مطالعه تغییرات سرعت امواج فراصوتی طولی و عرضی با تغییر دما

آزمون غیرمخرب فراصوتی روشی است توانمند که علاوه‌بر شناسایی عیوب سطحی و درونی قطعات، قادر است خواص مکانیکی و ساختاری مواد را نیز اندازه‌گیری کند. یکی از خواص مهم ماده، سرعت صوت (یا فراصوت) در آن ماده است. سرعت صوت نقشی اساسی در بازرسی‌های غیرمخرب فراصوتی ایفا می‌کند، به طوری که وجود خطا در اندازه‌گیری سرعت، موجب ایجاد خطا در اندازه‌گیری ضخامت می‌شود. هر چند در دماهای معمولی تغییرات سرعت صوت با دما ناچیز است، ولی در دماهای بالا باید حتماً تاثیر دمای قطعه بر سرعت صوت لحاظ شود. در این مقاله، یک روش تجربی ساده و کم‌هزینه برای اندازه‌گیری سرعت امواج فراصوتی طولی و عرضی در یک نمونه استوانه‌ای از جنس فولاد st37 در دمای بالا، ارایه شده است. به منظور محافظت از تراگذار فراصوتی و دور نگه داشتن آن از سطح داغ نمونه از یک موج‌بر خاص، که برای همین منظور طراحی و ساخته شده است، استفاده می‌شود. با استفاده از روش فراصوتی عبوری و با به‌کارگیری این موج‌بر، تغییرات سرعت امواج فراصوتی در محدوده دمایی 160 oc - 40 اندازه‌گیری شده است. نتایج به‌دست‌آمده از آزمایش‌ها با داده‌های تیوری مقایسه و عدم قطعیت مقادیر اندازه‌گیری شده محاسبه شده است. عدم قطعیت سرعت امواج فراصوتی طولی و عرضی، با احتمال %95، به ترتیب m/s 0.01 ±و m/s 0.003 ± به‌دست آمده است. نتایج آزمایش‌ها تطابق بسیار خوبی با داده‌های تیوری دارد.