnuită cu ultrasunete se realizează cu aparatură cum ar fi: impuls/receptor, traductor şi ecran. Aparatul impuls/receptor este un aparat electronic care poate produce pulsuri electrice de voltaj mare. Condus de generatorul de impulsuri, traductorul generează energie ultrasonică de frecvenţă înaltă. Energia sunetului este introdusă şi propagată în material în formă de unde. Când apare o discontinuitate (cum ar fi o defecţiune) în drumul undelor, o parte din energie se va reflecta înapoi din suprafaţa defectă. Semnalul de undă reflectat este transformat în semnal electric de către traductor şi este afişat pe ecran. În examinarea prezentată anterior, puterea semnalului reflectat este prezentat în funcţie de timpul de când semnalul a fost generat şi până a fost recepţionat ecoul datorat defectului. Timpul drumului efectuat de semnal poate fi legat cu distanţa parcursă de acesta. Cu ajutorul semnalului se pot obţine informaţii referitoare la locul reflexiei, mărimea, orientarea etc.

Examinările cu ultrasunete reprezintă o metodă foarte utilă şi vastă in controlul nedistructiv.

1.2 Câteva avantaje a examinării cu ultrasunete sunt:

- este sensibilă la discontinuităţile suprafeţelor

- adâncimea la care se face studiul pentru detectarea defecţiunilor sau măsurătorilor este superioară altor metode de control nedistructiv

- este nevoie de acces doar la o parte a materialului atunci cand se foloseşte tehnica impuls/ecou

- are o acurateţe foarte mare în determinarea poziţiei de reflectare şi estimarea marimii şi formei defecţiunii

- necesită pregătiri minime înainte de examinare

- echipamentele electronice asigură rezultate exacte

- pot fi reprezentate imagini detaliate

- mai are şi alte utilizări cum ar fi măsurarea grosimii

La fel ca toate metodele de examinare nedistructivă şi examinarea cu ultrasunete are unele limite:

- suprafaţa trebuie să fie accesibilă să transmită unde

- pregatirea personalului este mult mai scumpă faţă de alte examinări

- în mod normal necesită un mediu cuplă pentru a se realize transferal energiei sunetului în material

- materialele care sunt dure, cu forme iregulate, foarte mici neomogene sunt greu de examinat.

- defectele liniare orientate paralel cu raza sunetului pot trece nedetectate

- sunt necesare nişte referinţe pentru calibrarea echipamentelor şi caracterizarea defectelor

1.3 Istoria ultrasunetelor

Înainte de al doilea război mondial, tehnica trimiterii undelor de sunete prin apă şi studierea ecoului pentru a caracteriza obiecte cufundate, au fost începutul pentru aplicarea ultrasunetelor în diagnosticul medical. În 1929 şi 1935 Sokolov a studiat utilizarea undelor ultrasonice pentru detectarea metalelor. Mulhauser în 1931 a patentat utilizarea undelor ultrasonice, folosind două traductoare pentru detectarea defectelor în solide. Firestone (1940) şi Simons (1945) au dezvoltat examinarea ultrasonică cu impulsuri folosind tehnica impuls/ecou.

La scurt timp după terminarea celui de-al doilea razboi mondial, cercetători din Japonia au început cercetarea capabilităţii diagnosticării medicale cu ultrasunete.

Cercetările japonezilor au fost cunoscute în America şi Europa înainte de 1950. Cercetătorii au prezentat comunităţii medicale internaţionale descoperirile lor în utilizarea ultrasunetelor pentru detectarea pietrelor la fiere. Japonia a fost de altfel prima ţară care a aplicat ultrasunetele Doppler, o aplicaţie a ultrasunetelor care detectează obiectele care se mişcă cum ar fi sângele curgând prin inimă pentru investigaţii cardiovasculare.

În Statele Unite, cercetatorii au realizat mari progrese, utilizând ultrasunetele pentru a detecta potenţialul cancer şi pentru a vizualiza tumori în ţesuturi. Introducerea ultrasunetelor Doppler color a ajutat la indicarea cu ajutorul diferitelor culori a vitezei sângelui şi direcţia de curgere a acestuia.