Principii de bază• foloseşte ultrasunete pentru efectuarea inspecţiilor.• Detecţie de fisuri/defecte, măsurători de dimensiuni, ... • Cea mai des folosită este metoda puls/ecou.• Instrumentar: generator de semnal, transducer, receptor,

osciloscop/ecran.

Avantaje:• Sensibilă la defectele de suprafaţă şi de sub suprafaţă, poate măsura

grosimi ... Adâncimea de penetraţie

• Acurateţe mare în determinarea poziţiei reflectorului şi estimarea dimensiunilor şi a formei sale.

• Nu necesită preparare specială a probei.Imagini detailateRezultate instantaneeInconveniente

• Suprafaţa trebuie să fie accesibilă. • Nevoie de mai multă îndemânare şi antrenament decât pentru alte

metodeMediu pentru transmiterea energiei sonore

• Materialele de formă neregulată, rugoase, mici, subţiri sau neomogene sunt dificil de inspectat

Materiale cu grăunţi mari sunt greu de inspectat

Testarea ultrasonică

Probă

crăpătură

0 2 4 6 8 10

Pulsul iniţial

Ecoul fisurii

Ecoul celeilalte suprafeţe

Osciloscop, sau ecranul detectorului de fisuri

• Defecte liniare orientate paralel cu fascicolul sonor pot rămâne nedetectate

Nevoie de standarde pt. calibrare si interpretareIstoric

• Înainte de WW2, sonarul• 1929-1935 Sokolov: folosirea ultrasunetelor pentru detectarea

obiectelor metalice• 1931 Mullhauser-patent pentru utilizarea ultrasunetelor pentru

detecţia fisurilor• 1940 (Firestone) şi 1945 (Simons), metda puls-ecou• Dupa WW2, investigaţii medicale (Japonia)• Testare nedistructivă: in timpul WW2 şi după• Scopul principal: detectarea defectelor• Probele trebuiau să fie fără defecte. În acea perioadă se dezvoltă şi

celelalte forme de testare nedistructivă. Probele cu defecte erau eliminate din procesul de producţie.

• 1970 discipline ca mecanica defectelor încep să se dezvolte.• Nu toate defectele sunt critice• Trebuie informaţii cantitative pentru prezicerea timpului de viaţă.

Propagarea undelor• Mişcarea la unison a atomilor pentru producerea unei unde mecanice

UNDE ELASTICE

Reteaua nu e rigidaà atomii pot oscila in jurul pozitiilor de echilibru

Unde longitudinale

Ex: Vibraţiile reţelei cristaline. Reţeaua nu e rigidăà atomii pot oscila în jurul poziţiilor de echilibru

2-D

3-D

• Perturbaţii periodice în TIMP (T) şi în SPAŢIU (l).• Oscilaţiile (perturbaţia) se propagă în mediu de la particulă la particulă sub

forma de unde = unde elastice.• Propagarea undelor se face cu viteză finită c.• Dacă toate particulele situate într-un plan perpendicular pe direcţia de

propagare oscilează identic, unda se numeşte PLANĂ.

m

kykx

kz

Undă plană neatenuată ce se propagă în direcţia OX:

Undă plană neatenuată ce se propagă în direcţia n .

Oscilaţiile în fiecare puncte sunt armonice

Perioada undei plane monocromatice:

Oscilaţiile în fiecare puncte sunt armonice.

kxtAtx sin, kxtAt

v

cos

Viteza particulei:

Ecuaţia undei:

2

22

2

2

xc

t

01

2

2

22

2

tcx

sau

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

zyxzyxtc

1

2

2

2

tc

Propagarea undelor• Mişcarea la unison a atomilor pentru producerea unei unde mecanice• Unde longitudinale

• se mai numesc unde de presiune sau densitate• Unde transversale• Orbite eliptice (suprafaţă-Rayleigh)• În materiale foarte subţiri (unde Lamb)

Dacă l este lungimea de undă, v viteza de propagare iar n frecvenţa undei: l=v/n

Lungimea de undă şi detectarea defectelor• Operatorul decide asupra lungimii de undă folosite• Senzitivitate şi rezoluţie• Înainte de efectuarea inspecţiei: grosimea grăunţilor şi a materialului,

tipurile de discontinuităţi, localizarea discontinuităţilor.• Efectele creşterii frecvenţei ultrasunetelor. Împrăştierea

ultrasunetelor.• Alte variabile: lungimea pulsului, diametrul transducerului, ...

Propagarea undelor în materiale elastice• Legea lui Hook F=-kx

• Viteza sunetului e o proprietate a materialului unde E este o constantă elastică (modulul Young) iar r este densitatea materialului

• Anizotropia constantelor elastice