בדיקה של צלחות פלדה דקות בשיטת גל האולטרה סאונד

בדיקת גל כבש אולטרה סאונד (כבש) היא שיטה חשובה לבדיקת צלחות דקה. עם זאת, בשל השימוש הנמוך והמורכבות שלו, מפעילים מתקשים לעתים קרובות ליישם אותו נכון.
במאמר זה נציג את שיטת בדיקת גל כבש מהיבטים תיאורטיים ומעשיים כאחד, ונדון בבחירת מצב ובאמצעי זהירות.

באיתור פגמים קולי של צלחות דקות, גלי כבש קולי משמשים לרוב לגילוי מכיוון שקשה להבחין בבירור על לוחית הפלדה דקה וגל הממשק האורך וגל התחתון.
עם זאת, גילוי גל כבש מסובך יותר, ולגלאי פגמים רבים יש ספקות בבחירת עירור ומצב הגל. במאמר זה נדון בבחירת המצב של גילוי פגמי גל כבש.
הבסיס התיאורטי של בדיקת גל כבש הוא משוואת הפיזור. משוואת תדר גל הטלה בתנאי גבול חופשיים היא כדלקמן:
משוואה (1) היא משוואת התדרים לסוג הסימטרי (סוג S):

משוואה (2) היא משוואת התדרים לסוג הא-סימטרי (סוג A):

Cl - מהירות גל אורכית בחומר במטרים לשנייה (M/s);
CS - מהירות גל רוחבית בחומר במטר לשנייה (M/S);
CP - מהירות שלב גל כבש במטר לשנייה (M/S);
T - עובי צלחת במטר (M);
F - תדר עירור גל כבש בהרץ (HZ).

1. בעובי צלחת ידוע ותדר הפעלה נבחר, אנו יכולים לקבוע את מהירות הפאזה של המצב הרצוי על ידי התייחסות לעקומת הפיזור באיור 1.
2. בחירת מצב נדרשת בגלל מאפייני ההתייחסות וההשתקפות השונים של מצבי גל כבש שונים.

העיקרון של בחירת גל כבש קולי:

1. יחס איתות לרעש גבוה: גלים חזקים וברורים המשתקפים בפנים הקצה.
2. הנחתה נמוכה ומרחק התפשטות ארוכה: כדי לשפר את יעילות הגילוי.
3. מצב גל עירור טהור: כדי להימנע מהפרעה של גלי מצב אחרים על מנת לשפוט את הפגמים בצורה מדויקת יותר (בחר את הנקודה שנמצאת רחוק יותר מגלי מצב אחרים).
4. קצב שינוי נמוך: כדי להבטיח שגל ההמרה של מצב הגל הנגרם כתוצאה מפגמים או זוויות קצה הוא אחרי הגל הראשי, המסייע בפגמים בשיפוט.

בתהליך איתור הפגמים בפועל, יש להעדיף העדפה לאזור בו עקומת המהירות הקבוצתית יחסית שטוחה כדי להבטיח כי שינוי מהירות הקבוצה הוא קטן, כך שמרחק ההד יישאר יציב.

האמור לעיל הוא השיטה הבסיסית לקביעת מצב הגל באמצעות חישוב תיאורטי. עם זאת, בבדיקה בפועל, זווית השכיחות של בדיקת גל הכבש עשויה להיות שונה מהערך המחושב.
בנוסף, וריאציות בעובי הצלחת וחוסר היציבות של תדר הבדיקה עשויות לרגש מצבי גל כבש מרובים.
יחד עם זאת, נוכחותם של פגמים או גבולות עלולה להוביל לשינויים במצבי הגל, מה שהופך את תהליך בדיקת הגל האולטרה -סאונד למורכב יחסית ולדרוש ניסיון מעשי נרחב.

(1) יש לאשר כי הגלים הנרגשים הם גלי כבש. גלי כבש פחות רגישים לשמן פני השטח מאשר גלי פני השטח, אשר נחלשים משמעותית כאשר הם נתקלים בשמן, ואילו גלי כבש אינם מושפעים יחסית משמן במהלך התפשטות. בנוסף, גל הכבש יעבור משמרת מצב כאשר הוא נתקל בסוף, מה שיוביל לשינוי ברוחב ההד בעת העברת הגשוש, בעוד שרוחב הדופק של הד הגל הרוחבי נותר ללא שינוי.
2) מומלץ להשתמש ככל האפשר בזיהוי רב-מצבים, מכיוון שמצב יחיד עשוי להוביל לגילוי שהוחמצו באזורים מסוימים. בדרך כלל מומלץ להשתמש לפחות בשני מצבי גל לגילוי.
3) עבור פגמים של Delamination, הקצה המוביל עשוי להיות צר יותר ולא לייצר פליטה, מה שעלול להוביל לגילוי שהוחמצ. עם זאת, תופעת Delamination גורמת לשינוי מצב, שניתן לאתר על ידי סיוע לתצפית על השתקפויות קצה.