Μία διαδικασία μη καταστρεπτικού ελέγχου – Non Destructive Test (NDT) – ραφής συγκόλλησης, είναι και ο έλεγχος με υπερήχους. Ένας έλεγχος πάρα πολύ αξιόπιστος για ανίχνευση εσωτερικών ατελειών και με αρκετά πλεονεκτήματα έναντι της ραδιογραφίας.

Κύριο πλεονέκτημα είναι ότι ο έλεγχος είναι ακίνδυνος για την υγεία των ανθρώπων που σημαίνει ότι μπορεί να γίνεται στον χώρο εργασίας, χωρίς να σταματήσει η παραγωγή, ή ακόμη και να γίνεται συνεχής έλεγχος κατά την διάρκεια της παραγωγής ενός προϊόντος. Έτσι μειώνεται δραστικά ο χρόνος τυχόν αποκατάστασης κάποιας ατέλειας.

Επίσης πλεονέκτημα αποτελεί ο εξαιρετικά ελαφρύς και ευκίνητος εξοπλισμός, ανεξάρτητος από πηγή ενέργεια όπως είναι οι μηχανές ακτίνων –x.

Η ρηγμάτωση σε μια ραφή αξιολογείται ως η σοβαρότερη ατέλεια. Λόγω της γεωμετρίας της, υπάρχει η πιθανότητα να μην παρατηρηθεί και αξιολογηθεί ανάλογα σε έναν ραδιογραφικό έλεγχο πράγμα που δεν συμβαίνει στον έλεγχο με υπερήχους. Για τον λόγο αυτόν κάποιες φορές συνιστάται και συμπληρωματικός έλεγχος με υπερήχους. Αντίθετα σε έναν έλεγχο με υπερήχους είναι δυνατόν να μην γίνει ευδιάκριτος ένας πόρος ο οποίος όμως δεν αξιολογείται με την ίδια αυστηρότητα όπως μία ρηγμάτωση.

Σαν σοβαρό μειονέκτημα στους υπερήχους, παλαιότερα, ήταν ότι δεν υπήρχε αποτύπωση του ελέγχου αντίστοιχη αυτή της ραδιογραφίας. Αυτό όμως σήμερα έχει ξεπεραστεί και το σοβαρότερο πλέον πρόβλημα είναι η υψηλή τεχνική κατάρτιση που απαιτείται από τον χειριστή της μηχανής υπερήχων. Θα πρέπει ο χειριστής να κάνει ίσως πολύπλοκους υπολογισμούς με διάφορες κεφαλές ελέγχου, να υπολογίζει τριγωνομετρικά αποστάσεις και ανακλάσεις, να προετοιμάζει κατάλληλα την επιφάνεια, να ρυθμίζει παραμέτρους ελέγχου, να έχει τον απόλυτο έλεγχο των κινήσεων της κεφαλής και να έχει απόλυτη και αδιατάρακτη την προσοχή του στην οθόνη του μηχανήματος καθ όλη την διάρκεια του ελέγχου.

Βέβαια σε πολλές περιπτώσεις σήμερα, όπου υπάρχει συνεχής ηλεκτρονική αποτύπωση του ελέγχου αλλά και η δυνατότητα τοποθέτησης των κεφαλών ελέγχου σε ειδικά «βαποράκια», τα μειονεκτήματα όλο και περισσότερο μειώνονται.

Τι είναι και πως παράγονται οι υπέρηχοι;
Οι υπέρηχοι είναι ελαστικοί κυματισμοί ίδιας μορφής με τους ακουστικούς οι οποίοι μεταφέρονται μέσα από τα διάφορα υλικά εκτός από τα πλαστικά και τα πορώδη. Οι υπέρηχοι δεν γίνονται αντιληπτοί από τον άνθρωπο επειδή το αυτί συλλαμβάνει ήχους των οποίων η συχνότητα είναι από 20 – 20.000 Hr ενώ η συχνότητα των υπερήχων στους βιομηχανικούς ελέγχους κυμαίνεται από 0,5MHz – 5MHz. Ο έλεγχος των συγκολλήσεων βασίζεται σε μια ιδιότητα των ελαστικών αυτών κυματισμών, να ανακλώνται και να επιστρέφουν πίσω όταν πέφτουν επάνω σε μια επιφάνεια. Ότι ακριβώς συμβαίνει και με τον αντίλαλο, ηχώ, της ανθρώπινης φωνῆς.

Οι υπέρηχοι παράγονται από ειδικά πιεζοηλεκτρικά πλακίδια. Τα πλακίδια αυτά, μπορεί να είναι κατασκευασμένα από χαλαζία ή άλλες χημικές ενώσεις, και έχουν την ιδιότητα μετατροπής της ηλεκτρικής ενέργειας σε κινητική και αντίστροφα. Εάν δηλαδή εφαρμοστεί μια τάση στην μία τους επιφάνεια τότε η αντίθετη πλευρά θα αρχίσει να πάλλεται με μεγάλη συχνότητα. Αυτό, αποτελεί την εκπομπή υπερήχων, ενώ αντιθέτως εάν στην μία επιφάνεια του πλακιδίου, προσκρούσει ο υπέρηχος, στην αντίθετη επιφάνεια θα αναπτυχθεί μια τάση και αποτελεί τον δέκτη.

Μέσα σε μια κεφαλή ελέγχου που κρατάει στο χέρι του ο επιθεωρητής που ελέγχει την ραφή υπάρχουν τις περισσότερες φορές δύο τέτοια πλακίδια. Ένα για εκπομπή και ένα για λήψη. Κεφαλές υπάρχων πάρα πολλών τύπων και μεγεθών.

Το μηχάνημα των υπερήχων διαθέτει μία οθόνη όπου επάνω σε μια οριζόντια γραμμή, η περιγραφή εξαιρετικά απλοποιημένη, ο επιθεωρητής βλέπει δύο μεγάλες τριγωνικής μορφής ενδείξεις. Αυτές ορίζουν, η πρώτη την επιφάνεια του ελάσματος που ελέγχεται και η δεύτερη την δεύτερη επιφάνεια ανάκλασης την οποία ορίζει ο επιθεωρητής ποια θα είναι. Ανάμεσα στην απόσταση των δύο αυτών ενδείξεων που είναι αποτέλεσμα της σάρωσης του μετάλλου, δεν πρέπει να υπάρχει καμία άλλη ένδειξη.

Εάν υπάρξει ένδειξη, κάποια άλλη τριγωνική κορυφή, αυτό σημαίνει ότι σε εκείνο το σημείο ο υπέρηχος αναγνώρισε μία επιφάνεια και έκανε επιστροφή. Η επιφάνεια αυτή σημαίνει κάποιο κενό μέσα στο μέταλλο, στην ραφή, το οποίο μπορεί να είναι ρηγμάτωση, πόρος, ατελής σύντηξη ή όποια δήποτε άλλη ατέλεια.

Ένας έμπειρος επιθεωρητής μπορεί να δώσει λεπτομερή περιγραφή της ατέλειας στο τι είναι και που ακριβώς βρίσκεται.

Μια άλλη βιομηχανική χρήση των υπερήχων επίσης, εκτός της συγκόλλησης, μπορεί να είναι και η παχυμέτρηση ενός ελάσματος. Μπορεί μετρώντας με ένα παχύμετρο να ελεγχθεί το σωστό πάχος, αλλά μόνο με την μέτρηση δια υπερήχων μπορεί να βρεθεί μια εσωτερική αναδίπλωση του ελάσματος, κάτι όχι και τόσο σπάνιο.

Πηγή : Ο κόσμος της Συγκόλλησης