API · ASME · ISO · NIST · UKAS
موجات صوتية عالية التردّد تحدّد حجم العيوب الداخلية وتقيس سماكة الجدار المتبقّية.
يستخدم الاختبار فوق الصوتي (UT) نبضات صوتية عالية التردّد — عادةً 0.5 إلى 20 ميغاهرتز — تُرسَل داخل المادة عبر مجسّ. ينعكس الصوت عن الجدار الخلفي وعن أي انقطاع داخلي؛ وقياس زمن الرحلة وسعة تلك الأصداء يحدّد موقع العيب وحجمه وخصائصه ويقيس السماكة المتبقّية.
وبوصفه طريقة حجمية يرى الاختبار عمق القطعة، لذا نستخدمه لكشف عيوب اللحام وتحديد حجمها ومسوح سماكة التآكل والتعرية وفحص التصفّح ورسم خرائط التآكل عبر نطاق واسع من المكوّنات.
يحوّل محوّل كهرضغطي نبضة كهربائية إلى دفقة قصيرة من الموجات فوق الصوتية تنتقل داخل المادة عبر مادة اقتران. وكلّما التقى الشعاع بسطح بيني — الجدار الخلفي أو انقطاع — انعكس جزء من الطاقة إلى المجسّ كصدى.
يرسم الجهاز سعة الصدى مقابل الزمن (مسح A). ويعطي زمن الصدى، بعد معايرته بسرعة الصوت في المادة، العمق أو السماكة؛ ويعطي ارتفاع الصدى ومنحنى تصحيح المسافة-السعة (DAC أو DGS) حجم العيب. وتُستخدَم مجسّات الشعاع الزاوي للحامات ليصطدم الشعاع بأوجه الانصهار الرأسية.
يكشف الاختبار ويحدّد حجم العيوب الداخلية المستوية والحجمية — الشقوق وعدم الانصهار وعدم الاختراق والخبث والمسامية والتصفّح والشوائب — كما يقيس سماكة الجدار لتقييم التآكل والتعرية. وهو قوي بخاصّة على العيوب المستوية الشبيهة بالشقوق التي قد يفوّتها التصوير الإشعاعي.
يراقب قياس السماكة التآكل تحت العزل وأصداف الخزانات وجدران الأنابيب والعمر المتبقّي لصفائح الأوعية، بينما يبني رسم خرائط التآكل شبكة سماكة على منطقة لكشف فقدان الجدار الموضعي.
نستخدم كواشف عيوب رقمية وأجهزة قياس سماكة بمجسّات شعاع مستقيم وشعاع زاوي أحادية أو ثنائية البلورة، ومادة اقتران، وكتل مرجعية (IIW V1/V2 وأوتاد متدرّجة وكتل DAC/DGS) للمعايرة. ويُختار التردّد وزاوية المجسّ حسب المادة والسماكة والعيب المتوقّع.
تُعايَر الأجهزة للمدى والحساسية على كتل مرجعية معتمدة قبل العمل وأثناءه، بحيث تُحوَّل مواقع الأصداء بدقّة إلى عمق وارتفاعاتها إلى حجم عيب.
لفحص اللحام فوق الصوتي، يُبلَّغ عن كل مؤشّر قابل للتسجيل بموقعه وعمقه وطوله وسعته نسبةً إلى المستوى المرجعي، ثم يُقيَّم مقابل معايير قبول الكود (مثل ASME BPVC Section V Article 4 مع Section VIII أو ASME B31.3 أو API 1104). وتُبلِّغ مسوح السماكة عن الحدود الدنيا المقيسة مقابل الحد الأدنى المطلوب للجدار.
تتضمّن التقارير ورقة التقنية وسجلّ المعايرة والنتائج. والأفراد معتمدون وفق ASNT SNT-TC-1A أو ISO 9712 بالمستوى المناسب للتفسير والتبليغ.
الاختبار فوق الصوتي أكثر حساسية للعيوب المستوية الشبيهة بالشقوق وعدم الانصهار، ويعطي نتائج فورية، ويحتاج وصولاً من جانب واحد فقط، ولا يتضمّن إشعاعًا أو منطقة استبعاد. أمّا التصوير الإشعاعي فيصوّر العيوب الحجمية كالمسامية والخبث جيّدًا ويترك صورة دائمة. والطريقتان متكاملتان؛ ويعتمد الاختيار على نوع العيب المعني وسماكة المادة ومتطلّبات الكود.
تنعكس الموجات فوق الصوتية بالكامل تقريبًا حتى عن غشاء رقيق من الهواء، لذا تُطبَّق مادة اقتران سائلة أو هلامية (ماء أو جليسرين أو هلام مخصّص) بين المجسّ والسطح لطرد الهواء والسماح للطاقة الصوتية بالعبور إلى القطعة. وبدونها لا تدخل أي إشارة تقريبًا إلى المادة.
بالمجسّ عالي التردّد المناسب وجهاز معايَر، يقيس الاختبار فوق الصوتي السماكة عادةً حتى نحو 1 مم، وأقل على الأنابيب رقيقة الجدار بمجسّات ثنائية العنصر أو ذات خط تأخير. وتعتمد الدقّة على حالة السطح ومعايرة سرعة الصوت الصحيحة للمادة واختيار المجسّ.