تست آلتراسونیک UT یکی از پرکاربردترین روش‌های تست در جوشکاری است. همان‌طور‌که می‌دانید ما دو روش تست داریم: مخرب و غیرمخرب (NDT) که تست التراسونیک از زیرشاخه‌های گونه‌ی تست غیرمخرب (NDT) به شمار می‌آید. روش‌های تست مخرب خیلی سال بوده که به‌دلیل محدودیت‌ها و هزینه‌دار بودن‌شان کارکردشان را در بازار کار از دست داده‌اند. این روش تست علاوه بر فلزات آهنی بر روی فلزهای غیرآهنی و یا حتی اجسام غیرفلز مثل بتن، شیشه، سرامیک، کامپوزیت هم قابل استفاده است.
اولین کسی که در دنیا اقدام به استفاده از این تست نمود، دکتر «فلوید فری استون» بود. این محقق آمریکایی تبار در سال 1942 توانست آزمایش مذکور را به‌عنوان یک اختراع از خود به ثبت برساند و اسم آن را «دستگاه تشخیص عیب و وسیله اندازه‌گیری» نهاد. این اختراع با همه‌ی ظاهر ابتدایی خود در آن سال (نسبت به مدل امروزی) به خاطر غیرمخرب بودنش بسیار مورد توجه قرار گرفت.
تست آلتراسونیک با کمک امواج فراصوت انجام می‌شود. امواج مذکور توسط یک دستگاه ایجاد و به داخل شی مورد‌نظر ارسال می‌شوند، فرکانس این امواج توسط مبدل بین 1/0 تا 25 مگاهرتز بوده که گوش ما قادر به درک آن نیست. گفتنی است که با سنجش میزان سرعت صوت در اجسام گوناگون و ایجاد تفاوت در انعکاس صدا می‌توان به ایرادات ظاهری و درونی (مثل ناپیوستگی، ترک، ناخالصی و خوردگی) شی مورد‌‌آزمایش پی برد. تکنسین یا کاربر دستگاه حتی می‌تواند با تبدیل امواج به سیگنال توسط نمایشگر و واکاوی آن دقیقا به جای، میزان عمق و اندازه‌ی ایراد در قطعه دست پیدا کند. این نکته را باید در نظر داشته باشید که اگر فرکانس پایین باشد، قدرت نفوذ در جسم بالاتر بوده ولی این عیب را دارد که سطح حساسیت آن پایین می‌آید، این در صورتی است که اگر فرکانس بالا باشد نفوذپذیری آن پایین می‌آید ولی در عوض می‌تواند عیوب ریز را تشخیص بدهد.
برای تفهیم بیشتر موضوع مورد بحث، توجه شما را به این تصویر جلب می‌کنیم. شما در اینجا می‌توانید با کمک شکل، تست آلتراسونیک را به‌سادگی متوجه شوید. امواج توسط پروب یا پراب به قطعه ارسال می‌شود و فرکانس بازتاب این امواج توسط نمایشگر نشان داده شده؛ اگر میان پالس اول (که برای سطح رویین شی بوده) و پالس دوم (که حاصل سطح زیرین شی است) پالس زائدی وجود داشته باشد حاکی از وجود یک ایراد در جسم مورد بازرسی است.
کم‌کم روش سنتی این تست دارد جای خود را به روش‌های به‌روز و جدید که از آن با عنوان پیشرفته یاد می‌شود، می‌دهد. دو روش پیشرفته فیزاری و تست فرستنده صوتی الکترومغناطیسی ازجمله این روش ها هستند که در ادامه به تشریح هر کدام می‌پردازیم.
همان‌طور که می‌دانید زمان یکی از فاکتورهای بااهمیت در این پروسه است؛ در تست آلتراسونیک عادی، پراب می‌بایست چند مرتبه روی قطعه قرار بگیرد که این مورد خود از سرعت انجام کار می‌کاهد و در نهایت باعث افزایش هزینه خواهد شد. در روش فیزاری این عمل با یک مرتبه قرار گرفتن پراپ روی سطح رویین قطعه و انجام اسکن، نتیجه به دست می‌آید. از نظر تایمی روش عادی چهل برابر زمان‌گیرتر از روش فیزاری است. در روش عادی کاربر باید از چند پراب به خاطر زوایای آن‌ها استفاده کند ولی در روش فیزاری کارشناس فقط با یک پراب کار می‌کند. روش آلتراسونیک عادی نقص‌های دیگری هم دارد که از آن میان می‌توان به عدم امکان بررسی معایب هم‌راستای موج‌های صوتی در قطعه اشاره کرد. تمامی موارد مذکور دست به دست هم داده‌اند تا امروزه در پروژه‌های حساس مثل بررسی مخزن‌های تحت فشار و یا لوله‌های نفت و سایر سیالات از این روش بهره گرفته شود.
همان‌طور‌که از نام این تست مشخص است، در این روش که از زیرشاخه‌های تست غیرمخرب به حساب می‌آید، از موج‌های الکترومغناطیس استفاده می‌شود. یکی از معضلات در این گونه تست‌ها نحوه بررسی قطعات و سطوحی است که در زیر آفتاب، داغ شده‌اند یا در سرمای زمستان یخ زده‌اند. در روش تست EMATنیازی به تماس با قطعه نیست که خود این امر با توجه به مشکلاتی که در بالا اشاره کردیم، امتیاز بزرگی محسوب می‌شود. این روش برای بررسی خط لوله تحت فشار، بویلرها و حتی ریل‌های قطار استفاده زیادی دارد.
ناگفته نماند که ما انواع دیگری از روش‌های این تست را هم داریم که با توجه به نوع ارسال امواج صوتی به طولی، عرضی، اکوپالس، انتقالی، تماسی، غوطه وری، ضربه ای، فواره ای، عبوری، چرخ لاستیکی و انعکاسی تقسیم می‌شود.
در بازرسی جوش به روش UT ابتدا می‌بایست سطح قطعه را از هرگونه آلودگی (گرد و غبار، پلیسه، پوسته‌ی اکسیدی، رنگ) تمیز و پاک کنیم، این کار می‌تواند با استفاده از یک برس سیمی انجام شود. در مرحله بعد برای انتقال کامل موج صوتی از مبدل به شی، می‌بایست از گلیسسرین، ژل مخصوص، روغن یا آب برای کوپلینگ روی قطعه بهره ببریم. در گام بعدی باید دستگاه را کالیبره کنیم (در این مرحله از بلوک مرجع کمک می‌گیریم). حال نوبت آن می‌شود که با کمک پراک، امواج فراصوت به داخل قطعه فرستاده شود و انعکاس آن را به‌وسیله‌ی دستگاه CRT بررسی و واکاوی کنیم. در نهایت بازرس جوش یک ریپرت را تنظیم می‌کند که بعدا کاربر درجه دوم آن را بررسی و تایید می‌نماید. حال باید مکان ایراد، نشانه‌گذاری شود تا در اولین فرصت برای رفع عیب آن اقدام شده و دوباره تست روی آن محل انجام شود.
همان‌طور‌که پیش از این ذکر شد ما برای انجام تست جوش یا بررسی قطعات فلزی یا حتی بتنی گزینه‌های متفاونی را پیش رو داریم که طبیعتا هر کدام حسن و معایب خاص خود را دارند. ما با سنجیدن ویژگی هر کدام از آن‌ها دست به انتخاب روش تست‌مان می‌زنیم. تست موردبحث هم از این مورد مستثنی نیست؛ در ادامه برخی از مزایا تست التراسونیک را بررسی می‌کنیم. امواج فراصوت نسبت به رادیوگرافی میزان نفوذپذیری بالایی دارند، حتی این امواج می‌توانند ناخالصی و عیب‌های قطعه را تا عمق 5 متر پردازش کنند. شاید برایتان جالب باشد که در برخی موارد حتی می‌تواند نوع آلیاژ و ساختار ایراد احتمالی را هم تشخیص داد. از دیگر مزیت‌های این تست می‌شود به دقت و حساسیت زیاد آن اشاره کرد که میزان خطا و اشتباه را به حداقل می‌رساند. طبق بررسی‌های انجام شده درصد خطا در این روش mm1/0 بوده (که حتی ضایعات بسیار کوچک را نیز تشخیص می‌دهد) درصد قابل‌قبولی است. شایان ذکر است که از نظر مالی این روش از سایر تست‌ها مقرون‌به‌صرفه بوده و هزینه کمتری را به فرد یا شرکت متحمل می‌کند. یکی از مواردی که در این گونه آزمایش‌ها اهمیت بالایی دارد «مدت زمان انجام» است، سرعت حصول نتیجه در این روش بسیار ایده‌آل و مناسب است و می‌توان برای تصمیم گیری‌های مهم لحظه‌ای از این آزمایش استفاده کرد. بازرس می‌تواند به کمک این تست میزان ضخامت، خوردگی یا سایش ایراد احتمالی را تشخیص دهد. یکی از مواردی که در این گونه تست‌ها بسیار مهم است میزان دوز خطری است که برای بازرس دارد، خوشبختانه این روش تست هیچ‌گونه خطری برای کاربر و یا حتی قطعات کناری شی مورد نظر نداشته که این خود باعث افزایش محبوبیت و میزان استفاده از آن شده است.
این روش معایب خاص خود را هم دارد که از آن میان می‌توان به الزام اتصال پروب به روی شی مورد آزمایش اشاره کرد که محدودیت‌های زیادی را در حین کار ایجاد می‌کند. از دیگر عیب‌های تست آلتراسونیک باید به وجوب حضور یک بازرس یا فرد متخصص و دوره‌دیده اشاره کرد که کار با دستگاه را به خوبی بلد باشد. گفتنی است که این روش برای قطعات با ضخامت بسیارکم یا قطعات چندلایه از جنس کامپوزیت کارایی چندانی ندارد و باید برای بررسی این موارد از سایر روش‌ها کمک گرفت. در انجام این آزمایش باید این نکته را مدنظر داشته باشیم که هر دو سطح شی مورد آزمایش باید با هم موازی باشند تا نتیجه درست حاصل شود. در روش انعکاسی تست مذکور، فاصله زمانی بین امواج باید حساب شده و دقیق باشد، به صورتی‌که موج ارسال شده به شی نباید با انعکاس موج قبلی هم‌زمان شود، به‌طبع این مورد باعث بروز اشکال در نتیجه آزمایش خواهد شد. یکی دیگر از معایب این آزمایش قیمت دستگاه تست آلتراسونیک است که معمولا در بازار رقم قابل توجه‌ای دارد و گران است.
اولین و مهم‌ترین دستگاه موردنیاز برای انجام این آزمایش، دستگاه تولیدکننده امواج فراصوتی (Pulse-echo, A-scan) بوده که گام نخست این تست با کمک آن انجام می‌گیرد. وسیله‌ی دومی که باید در اینجا به آن اشاره کنیم، پراب یا پروب است که در انواع مختلفی چون تک کریستال، دوکریستال، نرمال، زاویه ای در بازار وجود دارد. باید این نکته را توجه داشته باشید که پیش از قرار دادن پراب روی قطعه باید از موادی چون ژل، انواع روغن، گریس، مایع دستشویی، چسب کاغذدیواری و... برای کوپلنت استفاده کنیم و سطح کار را برای پر کردن حدفاصل شی و پراب و قرار نگرفتن هوا در این بین، به آن آغشته کنیم. ناگفته نماند که جهت کالیبراسیون ما باید بلوک مرجع نیز داشته باشیم.
در حال حاضر تست آلتراسونیک در تست قطعات مختلف اعم از فلز، سرامیک، بتن و... به ویژه در جوشکاری به صورت گسترده استفاده می‌شود. این روش که از زیرشاخه‌های تست غیر مخرب بوده نسبت به روش‌های دیگر آزمایش و بازرسی قطعات برتری‌های زیادی دارد که سبب برگزیدن آن توسط کاربران شده است. در این تست انوع نقوص مختلف اعم از سطحی و غیر سطحی با تعیین دقیق حجم، عمق، اندازه و حتی جنس ناخالصی یا عیب قطعات را مشخص می‌کند.
