ما هو مقياس السماكة فوق الصوتي
يقيس مقياس السماكة فوق الصوتي سماكة جدار المادة من جهة واحدة. فمجس يبثّ نبضة صوتية قصيرة عالية التردد في السطح، ويؤقّت الجهاز الصدى الراجع من الوجه البعيد؛ ولأن سرعة الصوت في المادة معروفة يحوّل ذلك الزمن إلى سماكة. ولا يلزم قطع شيء، ولا يلزم بلوغ السطح الداخلي أبدًا.
والوصول من جهة واحدة هو ما يجعل الجهاز مركز والتعرية. فعلى خطوط الأنابيب، وأوعية الضغط، وخزائن التخزين، وأجسام السفن، يرقيق الجدار من الداخل والمظهر من الخارج سالم. والمسح الذي يقيس الجدار المتبقي على شبكة نقاط ويعيده مع الزمن يحوّل عملية خفية إلى منحى يمكن اتخاذ إجراء عليه قبل وقوع العطل.
والقياس على قدر مدخلين: سرعة الصوت في المادة، وجودة الاقتران بين المجس والسطح. فحيث توجد طبقة على السطح، أو كان المعدن مثقّبًا أو مطحونًا، أو كانت الحرارة مرتفعة، لا تكفي مرّة واحدة من نبضة وصدى لتكون القراءة ذات معنى. وتتناول هذه الصفحة تلك الشروط، والحدّ الذي يفصل هذا الجهاز عن طرق الفحص غير الإتلافي الأخرى.
كيفية قياس مقياس السماكة فوق الصوتي
يقيس الجهاز زمنًا ثم يحوّله بسرعة. والسرعة صفة للمادة تتغيّر مع السبيكة ومع درجة الحرارة، فإما أن تُؤخذ من جدول، والأفضل أن تُقام على عيّنة من المادة نفسها بسماكة معروفة. والمقياس المضبوط على الفولاذ يبلّغ سماكة خاطئة على الألمنيوم أو على الفولاذ المقاوم للصدأ، وليس ذلك بالهيّن.
والاقتران هو التبعية الثانية. فالصوت عند هذه الترددات لا ينتفع بمروره في الهواء، فيجسر موصّل فحص، سائل أو هلامي، الفجوة بين المجس والسطح. ويحتاج السطح الخشن، أو المغطى بالقشور، أو المنحني، إلى موصّل أعلى لزوجة، وعلى سطح مثقّب بشدة يمكن أن يعبر المجس فوق حفرة نخر فيُرجع صدى من الجدار الأصلي لا من قاعها - وهذا هو الاتجاه الخطر لوقوع الخطأ.
ولمسألتين مختلفتين وضعان للقياس. فوضع الصدى الواحد يقرأ أول صدى راجع ويصلح للسطح النظيف، ووضع الصدى إلى الصدى يقارن صدّيين متتاليين من الوجه الخلفي، فيلغي أثر الطلاء أو طبقة الصبغ على السطح. وحيث يجب أن يبقى الطلاء في موضعه، يكون وضع الصدى إلى الصدى هو ما يجعل القراءة ممكنة أصلًا، بثمن في أدنى سماكة يمكن تمييزها.
خيارات التكوين
معظم المواصفات تُحدد بهذه القرارات، لا بفئة الدقة. وكل قرار يقيد ما يليه، ولذلك تُحسم بالترتيب.
| الإعداد | الخيارات المطلوب حسمها | ما الذي يحسمه فعليًا |
| وضع القياس | صدى واحد، وصدى إلى صدى للقياس عبر طلاء | هل يلزم إزالة الصبغ أو البطانة قبل القراءة، وأصغر سماكة يستطيع الجهاز تمييزها. |
| نوع المجس | مجسات تلامس، ومجسات مزدوجة العنصر، ومجسات بخط تأخير أو لحرارة عالية | أيّ شروط سطح وأي مدى حرارة يعمل فيها الجهاز. فالمجس مزدوج العنصر هو الخيار المعتاد حيث السطح خشن أو منحني. |
| تردد المجس | مدى الترددات المتاحة، تختار على موجب المادة والسماكة | المقايضة بين الاختراق والتمييز. فالتردد الأعلى يميّز المقاطع الرقيقة خيرًا، والأدنى يخترق المادة الخشنة أو المُوهنة أبعد. |
| ضبط سرعة الصوت | جدول للمواد الشائعة، أو قيمة أُقيمت على قطعة مرجعية | هل القراءة في موضع الصواب أصلًا. وهذا أكبر مصدر واحد للخطأ الفادح في المسح. |
| ترتيب المعايرة | درجة مرجعية مدمجة، أو كتلة منفصلة بسماكة معروفة | هل يمكن فحص الجهاز عند نقطة الاستخدام، وهو ما يتطلبه إجراء المسح عادة. |
| أوضاع القراءة | التقاط الأدنى، ووضع مسح يتتبع أدنى قراءة توجد على مساحة | هل يمكن إيجاد منطقة مثقّبة والإبلاغ عنها. فقراءة نقطة واحدة على سطح متآكل ليست قيمة ممثلة. |
| تخزين البيانات ونقلها | ذاكرة داخلية، وتسجيل على شبكة نقاط أو على نقاط مفردة، وواجهة للتنزيل | هل يُنتج المسح سجلًا يمكن مقارنته بالسابق، لا مجموعة أرقام على ورق. |
| الحماية البيئية ودرجة الحرارة | الحماية من الدخول، ودرجة حرارة السطح التي يتحمّلها المجس وموصّل الفحص | هل يُستعمل الجهاز على خط ساخن أو في ظروف رطبة من دون انتظار إيقاف. |
كيفية اختيار مقياس السماكة فوق الصوتي
| العامل | لماذا يحسم النتيجة | كيف تحسمه قبل الاستفسار |
| المادة وسرعة الصوت | التحويل يتوقف عليها، والقيمة الخاطئة تزحزح المسح كله | سمِّ المادة، وبيّن هل توفرت قطعة مرجعية بسماكة معروفة. |
| مدى سماكة الجدار المراد قياسه | هو الذي يحدد تردد المجس، وفي وضع الصدى إلى الصدى يحدد هل الجدار سميك بما يكفي للقراءة عبر الطلاء | أعطِ أدنى الجدار المتبقي وأقصاه المرتقبين. |
| الوصول وحالة السطح | الوصول من جهة واحدة هو الفرض، لكن على السطح أن يبقى قابلًا للعمل عليه | صِف السطح: مطليّ، أو مصبوغ، أو مثقّب، أو عليه قشور، أو متآكل، أو مشغّل. |
| درجة حرارة السطح | هي التي تحدّ نوع المجس وموصّل الفحص | أعطِ حرارة التشغيل، وبيّن هل الإيقاف ممكن. |
| هل يمكن نزع الطلاء | نزعه يكلّف وقتًا، وقد يكون هو المرفوض على سطح تام | صرّح بما إذا كان على الصبغ أو البطانة أن يبقيا في موضعهما. |
| التمييز المطلوب مقابل الهامش المتاح | هامش الجدار المتبقي القريب من اللايقين في القياس يحتاج طريقة أدقّ | بيّن أي قرار ستسوقه الأرقام، وأين يُتوقع أن تقع النتائج من الحدّ. |
| متطلب التسجيل | المسح القابل لإعادة التكرار يحتاج نقاط شبكة مثبّتة وقراءات مخزّنة | صرّح بما إذا كانت النتائج ستُقارن بمسح سابق، وبأي صيغة. |
إن بقي أيٌّ من هذه مفتوحًا فأرسل ما هو معروف؛ يمكن إصدار عرض السعر انطلاقًا من وصف التشغيل ثم تحسينه بعد سدّ الفجوات.
البدائل الأقرب
هذه هي الأنواع التي ينصرف إليها عادة طلب الاستفسار عن مقياس السماكة فوق الصوتي، والنقطة التي يُحسم عندها الاختيار فعلًا.
| أقرب بديل | ما الذي يفصله عن مقياس السماكة |
| معدات الفحص بالموجات فوق الصوتية | تستعمل الفيزياء نفسها لتنشد عيوبًا داخلية - شقوقًا، وتصفّحات، وتضمّنات - لا لتقيس جدارًا. فمقياس السماكة يجيب عن مقدار المادة الباقية، وكاشف العيوب يجيب عن سلامة المادة. وحين يجد المسح منطقة مشبوهة كان كاشف العيوب الخطوة التالية. |
| مقاييس سماكة الطلاء | تقيس الطبقة على السطح، وهو ما يعنيه وصف الصبغ أو الطلاء الكهربائي. ومقياس الموجات فوق الصوتية يبلّغ عن المعدن تحت تلك الطبقة - وفي بعض الأجهزة تُجمع القراءتان عمدًا لأخذ الاثنتين من نقطة واحدة. |
| معدات الفحص بالتيارات الدوّامية | تكتشف عيوب السطح وقربه في المادة الموصلة، ويحسن عملها على الأنابيب وعلى الهندسات المعقدة التي يتعسر فيها فوق الصوتي. وهي تستجيب لعدم الاستمرار لا للسماكة، فتُتمّم قياس الجدار لا تحلّ محلّه. |
| معدات الفحص بالأشعة السينية | تصوّر البنية الداخلية وهي طريقة معتمدة للأختام والمسابيك. وهي تصوير إشعاعي يحتاج الوصول من الطرفين وضوابط للإشعاع، وهو قدر مختلف من الكلفة والاستعداد عن قياس جدار. |
| معدات الفحص بالجسيمات المغناطيسية | يكشف الشقوق على سطح المادة الفيرومغناطيسية وقربها بمجال مغناطيسي وجسيمات حديد. فهو ينشد عيوبًا لا ترقيقًا، ولا ينطبق إلا على المادة المغناطيسية. |
| كاشفات الفحص غير الإتلافي | تجميع يشمل الأجهزة المستعملة لإيجاد البوادر وتحديد حجمها في الطرق المذكورة أعلاه. وحين يكون المتطلب قيمة سماكة جدار محدّدة، فالجهاز المتخصص هو المقياس، والكاشف العام لإيجاد مواضع العيوب. |
سؤالان يجب فصلهما في مسح التآكل: كم بقي من الجدار، وهل الجدار المتبقي سليم. ومقياس السماكة يجيب عن الأول، وعائلة كشف العيوب تجيب عن الثاني.
ما يجب تضمينه في الاستفسار
يمكن أن يكون الرد الأول عرض سعر بدل مجموعة من الأسئلة إذا كان الاستفسار يتضمن هذه المعلومات. وعندما لا يكون الرقم معروفًا، أرسل وصف الوظيفة وسنؤكّد ما يترتب عليه.
- المادة، وما إذا توفرت قطعة مرجعية بسماكة معروفة
- أدنى سماكة الجدار المرتقبة وأقصاها
- حالة السطح: مطليّ، أو مصبوغ، أو مثقّب، أو عليه قشور، أو متآكل، أو مشغّل
- درجة حرارة السطح في التشغيل، وما إذا كان الإيقاف ممكنًا
- هل يجب بقاء الطلاء أو البطانة في موضعها
- هل المسح مجموعة قراءات واحدة لا تُعاد أو شبكة قابلة للتكرار
- هل يجب تخزين البيانات وتصديرها
- حاجة المجس وموصّل الفحص إلى السطح والحرارة المعنيين
- الكمية، وميناء الوصول، وتاريخ التسليم المطلوب