شبیه سازی تمرکز امواج آلتراسونیک آرایه فازی به‌منظور یافتن عیوب در جوش فلزات غیرهمجنس

آزمون آلتراسونیک یکی از روش‌های کارآمد و مقرون به صرفه به‌جهت بازرسی اتصالاتی همچون جوش است. در مراکز هسته‌ای از جوش فریتی-آستنیتی برای اتصال لوله‌های از جنس فولاد آستنیتی به بدنۀ راکتور که از جنس فولاد فریتی است، استفاده می‌شود. ناهمگن و ناهمسانگرد بودن محیط جوش موجب انحراف و تضعیف امواج منتشر شده می‌شود. این موضوع سبب کاهش دامنۀ اکوی عیوب و نتیجتاً کاهش احتمال کشف آنها در جوش می‌شود. لذا از روش آرایه فازی به‌دلیل توانایی تمرکز امواج برای بازرسی جوش فریتی-آستنیتی استفاده می‌شود. روش تمرکز معمولی از جمله روش‌های موجود به‌جهت تمرکز امواج در مواد همگن و همسانگرد است. لذا، از این روش در محیط‌های ناهمگن و ناهمسانگردی همچون جوش فریتی-آستنیتی نمی‌توان استفاده کرد. بر همین اساس، در این پژوهش روش تمرکز معمولی به‌منظور تمرکز امواج در محیط‌های ناهمگن و ناهمسانگرد توسعه داده شده است. بمنظور صحت سنجی روش توسعه یافته، نتایج حاصل از شبیه سازی روش تمرکز معمولی توسعه یافته بر عیب موجود در بلوک فولادی و جوش فریتی-آستنیتی با نتایج روش تمرکز تطبیقی مقایسه شده‌اند. نتایج بدست آمده از شبیه سازی روش تمرکز معمولی توسعه یافته در جوش فریتی-آستنیتی نشان از دقت بالای عملکرد این روش در متمرکز ساختن امواج در محیط‌های ناهمگن و ناهمسانگرد دارد. همچنین، مقایسه نتایج شبیه سازی روش توسعه یافته با روش آلتراسونیک معمولی نشان می‌دهد که استفاده از این روش در بازرسی جوش فریتی-آستنیتی، دامنۀ اکوی عیب را به میزان 235% افزایش می‌دهد که این موضوع نشان از تمرکز امواج در نقطۀ هدف یا همان عیب موجود در جوش است.

Simulation of Focusing Phased Array Ultrasonic in Dissimilar Metal Welds for Detecting the Defects

Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT) is one of the most efficient and economic methods for inspecting weld joints. In some industrial applications, Dissimilar Metal Welds (DMW) are used for connecting the austenitic stainless steel pipes to the ferritic steel. Inhomogeneity and anisotropy of DMW causes ultrasonic waves to skew and attenuate. This issue can decrease the defects echo and reduce the probability of detecting them. Therefore, PAUT is used for inspection of DMW due to its ability to steering and focusing the ultrasonic waves. Conventional focusing technique is used for focusing waves in the homogenous and isotropic media. However, this technique can’t be used for focusing wave in DMW. In this paper, the conventional focusing technique developed for focusing ultrasonic waves in inhomogeneous and anisotropic media. Results of ultrasonic waves focused on defect in DMW media by the developed conventional focusing technique are compared and validated by adaptive focusing technique. Simulation results have been shown that developed conventional focusing technique has acceptable accuracy operation for focusing waves in inhomogeneous and anisotropic media such as DMW. In addition, the amplitudes of the defect echoes has increased about 235% , compared to conventional ultrasonic testing which indicates that the waves is correctly focused on defect.