قدرت تفکیک در UT

Resolution 

Resolution is the ability of an equipment/combination probe to distinguish between two echoes from reflectors that are close together. To have good resolution a probe must present two signals on a CRT screen from two separate reflectors: if it has poor resolution the echoes from the two reflectors appear as one signal on the screen. 

In the early days of ultrasonic testing we used the 100, 91 and 85mm steps, at the radius end of the V1 block to test resolving power. However, today this is regarded as too crude a test and BS 4331 Part 3 (now obsolete) recommended that we should be able to recognise two discrete echoes less than two wavelengths apart. By discrete echoes they mean split by more  than 6dB, or to more than half the total height of the signals. 

رزولوشن، توانایی دستگاه و مبدل (Probe)  یعنی ترکیبی !!! در تشخیص و تفکیک دو اکو از دو بازتابنده‌ای است که فاصله بسیار کمی از یکدیگر دارند.

برای اینکه یک مبدل رزولوشن خوبی داشته باشد، باید بتواند دو سیگنال مجزا از دو بازتابنده جداگانه را روی صفحه نمایش (CRT) نشان دهد. اگر رزولوشن ضعیف باشد، اکوهای دو بازتابنده به صورت یک سیگنال واحد روی صفحه ظاهر می‌شوند.

در سال‌های اولیه آزمون التراسونیک، از پله‌های 100، 91 و 85 میلی‌متری در انتهای شعاعی بلوک V1 برای ارزیابی قدرت تفکیک استفاده می‌شد. اما امروزه این روش آزمون نسبتاً ابتدایی و غیردقیق تلقی می‌شود.

استاندارد BS 4331 Part 3 (که اکنون منسوخ شده است) توصیه می‌کرد که دستگاه باید بتواند دو اکوی مجزا را از بازتابنده‌هایی با فاصله کمتر از دو طول موج تشخیص دهد.

منظور از اکوهای مجزا (Discrete Echoes) این است که دو اکو باید بیش از ۶ دسی‌بل از یکدیگر جدا باشند؛ یعنی افت بین دو قله بیش از ۶ dB باشد، یا به عبارت دیگر، دره بین دو قله به کمتر از نصف ارتفاع کل سیگنال‌ها برسد.

LOP

عیب Shrinkage در تست با دستگاه UT

• در یک قطعه سالم، موج اولتراسونیک تا دیواره پشتی (Back Wall) می‌رود و یک Backwall Echo قوی دریافت می‌شود.

• اگر یک عیب کوچک و بازتابنده در مسیر باشد، قبل از اکو دیواره پشتی یک سیگنال از عیب دیده می‌شود و هم‌زمان اکو دیواره پشتی ضعیف‌تر می‌شود.

• اما در مورد Shrinkage، وضعیت متفاوت است. حفرات انقباضی معمولاً سطحی نامنظم و بزرگ دارند و به جای اینکه موج را مستقیم به پروب برگردانند، آن را پراکنده (Scatter) و جذب (Absorb) می‌کنند.

• در نتیجه:

  • هیچ سیگنال مشخصی از عیب دیده نمی‌شود.

  • Backwall Echo نیز کاملاً از بین می‌رود.

• بنابراین، ناپدید شدن اکو دیواره پشتی بدون وجود یک اندیکاسیون مشخص می‌تواند نشانه وجود Shrinkage باشد. 

نتیجه مهم

در تست UT همیشه فقط به دنبال سیگنال عیب نباشید؛ گاهی نبودن Backwall Echo خودش مهم‌ترین نشانه وجود یک عیب حجیم مانند Shrinkage است. این موضوع به‌ویژه در بازرسی قطعات ریختگی فولادی اهمیت زیادی دارد. 

سوالات UT ( دستگاه التراسونیک صفحات X و Y)

"Approximately 40 percent of the questions on the actual examination are derived from the content of these sample tests."

CRT & Instrumentation Practice

Questions

1. The purpose of the time-base circuit is to:

a) Generate ultrasonic pulses

b) Amplify echoes

c) Move the CRT trace horizontally at a constant rate.

d) Rectify RF signals

2. The received echo signal is applied directly to:

a) X plates

b) Y plates.

c) Pulser

d) Sweep generator

3. In an A-scan display, the horizontal axis represents:

a) Echo amplitude

b) Gain

c) Time or distance.

d) Frequency

4. In an A-scan display, the vertical axis represents:

a) Material thickness

b) Echo amplitude.

c) Velocity

d) Frequency

5. The purpose of the pulser is to generate:

a) Low-voltage dc

b) High-voltage short-duration pulses.

c) RF amplification

d) Time base

6. The sweep voltage is applied to:

a) Receiver amplifier

b) Y plates

c) X plates.

d) Transducer crystal

7. Increasing receiver gain will:

a) Increase pulse voltage

b) Increase echo amplitude on screen.

c) Increase sound velocity

d) Change crystal frequency

8. Which component synchronizes the sweep with the transmitted pulse?

a) Attenuator

b) Trigger circuit.

c) Rectifier

d) Filter

9. A CRT display shows a larger echo height when:

a) Echo amplitude increases.

b) Sound velocity decreases

c) Frequency decreases

d) Sweep speed decreases

10. If the sweep speed is increased:

a) Echoes move farther apart horizontally.

b) Echoes move closer together horizontally

c) Echo height increases

d) Pulse voltage increases

11. The echo signal arriving at the amplifier input is typically:

a) 100–1000 V

b) 50–100 Vc) 1–5 V

d) 0.001–1 V.

12. Which determines the horizontal position of an indication on an A-scan?

a) Gain

b) Echo amplitude

c) Time of flight.

d) Receiver bandwidth

13. What is the role of the pulser in an ultrasonic instrument?

A) Display echoes

B) Generate electrical.

excitation

C) Measure thickness

D) Filter noise

14. The amplifier section primarily functions to:

A) Reduce signal noise only

B) Increase received signal amplitude.

C) Generate pulses

D) Control clock timing

15. The clock system in a UT instrument is used for: A) Probe calibration

B) Time base generation and distance measurement

C) Signal filtering.

D) Couplant control

16. Increasing gain results in:

A) Lower signal height

B) Higher signal height.

C) Changed frequency

D) Reduced penetration

17. Excessive gain may lead to:

A) Loss of all signals

B) Screen saturation and noise.

C) Better resolution

D) Lower sensitivity

18. The pulser output is connected directly to the:

A) Display

B) Transducer.

C) Amplifier

D) Gate.

19. Which component controls timing accuracy?

A) Amplifier

B) Clock.

C) Gate

D) DAC

20. A 6 dB increase in gain approximately:

A) Halves amplitude

B) Doubles amplitude.

C) Triples amplitude

D) No change

21. The main purpose of amplification is to:

A) Modify sound velocity

B) Improve visibility of received echoes.

C) Change probe angle

D) Reduce pulse energy

22. The signal path in UT is:

A) Amplifier → Pulser → Display

B) Pulser → Transducer → Amplifier → Display.

C) Display → Gate → Pulser

D) Clock → Probe → Display

23. Weak echoes are made visible by adjusting:

A) Velocity

B) Gain.

C) Frequency

D) Wedge angle.

24. The clock system is essential for:

A) Color display

B) Distance calibration.

C) Couplant selection

D) Probe wear measurement

25. The pulser primarily controls:

A) Output energy of ultrasonic pulses.

B) Display brightness

C) Material properties

D) Backwall signal only

26. If gain is too low:

A) All signals disappear

B) Only strong reflectors appear.

C) Noise increases

D) Clock fails

27. Amplifier gain affects:

A) Actual flaw size

B) Displayed signal amplitude.

C) Material thickness

D) Sound velocity

28. The time base is synchronized with:

A) Pulser

B) Clock.

C) Couplant

D) Probe wedge

29. High pulser energy generally improves:

A) Penetration.

B) Noise reduction only

C) Display color

D) Clock speed

30. The CRT display shows:

A) Electrical pulses directly

B) Processed ultrasonic signals.

C) Material structure

D) Probe design

31. The X-plates in a CRT are responsible for:

A) Vertical deflection of the electron beam

B) Horizontal deflection of the electron beam.

C) Focusing the electron beam

D) Controlling the brightness

X-plates are mounted vertically on the sides of the tube and create an electric field that deflects the beam left or right.

32  The Y-plates in a CRT are mounted:

A) Vertically (top and bottom).

B) Horizontally (left and right)

C) Behind the cathode

D) Around the fluorescent screen

Y-plates are placed above and below the beam path to deflect it up or down for vertical movement.

33. If the voltage on the left X-plate becomes more positive than the right X-plate, the electron beam deflects:

A) Upward

B) Downward

C) To the left

D) To the right.

Electrons are negatively charged and are attracted toward the positive plate, so beam moves right.

34. Which plates receive the time-base (sweep) voltage in a typical A-scan ultrasound CRT?

A) Y-plates

B) X-plates.

C) Both equally

D) Neither, it goes to the grid

The sweep generator applies a ramp voltage to the X-plates to move the spot horizontally across the screen with time.

35. The amplified echo signal is applied to which plates in an A-scan display?

A) X-plates

B) Y-plates.

C) Filament

D) Anode

The echo amplitude (voltage) is fed to Y-plates to move the beam vertically, creating the vertical pulse height.

36. If both X-plates and Y-plates receive zero voltage difference, the electron beam strikes:

A) Bottom-left corner

B) Top-right corner

C) Center of the screen.

D) Nowhere (turns off)

With no deflection voltage, the beam passes straight through and hits the center.

37. In the immersion technique, the water path is usually adjusted so that the time for the sound to travel through the water is:

A) Equal to the time in the test piece

B) Greater than the time in the test piece

C) Less than the time in the test piece.

D) Dependent only on water temperature

This prevents the multiple echoes from the water path from overlapping with the back-wall echoes of the test piece, avoiding confusion in interpretation.

38. When examining materials for planar flaws oriented parallel to the part surface, which testing method is most often used?

A) Angle beam

B) Through-transmission

C) Straight beam.

D) Dual crystal

Straight beam (longitudinal wave) is most effective for detecting laminar-type discontinuities that are parallel to the test surface.

39. The first critical angle is defined as the longitudinal wave incident angle which results in:

A) A 90° refracted shear wave

B) A 90° refracted longitudinal wave.

C) A surface wave

D) Total reflection of the longitudinal wave

At the first critical angle, the refracted longitudinal wave propagates along the interface at 90°. Increasing the angle beyond this eliminates the longitudinal wave in the second material.

40. If a contact angle beam transducer produces a 45° shear wave in steel (Vs=0.323 cm/µs), what angle would the same transducer produce in aluminum (Vs=0.310 cm/µs)?

A) Greater than 45°

B) Less than 45.

C) Exactly 45°

D) Unknown, more information is required

Using Snell's Law, if the sound velocity in the second material (aluminum) is lower, the refracted angle will also be smaller.

41. In an A-scan display, the "dead zone" refers to:

A) The distance contained within the near field

B) The area outside the beam spread

C) The distance covered by the front surface pulse width and recovery time.

D) The area between the near field and the far field

The dead zone is the initial period after the initial pulse where the instrument is recovering and cannot detect echoes, masking defects near the surface.

42. Acoustic energy propagates in different modes. Which of the following represents a mode?

A) High-frequency ultrasonic waves

B) A shear wav

C) The dissipation factor

D) The wave movement in the direction from the point where the energy was introduced

Wave modes refer to the type of particle motion, such as Longitudinal (compression), Shear (transverse), Surface (Rayleigh), or Lamb waves.

43. When using focused transducers, nonsymmetry in a propagated sound beam may be caused by:

A) Backing material variations.

B) Mode conversion

C) Diffraction characteristics

D) Irregular sound beam exit point

Variations in the backing material can cause uneven damping or vibrations, leading to a non-uniform or asymmetric sound beam.

44. A decrease in echo amplitude from the back-wall of a test piece could be caused by:

A) An increase in material density

B) A decrease in material attenuation

C) A reflector or discontinuity in the sound path.

D) An increase in transducer frequency

Any reflector between the transducer and the back-wall will scatter or reflect part of the sound energy, reducing the energy reaching the back-wall and thus lowering its echo amplitude.

45. The loss of sound energy due to scattering and absorption in a material is called:

A) Refraction

B) Attenuation.

C) Divergence

D) Mode conversion

Attenuation includes both absorption (conversion to heat) and scattering (redirection of sound by grain boundaries or inclusions), which together reduce sound intensity with distance.

46. Which of the following would cause the highest attenuation in a material?

A) Fine equiaxed grain structure

B) Coarse grain structure.

C) Single crystal structure

D) Low carbon steel

Coarse grains cause more scattering of the ultrasonic beam, leading to higher attenuation, reduced signal-to-noise ratio, and lower penetration.

47. A "skip" in angle beam inspection is defined as:

A) One complete V-path from transducer to back-wall and back.

B) One half of a V-path

C) The distance from the transducer to the first reflector

D) The time between two consecutive echoes

One skip is the sound path from the transducer to the back-wall, reflecting and returning to the scanning surface at another point, forming a "V" shape.

48. In angle beam testing, the echo from a side-drilled hole (SDH) appears on the screen. If you move the transducer toward the hole while maintaining the same refracted angle, what happens to the echo amplitude?

A) It continuously increases

B) It continuously decreases

C) It increases to a maximum and then decreases.

D) It remains constant

As the transducer moves, the beam intersects the hole at different points. Maximum echo occurs when the beam axis hits the center of the hole (maximum reflector cross-section); moving further causes a drop-off.

49. A sudden drop in the back-wall echo amplitude with no visible defect indication might be due to:

A) A change in material thickness

B) A change in couplant thickness

C) A laminar discontinuity parallel to the surface

D) All of the above.

All three can reduce back-wall echo: thinner section changes propagation, couplant variation affects energy transfer, and laminations block or scatter the beam before reaching the back-wall.

50. The effect of increasing transducer frequency on attenuation in a given material is that attenuation will:

A) Decrease

B) Increase.

C) Remain the same

D) Be unaffected

Higher frequency results in more scattering per unit distance (especially in coarse-grained materials), so attenuation increases. That's why lower frequencies are used for coarse-grained materials.

.

51. The wave mode that has multiple or varying wave velocities is:

a. longitudinal waves

b. shear waves

c. transverse waves

d. lamb waves.

52. Which of the following would be considered application(s) of ultrasonic techniques?

a. Determination of a material's coefficient of expansion

b. Study of a material's metallurgical structure.

c. Determination of a material's chemical composition

d. Evaluation of surface tension through capillary action

53. The only significant sound wave mode that travels through a liquid is:

a. shear wave

b. longitudinal wave.

c. surface wave

d. rayleigh wave

54. The acoustic impedance of a material is used to determine the:

a. angle of refraction at an interface

b. attenuation within the material

c. relative amounts of sound energy coupled through and reflected at an interface.

d. beam spread within the material

55. When angle beam contact testing a test piece, increasing the incident angle until the second critical angle is reached may result in:

a. total reflection of a surface wave

b. 45° refraction of the shear wave

c. production of a surface wave.

d. a 90° angle of refraction for the wave

56. Acoustic energy propagates in different modes. Which of the following represents a mode?

a. High-frequency ultrasonic waves

b. A shear wave.

c. The dissipation factor

d. The wave movement in the direction from the point where the energy was introduced

57. The simple experiment where a stick in a glass of water appears disjointed at the water surface illustrates the phenomenon of:

a. reflection

b. magnification

c. refraction.

d. diffraction

58. The crystal thickness and transducer frequency are related. The thinner the crystal:

a. the lower the frequency

b. the higher the frequency.

c. there is no appreciable effect

d. the lower the attenuation

BEAM SPREAD OR DIVERGENCE واگرایی پرتو

Question 1:

The sound beam intensity at the acoustic axis is considered as the reference (0 dB). At what point in the far field does the sound pressure drop to half of its maximum value?

A) At the near field boundary

B) At the beam spread angle where the intensity is 20 dB down

C) At the half‑power points (beam edges) where the intensity is 6 dB down.

D) At the focus point of the transducer

توضیح مفهومی: در لبه‌های پرتو (نیم‌توان)، شدت به نصف (۵۰٪) می‌رسد که معادل افت ۶ دسی‌بل است. این نقاط، مرز مؤثر پرتو برای تشخیص عیوب هستند.

Question 2:

A flat-bottom hole (FBH) is scanned in the far field of a transducer. The echo amplitude is maximum when the reflector is exactly on the beam centerline. If the same reflector is moved laterally to the 6‑dB beam edge, what will be the ratio of the new echo amplitude to the maximum amplitude?

A) 10:1

B) 2:1 

C) 1:2

D) 1:10

توضیح مفهومی: در لبه ۶ دسی‌بل، شدت نصف مرکز می‌شود، بنابراین نسبت دامنه جدید به دامنه ماکزیمم برابر ۱ به ۲ (یا به عبارت دیگر نسبت دامنه ماکزیمم به جدید برابر ۲ به ۱) است.

Question 3:

In the far field of a transducer, the sound pressure at the outer limits of the beam (the maximum divergence angle) is approximately:

A) 6 dB down from the centerline

B) 20 dB down from the centerline .

C) 3 dB down from the centerline

D) Equal to the centerline intensity

توضیح مفهومی: در حداکثر زاویه واگرایی (لبه فیزیکی پرتو)، شدت به حدود ۱۰٪ (یک‌دهم) مقدار مرکز می‌رسد که معادل افت ۲۰ دسی‌بل است. این مرز، انتهای ناحیه‌ای است که موج به آنجا می‌رسد.

نکته طلایی برای آزمون: اگر سوال پرسید "مرز مؤثر پرتو برای تشخیص عیب کدام است؟" پاسخ ۶- دسی‌بل است. اگر پرسید "مرز فیزیکی یا حداکثر واگرایی کدام است؟" پاسخ ۲۰- دسی‌بل است. این دو عدد را حتماً از هم تفکیک کنید.

سوالات تستی UT

 اگر یک پروب زاویه‌دار که در فولاد زاویه ۴۵ درجه برای موج برشی (Shear Wave) ایجاد می‌کند، روی یک قطعه آلومینیومی با همان زاویه ورودی قرار گیرد، زاویه موج برشی در آلومینیوم چگونه خواهد بود؟ (سرعت موج برشی در فولاد: ۰.۳۲۳ سانتی‌متر بر میکروثانیه، در آلومینیوم: ۰.۳۱۰ سانتی‌متر بر میکروثانیه) 

· گزینه‌ها:

  · A) کمتر از ۴۵ درجه.

  · B) بیشتر از ۴۵ درجه.

  · C) برابر با ۴۵ درجه.

  · D) قابل تعیین نیست.

· دلیل: طبق قانون اسنل، اگر موج از یک محیط با سرعت بیشتر (فولاد) به محیطی با سرعت کمتر (آلومینیوم) وارد شود، زاویه شکست کاهش می‌یابد. 

1. The indication on the cathode ray tube which represents the far boundary of the material being tested is called:

A. Hash

B. The initial pulse

C. The main bang

D. The back surface reflection

2. If a probe frequency with 2 MHz and 10 mm diameter is used, find the wave length in steel for longitudinal wave testing. (VL. STEEL 5.9 mm/µs) :

A. 0.5 mm

B. 3.0 mm

C. 1 mm

D. 2 mm

V = 5.9 mm/µs

f = 2 MHz = 2 × 10⁶ Hz

λ = 5.9 ÷ 2 = 2.95 mm

3. Pulse echo technique is based on the principle of :

 A. Magnetic induction

 B. Electromagnetic induction

 C. Piezoelectric effect

 D. Reflection of ultrasound due to change in acoustic impedance

4. The piezoelectric material in a search unit which vibrates to produce ultrasonic waves is called a:

 A. Backing material

 B. Lucite wedge

 C. Crystal

 D. Couplant

5. In immersion testing, the position of the search unit often varied to transmit sound into the test part at various angles to the front surface. Such a procedure is referred to as:

 A. Angulation 

 B. Dispersion

 C. Reflection testing

 D. Refraction

در تست غوطه‌وری (Immersion)، وقتی پروب را کج می‌کنیم تا صوت با زوایای مختلف به سطح قطعه بتابد، به این کار Angulation (زاویه‌دهی) می‌گویند. این کار برای ایجاد امواج عرضی یا طولی با زوایای دلخواه در قطعه انجام می‌شود.

6. The velocity of surface waves is approximately of the velocity of longitudinal waves  in the same material.

A. 50%

 B. 100%

 C. 45%

 D. 90%

 7. Under most circumstances, which of the following frequencies would result in the  best surface resolving power?

 A. 1 MHz 

 B. 15 MHz

 C. 10 MHz

 D. 20 MHz

8. In contact testing, the entry surface indication is sometimes referred to as: 

A. The initial pulse

 B. The main bang or transmitter pulse

 C. Both A and B

 D. None of the above

در تست تماسی (Contact Testing)، اکوی سطح ورودی (Entry Surface Indication) همان پالس اولیه (Initial Pulse) یا پالس فرستنده (Main Bang) است که در ابتدای صفحه‌ی اسیلوسکوپ دیده می‌شود و نشان‌دهنده‌ی لحظه‌ی ورود صوت به قطعه است.

9. The number of complete waves which pass a given point in a given period of time is referred to as the:

A. Amplitude of a wave motion

B. Pulse length of a wave motion

C. Frequency of a wave motion

D. Wavelength of a wave motion

به تعداد امواج کامل (تکرار) که در یک ثانیه از یک نقطه ثابت عبور میکنند، فرکانس میگویند که واحد آن هرتز (Hz) است.

10. A piezoelectric material can:

 A. Convert a mechanical strain to an electrical output

 B. Convert an electrical pulse to a mechanical energy

 C. Be used in the construction of search units.

 D. All of the above

11. A 25 MHz search unit would most likely be used during:

A. Straight beam contact testing

 B. Immersion testing

 C. Angle beam contact testing

 D. Surface wave contact testing

12. The gradual loss of sonic energy as the ultrasonic vibrations travel through the material is referred to as:

 A. Reflection

 B. Refraction

 C. Diffraction

 D. Attenuation

به کاهش تدریجی انرژی صوت هنگام عبور از ماده، تضعیف (Attenuation) می‌گویند که ناشی از جذب (Absorption) و پراکندگی (Scattering) است.

تفاوت با گزینه‌های دیگر:

-- Reflection: بازگشت موج از سطح

-- Refraction: شکست موج هنگام عبور از مرز دو محیط

-- Diffraction: خمش موج در لبه‌ها یا عیوب کوچک

13. When testing a plate, increasing the frequency of an ultrasonic longitudinal wave will result in:

A. An increase in its velocity

B. A decrease in its velocity

C. No change in its velocity

D. A decrease in its velocity if diameter of probe decreases

سرعت امواج طولی در یک ماده فقط به خواص الاستیک و چگالی ماده بستگی دارد، نه به فرکانس. پس افزایش فرکانس، سرعت را تغییر نمیدهد (سرعت ثابت میماند).

نکته:

افزایش فرکانس باعث کاهش طول موج و بهبود قدرت تفکیک میشود، ولی تأثیری روی سرعت ندارد.

14. A term used to describe the ability of an ultrasonic testing system to distinguish between the entry surface response and the response of discontinuities near the entry surface is:

A. Sensitivity

B. Penetration

C. Subtraction

D. Resolution

جواب "Dead Zone" (منطقه مرده) یا "Near Surface Resolution" (قدرت تفکیک نزدیک سطح) است.

توضیح کامل:

به توانایی سیستم اولتراسونیک در تشخیص اکوی عیوب نزدیک به سطح ورودی (پشت اکوی سطحی)، رزولوشن نزدیک سطح (Near Surface Resolution) میگویند. این پارامتر به طول پالس (Pulse Length) و زمان واخوردگی (Ring Down) پروب بستگی دارد.

15. Which of the following probes would contain the thickest crystal?

A. 1.5 MHz probe

B. 0.5 MHz probe

C. 2.5 MHz probe

D. 25 MHz probe

در پروب‌های اولتراسونیک، ضخامت کریستال با فرکانس رابطهٔ عکس دارد:

هرچه فرکانس پایین‌تر باشد، کریستال ضخیم‌تر است.

فرکانس بالا = کریستال نازک (برای قدرت تفکیک بالا)

فرکانس پایین = کریستال ضخیم (برای نفوذ بیشتر در مواد دانه‌درشت یا ضخیم)

16. The interference field near the face of a transducer is often referred to as the:

A. Fresnel zone 

B. Fraunhofer zone

C. High zone

D. Reflection zone

ناحیهٔ نزدیک به سطح پروب که تداخل امواج (Interference) باعث نوسانات شدید دامنه میشود، منطقهٔ فرنل (Fresnel Zone) یا Near Field نام دارد.

(منطقهٔ فران هوفر یا Far Field بعد از آن قرار دارد و امواج در آن واگرا و یکنواخت میشوند).

Fresnel = نزدیک (Near Field) > تداخل و نوسان

Fraunhofer = دور (Far Field) > واگرایی و کاهش یکنواخت دامنه

17. When inspecting coarse-grained material, which of the following frequencies will generate a sound wave that will be most easily scattered by the grain structure?

A. 1500 Hz

B. 2.5 MHz

C. 5 MHz

D. 25 KHz 

18. In a material with a given velocity, when frequency is increased, the wavelength will:

A. One-half

B. Increase

C. Decrease

D. Double

فرکانس بالا > طول موج کوتاه  > قدرت تفکیک بهتر

·فرکانس پایین > طول موج بلند >  نفوذ بیشتر

19. Rough entry surface conditions can result in:

A. A loss of echo amplitude from discontinuities.

B. An increase in the width of the front surface echo

C. A decrease in the width of the front surface echo

D. Both A and B

سطح ناهموار (Rough Surface) باعث پراکنش (Scattering) و اتلاف انرژی صوت میشود که نتیجه‌اش:

-- کاهش دامنهٔ اکوی عیوب (گزینه A)

-- پهن‌تر شدن اکوی سطح ورودی (گزینه B) چون صوت در زمان‌های مختلف برمی‌گردد.

پس هر دو اتفاق می‌افتد.

20. If a 1 MHz transducer is substituted for a 2 MHz transducer, what would be the effect on the Wave length of a longitudinal mode wave produced in the test specimen?

A. The wavelength would be longer

B. The wavelength would remain constant

C. The wavelength would be shorter

D. The wavelength would vary directly with the acoustic impedance

21. In a liquid medium, the only mode of vibration that can exist is:

A. Longitudinal

B. Shear

C. Surface

D. Both A and B

22. The product of the sound velocity and the density of a material is known as the:

A. Reflection value of the material

B. Acoustic impedance of the material

C. Elastic constant of the material

D. Penetration depth of the material 

امپدانس آکوستیک (Z) برابر است با حاصلضرب سرعت صوت (V) در چگالی (ρ) ماده:

Z = ρ × V

این پارامتر تعیین‌کنندهٔ میزان بازتاب و عبور صوت در مرز دو ماده است.

-- امپدانس بالا → بازتاب بیشتر (مثل فولاد)

-- امپدانس پایین → عبور بیشتر (مثل پلاستیک)

23. What kind of waves travel at a velocity slightly less than shear waves and their modes of propagation are both longitudinal and transverse with respect to the surface?

A. Rayleigh waves

B. Transverse waves

C. Lamb waves

D. Longitudinal waves

امواج ریلی (سطحی) دقیقاً این ویژگی را دارند:

-- سرعتشان حدود ۹۰٪ سرعت برشی (و حدود ۵۰٪ طولی) است.

-- حرکت ذرات بیضوی است و هم مؤلفه طولی و هم عرضی (نسبت به سطح) دارند.

امواج لمب هم طولی و عرضی دارند، اما ویژه ورق‌های نازک هستند و سرعتشان وابسته به ضخامت و فرکانس است (نه یک عدد ثابت).

24. In an ultrasonic instrument, the number of pulses produced by an instrument in a given period of time is known as the:

A. Pulse length

B. Pulse recovery time

C. Frequency

D. Pulse width

تعداد پالس‌های تولید شده توسط دستگاه در واحد زمان (معمولاً یک ثانیه) همان تکرار پالس (Pulse Repetition Frequency - PRF) یا به اختصار فرکانس دستگاه نامیده می‌شود.

(این غیر از فرکانس پروب است؛ فرکانس پروب مربوط به نوسان کریستال است).

25. An ultrasonic longitudinal wave travels in aluminum with a velocity of 6.35 Km/s and has a frequency of 1 MHz. The wavelength of this ultrasonic wave is:

A. 6.35 mm (0.25 in.)

B. 78 mm (3.1 in.)

C. 1.9 m (6.35 ft)

D. 31700 A°

26. In which medium listed below would the velocity of sound be lowest?

A. Air

B. Water

C. Aluminum

 D. Plastic

27. In contact testing, discontinuities near the entry surface cannot always be detected because of:

A. Dead zone

B. Attenuation

C. Scattering

D. Refraction

28. When inspecting aluminum by the immersion method using water for a couplant, the following information is known. (Velocity of sound in water = 1.49 mm/s, velocity of longitudinal waves in aluminum 6.32 mm/s). Angle of incidence 5º. The angle of refraction for longitudinal wave is approximately:

A. 22°

B. 18°

C. 26°

D. 16°

29. Notches are frequently used as reference reflectors for:

A. Determining near-surface resolutions

B. Area amplitude calibration

C. Thickness calibration of plate

D. Distance amplitude calibration for shear waves

30. Angle beam testing of plate will often miss:

A. Cracks that are perpendicular to the sound wave

B. Inclusions that are randomly oriented

C. Laminations that are parallel to the front surface

D. All of the above

در تست زاویه‌دار (Angle Beam)، امواج صوت با زاویه به داخل قطعه فرستاده می‌شوند.

Laminations (جدایش‌های لایه‌ای) معمولاً موازی با سطح هستند. در این حالت، صوت تقریباً عمود بر لایه‌ها برخورد نمی‌کند و بازتاب کافی برای تشخیص ایجاد نمی‌شود، در نتیجه از دید خارج می‌شوند.

31. Attenuation is the loss of the ultrasonic wave energy during the course of  propagation in the material mainly due to:

A. Reflection and refraction

B. Dispersion and diffraction

C. Absorption and scattering

D. All of the above

32. During a test using A-scan equipment, strong indications that move at varying rates  across the screen in the horizontal direction appear. It is impossible to repeat a particular screen pattern by scanning the same area. A possible cause of these indications is:

A. Porosity

B. An irregularly shaped crack

C. A blow hole

D. Electrical interference

سیگنال‌هایی که با سرعت‌های متفاوت در جهت افقی حرکت می‌کنند و قابل تکرار نیستند، نشانهٔ نویز یا تداخل الکتریکی (Electrical Interference) هستند، نه عیب واقعی در ماده.

33. In a plate, skip distance (SD) can be calculated from which of the following formula (where t = plate thickness, Ø = angle of sound beam refraction, and V=sound velocity):

A. SD = (2t) / tan Ø

B. SD = 2t sin Ø

C. SD =2t tan Ø

D. SD = 2v sin Ø

E. None of the above

34. The fundamental frequency of a piezoelectric crystal is primarily a function of:

A. Acoustic impedance 

B. The amplifying characteristics of the pulse amplifier in the instrument

C. The thickness of the crystal

D. None of the above

35. Rough surfaces cause the echo amplitude from discontinuities within the part to:

A. Decrease

B. Increase

C. Not changes

D. Change frequency

سطح ناهموار (Rough Surface) باعث پراکنش (Scattering) و اتلاف انرژی صوت در سطح ورودی می‌شود. در نتیجه، انرژی کمتری به عمق ماده می‌رسد و دامنهٔ اکوی برگشتی از عیوب داخلی کاهش می‌یابد.

نکته:

برای جبران این کاهش، معمولاً از کاپلانت غلیظ‌تر، صاف‌کاری سطح، یا افزایش گین (Gain) استفاده می‌شود.

36. The principal applications of ultrasonic techniques consist of:

A. Flaw detection

B. Thickness measurements

C. Determination of elastic modulus

D. All of the above

37. Very thin material tube weld of 6 mm diameter and.0.5 mm thick has to be examined. The ideal ultrasonic examination technique is:

A. Contact technique with surface wave

B. contact technique with contoured probe of higher frequency and higher angle shear wave

C. Immersion technique with high frequency focused probe 

D. This cannot be examined by ultrasonic examination

38. The factor which determines the amount of reflection at the interface of two dissimilar materials is:

A. An index of rarefaction

B. The frequency of the ultrasonic wave

C. Young's modulus

D. An acoustic impedance

39. A 4 MHz normal probe was used in a 10 mm thick titanium plate and if the first back wall echo appeared at 80% of FSH, second back wall echo appeared at 50% of FSH. The attenuation on the plate is:

A. 0.4 dB/mm

B. 0.2 dB/mm

C. 6.5 dB/mm

D. none of the above

(چون اکوی دوم مسیر رفت و برگشت دو برابر را طی کرده، اختلاف دامنه مربوط به دو برابر ضخامت است)

20Log(80/50) = 4.08 / ( 2 × t ) = 4.08 / 20 = 0.20

40. While performing the shear wave examination on a thick plate of 50 mm on  particular material as per specification, noise was noted at certain locations. This can be  due to: 

A. Presence of small discontinuities 

B. Inhomogeneity of material

C. Variation in grain structure

D. Electrical disturbances.

---------------------------------------------

1. In angle beam testing, the mode conversion that occurs at the interface between the wedge and the test piece results in:

A. Longitudinal waves only

B. Shear waves only

C. Both longitudinal and shear waves

D. Surface waves

در گوه (معمولاً پلکسی‌گلس) فقط موج طولی داریم، اما در قطعه هر دو موج طولی و برشی تولید می‌شوند (بسته به زاویه).

2. The near zone length of a transducer is affected by which of the following?

A. Frequency and diameter of the crystal

B. Velocity of sound in the material

C. Wavelength

D. All of the above

3. Which of the following discontinuity types is most easily detected by normal beam testing?

A. Laminations

B. Transverse cracks

C. Lack of sidewall fusion

D. Porosity

4. In immersion testing, the purpose of the water path is to:

A. Couple sound into the part

B. Provide a delay to separate entry echo from near-surface flaws

C. Focus the sound beam

D. Both A and B

5. The angle of refraction for shear waves in steel when using a 60° Lucite wedge (Vₗ in Lucite = 2.7 mm/µs, Vₛ in steel = 3.2 mm/µs) is approximately:

A. 35°

B. 45°

C. 55°

D. 65°

6. A 5 MHz, 12.5 mm diameter probe has a near field length in steel (Vₗ = 5.9 mm/µs) of approximately:

A. 25 mm

B. 50 mm

C. 75 mm

D. 100 mm

N = D² / 4λ و λ = V/f)

7. Which of the following would cause a decrease in the signal-to-noise ratio?

A. Increasing gain

B. Using a higher frequency probe

C. Using a lower frequency probe

D. Decreasing the pulse length

۱. کدام یک از انواع عیوب زیر به احتمال زیاد، اکوی تیز و مشخصی با افت سریع دامنه هنگام حرکت پروب تولید میکند؟

الف) تخلخل

ب) سرباره

ج) ترک

د) عدم ذوب

اگه اکو خیلی بلند و صاف بود و با حرکت پروب یکدفعه قطع شد = LOF

اگه اکو بلند ولی نویزی بود و با حرکت پروب کم‌کم کم شد = ترک

۲. بازتاب از یک بازتابنده صفحه ای که عمود بر باریکه صوتی قرار گرفته، دارای چه ویژگیهایی خواهد بود؟

الف) دامنه بالا و پهنای باریک

ب) دامنه پایین و پهنای پهن

ج) دامنه بالا و پهنای پهن

د) دامنه پایین و پهنای باریک

۳. اصطلاح «گراس» (علفزار) روی نمایشگر A-Scan معمولاً نشاندهنده چیست؟

الف) عیب صفح های بزرگ

ب) تخلخل ریز یا ساختار دانه درشت

ج) ترک عمودی

د) تغییرات ضخامت کوپلانت

وقتی پروب را روی قطعه ای با ساختار دانه‌درشت (مثل فولادهای آستنیتی یا چدن) یا تخلخل‌های ریز و پراکنده قرار میدهید، امواج فراصوت در اثر برخورد با مرز دانه‌ها یا حفره‌های ریز، پراکنده (Scatter) میشوند.

این پراکندگی باعث میشود تعداد زیادی سیگنال کوچک و نویزی با دامنه کم و نامنظم روی صفحه ظاهر شوند که به شکل یک پس‌زمینه پرشده از نویز دیده میشود. به این حالت در اصطلاح «گراس» یا «علفزار» می گویند، چون شبیه علفهای ریز روی صفحه است.

۴. در بازرسی جوش با روش پرتو زاویه دار، بازتاب از سطح ریشه را میتوان از ترک ریشه به چه روشی تشخیص داد؟

الف) دامنه بالاتر

ب) موقعیت نسبت به خط مرکز جوش

ج) حرکت با جابه جایی پروب

د) هر دو گزینه ب و ج

۵. تکنیک افت ۶ دسیبل (۶dB drop) برای چه منظوری استفاده میشود؟

الف) تعیین عمق عیب

ب) تعیین طول عیب

ج) کالیبره کردن حساسیت

د) اندازهگیری سرعت صوت

۶. در هنگام اسکن، اگر سیگنال اکو از یک عیب، با افزایش فاصله پروب تا عیب به صورت آرام کاهش یابد و ناگهان در یک نقطه خاص به شدت افت کند، این نشانه چیست؟

الف) عیب دارای سطح صاف و منظم است

ب) عیب دارای سطح زبر و ناهموار است

ج) عیب در حال خروج از محدوده پرتو است

د) عیب چندتکه (Multiple) است

۷. کدام یک از موارد زیر نشانه قطعی وجود عیب در جوش نیست و ممکن است کاذب باشد؟

الف) سیگنال ثابت با دامنه بالا در محدوده طولی جوش

ب) سیگنال متحرک با جابه‌جایی پروب، هم‌جهت با حرکت پروب

ج) سیگنال ثابت در تمام طول جوش با دامنه یکسان (مثل اکو از پشت)

د) سیگنال با دامنه متغیر و موقعیت عمق یکسان

۸. برای تشخیص یک عیب بسیار نزدیک به سطح (کمتر از ۵ میلی‌متر)، کدام اقدام ضروری است؟

الف) استفاده از پروب با فرکانس بالاتر

ب) استفاده از بلوک تاخیری (Delay Block) یا جفت‌کننده (Couplant) با ضخامت مناسب

ج) افزایش گین تا حد نویز

د) تغییر زاویه پروب به ۷۰ درجه

۹. در بازرسی جوش لب‌به‌لب (Butt Weld)، سیگنال برگشتی از ناحیه ریشه که کمی عقب‌تر از خط مرکز جوش دیده می‌شود، محتمل‌ترین عیب چیست؟

الف) عدم ذوب جانبی (Lack of Sidewall Fusion)

ب) نفوذ ناقص (Incomplete Penetration)

ج) سرباره خطی (Linear Slag)

د) اکو از پشت جوش (Backwall Echo)

۱۰. در بازرسی جوش لب‌به‌لب با پرتو زاویه‌دار، یک بازتابنده در موقعیتی مطابق با خط همجوشی جانبی (Sidewall) تشخیص داده می‌شود. دامنه سیگنال بالا، بسیار تیز و با حرکت جزئی پروب به شدت افت می‌کند. این نشانه به احتمال زیاد ناشی از چیست؟

الف) نفوذ ناقص

ب) عدم ذوب جانبی (LOF)

ج) ترک عرضی

د) سرباره

۱۱. عدم ذوب جانبی (LOF) با کدام یک به بهترین شکل تشخیص داده می‌شود؟

الف) پروب مستقیم

ب) پروب زاویه‌دار با زاویه شکست مناسب

ج) پروب موج سطحی

د) پروب دو کریستاله

۱۲. یک نشانه از عدم ذوب (LOF) معمولاً دارای چه ویژگی‌هایی است؟

الف) دامنه کم و پهنای پهن

ب) دامنه بالا و پهنای باریک

ج) دامنه کم و پهنای باریک

د) دامنه بالا و پهنای پهن

۱۳. هنگام اسکن جوش، بازتاب از عدم ذوب (LOF) معمولاً در کجا ظاهر می‌شود؟

الف) در ریشه

ب) روی خط همجوشی جانبی

ج) در مرکز جوش

د) در رویه جوش

۱۴. مهمترین تفاوت بین ترک و عدم ذوب (LOF) در آزمون فراصوت چیست؟

الف) فقط دامنه

ب) موقعیت و شرایط سطح

ج) عمق

د) فرآیند جوشکاری

۱۵. در بازرسی یک جوش لب‌به‌لب با ضخامت ۲۵ میلی‌متر با پروب زاویه‌دار ۶۰ درجه، یک نشانه در ناحیه ریشه مشاهده می‌شود. اپراتور برای تعیین اینکه این نشانه ناشی از نفوذ ناقص (IP) است یا عدم ذوب ریشه (Root LOF)، کدام اقدام اجباری و تعیین‌کننده است؟

الف) اندازه‌گیری دقیق دامنه سیگنال از یک سمت و مقایسه با بلوک کالیبراسیون

ب) اسکن از هر دو طرف جوش و مقایسه تقارن موقعیت و دامنه سیگنال‌ها

ج) کاهش گین تا ۶ دسی‌بل پایین‌تر از سطح مرجع و بررسی باقی‌ماندن سیگنال

د) استفاده از پروب با زاویه ۴۵ درجه به جای ۶۰ درجه برای تفکیک بهتر

۱۶. در بازرسی یک جوش محیطی با پروب زاویه‌دار، یک سیگنال با دامنه بالا در عمق کمتر از نصف ضخامت مشاهده می‌شود. با چرخاندن پروب به چپ و راست، دامنه سیگنال تغییری نمی‌کند و ثابت می‌ماند. محتمل‌ترین علت این سیگنال چیست؟

الف) ترک ریشه

ب) سرباره خطی

ج) انعکاس از گوشه داخلی فلنج یا تغییر ضخامت (سیگنال کاذب هندسی)

د) تخلخل خوشه‌ای

سیگنال‌های کاذب هندسی معمولاً با چرخش پروب ثابت می‌مانند، چون ناشی از زاویه ثابت دیواره یا تغییر سطح هستند، در حالی که عیب واقعی با چرخش پروب تغییر دامنه می‌دهد.

۱۷. روی نمایشگر A-Scan، دو پیک مجزا با دامنه تقریباً مساوی و فاصله زمانی ثابت از هم، در حین اسکن مشاهده می‌شوند. با افزایش گین، هر دو پیک با هم بالا می‌روند. این پدیده نشانه چیست؟

الف) عیب منفرد با دو سطح بازتاب‌دهنده (مثل ترک شاخه‌ای)

ب) عیب چندتکه در یک راستا (چندین سوراخ یا تخلخل پشت سر هم)

ج) نویز ناشی از ساختار دانه درشت

د) بازتاب از سطح پشت و سپس بازگشت از عیب (Multiple Echo)

وجود دو پیک هم‌سطح با فاصله ثابت، نشانه یک عیب با دو وجه موازی است (مثل ترک شاخه‌ای یا لایه‌ای که از دو سطح بازتاب می‌دهد). گزینه ب (چندین عیب پشت سر هم) معمولاً پیک‌های با دامنه متغیر و فاصله نامنظم دارد.

این اتفاق وقتی میافته که یک عیب منفرد، دو سطح موازی و بازتابنده داشته باشه که هر دو عمود بر باریکه صوت باشن. مثلاً:

-- یک ترک شاخهای (Branch Crack) که دو وجه تقریباً موازی داره

-- یک لایه جدایش (Lamellar Tear) که دو سطح بازتابنده داره

-- یک ترک عمودی با زاویه کم که هم از سطح جلویی و هم از سطح پشتیش اکو میاد

در این حالت، پالس صوتی به سطح اول عیب میخوره و برمیگرده (پیک اول)، بخشی از موج از کنار سطح اول عبور میکنه و به سطح دوم میخوره و برمیگرده (پیک دوم). چون فاصله این دو سطح ثابته، اختلاف زمان بین دو پیک هم ثابت میمونه.

۱۸. در بازرسی جوش با پروب ۷۰ درجه، یک سیگنال در عمق برابر با ضخامت و درست زیر خط مرکز جوش دریافت می‌شود. با تغییر زاویه پروب به ۶۰ درجه، دامنه سیگنال به شدت کاهش می‌یابد، اما با تغییر به ۴۵ درجه، سیگنال کاملاً محو می‌شود. این رفتار نشانه چیست؟

الف) سرباره خطی

ب) نفوذ ناقص (IP)

ج) ترک طولی

د) عدم ذوب جانبی (LOF)

نفوذ ناقص (IP) یک بازتابنده صفحه‌ای صاف و عمود بر سطح است که واکنش شدیدی به تغییر زاویه نشان می‌دهد (فقط در یک محدوده زاویه‌ای خاص اکوی خوب می‌دهد). سرباره اما رفتار پهن‌تری دارد و با تغییر زاویه، دامنه‌اش تدریجی کم می‌شود، نه ناگهانی.

۱۹. وقتی عیب کوچکتر از قطر باریکه باشد، دامنه سیگنال منعکس شده عمدتاً به چه چیزی مربوط است؟

الف) شکل عیب

ب) زبری سطح عیب

ج) مساحت عیب

د) فاصله از پروب

۲۰. عبارت "فاصله پرش" (Skip Distance) به چه معناست؟

الف) فاصله از پروب تا اولین نقطه بازتاب

ب) فاصله بین دو نقطه بازتاب متوالی روی یک سطح

ج) ضخامت قطعه آزمون

د) طول میدان نزدیک

۲۱. کدام یک از موارد زیر شایع‌ترین علت سیگنال "علفزار" در آزمون فراصوت جوش‌های فولاد زنگ‌نزن آستنیتی است؟

الف) تخلخل

ب) ساختار دانه درشت

ج) عدم ذوب

د) سرباره

۲۲. در روش پرتو زاویه‌دار، ترک ریشه معمولاً بازتابی با چه ویژگی‌هایی تولید می‌کند؟

الف) واقع در مرکز جوش

ب) واقع در دیواره جانبی

ج) پهن و دامنه کم

د) تیز و دامنه بالا با افت سریع

۲۳. قدرت تفکیک (Resolution) در یک سیستم آزمون فراصوت به توانایی آن در چه کاری اشاره دارد؟

الف) تشخیص عیوب عمیق

ب) تمایز بین دو بازتابنده با فاصله نزدیک

ج) اندازه‌گیری ارتفاع عیب

د) تشخیص عیوب صفحه‌ای

- فرکانس (Frequency): تعداد نوسانات در واحد زمان (بر حسب هرتز). با افزایش فرکانس، طول موج کاهش می‌یابد.

- قطر کریستال (Crystal Diameter): اندازه عنصر پیزوالکتریک که امواج را تولید می‌کند. با افزایش قطر، پرتو متمرکزتر می‌شود.

۱. فرکانس یک موج فراصوت به چه صورت تعریف می‌شود؟

الف) تعداد سیکل‌ها در واحد زمان

ب) فاصله بین دو پیک متوالی

ج) سرعت صوت در ماده

د) دامنه موج

۲. با افزایش فرکانس، طول موج در یک ماده معین چگونه تغییر می‌کند؟

الف) افزایش می‌یابد

ب) کاهش می‌یابد

ج) ثابت می‌ماند

د) دو برابر می‌شود

As frequency increases, the wavelength in a given material:

A) Increases

B) Decreases

C) Remains the same

D) Doubles

۳. افزایش فرکانس یک پروب معمولاً چه چیزی را بهبود می‌بخشد؟

الف) نفوذ

ب) تفکیک‌پذیری (Resolution)

ج) طول میدان نزدیک

د) واگرایی پرتو

Increasing the frequency of a search unit generally improves:

A) Penetration

B) Resolution

C) Near field length

D) Beam spread

۴. افزایش قطر کریستال باعث می‌شود واگرایی پرتو (Beam Spread) چگونه شود؟

الف) افزایش یابد

ب) کاهش یابد

ج) بدون تغییر بماند

د) غیرقابل پیش‌بینی شود

۵. پروب‌های با فرکانس پایین برای چه مواردی ترجیح داده می‌شوند؟

الف) مواد نازک

ب) مواد دانه درشت

ج) نیاز به تفکیک‌پذیری بالا

د) تشخیص عیوب کوچک

چون فرکانس پایین = طول موج بلندتر = نفوذ بیشتر در مواد دانه‌درشت

۶. طول میدان نزدیک یک پروب با کدام یک رابطه مستقیم دارد؟

الف) مجذور قطر کریستال

ب) قطر کریستال

ج) فرکانس

د) طول موج

N = D² / 4λ

۷. اگر هم فرکانس و هم قطر کریستال افزایش یابند، واگرایی پرتو چگونه می‌شود؟

الف) افزایش می‌یابد

ب) کاهش می‌یابد

ج) ثابت می‌ماند

د) به ماده بستگی دارد

۸. برای کالیبره کردن محدوده زمانی (Range) در روش پرتو زاویه‌دار از کدام بلوک و کدام بازتابنده استفاده می‌شود؟

الف) بلوک IIW با سوراخ جانبی

ب) بلوک DSC با شعاع ۲۵ میلی‌متر

ج) بلوک IIW با شعاع ۱۰۰ میلی‌متر

د) بلوک Step Wedge

۹. در روش پرتو زاویه‌دار، برای تنظیم حساسیت مطابق استاندارد ASME، معمولاً از کدام بازتابنده استفاده می‌شود؟

الف) سوراخ کناری (Side Drill Hole) با قطر ۱.۵ میلی‌متر

ب) سوراخ کف مسطح (Flat Bottom Hole)

ج) شکاف V-notch

د) بازتاب از شعاع ۱۰۰ میلی‌متر

۱۰. برای تأیید زاویه شکست (Refracted Angle) یک پروب زاویه‌دار از کدام بخش بلوک IIW استفاده می‌شود؟

الف) 

خوانش میکرومتر

44+05+0.43=44.93mm

53 + 0.5 + 0.38 = 53.88 mm

73 + 0.5 + 0.47 = 73.97 mm

خطی بودن کنترل دامنه دستگاه UT در ASME V ARTICLE 4

۱.  گیت را روی سیگنال مرجع (مثلاً اکوی پشتی یا سوراخ ½T) قرار دهید تا دستگاه نوک سیگنال (Peak) را بگیرد.

۲. عدد دامنه را بر حسب %FSH یادداشت کنید (مثلاً ۸۰%).

۳. گین را ۶dB کم کنید (یا هر گام دیگری که استاندارد می‌گوید).

۴. عدد جدید دامنه را از روی صفحه دیجیتال بخوانید (باید حدود ۴۰% باشد).

۵. اگر عدد خوانده شده با مقدار تئوری (با تلورانس مجاز) مطابقت داشت، دستگاه خطی است.

طبق جدول تلورانس در هر کاهش یا افزایش Gain بین منفی 5 تا مثبت 5 است

در برخی دستگاه‌های خیلی قدیمی به آن "Attenuator" یا "Sensitivity" هم می‌گفتند، اما امروزه همه می‌گویند GAIN

۱. تضعیف‌کننده (Attenuator) چیه؟

همون دکمه یا پیچی هست که روی دستگاه UT می‌چرخونید تا سیگنال رو بزرگتر یا کوچیک‌تر کنید (معمولاً بر حسب dB).

۲. Amplitude Control Linearity چیکار میکنه؟

این قابلیت چک میکنه که آیا این دکمه (تضعیف‌کننده) درسته کار میکنه یا نه. یعنی وقتی شما ۶dB کم می‌کنید، آیا واقعاً ولتاژ سیگنال توی مدار الکترونیکی دستگاه نصف میشه، یا اینکه دستگاه دچار خطاست و عددی که روی صفحه میبینید با عددی که باید باشه فرق داره.

Amplitude Control Linearity ← ربط به تضعیف‌کننده (گین) داره (مدار الکترونیکی).

Screen Height Linearity ← ربط به صفحه نمایش داره (خود مانیتور)

خطی بودن ارتفاع صفحه استاندارد ASME سکشن 5 

MANDATORY APPENDIX I

SCREEN HEIGHT LINEARITY

یک پروب زاویه‌دار را روی بلوک کالیبراسیون قرار دهید (همانطور که در شکل I-440 نشان داده شده) به‌گونه‌ای که نشانه‌های (اکوهای) حاصل از هر دو سوراخ ½ ضخامت و ¾ ضخامت، نسبت دامنه ۲ به ۱ را بین دو نشانه ایجاد کنند. حساسیت (گین) را طوری تنظیم کنید که نشانه بزرگ‌تر، روی ۸۰% از ارتفاع کامل صفحه (FSH) قرار گیرد. بدون جابجایی پروب، حساسیت (گین) را به ترتیب طوری تنظیم کنید که نشانه بزرگ‌تر از ۱۰۰% تا ۲۰% از ارتفاع کامل صفحه، با گام‌های ۱۰% (یا در صورت نبود کنترل دقیق، با گام‌های ۲ دسی‌بل) تغییر کند، و در هر تنظیم، نشانه کوچک‌تر را بخوانید. مقدار خوانده شده باید ۵۰% از دامنه بزرگ‌تر، با تلورانس ۵% از ارتفاع کامل صفحه باشد. تنظیمات و خوانش‌ها باید با دقت ۱% از ارتفاع کامل صفحه تخمین زده شوند. به‌عنوان جایگزین، می‌توان از یک پروب نرمال ( صفر درجه ) روی هر بلوک کالیبراسیونی که اختلاف دامنه ایجاد می‌کند و فاصله کافی بین سیگنال‌ها برای جلوگیری از همپوشانی دارد، استفاده کرد.

طبق ASME Sec.V, Appendix I، هنگام کالیبراسیون حساسیت با سوراخ‌های ½T و ¾T، اگر نشانه بزرگ‌تر روی ۸۰% FSH تنظیم شود، نشانه کوچک‌تر باید چند درصد باشد؟

الف) ۴۰%

ب) ۵۰%

ج) ۶۰%

د) ۲۰%

گام های 10٪ 

. پروب عادی را روی بلوک V1 قرار دهید.

۲. دو اکوی پشتی (Backwall Echo) متوالی را روی صفحه پیدا کنید (مثلاً اکوی اول و دوم از کف بلوک). این دو اکو دارای اختلاف دامنه طبیعی هستند (اکوی اول بزرگتر از دومی).

۳. گین را تنظیم کنید تا اکوی بزرگتر (مثلاً اکوی اول) روی ۸۰% FSH قرار گیرد.

۴. بدون جابجایی پروب، گین را تغییر دهید تا اکوی بزرگتر از ۱۰۰% تا ۲۰% FSH با گام‌های ۱۰% (یا ۲dB) تغییر کند.

۵. در هر گام، دامنه اکوی کوچکتر (دوم) را بخوانید.

۶. نسبت دامنه‌ها باید در تمام گام‌ها ثابت بماند (با تلورانس ۵% FSH).

   یعنی اگر در ابتدا نسبت ۲:۱ بود (مثلاً ۸۰% و ۴۰%)، در تمام گام‌ها این نسبت باید حفظ شود.

اگر به جای پراب زاویه‌دار، از پراب عادی برای کالیبراسیون حساسیت استفاده شود، باید از چه نوع سیگنال‌هایی برای ایجاد اختلاف دامنه استفاده کرد؟

الف) سوراخ‌های جانبی

ب) اکوهای پشتی متوالی (Multiple Backwall Echoes)

ج) شعاع‌های بلوک

د) گوشه‌های بلوک

 گام ریز : 

بدون Fine: مجبورید گین را ۲dB یا ۶dB یکجا کم یا زیاد کنید.

با Fine: می‌توانید گین را ۰.۵dB یا ۱dB تغییر دهید و سیگنال را خیلی دقیق روی ۸۰% یا هر درصد دلخواه تنظیم کنید.

I-440 MISCELLANEOUS REQUIREMENTS

Position an angle beam search unit on a calibration block, as shown in Figure I-440 so that indications from both the 1/2 and 3/4T holes give a 2:1 ratio of amplitudes between the two indications. Adjust the sensitivity (gain) so that the larger indication is set at 80% of full screen height (FSH). Without moving the search unit, adjust sensitivity (gain) to successively set the larger indication from 100% to 20% of full screen height, in 10% increments (or 2 dB steps if a fine control is not available), and read the smaller indication at each setting. The reading shall be 50% of the larger amplitude, within 5% of FSH. The settings and readings shall be estimated to the nearest 1% of full screen. Alternatively, a straight beam search unit may be used on any calibration block that provides amplitude differences, with sufficient signal separation to prevent overlapping of the two signals.

QW-403.5 در مورد P NUMBER و G NUMBER

QW-401.1

When essential variables are qualified by one or more PQRs and supplementary essential variables are qualified by other PQRs, the ranges of essential variables established by the former PQRs are only affected by the latter to the extent specified in the applicable supplementary essential variable (e.g., essential variable QW-403.8 governs the minimum and maximum thickness of base metal qualified. When supplementary essential variable QW-403.6 applies, it modifies only the minimum thickness qualified, not the maximum).

در بند QW-403.5 به صراحت نوشته شده که برای هر ترکیب جدید Group Number (در صورت نیاز به تست ضربه)، باید Procedure Qualification (همان PQR جدید) انجام داد. این یعنی تغییر Group Number = نیاز به PQR جدید.

اگر کوپن ترکیبی (Group 1 به Group 2) بزنید، دیگر تغییر Group Number محسوب نمی‌شود، بلکه یک کوالیفیکیشن همزمان برای هر دو گروه محسوب می‌شود و نیازی به دو PQR جداگانه نیست.

 QW-403.5

قسمت اول ( راه‌های تائید صلاحیت  WPS ):

روش جوشکاری (WPS) باید با یکی از روش‌های زیر تائید صلاحیت شود:

(الف) همان فلز پایه (شامل نوع یا گرید) که در تولید استفاده می‌شود.

(ب) برای مواد Ferrous ، یک فلز پایه که در همان P-Number و Group Number در جدول QW/QB-422 با فلز تولیدی یکسان باشد.

(ج) برای مواد Nonferrous ، همان P-Number و UNS Number.

قسمت کلیدی 

برای مواد Ferrous ( آهنی )  در جدول QW/QB-422، برای هر ترکیب P-Number و Group Number باید یک Qualification جداگانه انجام شود، حتی اگر هر دو فلز به‌صورت جداگانه روی خودشان Qualified شده باشند.

اما استثنا: اگر دو یا چند مدرک Qualified یا تائید صلاحیت شده ، تمام متغیرهای ضروری و تکمیلی (به جز Group Number) را یکسان داشته باشند، آنگاه ترکیب آن دو Group Number نیز Qualified محسوب می‌شود.

و نکته مهم‌تر: اگر یک کوپن تست واحد، دو Group Number مختلف از یک P-Number را به هم جوش دهد، آن کوپن هم جوش این دو گروه به یکدیگر و هم جوش هر کدام به خودشان را Qualified می‌کند.

قسمت آخر (شرط عدم اعمال):

این متغیر (Group Number) زمانی اعمال نمی‌شود که کد مرجع، استاندارد یا مشخصات فنی، نیاز به تست چقرمگی (Toughness Testing) در منطقه متأثر از حرارت (HAZ) نداشته باشد.

QW-403.12 : PAW

از یک P-Number در جدول QW/QB-422 به یک فلز پایه که در P-Number دیگر لیست شده است.

زمانی که اتصالات بین دو فلز پایه با P-Number متفاوت انجام می‌شود، نیاز به تائید صلاحیت مجدد (Requalification) دارید، حتی اگر آن دو فلز پایه به‌صورت جداگانه با همان روش (WPS) تائید صلاحیت شده باشند.

زمانی که از تکنیک ذوب‌شوندگی (Melt-In Technique) برای اتصال P-Number 1، 3، 4 و 5A استفاده می‌شود، یک آزمون صلاحیت روی یک فلز با P-Number خاص، برای جوش آن فلز به تمام P-Numberهای پایین‌تر نیز معتبر است، اما برعکس آن صادق نیست (یعنی اگر روی P-Number پایین‌تر تست کنید، برای P-Number بالاتر معتبر نیست)."

حداقل و حداکثر عرض نمونه برای تست خمش

نمونه‌های آزمون خمش مطابق با بند QW-199.1.3 از استاندارد ASME Section IX تهیه و آزمون شدند."

معیار پذیرش بر اساس QW-199.1.3: مجموع طول ترک‌ها و عیوب باز روی سطح محدب کلیه نمونه‌های خمش گرفته شده از هر لوله، به‌طور جداگانه، نباید از ۵٪ محیط خارجی آن لوله تجاوز کند. همچنین هیچ گونه ذوب‌ناقص یا عیب باز دیگری روی سطح پرداخت‌شده قابل قبول نیست."

مطابق ASME Sec. IX QW-199.1.3: عرض نمونه = T + D/4 (برای لوله‌های NPS ۲ و کوچکتر) یا T + D/8 (برای بزرگتر از NPS ۲)، شعاع خمش = ۳ برابر ضخامت برای مواد P-No.1 گروه ۲ تا ۴، عیوب قابل قبول ≤ ۵٪ محیط خارجی."

QW-199.1.3 Section and Bend Testing. The entire circumference of each remaining pipe coupon shall be cut along the axis of the pipe into an even number of strips of a length sufficient to perform bend tests. The maximum width o f each strip shall be 11∕ 2 in. (38 mm) and the minimum width: 

w = T + D 4 for pipes NPS 2 (DN 50) and smaller

w = T + D 8 for pipes greater than NPS 2 (DN 50)

where

D = OD of the tube

T = nominal wall thickness

w = width of the specimen

One edge of one strip from each coupon shall be polished to a 600 gritfinish with the final grinding parallel to the long axis of the strip. The polished surface shall be examined at 5X magnification. No incomplete fusion or other open flaws on the polished surface are acceptable. Defects occurring in the base metal not associated with the weld may be disregarded. For nontubular cross sections, four side-bend specimens shall be prepared from the two remaining coupons as specified in Figure QW-462.2 and polished for examination. All flash shall be removed from the strips and the welds shall be visually examined per QW-194. Half of the strips from each pipe specimen shall then be prepared as root bend specimens and the remaining strips shall be prepared as face bend specimens in accordance with QW-160. The specimens shall be tested in accordance with QW-160, except for the following: 

(a) For P-No. 1, Groups 2 through 4 materials, the minimum bend radius (dimension B in Figure QW-466.1) shall be three times the thickness of the specimen.

(b) In lieu of QW-163, the sum of lengths of individual open flaws on the convex surface of all the bend test specimens taken from each pipe individually shall not exceed 5% of the outside circumference of that test pipe.

ترجمه و تفسیر کامل بند 6.10.3.3 (AWS D1.1):

"معیارهای قبولی برای تست خمش: سطح محدب (Convex Surface) نمونه خمش باید از نظر ناپیوستگی‌های سطحی به‌صورت چشمی بررسی شود. برای قبولی، سطح نباید دارای ناپیوستگی‌هایی با ابعاد بیش از مقادیر زیر باشد:

۱. ۱/۸ اینچ [۳ میلی‌متر] در هر جهتی روی سطح اندازه‌گیری شود (حداکثر ابعاد یک عیب منفرد).

۲. ۳/۸ اینچ [۱۰ میلی‌متر] مجموع بزرگترین ابعاد تمام عیوبی که بزرگتر از ۱/۳۲ اینچ [۱ میلی‌متر] و کوچکتر یا مساوی ۱/۸ اینچ [۳ میلی‌متر] هستند.

۳. ۱/۴ اینچ [۶ میلی‌متر] حداکثر ترک گوشه‌ای (Corner Crack)، به شرطی که آن ترک گوشه‌ای ناشی از حبس سرباره (Slag Inclusion) یا سایر ناپیوستگی‌های ذوبی نباشد؛ در غیر این صورت، حداکثر ۱/۸ اینچ [۳ میلی‌متر] اعمال می‌شود.

تبصره: نمونه‌هایی که دارای ترک گوشه‌ای بیش از ۱/۴ اینچ [۶ میلی‌متر] هستند و هیچ نشانه‌ای از حبس سرباره یا سایر ناپیوستگی‌های ذوبی ندارند، مردود محسوب نمی‌شوند و یک نمونه جایگزین از همان جوش اصلی باید آزمون شود."

پس ترک ۳ میلیمتری در تست خمش، یک "ترک مجاز آزمایشگاهی" محسوب می‌شود و نه یک "عیب تولیدی". به همین دلیل در برگه PQR شما به عنوان "Acceptable" ثبت می‌شود، اما اگر همین ترک در بازرسی چشمی (VT) قبل از تست خمش دیده شود، بدون شک رد می‌شود!

بر اساس بند ۶.۱۰.۳.۳ از استاندارد AWS D1.1، یک نمونه تست خمش (Bend Test) پس از آزمون، در سطح محدب (Convex Surface) خود دارای عیوب زیر است:

· یک حفره گازی (Porosity) به قطر ۲.۵ میلی‌متر

· یک حباب سرباره (Slag) به طول ۳ میلی‌متر

· یک ترک سطحی (Crack) به طول ۲ میلی‌متر

· یک ترک گوشه‌ای (Corner Crack) به طول ۵ میلی‌متر که ناشی از حبس سرباره نیست.

با فرض اینکه هیچ عیب دیگری در نمونه وجود نداشته باشد، وضعیت قبولی این نمونه کدام است؟

گزینه‌ها:

1. قبول است، زیرا هیچ عیبی از ۳ میلی‌متر بیشتر نیست و مجموع عیوب بین ۱ تا ۳ میلی‌متر برابر ۷.۵ میلی‌متر (کمتر از ۱۰ میلی‌متر) است و ترک گوشه‌ای ۵ میلی‌متری که ناشی از سرباره نیست، تا ۶ میلی‌متر مجاز است.

2. قبول است، چون مجموع همه عیوب (۲.۵ + ۳ + ۲ + ۵) برابر ۱۲.۵ میلی‌متر است و از مجموع مجاز ۱۰ میلی‌متر بیشتر است، اما چون ترک گوشه‌ای ۵ میلی‌متری در بند جداگانه‌ای حساب می‌شود، تأثیری در مجموع ندارد.

3. مردود است، چون عیب سرباره به طول دقیقاً ۳ میلی‌متر، طبق بند (۳) در گوشه مجاز است، اما در سطح محدب باعث رد می‌شود.

4. مردود است، چون مجموع عیوب بین ۱ تا ۳ میلی‌متر (۲.۵ + ۳ + ۲ = ۷.۵) کمتر از ۱۰ میلی‌متر است، اما ترک گوشه‌ای ۵ میلی‌متری ناشی از سرباره نیست، پس طبق بند (۳) باید کمتر از ۳ میلی‌متر باشد، در حالی که ۵ میلی‌متر است.

وقتی در انتهای جوش (گوشه‌ی بین فلز جوش و فلز پایه)، یک حبس سرباره (Slag Inclusion) وجود داشته باشد و در حین تست خمش، این ناحیه دچار تمرکز تنش شود، ترک از اطراف همان حبس سرباره شروع به رشد می‌کند.

· ظاهر در سطح شکست: شما یک حفره یا خط تیره (سرباره) را در ریشه یا انتهای ترک به وضوح می‌بینید. یعنی ترک، مستقیماً از دل یک عیب ذوبی (سرباره) منشأ گرفته است.

--- ترک ناشی از سرباره (یا هر عیب ذوبی): یعنی جوشکار در لایه‌های آخر، سرباره را کامل پاک نکرده یا حفره داشته و این عیب به عنوان نقطه تمرکز تنش عمل کرده است. کد با این نوع ترک‌ها سخت‌گیرانه‌تر برخورد می‌کند و حداکثر مجاز را ۳ میلی‌متر تعیین می‌کند.

اگر نمونه‌ای دارای ترک گوشه‌ای بزرگتر از ۶ میلی‌متر باشد، اما هیچ نشانه‌ای از حبس سرباره یا سایر ناپیوستگی‌های ذوبی (مثل پروسیتی) در آن دیده نشود، آن نمونه مردود محسوب نمی‌شود (یعنی به‌عنوان یک شکست آزمایشگاهی نادیده گرفته می‌شود) و به‌جای آن، یک نمونه جایگزین از همان اتصال جوشکاری شده (همان قطعه اصلی) تهیه و آزمون می‌شود."

سوالات تستی UT

An indication from a small reflector shows a lower-than-expected amplitude. One possible reason is that the reflector is located in:

A. The far field only

B.  The dead zone only

C. The near field of the transducer

D. The couplant layer

The beam spread of a straight-beam transducer will:

A. Increase as frequency increases
B. Decrease as frequency increases
C. Remain unchanged with frequency
D. Increase as crystal diameter increases

Which of the following will reduce beam divergence?

A. Lower frequency
B. Smaller crystal diameter
C. Higher frequency
D. Increased damping

چون:

• Frequency ↑ ⇒ Wavelength ↓
• Wavelength ↓ ⇒ Beam divergence ↓
• Near field length ↑

 این سه‌تا را با هم حفظ کن:

 Frequency ↑ → Penetration ↓
 Frequency ↑ → Resolution ↑
 Frequency ↑ → Beam divergence ↓ (beam becomes narrower)

سوال ۱ (مفهومی - سطح آنالیز AVG): 

در بازرسی یک قطعه فولادی به ضخامت ۱۰۰ میلی‌متر با پروب زاویه‌دار ۴۵ درجه و فرکانس ۴ مگاهرتز، از منحنی AVG برای تنظیم حساسیت استفاده می‌کنید. اگر قطر مبدل را دو برابر کنید (با ثابت ماندن فرکانس)، کدام گزینه در مورد حداکثر حساسیت قابل دستیابی (Maximum achievable sensitivity) در عمق ۸۰ میلی‌متری صحیح است؟

الف) حساسیت به دلیل افزایش انرژی، ۶ دسی‌بل افزایش می‌یابد.

ب) حساسیت به دلیل کاهش واگرایی پرتو، ۱۲ دسی‌بل افزایش می‌یابد.

ج) حساسیت تغییری نمی‌کند، زیرا فرکانس ثابت مانده است.

د) حساسیت کاهش می‌یابد، زیرا میدان نزدیک (Near Field) بلندتر شده و در عمق ۸۰ میلی‌متری، افت بیشتری داریم.

سوال ۲ (محاسباتی - دقت در دسی‌بل): 

برای تنظیم حساسیت بر اساس عیب مرجع (Flat Bottom Hole - FBH) به قطر ۲ میلی‌متر در عمق ۵۰ میلی‌متری، دستگاه را روی ۸۰% FSH تنظیم می‌کنید. سپس برای اسکن، نیاز به افزایش حساسیت به میزان ۱۴ دسی‌بل دارید (به دلیل افت امواج در جنس). اگر Gain را ۱۴ دسی‌بل افزایش دهید، دامنه سیگنال نویز زمینه (Backscatter) که قبلاً ۸% FSH بود، به چند درصد FSH تبدیل می‌شود؟ (لگاریتم ۲ را ۰٫۳ در نظر بگیرید)

الف) ۴۰% 

ب) ۶۰% 

ج) ۲۰% 

د) ۳۲%

سوال ۳ (کاربردی - تداخل با محدودیت دستگاه): 

شما در حال تنظیم حساسیت با استفاده از بلوک IIW هستید. برای تنظیم فاصله مرگ (Dead Zone) و حساسیت نزدیک سطح، از گام (Step) های ۱ میلی‌متری بلوک استفاده می‌کنید. بهترین سیگنال اکو از پله ۵ میلی‌متری دریافت می‌شود. برای اینکه بتوانید عیب کوچکی به اندازه ۱ میلی‌متر در همان عمق ۵ میلی‌متری شناسایی کنید، چه اقدام اجباری باید انجام دهید؟

الف) فرکانس پروب را کاهش دهید تا طول پالس کوتاه‌تر شود.

ب) از پروبی با زاویه کمتر استفاده کنید تا مسیر صوت کوتاه‌تر شود.

ج) از یک تضعیف‌کننده (Attenuator) خارجی برای کاهش نویز استفاده کنید.

د) از یک پروب با میرایی (Damping) کمتر استفاده کنید تا دامنه پالس اولیه بیشتر شود.

سوال ۴ (تحلیلی - نسبت سیگنال به نویز SNR): 

در یک بازرسی جوش، سیگنال عیب در عمق ۶۰ میلی‌متری با Gain=۴۰dB به ارتفاع ۶۰% FSH می‌رسد و نویز ساختار دانه‌ها در همان عمق ۱۵% FSH است. اگر اپراتور برای جبران افت ناشی از زاویه ورود (واسط)، ۶dB دیگر به Gain اضافه کند، نسبت سیگنال به نویز (SNR) به چند دسی‌بل تغییر می‌کند؟ (SNR را بر حسب دسی‌بل محاسبه کنید: ۲۰log(Vs/Vn))

الف) ۱۲dB افزایش می‌یابد.

ب) ۶dB افزایش می‌یابد.

ج) بدون تغییر می‌ماند.

د) ۲۰log(۴) محاسبه می‌شود که عدد ثابتی است.

سوال ۵ (ترکیبی - DGS و محدودیت تشخیص): 

با استفاده از دیاگرام DGS مربوط به یک پروب، مشخص شده است که عیب معادل ۳ میلی‌متر FBH در عمق ۱۰۰ میلی‌متر، ۲۶dB پایین‌تر از سیگنال اکوی سطح مرجع (پله پشتی) است. اگر دستگاه شما فقط ۸۰dB Gain قابل تنظیم دارد و برای تنظیم اکوی پشتی بر روی ۱۰۰% FSH، نیاز به ۴۰dB دارید، حداقل اندازه عیب قابل تشخیص (با فرض اینکه سیگنال عیب باید حداقل ۲۰% FSH باشد) در عمق ۱۰۰ میلی‌متر چقدر است؟ (فرض کنید اندازه عیب با دامنه نسبت مستقیم دارد و افت محیطی صفر است)

الف) ۳ میلی‌متر

ب) ۶ میلی‌متر

ج) ۱۲ میلی‌متر

د) ۱٫۵ میلی‌متر

1- افزایش قطر مبدل (با فرکانس ثابت) باعث افزایش طول میدان نزدیک (N = D²/4λ) می‌شود. عمق ۸۰ میلی‌متر نسبت به میدان نزدیک جدید، در منطقه دورتر (Far Field) قرار می‌گیرد و چون میدان نزدیک بلندتر شده، در عمق ثابت ۸۰ میلی‌متری، چگالی انرژی پرتو کمتر می‌شود. بنابراین حساسیت نه تنها افزایش نمی‌یابد، بلکه کاهش می‌یابد.

2- افزایش ۱۴dB به معنی ضریب ولتاژ حدود ۵ برابر است (چون ۱۴dB ≈ ۲۰log(5)). بنابراین دامنه نویز جدید = ۸% × ۵ = ۴۰%. (اگر دقیق تر بخواهیم: هر ۶dB دوبرابر می‌شود، ۱۲dB برابر ۴ برابر و ۲dB باقی‌مانده برابر ۱٫۲۶، مجموعاً ۵٫۰۴ برابر که عدد ۴۰% را می‌دهد).

10^(14÷20)=5

3- برای تشخیص عیب در این فاصله کوتاه، تنها راهکار معتبر در آزمون UT سطح ۲، تغییر زاویه پروب است تا مسیر صوت در فلز افزایش یابد (مثلاً با زاویه ۷۰ درجه به جای ۴۵ درجه، مسیر شیبدار می‌شود و زمان بازگشت اکو به محدوده خارج از Dead Zone می‌رود). کاهش فرکانس باعث بلندتر شدن پالس (بدتر شدن) می‌شود.

4- افزایش Gain همزمان هم سیگنال عیب و هم نویز را به یک اندازه تقویت می‌کند. نسبت ولتاژ آنها (Vs/Vn) بدون تغییر می‌ماند؛ در نتیجه SNR بر حسب دسی‌بل (که یک نسبت است) کاملاً ثابت می‌ماند.

5- برای اینکه دامنه به ۲۰% FSH برسد، نیاز به بزرگتر کردن عیب داریم، پس اندازه جدید = ۳ میلی‌متر × ۲ = ۶ میلی‌متر (چون سطح مقطع دایره با قطر رابطه مربع دارد و برای دو برابر شدن دامنه، قطر باید ۲√ برابر شود، اما در این سوال با فرض نسبت مستقیم ساده شده، طبق صورت سوال، ۳ میلی‌متر × ۲ = ۶ میلی‌متر).

For a 10 mm diameter, 5 MHz compression wave transducer in steel (Velocity = 5900 m/s), the Near Field length (N) is approximately:

A) 42 mm

B) 21 mm

C) 84 mm

D) 10 mm

If the longitudinal wave velocity in a Perspex wedge is 2730 m/s and in steel is 5900 m/s, the first critical angle for generating an shear wave in steel is approximately:

A) 27.5°

B) 33.2°

C) 47.5°

D) 14.5°

To increase the sensitivity for detecting very small porosities without changing the transducer diameter, you should:

A) Decrease the frequency

B) Increase the frequency

C) Decrease the damping

D) Use a larger wedge angle

The beam spread (divergence) of an ultrasonic beam in the far field is inversely proportional to:

A) Wavelength and frequency

B) Transducer diameter and frequency

C) Transducer diameter and velocity

D) Near field length only

At an angle of incidence greater than the first critical angle but less than the second critical angle, what wave mode exists in the steel?

A) Only Longitudinal waves

B) Only Shear waves

C) Both Longitudinal and Shear waves

D) Surface (Rayleigh) waves

When inspecting a thin plate (20 mm thick) using a large diameter probe (N = 60 mm), the amplitude of a small reflector at 15 mm depth will be:

A) Unpredictable due to constructive/destructive interference

B) Exactly the same as at 60 mm depth

C) Higher than the back-wall echo

D) Decreasing linearly with depth

Which of the following is the main drawback of using a very high frequency probe (e.g., 10 MHz) in coarse-grained austenitic stainless steel?

A) Reduced near field length

B) Increased beam spread

C) Excessive attenuation and scattering (grain noise)

D) Lower sensitivity to small flaws

If you double the diameter of a transducer while keeping the frequency constant, the gain required to detect the same size flaw at the same far-field distance will:

A) Increase by 6 dB

B) Decrease by 12 dB

C) Decrease by 6 dB

D) Remain unchanged

The second critical angle occurs when the refracted:

A) Longitudinal wave is at 90° to the normal

B) Shear wave is at 90° to the normal

C) Longitudinal wave is at 45° to the normal

D) Surface wave is generated at 90°

According to the general rule of thumb for UT Level II, the best sensitivity for a flat-bottom hole (FBH) in the far field is achieved when the probe diameter and frequency are selected such that the flaw is located:

A) Exactly at the near field peak

B) Closer than the near field length (N)

C) At least 3N away from the probe

D) Beyond the near field length (N)

You calibrate a flaw at 60% FSH with a gain of 38 dB. To meet the code requirement, you must raise this signal to 80% FSH without touching the gain knob. What is the only valid action?

A) Increase the pulser voltage

B) Change the transducer to a higher frequency

C) Adjust the DAC (Distance Amplitude Correction) curve

D) Adjust the "Range" or "Delay" to move the signal closer to the surface

While scanning a 40 mm thick plate with a 45° shear wave probe (N=25 mm in steel), you receive a high-amplitude signal at a sound path of exactly 30 mm. According to acoustic theory, this signal is most likely:

A) A real slag inclusion

B) A side-wall echo from the bevel

C) An artifact caused by the near-field peak (constructive interference)

D) A mode-converted longitudinal wave from the back-wall

میدان نزدیک (N) برابر ۲۵ میلی‌متر است. عیب در مسیر صوت ۳۰ میلی‌متری (که از نظر عمق تقریباً ۲۱ میلی‌متر می‌شود) داخل منطقه فرنل (Fresnel Zone) قرار دارد.

· در این ناحیه، امواج با هم تداخل سازنده (Constructive) و مخرب (Destructive) دارند و پیک‌های کاذب ایجاد می‌شود. بنابراین این سیگنال لزوماً عیب واقعی نیست و قبل از قضاوت، باید با پروب دیگری یا تغییر زاویه تأیید شود.

You are using an immersion tank (water velocity = 1480 m/s) to inspect a steel part. The first critical angle in water to generate a shear wave in steel is approximately:

A) 14.5°

B) 27.5°

C) 33.2°

D) 10.2°

(Note: Steel longitudinal = 5900, Shear = 3230)

اکثر داوطلبان سراغ V=3230 (سرعت عرضی فولاد) می‌روند و عدد ۲۷ درجه را انتخاب می‌کنند، در حالی که زاویه بحرانی اول، همیشه بر اساس سرعت طولی ماده دوم (فولاد) محاسبه می‌شود، نه عرضی!

An inspector must choose between a 2 MHz and a 6 MHz probe (same diameter) for inspecting a thick, cast iron component. Which statement is strictly correct regarding the 6 MHz probe?

A) It will have better lateral resolution but worse axial resolution

B) It will have better near-field length but worse beam spread

C) It will have better axial resolution but significantly higher attenuation in cast iron

D) It will have worse resolution due to the larger grain size of cast iron

فرکانس ۶ مگاهرتز طول موج کوتاه‌تری دارد، بنابراین رزولوشن محوری (Axial Resolution) = تشخیص دو عیب در امتداد عمق، بهتر است.

· اما چدن (Cast Iron) ساختار دانه‌درشت و متخلخلی دارد. با افزایش فرکانس، تضعیف (Attenuation) و پراکندگی (Scattering) به توان ۴ افزایش می‌یابد!

A 60° shear wave probe (V=3230 m/s) with a diameter of 12 mm and frequency of 4 MHz is used on a 30 mm thick plate. What is the minimum skip distance (half-skip) where the beam spread no longer interferes with the back-wall reflection?

A) 17 mm

B) 34 mm

C) 52 mm

D) 69 mm

عدد سینوس نمی‌تواند از ۱ بیشتر شود!

یعنی این پروب در این فرکانس و قطر، زاویه واگرایی آنقدر بزرگ است که پرتو کاملاً پخش می‌شود و فرمول کلاسیک جواب نمی‌دهد (چون شرط f×D بزرگتر از V برقرار نیست).

نتیجه: این پروب برای ضخامت ۳۰ میلی‌متر کاملاً نامناسب است و همیشه تداخل با پشت‌کار خواهد داشت. بنابراین گزینه‌ای که می‌گوید "هیچ‌کدام" وجود ندارد! اما در آزمون، نزدیک‌ترین پاسخ منطقی، گزینه C (۵۲ میلی‌متر) است با فرض اینکه زاویه واگرایی واقعی حدود ۱۵ درجه در نظر گرفته شود 

A procedure requires inspecting a 250 mm thick steel forging. Two probes are available: Probe A (2.25 MHz, 24 mm dia) and Probe B (5 MHz, 12 mm dia). Which probe provides the highest probability of detection (POD) for a 3 mm FBH at the bottom of the forging, assuming zero attenuation?

A) Probe A, because it has a longer near field and better focusing.

B) Probe B, because it has higher frequency and better resolution.

C) Both probes give exactly the same amplitude at that depth.

D) Probe A, because its beam spread is smaller, concentrating more energy.

Which of the following actions will simultaneously improve both lateral resolution (side-by-side flaws) and signal-to-noise ratio (SNR) in a coarse-grained material?

A) Increasing the frequency while decreasing the diameter.

B) Increasing the diameter while decreasing the frequency.

C) Increasing the diameter while keeping the frequency constant.

D) Decreasing the diameter while keeping the frequency constant.

 افزایش قطر (با فرکانس ثابت) دو کار می‌کند: ۱. واگرایی را کم می‌کند (Lateral resolution بهتر برای عیوب مجاور) ۲. انرژی بیشتری به ماده می‌فرستد و نسبت سیگنال به نویز (SNR) را بالا می‌برد. گزینه A (افزایش فرکانس + کاهش قطر) نویز دانه‌ها را بدتر می‌کند.

The distance from the transducer to the last maximum (peak) of the near field is calculated using the formula N = D²f / 4V. If you double the frequency and halve the diameter, the new near field length (N') relative to the original (N) will be:

A) N' = 0.5 N (Half)

B) N' = 2 N (Double)

C) N' = 4 N (Four times)

D) N' = N (Unchanged)

While inspecting a 100 mm thick block with a 4 MHz, 10 mm probe at 50 dB gain, you detect a reference hole at 60% FSH. You switch to a 2 MHz, 20 mm probe (same wedge). To achieve the same 60% FSH from the same hole without changing the instrument's pulser voltage, approximately how much should you change the gain?

A) Increase by 12 dB

B) Decrease by 12 dB

C) Decrease by 6 dB

D) Increase by 6 dB

(Hint: Consider both the change in frequency AND the change in diameter on the echo amplitude in the far field)

A 70° shear wave probe (V=3230 m/s) has a frequency of 5 MHz and a diameter of 8 mm. What is the maximum skip distance (full V-path) at which the beam spread will just touch the bottom surface after one skip? (Assume the beam spread angle is calculated at the -6 dB points)

A) 1.5 × T (where T = thickness)

B) 2 × T × Tan(70° - φ)

C) 2 × T × Tan(70° + φ)

D) T × Tan(70°) / Cos(φ)

برای اینکه پرتو پس از برخورد به کف، تماس داشته باشد، باید لبه‌های پرتو (لوب‌های فرعی) به کف برسند. فرمول دقیق برای مسافت پرش کامل (Skip) که در آن لبه پایینی پرتو به کف می‌خورد: 2 × T × Tan(θ + φ) است، زیرا زاویه واگرایی به زاویه اصلی اضافه می‌شود تا لبه پایینی پرتو را محاسبه کند.

According to the general attenuation formula in steels (α = a × f + b × f⁴ for scattering), if the frequency is increased from 2 MHz to 4 MHz, the scattering component of attenuation increases by a factor of:

A) 2

B) 4

C) 8

D) 16

طبق قانون Rayleigh Scattering (که برای دانه‌های کوچک‌تر از طول موج صادق است)، تضعیف ناشی از پراکندگی با توان چهارم فرکانس (f⁴) نسبت مستقیم دارد. پس ۴⁴ = ۲⁴ = ۱۶ برابر.

When evaluating a discontinuity using the DGS (AVG) diagram, the echo amplitude from a flat-bottom hole (FBH) is 14 dB lower than the back-wall echo from the same sound path. If the FBH diameter is 2 mm, what is the equivalent flaw size at the same depth?

A) 1 mm

B) 2 mm

C) 4 mm

D) 8 mm

طبق قانون DGS ، هر 6 دسیبل اختلاف معادل دوبرابر شدن قطر عیب است

هر ۶ dB اختلاف در دامنه =  دو برابر شدن قطر عیب

هر ۱۲ dB اختلاف در دامنه = ۴ برابر شدن قطر عیب

قانون DGS در کجا معتبر است؟ ناحیه دور (Far Field)

چه عواملی این قانون را نقض میکنند؟ میدان نزدیک، تضعیف، عیوب نامنظم

During a shear wave inspection of a 25 mm thick plate using a 60° probe (V_s = 3230 m/s), a signal appears at 70 mm sound path. What is the depth of this indication from the scanning surface?

A) 35 mm

B) 25 mm

C) 60 mm

D) 12.5 mm

70 × Cos(60°) = 35

چون ضخامت ۲۵ میلی‌متر است، این سیگنال از پرش دوم (2nd leg) در عمق ۲۵ میلی‌متر آمده است

The resolution of an ultrasonic testing system is primarily determined by:

A) Transducer frequency and damping

B) Transducer diameter and beam spread

C) Pulser voltage and receiver gain

D) Material velocity and attenuation

In angle beam testing, the skip distance for a full V-path is calculated using:

A) 2 × T × Tan(θ)

B) T × Tan(θ)

C) 2 × T / Cos(θ)

D) T × Sin(θ) / Cos(θ)

When using a DAC (Distance Amplitude Correction) curve, the primary purpose is to:

A) Compensate for the effects of beam spread and attenuation

B) Eliminate the dead zone

C) Measure the probe's index point

D) Reduce the near field length

A 4 MHz, 12 mm diameter compression wave probe is used on a steel block (V = 5920 m/s). The near field length is approximately:

A) 24 mm

B) 48 mm

C) 12 mm

D) 96 mm

N = D²f / 4V = (12² × 4) / (4 × 5.92) = (144 × 4) / 23.68 = 576 / 23.68 ≈ 24.3 mm

A 2.25 MHz, 8 mm × 9 mm rectangular transducer is used with a 45° shear wave wedge on steel (Vs = 3230 m/s). What is the near field length (N) in the steel?

A) 10 mm

B) 22 mm

C) 45 mm

D) 90 mm

در پراب مستطیل از a در b تقسیم بر طول موج استفاده کنید و عدد نزدیک به آن میشه جواب  در پراب مربعی اندازه به توان 2 تقسیم بر طول موج

8 × 9 / ( 3.230 / 2.250 ) ~ 50 

Important : 

طبق خود hanbook ساده سازی کرده و گفته تقریبی عدد نزدیک گزینه درست است

"For a rectangular transducer, the near field length (N) is approximated by the formula: N = (a × b) / (π × λ), where 'a' and 'b' are the dimensions of the element. However, for practical angle beam probes, this is often simplified to N ≈ (a × b) / λ due to the wedge effects and mode conversion."

Calculate the refracted shear wave angle in steel [VS = 0.323cm/microsec] for an incident longitudinal wave of 37.9 degrees in Plexiglas [VL = 0.267cm/microsec]

(a) 26 degrees

(b) 45 degrees

(c) 48 degrees

(d) 64 degrees

-- اکویی که عمق آن دقیقاً دو برابر ضخامت قطعه نمایش داده می‌شود، چه نام دارد؟

الف) اکوی عیب

ب) اکوی دیوار پشتی

ج) اکوی تکراری یا چندگانه

د) اکوی مبدل

-- حذف کامل اکوی دیوار پشتی می‌تواند نشانه کدام عیب باشد؟

الف) ترک عمود بر سطح

ب) آخال کوچک

ج) لایه لایه شدگی موازی سطح

د) تخلخل ریز

۲.کدام یک از موارد زیر فرکانس امواج اولتراسونیک محسوب می‌شود؟

الف) ۲۰ هرتز

ب) ۲۰۰ هرتز

ج) ۲ مگاهرتز

د) ۲۰۰ کیلوهرتز

۲. سرعت صوت در یک ماده به کدام عامل بستگی ندارد؟

الف) مدول الاستیسیته

ب) چگالی

ج) فرکانس موج

د) نسبت پواسون

۳. در نمایش A-scan، محور افقی نشان‌دهنده چیست؟

الف) دامنه سیگنال

ب) زمان یا مسافت

ج) فرکانس

د) تضعیف

۴. کدام نوع موج می‌تواند در مایعات منتشر شود؟

الف) موج طولی

ب) موج برشی

ج) موج سطحی

د) موج لَمب

۵. اگر سرعت موج طولی در فولاد ۵۹۲۰ m/s باشد، طول موج برای پروب ۴ مگاهرتز چقدر است؟

الف) ۰.۶۸ mm

ب) ۱.۴۸ mm

ج) ۲.۳۶ mm

د) ۰.۲۳ mm

۶. ناحیه مرده (Dead Zone) در بازرسی اولتراسونیک به چه عاملی مرتبط است؟

الف) طول میدان نزدیک

ب) پهنای باند مبدل

ج) طول پالس اولیه

د) اندازه کریستال

۷. پدیده "حلقه‌زنی" (Ringing) در مبدل به چه معناست؟

الف) ارتعاشات مکانیکی casing

ب) نوسانات پس از قطع پالس تحریک

ج) تداخل امواج عرضی

د) خطای کالیبراسیون

۸. کدام روش برای کالیبراسیون فاصله در UT رایج است؟

الف) بلوک V1 (IIW)

ب) بلوک پله‌ای

ج) بلوک مسطح سوراخ‌دار

د) هر سه مورد

۹. در تست تماسی، لایه کوپلنت برای چه منظوری استفاده می‌شود؟

الف) خنک‌کاری پروب

ب) حذف هوای بین پروب و قطعه

ج) افزایش فرکانس

د) کاهش سرعت صوت

۱۰. کدام عیب باعث حذف کامل اکوی دیوار پشتی می‌شود؟

الف) ترک عمودی کوچک

ب) لایه‌لایه‌شدگی بزرگ موازی سطح

ج) تخلخل ریز

د) خراش سطحی

۱۱. در قانون اسنل، اگر زاویه ورودی از زاویه بحرانی دوم بیشتر شود، چه موجی ایجاد می‌شود؟

 الف) موج طولی شکست

ب) موج برشی شکست

ج) موج سطحی (ریلی)

د) موج لَمب

۱۲. اکویی که دقیقاً در دو برابر ضخامت قطعه ظاهر می‌شود، معرف چیست؟

الف) عیب میانی

ب) اکوی تکراری دیوار پشتی

ج) اکوی مود تبدیلی

د) نویز الکتریکی

۱۳. "Main Bang" در A-scan نشان‌دهنده چیست؟

الف) پالس تحریک اولیه مبدل

ب) اکوی دیوار پشتی

ج) بیشترین دامنه عیب

د) سیگنال سطح

۱۴. کدام ماده معمولاً برای ساخت المان پیزوالکتریک پروب UT استفاده می‌شود؟

الف) فولاد ضدزنگ

ب) PZT (سرب زیرکونات تیتانات)

ج) آلومینیوم اکسید

د) سیلیکون کارباید

۱۵. کدام گزینه بیانگر رابطه صحیح طول موج (λ)، سرعت (V) و فرکانس (f) است؟

الف)  λ=V×f

ب) λ=V/f

ج) f=λ×V

د) V=λ×f

۱۶. طول میدان نزدیک در یک ماده از کدام رابطه محاسبه می‌شود؟

الف ) N = D × f / 4 V

ب ) N = D² × f / 4 V

ج ) N = D² × V / 4 f

د ) N = D × f² / 4 V

۱۷. برای افزایش طول میدان نزدیک، اپراتور باید:

الف) قطر کریستال را کاهش دهد

ب) فرکانس را کاهش دهد

ج) فرکانس یا قطر کریستال را افزایش دهد

د) سرعت ماده تست را افزایش دهد

۱۸. یک پروب ۵ مگاهرتز با قطر ۲۰ میلی‌متر روی فولاد (V = 5920 m/s) استفاده می‌شود. طول میدان نزدیک تقریباً چقدر است؟

الف) ۲۱ میلی‌متر

ب) ۴۲ میلی‌متر

ج) ۸۴ میلی‌متر

د) ۱۶۸ میلی‌متر

۱۹. زاویه بحرانی اول به عنوان زاویه ورودی تعریف می‌شود که در آن:

الف) موج طولی شکست در ۹۰ درجه قرار گیرد

ب) موج برشی شکست در ۹۰ درجه قرار گیرد

ج) بازتاب کامل تمام امواج رخ دهد

د) امواج سطحی ایجاد شوند

۲۰. در تست غوطه‌وری با آب (V = 1.48 mm/µs) و آلومینیوم (V_L = 6.32 mm/µs)، زاویه بحرانی اول تقریباً چند درجه است؟

الف) ۸.۵°

ب) ۱۳.۵°

ج) ۲۲.۵°

د) ۲۷.۵°

۲۱. وقتی زاویه ورودی بین زاویه بحرانی اول و دوم باشد، چه نوع موجی در محیط دوم وجود دارد؟

الف) فقط امواج طولی

ب) فقط امواج برشی

ج) هر دو امواج طولی و برشی

د) فقط امواج سطحی

۲۲. زاویه بحرانی دوم برای گوه پلکسی‌گلاس (V = 2.73 mm/µs) روی فولاد (V_S = 3.23 mm/µs) تقریباً چند درجه است؟

الف) ۲۷.۵°

ب) ۳۳.۵°

ج) ۵۷.۵°

د) ۶۲.۵°

۲۳. ماده پیزوالکتریک موجود در مبدل که امواج فراصوت تولید می‌کند، چه نام دارد؟

الف) ویفر کامپوزیت

ب) کریستال (یا المان پیزوالکتریک) 

ج) دمپر (Backing)

د) عدسی صوتی

خودِ قطعه‌ای که می‌لرزد و موج می‌سازد، همان کریستال یا المان پیزوالکتریک است.

۲۴. کدام مبدل دارای نازک‌ترین کریستال پیزوالکتریک است؟

الف) مبدل ۱ مگاهرتز

ب) مبدل ۲.۲۵ مگاهرتز

ج) مبدل ۵ مگاهرتز

د) مبدل ۲۵ مگاهرتز 

هرچه فرکانس بالاتر برود، ضخامت کریستال کمتر می‌شود (فرکانس با ضخامت نسبت عکس دارد).

۲۵. مقدار واگرایی پرتو (Beam Spread) عمدتاً به چه عواملی بستگی دارد؟

الف) فقط به ولتاژ دستگاه

ب) به فرکانس و اندازه کریستال

ج) به نوع مواد ضدصدا (Backing)

د) به زاویه ورود به قطعه

واگرایی با کاهش فرکانس و کوچک‌تر شدن کریستال افزایش می‌یابد.

۲۶. در یک قطعه با دانه‌بندی درشت (کریستال‌های بزرگ)، چه پدیده‌ای رخ می‌دهد؟

الف) کاهش شدید امواج به دلیل پراکندگی (Scattering)

ب) افزایش سرعت صوت

ج) کاهش نویز پس‌زمینه

د) بهبود قدرت تفکیک

دانه‌های درشت باعث پراکندگی و تضعیف شدید امواج (Attenuation) و افزایش نویز روی صفحه‌نمایش می‌شوند.

۲۷. ساختار کریستالی در آلیاژها چه تأثیری در بازرسی فراصوت دارد؟

الف) فقط روی سرعت صوت تأثیر دارد

ب) باعث افزایش نویز (نویز متالورژیکی) و انتخاب فرکانس پایین‌تر می‌شود

ج) تأثیری در بازرسی ندارد

د) فقط روی کالیبراسیون تأثیر می‌گذارد

ساختار دانه‌بندی مستقیماً روی نویز پس‌زمینه و انتخاب فرکانس مناسب (معمولاً فرکانس پایین‌تر برای دانه‌های درشت) تأثیر دارد.

۲۸. پروب دوتایی (Twin Crystal) دقیقاً برای چه هدفی طراحی شده است؟

الف) افزایش قدرت نفوذ در فولاد

ب) کاهش منطقه مرده (Dead Zone) برای بازرسی قطعات نازک

ج) ایجاد امواج سطحی

د) افزایش زاویه پرتو

این پروب دو کریستال جداگانه دارد (یک فرستنده و یک گیرنده) که با زاویه قرار گرفته‌اند تا ناحیه کور اولیه را به حداقل برسانند و عیوب نزدیک سطح را نشان دهند.

۲۹. کدام گزینه تأثیر مستقیم بر فرکانس طبیعی (رزونانس) یک کریستال دارد؟

الف) قطر کریستال

ب) ضخامت کریستال

ج) ولتاژ تحریک

د) جنس کابل پروب

۳۰. خاصیت پیزوالکتریک در کریستال  به چه معناست؟

الف) تبدیل حرارت به صدا

ب) تبدیل فشار مکانیکی به ولتاژ و برعکس 

ج) تولید مغناطیس در اثر جریان

د) عبور امواج نوری

۳۱. در پروب معمولی (تک کریستاله)، چه چیزی باعث می‌شود پالس ارسال‌شده کوتاه باشد و نوسان اضافه نداشته باشد؟

الف) ماده دمپر (Backing) با امپدانس بالا 

ب) روکش محافظ (Wear plate)

ج) عدسی صوتی

د) اتصال زمین

دمپر پشت کریستال، نوسانات اضافی رو می‌گیره و باعث تولید پالس کوتاه با پهنای باند پهن میشه

۳۲. اگر دو کریستال با فرکانس یکسان ولی قطر متفاوت داشته باشیم، کدام یک میدان نزدیک (Near Field) بیشتری دارد؟

الف) کریستال با قطر بزرگتر

ب) کریستال با قطر کوچکتر

ج) هر دو برابرند

د) به جنس کریستال بستگی دارد

فرمول میدان نزدیک: N = D² / (4λ) ،  هر چی قطر بیشتر، میدان نزدیک طولانی‌تر

۳۳. کریستال کامپوزیت (Composite) نسبت به کریستال سرامیکی معمولی چه مزیتی دارد؟

الف) ارزان‌تر است

ب) پهنای باند بیشتر و حساسیت بهتر دارد

ج) دوام بیشتری دارد

د) ولتاژ کمتری نیاز دارد

کامپوزیت‌ها از ترکیب پلیمر و سرامیک ساخته می‌شن و پاسخ فرکانسی وسیع‌تری دارن)

۳۴. چرا در فرکانس‌های بالا (مثلاً ۱۰ مگاهرتز) از کریستال‌های با قطر کوچک استفاده می‌شود؟

الف) چون کریستال کوچک ارزان‌تر است

ب) برای جلوگیری از هم‌هم‌پوشانی میدان نزدیک و دور

ج) چون دمپر کوچکتر نیاز دارد

د) برای افزایش ولتاژ خروجی

۳۵. کدام یک از موارد زیر باعث کاهش زاویه واگرایی (Beam Spread) می‌شود؟

الف) کاهش فرکانس

ب) کاهش قطر کریستال

ج) افزایش قطر کریستال

د) کاهش سرعت صوت در ماده

۳۶. یک پروب با قطر کریستال ۲۰ میلی‌متر و فرکانس ۲ مگاهرتز، در فولاد (V=۵۹۰۰) چند درجه زاویه واگرایی (نیم‌زاویه) دارد؟

(فرمول: sinθ = ۱.۲۲ × (λ ÷ D))

الف) ۲۰ درجه

ب) ۱۵ درجه

ج) ۱۰ درجه

د) ۱۸ درجه

۳۷. در یک فرکانس ثابت، اگر قطر کریستال را افزایش دهیم، طول میدان نزدیک (Near Field) چه تغییری می‌کند؟

الف) کاهش می‌یابد

ب) افزایش می‌یابد 

ج) ثابت می‌ماند

د) به جنس ماده بستگی دارد

۳۸. کدام گزینه در مورد افزایش فرکانس درست است؟

الف) طول موج افزایش و قدرت تفکیک کاهش می‌یابد

ب) طول موج کاهش و قدرت تفکیک افزایش می‌یابد

ج) طول موج و قدرت تفکیک هر دو افزایش می‌یابند

د) تأثیری بر قدرت تفکیک ندارد

۳۹. در بازرسی یک قطعه نازک، چرا باید از پروبی با قطر کریستال کوچک استفاده کرد؟

الف) برای افزایش توان نفوذ

ب) برای کاهش طول میدان نزدیک و بازرسی در ناحیه دور 

ج) برای افزایش ولتاژ خروجی

د) برای کاهش نویز

۴۰. برای بازرسی یک قطعه با ضخامت زیاد و دانه‌بندی ریز، بهترین انتخاب کدام است؟

الف) فرکانس پایین و قطر کوچک

ب) فرکانس بالا و قطر بزرگ 

ج) فرکانس پایین و قطر بزرگ

د) فرکانس بالا و قطر کوچک

۴۱. کدام یک از موارد زیر اکوی پشت کار (Backwall Echo) را به شدت کاهش میدهد، ولی موج ارسالی را کاملاً قطع نمیکند؟

الف) حفره (Void) بزرگ در مسیر

ب) ترک عمودی با زاویه ۹۰ درجه نسبت به سطح 

ج) تغییر ضخامت (Taper)

د) سطح ناهموار (Rough Surface)

۴۲. در بازرسی فراصوت، همگرایی (Convergence) باعث چه تغییری در دامنه اکو میشود؟

الف) کاهش دامنه به دلیل پراکندگی

ب) افزایش دامنه به دلیل متمرکز شدن امواج

ج) تأثیری در دامنه ندارد

د) باعث محو شدن اکو میشود

۴۳. اگر سطح پشت کار قطعه ناهموار یا کج (Skew) باشد، چه اتفاقی برای اکوی دریافتی میافتد؟

الف) دامنه اکو افزایش مییابد

ب) دامنه اکو کاهش مییابد (به دلیل بازتاب پراکنده) 

ج) اکو به طور کامل حذف میشود

د) تغییری نمیکند

وقتی سطح پشت کار صاف و عمود بر پرتو نباشه، امواج به جای بازگشت به پروب، در جهات مختلف پراکنده (Scatter) میشن و دامنه اکوی دریافتی کم میشه.

۴۴. کدام یک از موارد زیر دلیل کاهش اکو نیست و نباید با عیب اشتباه گرفته شود؟

الف) وجود ترک

ب) تغییر ضخامت (Taper) ناگهانی

ج) حفره (Porosity)

د) سوراخ (Hole)

۴۵. در کدام ماده، به دلیل ساختار دانه بندی درشت، اکو بیشتر کاهش مییابد؟

الف) فولاد با دانهریز

ب) آلومینیوم

ج) چدن با گرافیت کروی 

د) برنج

-- علت کاهش اکو توضیح

عیوب (ترک، حفره، سوراخ) بازتاب یا پراکندگی موج

-- سطح ناهموار (پشت کار یا ورودی) بازتاب پراکنده به جای بازتاب آیینه ای

-- دانه بندی درشت پراکندگی (Scattering) شدید

-- واگرایی پرتو (Beam Spread) اتلاف انرژی به خارج از مسیر

همگرایی (Convergence) افزایش اکو (نه کاهش!)

--تغییر ضخامت ناگهانی تغییر مسیر و کاهش اکو (عیب نیست)

--کوپلینگ نامناسب کاهش انتقال انرژی به قطعه

۴۶. در دستگاه فراصوت، گیت (Gate) چه وظیفه ای دارد؟

الف) تنظیم ولتاژ فرستنده

ب) تعیین محدوده زمانی برای مانیتورینگ سیگنال 

ج) کنترل فرکانس مبدل

د) افزایش توان خروجی

۴۷. در صفحه نمایش A-Scan، محور افقی (X-Axis) نشاندهنده چیست و محور عمودی (Y-Axis) نشاندهنده چیست؟

الف) X: زمان یا عمق / Y: دامنه یا شدت سیگنال 

ب) X: دامنه / Y: زمان

ج) X: ولتاژ / Y: فرکانس

د) X: فاصله از پروب / Y: دما

۴۸. در نمایش A-Scan، سیگنال اولیه سمت چپ صفحه (Initial Pulse یا زمان صفر) چه کاربردی دارد و چرا گاهی این سیگنال حذف (Suppress) میشود؟

الف) برای اندازه گیری عمق قطعه استفاده میشود و هرگز حذف نمیشود

ب) نشاندهنده لحظه ارسال پالس توسط کریستال است؛ حذف آن برای بزرگنمایی سیگنالهای نزدیک سطح 

ج) نشاندهنده اکوی پشت کار است

د) برای کالیبره کردن دامنه استفاده میشود

۴۹. در دستگاه فراصوت، اگر دامنه سیگنال را ۶ دسیبل (dB) کاهش دهیم، دامنه ولتاژ آن چند برابر میشود؟

(فرمول: dB = 20 log(V1/V2))

الف) ۲ برابر

ب) نصف 

ج) ۴ برابر

د) یکدهم

۵۰. در دستگاه فراصوت، کلید Reject (یا Suppression) چه تأثیری روی سیگنال دارد و چرا استفاده از آن در بازرسی استاندارد محدود شده است؟

الف) تمام سیگنالها را تقویت میکند

ب) سیگنال های با دامنه کمتر از آستانه مشخص را حذف (یا کاهش) میکند 

ج) فقط سیگنال پشتکاره را حذف میکند

د) فرکانس دستگاه را تغییر میدهد

۵۱. در برخی دستگاهها، کنترل Damping (میرایی) وجود دارد که روی عملکرد Pulser تأثیر میگذارد. افزایش Damping چه اثری دارد؟

الف) طول پالس ارسالی را افزایش میدهد

ب) طول پالس ارسالی را کاهش میدهد و پهنای باند را افزایش میدهد

ج) دامنه پالس را افزایش میدهد

د) فرکانس مرکزی را تغییر میدهد

 بالا یعنی پالس کوتاه‌تر و کریستال زودتر خاموش میشود. این کار قدرت تفکیک (Resolution) را بالا میبرد ولی حساسیت (Sensitivity) را کمی کاهش میدهد.

اگر در حین بازرسی، دامنه اکوی پشتکاره کاهش پیدا کند، اول باید کدام بخش دستگاه را بررسی کرد؟

جواب: ابتدا اتصال کابل و کاپلینگ، سپس تنظیمات Amplifier و Attenuator و در نهایت سلامت کریستال

۵۲. عوامل اصلی تضعیف امواج فراصوت در مواد، کدام گزینه است؟

الف) پراکندگی (Scattering) و جذب (Absorption) 

ب) بازتاب (Reflection) و شکست (Refraction)

ج) همگرایی (Convergence) و واگرایی (Divergence)

د) تداخل (Interference) و پراش (Diffraction)

۵۳. در یک ماده مشخص، با افزایش فرکانس، ضریب تضعیف چه تغییری میکند؟

الف) کاهش مییابد

ب) افزایش مییابد

ج) ثابت میماند

د) به دما بستگی دارد

فرکانس بالاتر = تضعیف بیشتر = نفوذ کمتر. به همین دلیل در مواد دانهدرشت از فرکانس پایین استفاده میکنیم.

۵۴. در یک ماده با دانه بندی بسیار درشت، کدام پدیده بیشترین سهم را در تضعیف دارد؟

الف) جذب (Absorption)

ب) پراکندگی (Scattering) 

ج) شکست (Refraction)

د) همگرایی (Convergence)

۵۵. کدام گزینه مهمترین مزیت روش تست غوطه‌وری (Immersion) نسبت به تست تماسی (Contact) است؟

الف) قیمت کمتر تجهیزات

ب) کوپلینگ یکنواخت و پایدار

ج) نیاز به نیروی کار کمتر

د) قابل حمل بودن دستگاه

۵۶. در تست غوطه‌وری، فاصله آبی (Water Path) باید به گونهای تنظیم شود که:

الف) اکوی BackWall در آب ظاهر شود

ب) اکوی سطحی (Interface Echo) قبل از ورود به قطعه قابل تشخیص باشد

ج) آب کاملاً حذف شود

د) پروب با قطعه تماس داشته باشد

فاصله آبی باید به اندازه ای باشد که پالس اولیه (Initial Pulse) از اکوی سطحی (Interface Echo) جدا شود و تداخل نکنند. همچنین باید به اندازه کافی باشد تا میدان نزدیک (Near Field) در آب کامل شود و موج به صورت صفحه ای (Plane Wave) به قطعه برخورد کند.

نکته: معمولاً فاصله آبی را حداقل ۲ تا ۳ برابر میدان نزدیک در آب در نظر میگیرند.

۵۷. در تست Immersion، اگر زاویه پروب نسبت به سطح قطعه تغییر کند، کدام پدیده رخ میدهد و چه تأثیری روی سیگنال دارد؟

الف) شکست (Refraction) و تغییر مسیر موج در قطعه

ب) افزایش دامنه اکو

ج) کاهش تضعیف

د) افزایش فرکانس

با تغییر زاویه پروب در آب، موج با زاویه مشخص به سطح قطعه برخورد کرده و بر اساس قانون اسنل (Snell’s Law) در قطعه شکست (Refraction) میخورد. این اصل برای تولید امواج عرضی (Shear Wave) در قطعه استفاده میشود.

نکته: زاویه بحرانی اول (Critical Angle) باعث تولید موج سطحی (Rayleigh) و زاویه بحرانی دوم باعث تولید موج عرضی خالص میشود.

۵۸. در تست غوطه‌وری، اگر آب داخل تانک حاوی حباب هوا باشد، چه اتفاقی میافتد؟

الف) دامنه اکو افزایش می یابد

ب) حبابها باعث پراکندگی و کاهش دامنه سیگنال میشوند

ج) فرکانس دستگاه تغییر میکند

د) پروب داغ میشود

حباب های هوا در آب، مانند مرز صوتی عمل کرده و بخشی از انرژی موج را پراکنده (Scatter) یا منعکس می کنند. این موضوع باعث کاهش شدید دامنه اکو و ایجاد نویزهای کاذب روی صفحه میشود.

نکته: برای جلوگیری از این مشکل، از آبزدایی (Deaeration) یا مواد ضدکف استفاده میشود.

۵۹. در تست غوطه‌وری، برای اینکه فقط سیگنالهای مربوط به قطعه را ببینیم و سیگنالهای ناشی از آب را حذف کنیم، از کدام قابلیت دستگاه استفاده میشود؟

الف) گیت (Gate) روی ناحیه قطعه 

ب) افزایش ولتاژ Pulser

ج) کاهش بهره (Gain)

د) تغییر فرکانس

با تنظیم گیت (Gate) روی محدوده زمانی مربوط به داخل قطعه (بعد از اکوی سطحی)، میتوان سیگنال های آب (نویز) را نادیده گرفت و فقط اکوهای برگشتی از درون قطعه را مانیتور کرد.

نکته: همچنین از  Delay برای عقب انداختن زمان شروع گیت استفاده میشود.

۶۰. در تست غوطه‌وری، اگر فاصله آبی (Water Path) برابر میدان نزدیک (Near Field) در آب باشد، چه تأثیری روی کیفیت بازرسی دارد؟

الف) بهترین حالت ممکن است

ب) موج در ناحیه نزدیک است و دامنه نوسانی دارد، بنابراین خطا ایجاد میشود

ج) هیچ تأثیری ندارد

د) فقط روی فرکانس تأثیر دارد

در میدان نزدیک، دامنه موج به شدت نوسان (نایکنواخت) دارد. اگر قطعه دقیقاً در این ناحیه قرار گیرد، دامنه اکوها به جابجایی های میلیمتری حساس شده و خطای اندازه گیری ایجاد میشود. بنابراین فاصله آبی باید بیشتر از میدان نزدیک باشد تا موج در ناحیه دور (Far Field) با دامنه یکنواخت به قطعه برخورد کند.

۶۱.  اگر میزان Damping (میرایی) را افزایش دهیم، کدام یک از موارد زیر کاهش مییابد؟

الف) پهنای باند (Bandwidth)

ب) قدرت تفکیک (Resolution)

ج) حساسیت (Sensitivity) 

د) طول پالس (Pulse Length)

افزایش Damping یعنی کریستال زودتر خاموش میشه و پالس ارسالی کوتاهتر میشه.

-پالس کوتاهتر = پهنای باند بیشتر و قدرت تفکیک بهتر (پس گزینه های الف و ب و د غلط هستن چون افزایش می یابند نه کاهش).

-ولی پالس کوتاهتر انرژی کمتری داره، در نتیجه حساسیت دستگاه (توانایی تشخیص عیوب ریز) کاهش پیدا میکنه.

۶۲. در تست زاوی هدار (Angle Beam) با یک پروب ثابت (مثلاً ۴۵ درجه)، اگر ماده مورد بازرسی از فولاد به آلومینیوم تغییر کند، زاویه موج در قطعه چه تغییری میکند؟

(سرعت طولی در فولاد ≈ ۵۹۰۰، در آلومینیوم ≈ ۶۳۰۰ متر بر ثانیه)

الف) افزایش می یابد 

ب) کاهش می یابد

ج) ثابت میماند

د) به فرکانس بستگی دارد

بر اساس قانون اسنل:

(Sin θ₁ / V₁) = (Sin θ₂ / V₂)

با ثابت بودن زاویه در پروب (θ₁)، اگر سرعت در ماده جدید (V₂) بیشتر شود، سینوس زاویه در ماده (Sin θ₂) هم بیشتر میشود، یعنی زاویه موج در قطعه افزایش مییابد.

۶۳. در کالیبراسیون دستگاه UT به روش Distance-Amplitude Correction (DAC)، هدف اصلی چیست؟

الف) افزایش ولتاژ پالس

ب) جبران کاهش دامنه اکو به دلیل تضعیف و واگرایی با افزایش عمق

ج) تنظیم فرکانس دستگاه

د) حذف نویز پسزمینه

با افزایش عمق، دامنه اکوی یک عیب ثابت به دلیل تضعیف مواد و واگرایی پرتو کاهش مییابد. منحنی DAC این افت را جبران میکند تا عیوب با اندازه یکسان در هر عمقی، دامنه یکسانی روی صفحه نشان دهند. این کار با کشیدن منحنی از اکوهای پشت کار یا سوراخ های جانبی در عمق های مختلف انجام میشود.

-- Damping رو اینطوری به خاطر بسپار: Damping بالا = Resolution بالا ولی Sensitivity پایین

--  زاویه با تغییر ماده رو با قانون اسنل حل کن: هر چی سرعت ماده بیشتر، زاویه موج بازتر (بزرگتر)

-- DAC رو هیچوقت با TCG اشتباه نگیر! TCG همون کار رو به صورت زمانی (Time Corrected Gain) و خودکار انجام میده، ولی DAC به صورت منحنی دستی یا نیمه اتوماتیکه.

۶۴. مهمترین مزیت روش Through Transmission نسبت به روش Pulse-Echo  چیست؟

الف) نیاز به کالیبراسیون ندارد

ب) تأثیر ناهمواری سطح کمتر است

ج) پروب ارزان‌تری نیاز دارد

د) عیوب را با دقت بیشتری عمق‌یابی میکند

در روش Through Transmission، دو پروب داریم: یکی فرستنده (کنار قطعه) و یکی گیرنده (سمت دیگر قطعه). موج از یک طرف فرستاده و از طرف دیگر دریافت میشود.

-- اگر سطح قطعه ناهموار باشد، فقط مسیر موج مختل میشود، ولی اکوی سطحی (Interface Echo) نداریم که تداخل ایجاد کند.

-- در روش Pulse-Echo، ناهمواری سطح باعث کاهش شدید اکوی BackWall و ایجاد خطا میشود.

  نکته: این روش برای ورق‌های نازک و مواد کامپوزیت هم عالی است

۶۵. کدام یک از موارد زیر مهمترین محدودیت روش Through Transmission است؟

الف) نیاز به دسترسی به دو طرف قطعه

ب) دقت کم در تشخیص عیوب کوچک

ج) نیاز به فرکانس بسیار بالا

د) عدم امکان استفاده در مواد فلزی

۶۶. در روش Through Transmission، اگر یک عیب (مثلاً ترک یا حفره) در مسیر پرتو قرار گیرد، چه تغییری در سیگنال دریافتی رخ میدهد؟

الف) دامنه سیگنال افزایش مییابد

ب) دامنه سیگنال کاهش مییابد

ج) زمان رسیدن سیگنال تغییر میکند

د) فرکانس سیگنال تغییر میکند

در این روش، نبود عیب = دریافت حداکثر دامنه (امواج بدون مانع به گیرنده میرسند).

وجود عیب = بخشی از انرژی موج منعکس، پراکنده یا جذب میشود و انرژی کمتری به گیرنده میرسد : دامنه سیگنال کاهش مییابد.

نکته طلایی: این روش، عمق عیب را نشان نمیدهد (فقط وجود یا عدم وجود عیب را در مسیر مشخص میکند) و برای اندازهگیری طولی عیب (مثل اسکن ورقها) کاربرد دارد.

۶۷. در روش Through Transmission، برای تشخیص عیب در یک ورق نازک آلومینیومی، کدام پارامتر را باید به دقت تنظیم کرد؟

الف) فاصله بین دو پروب

ب) هم محوری (Alignment) دقیق دو پروب

ج) دمای آب

د) زاویه پروب ها

۶۸. در روش Through Transmission، برای کالیبره کردن دستگاه و تنظیم حساسیت (Sensitivity)، معمولاً از چه نوع بلوک یا استانداردی استفاده میشود؟

الف) بلوک پله‌ای (Step Block)

ب) بلوک با سوراخ جانبی (Side-Drilled Hole - SDH) 

ج) بلوک V1 یا V2

د) بلوک با شیار U-shaped

در Through Transmission، چون اکوی BackWall نداریم (پروب گیرنده در طرف دیگر است)، نمیتوانیم از اکوی BackWall برای کالیبره کردن استفاده کنیم.

-- به جای آن، از بلوک هایی با سوراخ جانبی (SDH) با قطر مشخص (مثلاً ۱.۵ یا ۳ میلیمتر) در عمق های مختلف استفاده میکنیم.

--  با قرار دادن بلوک بین دو پروب، سیگنال عبوری از سوراخ را اندازه گیری کرده و  Gain  را طوری تنظیم میکنیم که آن سوراخ با دامنه مشخص (مثلاً ۸۰٪) نشان داده شود.

-- سپس قطعه مورد نظر را با همان تنظیمات بازرسی میکنیم. هرگونه کاهش دامنه نسبت به حالت کالیبراسیون، نشاندهنده وجود عیب است.

چرا در Through Transmission از بلوک پله‌ای (Step Block) برای کالیبراسیون عمق استفاده نمیکنیم؟

جواب: چون در این روش، زمان (Time Base) اهمیت چندانی ندارد (فقط دامنه سیگنال مهم است). Step Block بیشتر برای کالیبره کردن عمق (محور افقی) در روش Pulse-Echo کاربرد دارد.

۶۹. پس از رسم منحنی DAC، اگر در حین بازرسی، اکوی یک عیب از منحنی DAC بالاتر باشد، چه نتیجه گیری میکنیم؟

الف) عیب از عیب مرجع بزرگتر است

ب) عیب از عیب مرجع کوچکتر است

ج) عیب در عمق کمتر از حد انتظار است

د) دستگاه کالیبراسیون نشده است

۷۰. تفاوت اصلی بین DAC و TCG (Time Corrected Gain) چیست؟

الف) DAC دستی است، TCG خودکار

ب) DAC برای مواد فلزی است، TCG برای غیرفلزی

ج) TCG فقط برای Angle Beam کاربرد دارد

د) هیچ تفاوتی ندارند

۷۱. کدام گزینه تفاوت اصلی بین TCG و DAC را به‌درستی بیان می‌کند؟

الف) TCG برای مواد غیرفلزی و DAC برای مواد فلزی کاربرد دارد

ب) در TCG، ب (Gain) به‌صورت خودکار و پیوسته با عمق تغییر می‌کند، ولی در DAC به‌صورت دستی و با منحنی مرجع است 

ج) TCG فقط برای پروب‌های زاویه‌دار کاربرد دارد

د) TCG نیاز به بلوک کالیبراسیون ندارد

۷۲. برای کالیبره کردن TCG در یک دستگاه UT، معمولاً از چه روشی استفاده می‌شود؟

الف) استفاده از بلوک پله‌ای (Step Wedge) با اکوهای پله‌ها

ب) استفاده از بلوک با ضخامت‌های مختلف و تنظیم Gain روی اکوی BackWall در هر عمق 

ج) استفاده از بلوک V1 با شیارهای U-shaped

د) استفاده از بلوک با سوراخ‌های مخروطی

۷۳. در چه شرایطی استفاده از TCG به DAC ارجحیت دارد؟

الف) وقتی قطعه بسیار نازک است

ب) وقتی محدوده عمق بازرسی زیاد است و نیاز به دقت بالا در تمام عمق‌ها داریم 

ج) وقتی مواد دانه‌درشت هستند

د) وقتی فقط یک عمق مشخص مدنظر است

-- اگر سوال پرسید «کدام روش برای جبران تضعیف در عمق‌های مختلف مناسب‌تر است؟» جواب: هر دو (چون هر دو همین کار را می‌کنند).

-- اگر پرسید «تفاوت اصلی چیست؟» جواب: TCG خودکار و پیوسته است، DAC دستی و نقطه‌ای.

-- اگر پرسید «برای کالیبره کردن TCG از چه بلوکی استفاده می‌شود؟» جواب: بلوک پله‌ای (Step Block) یا بلوک با سوراخ‌های جانبی در عمق‌های مختلف.

-- اگر پرسید «کدام یک دقیق‌تر است؟» جواب: TCG (چون تغییرات  Gain  را پیوسته و خطی اعمال می‌کند).

۷۴. در بازرسی فراصوت، امواج طولی (Longitudinal Waves) در کدام محیط‌ها منتشر میشوند؟

الف) فقط در جامدات

ب) فقط در مایعات

ج) فقط در گازها

د) در جامدات، مایعات و گازها

۷۵. کدام یک از موارد زیر نسبت به طول موج تأثیری بر حداکثر اندازه عیب قابل تشخیص ندارد؟

الف) فرکانس پروب

ب) سرعت صوت در ماده

ج) دامنه سیگنال (Amplitude) 

د) اندازه کریستال

حداکثر اندازه عیب قابل تشخیص به طول موج بستگی دارد (λ = V/f). دامنه سیگنال فقط روی شدت اکو تأثیر دارد، نه روی حد تشخیص.

۷۶. در تست زاویه‌دار (Angle Beam)، برای تولید موج عرضی خالص در فولاد، زاویه ورود به قطعه باید بین چه مقادیری باشد؟

الف) کمتر از زاویه بحرانی اول

ب) بین زاویه بحرانی اول و دوم 

ج) بیشتر از زاویه بحرانی دوم

د) دقیقاً برابر زاویه بحرانی اول

۷۷. کدام پدیده در مرز بین دو ماده با امپدانس آکوستیکی متفاوت رخ میدهد و باعث بازگشت بخشی از انرژی موج میشود؟

الف) بازتاب (Reflection) 

ب) شکست (Refraction)

ج) پراکندگی (Scattering)

د) جذب (Absorption)

۷۸. برای بازرسی یک قطعه فولادی با ضخامت ۱۵۰ میلیمتر و دانه‌بندی نسبتاً درشت، کدام فرکانس مناسب‌تر است؟

الف) ۱۰ مگاهرتز

ب) ۵ مگاهرتز

ج) ۲ مگاهرتز

د) ۱۵ مگاهرتز

-- ضخامت زیاد >  نیاز به نفوذ بالا  > فرکانس پایینتر (تضعیف کمتر)

-- دانه‌درشت  > فرکانس پایینتر (پراکندگی کمتر)

-- فرکانس ۲ مگاهرتز بهترین تعادل بین نفوذ و قدرت تفکیک برای این شرایط است.

۱ . جامدات، مایعات و گازها امواج طولی در همه محیط‌ها منتشر میشوند

۲ . دامنه سیگنال حد تشخیص عیب به طول موج وابسته است، نه دامنه

۳ . بین بحرانی اول و دوم شرط تولید موج عرضی خالص

۴ . بازتاب (Reflection) ناشی از اختلاف امپدانس آکوستیکی

۵ . ۲ مگاهرتز برای ضخامت زیاد و دانه‌درشت

۷۹. کدام یک از امواج فراصوت در ورقه‌های نازک (کمتر از طول موج) منتشر میشود و به ضخامت و فرکانس وابسته است؟

الف) امواج طولی

ب) امواج عرضی

ج) امواج لمب (Lamb Waves) 

د) امواج سطحی (Rayleigh)

۸۰. در مرز بین دو ماده با امپدانس آکوستیکی بسیار نزدیک (مثلاً فولاد و فولاد)، ضریب بازتاب (Reflection Coefficient) تقریباً چقدر است؟

الف) ۱ (۱۰۰٪ بازتاب)

ب) ۰ (تقریباً بدون بازتاب) 

ج) ۰.۵

د) به فرکانس بستگی دارد

۸۱. در روش DAC، برای رسم منحنی در عمق‌های مختلف، اگر از سوراخ جانبی (SDH) استفاده کنیم، دامنه اکوی دریافتی با افزایش عمق چگونه تغییر میکند؟

الف) افزایش مییابد

ب) کاهش مییابد (به دلیل تضعیف و واگرایی) 

ج) ثابت میماند

د) به قطر سوراخ بستگی دارد

با افزایش عمق، به دلیل تضعیف مواد و واگرایی پرتو، دامنه اکوی یک سوراخ با اندازه ثابت کاهش مییابد. منحنی DAC دقیقاً این کاهش را جبران میکند.

۸۲. در تست زاویه‌دار، اگر زاویه پروب را از ۴۵ درجه به ۶۰ درجه افزایش دهیم (در فولاد)، عمق نقطه بازرسی برای یک مسافت ثابت (Skip Distance) چگونه تغییر میکند؟

الف) افزایش مییابد

ب) کاهش مییابد 

ج) ثابت میماند

د) به فرکانس بستگی دارد

عمق = مسافت × tan(زاویه). با افزایش زاویه، tan زاویه افزایش مییابد، بنابراین برای یک مسافت ثابت، عمق کمتر میشود (نقطه بازرسی به سطح نزدیکتر میشود).

۸۳. در یک کریستال با قطر ۲۰ میلیمتر و فرکانس ۴ مگاهرتز در فولاد (V=۵۹۰۰)، میدان نزدیک چند میلیمتر است؟

(فرمول: N = D² ÷ (4λ))

الف) حدود ۲۰ میلیمتر

ب) حدود ۶۸ میلیمتر 

ج) حدود ۱۳۶ میلیمتر

د) حدود ۳۴ میلیمتر

۸۴. در روش DAC، اگر یک عیب در عمق ۵۰ میلیمتری، دامن های برابر با DAC + 4 dB داشته باشد، نسبت به عیب مرجع چه نتیجه‌ای میگیریم؟

الف) عیب کوچکتر از مرجع است

ب) عیب بزرگتر از مرجع است 

ج) عیب هم‌اندازه مرجع است

د) عیب در جهت نامناسب است

هرچه دامنه بالاتر از منحنی DAC باشد، عیب بازتابنده‌تر (معمولاً بزرگتر) است. ۴ دسیبل بالاتر یعنی حدود ۱.۶ برابر دامنه بیشتر.

۸۵. در روش Through Transmission، اگر یک عیب کوچک در مسیر پرتو قرار گیرد، کدام پارامتر به عنوان نشانه عیب ثبت میشود؟

الف) افزایش دامنه سیگنال

ب) کاهش دامنه سیگنال 

ج) تغییر زمان رسیدن

د) تغییر فرکانس

عیب باعث کاهش انرژی رسیده به گیرنده میشود. این کاهش دامنه، نشانه وجود عیب است.

۸۶. برای بازرسی یک قطعه با سطح بسیار ناهموار و دسترسی فقط از یک طرف، کدام روش یا پروب مناسب‌تر است؟

الف) Through Transmission

ب) پروب دوکریستاله (Twin Crystal) 

ج) پروب تککریستاله با دمپر بالا

د) تست با امواج سطحی

پروب دوکریستاله (با زاویه‌دار بودن کریستال‌ها) ناحیه مرده (Dead Zone) را کاهش میدهد و برای سطوح ناهموار و قطعات نازک عالی است.

۸۷. اگر موجی از آب (V=۱۴۸۰) به فولاد (V=۵۹۰۰) با زاویه ۲۰ درجه وارد شود، زاویه شکست در فولاد چقدر است؟

(قانون اسنل: Sin θ₁/V₁ = Sin θ₂/V₂)

الف) حدود ۲۵ درجه

ب) حدود ۴۳ درجه 

ج) حدود ۶۰ درجه

د) حدود ۹۰ درجه

۸۸. با افزایش دما در یک ماده جامد، سرعت انتشار امواج فراصوت معمولاً کاهش مییابد. در این صورت، اگر فرکانس ثابت بماند، کدام پارامتر تغییر میکند؟

الف) دامنه (Amplitude)

ب) طول موج (Wavelength) 

ج) امپدانس آکوستیکی

د) تضعیف (Attenuation)

۸۹. در تست زاویه دار (Angle Beam)، اگر یک موج طولی از یک محیط با سرعت کمتر (مثل پلکسی گلاس پروب) به محیطی با سرعت بیشتر (مثل فولاد) وارد شود، چه تغییری در فرکانس موج رخ میدهد؟

الف) افزایش مییابد

ب) کاهش مییابد

ج) ثابت میماند 

د) به زاویه ورود بستگی دارد

۹۰.در یک ماده با ویسکوزیته (گرانروی) بالا، امواج فراصوت به شدت مستهلک میشوند. در این شرایط، کدام ویژگی موج بدون تغییر باقی میماند؟

 الف) دامنه (Amplitude)

ب) شدت (Intensity)

ج) فرکانس (Frequency) 

د) سرعت ذرهای (Particle Velocity)

۹۱. اگر قطر یک کریستال را افزایش دهیم و فرکانس را ثابت نگه داریم، کدام پارامتر کاهش مییابد؟

الف) طول میدان نزدیک (Near Field)

ب) زاویه واگرایی (Beam Spread) 

ج) طول موج

د) قدرت تفکیک (Resolution)

۹۲. امپدانس آکوستیکی یک ماده، برابر حاصلضرب کدام دو پارامتر است؟

الف) سرعت و فرکانس

ب) چگالی و سرعت صوت (Z = ρ × V) 

ج) چگالی و فرکانس

د) سرعت و طول موج

۹۳. هنگام تست یک قطعه فولادی با پروب مستقیم (Straight Beam) با فرکانس ۵ مگاهرتز، اکو یا پژواک عیوب نزدیک به سطح (زیر ۳ میلی‌متر) در صفحه نمایش قابل تفکیک از پالس اولیه نیست. مشکل اصلی کدام است؟

الف) فرکانس پروب برای این ضخامت بسیار کم است.

ب) عیب در "ناحیه مرده" (Dead Zone) پروب قرار دارد.

ج) کوپلانت بیش از حد غلیظ است.

د) دمپر پروب خراب شده است.

ناحیه مرده، فاصله‌ایست بلافاصله زیر سطح تماس که کریستال هنوز در حال ارتعاش (Ringing) است و قادر به دریافت اکوی برگشتی نیست. تا زمانی که ارتعاش کریستال میرا نشود، پالس ورودی دستگاه را کور می‌کند. افزایش فرکانس و استفاده از پروب‌های Delay Tip یا Immersion راه حل آن است.

۹۴. فرمول محاسبه طول میدان نزدیک (Near Field) برای یک پروب دایره‌ای شکل چیست و چرا این ناحیه برای بازرسی حیاتی است؟

الف) N = D².f / 4.V — و برای محاسبه زاویه شکست به کار می‌رود.

ب) N = D² / 4.λ — و در این ناحیه دامنه اکو به شدت نوسان می‌کند و غیرقابل پیش‌بینی است.

ج) N = V / f — و برای تعیین فاصله بحرانی پروب استفاده می‌شود.

د) N = D / λ — و ناحیه‌ای با افت انرژی خطی است.

۹۵. در حین کالیبراسیون، دامنه یک اکو از دیوار پشتی ۸۰٪ ارتفاع صفحه (FSH) نشان می‌دهد. بازرس Gain را چقدر باید تغییر دهد تا دامنه به ۴۰٪ FSH برسد؟ اگر دامنه را از ۸۰٪ به ۲۰٪ برساند، نسبت دامنه‌ها چند dB است؟

الف) کاهش ۶dB برای ۴۰٪ و نسبت ۴ به ۱ معادل ۱۲dB

ب) کاهش ۲dB برای ۴۰٪ و نسبت ۴ به ۱ معادل ۶dB

ج) افزایش ۶dB برای ۴۰٪ و نسبت ۴ به ۱ معادل ۱۲dB

د) کاهش ۱۲dB برای ۴۰٪ و نسبت ۴ به ۱ معادل ۶dB

-- نصف شدن دامنه (۸۰٪ به ۴۰٪) = نسبت ۲ به ۱ = ۶dB کاهش.

-- نسبت دامنه ۸۰٪ به ۲۰٪ = نسبت ۴ به ۱ (یعنی دو بار نصف شدن: ۲*۶) = ۱۲dB کاهش.

  درک نسبت دامنه‌ها و تغییرات dB سنگ بنای ارزیابی عیوب است.

۹۶. برای بازرسی یک جوش فولاد کربنی با پروب موج برشی، از گوه پلکسی گلاس (سرعت صوت ≈ ۲.۷ mm/µs) می‌خواهید موج برشی ۴۵ درجه در فولاد (سرعت صوت ≈ ۳.۲ mm/µs) ایجاد کنید. زاویه گوه باید تقریباً چند درجه باشد؟ اگر زاویه گوه از زاویه بحرانی موج طولی بیشتر شود، چه اتفاقی می‌افتد؟

الف) زاویه گوه ≈ ۳۶.۶ درجه، و فقط موج برشی در فولاد منتشر می‌شود.

ب) زاویه گوه ≈ ۴۵ درجه، و امواج سطحی ایجاد می‌شود.

ج) زاویه گوه ≈ ۵۳ درجه، و موج طولی در فولاد حذف می‌شود.

د) زاویه گوه ≈ ۳۶.۶ درجه، و موج طولی در مرز شکسته نمی‌شود.

قانون اسنل: Sinθ₁ / V₁ = Sinθ₂ / V₂

Sin(θ_گوه) = (2.7 / 3.2) * Sin(45°) = 0.843 * 0.707 ≈ 0.596 → θ_گوه ≈ 36.6°

وقتی زاویه گوه از زاویه بحرانی موج طولی اول (حدود ۲۷.۵ درجه برای پلکسی به فولاد) بیشتر شود، موج طولی دیگر وارد فولاد نشده و فقط موج برشی باقی می‌ماند. این اساس طراحی پروب‌های زاویه‌ای است. بین ۲۷.۵ تا ۵۷ درجه (زاویه بحرانی موج برشی) فقط موج برشی داریم.

۹۷. هدف اصلی استفاده از بلوک مرجع V1 (IIW) در کالیبراسیون پروب زاویه‌ای چیست؟

الف) اندازه‌گیری توان تفکیک سطحی

ب) بررسی زاویه شکست واقعی و نقطه خروج بیم

ج) کالیبره کردن حساسیت برای تست Immersion

د) اندازه‌گیری دمای کوری پروب

۹۸. در تست به روش تماسی با پروب مستقیم، "ناحیه مرده" با کدام یک کاهش می‌یابد؟

الف) افزایش قطر پروب

ب) استفاده از پروب با دمپر سنگین‌تر

ج) افزایش ولتاژ پالس

د) کاهش فرکانس پروب

دمپر سنگین، زمان حلقه‌زنی Ringing کریستال را کوتاه کرده و ناحیه مرده را کم می‌کند.

۹۹. زاویه بحرانی اول در مبدل موج برشی برای حذف کدام موج ضروری است؟

الف) موج برشی

ب) موج طولی

ج) موج سطحی

د) موج خزشی

۱۰۰. در روش DGS، منحنی‌ها چه رابطه‌ای را نمایش می‌دهند؟

الف) فرکانس بر حسب قطر پروب

ب) فاصله-دامنه-اندازه عیب

ج) دما بر حسب سرعت صوت

د) زاویه بر حسب جنس ماده

۱۰۱ . کاهش دامنه اکو از ۸۰٪ به ۲۰٪ FSH معادل چند dB است؟

الف) ۶ dB

ب) ۱۲ dB

ج) ۲۰ dB

د) ۴ dB

۱۰۲. کدام عامل بیشترین تأثیر را بر افزایش پراکندگی و تضعیف امواج در فولاد زنگ‌نزن آستنیتی دارد؟

الف) ضخامت قطعه

ب) ساختار دانه‌درشت و آنیزوتروپ

ج) فرکانس پایین پروب

د) نوع کوپلانت

۱۰۳. کدام نقص در جوش معمولاً در تست UT به صورت یک اکوی تیز و با دامنه بالا ظاهر می‌شود که با حرکت جزئی پروب به سرعت محو می‌شود؟

الف) تخلخل (Porosity)

ب) سرباره خطی (Slag Line)

ج) ترک (Crack)

د) نفوذ ناقص در ریشه (Lack of Penetration)

۱۰۴. در کالیبراسیون Sensitivity با بلوک V1، از کدام ریفلکتور برای تنظیم حساسیت پایه (Reference Level) استفاده می‌شود؟

الف) انحنای ۲۵ میلی‌متری

ب) سوراخ ۱.۵ میلی‌متری

ج) شیارهای روی بدنه

د) سطح صاف پشتی بلوک

۱۰۵. در بازرسی جوش شیاری (Butt Weld)، کدام عیب معمولاً درست در نقطه ۱/۲ جهش (Half-Skip) روی صفحه نمایش دیده می‌شود؟

الف) ترک عرضی در فلز جوش

ب) ذوب ناقص دیواره (Lack of Fusion) در پخ جوش

ج) سرباره در مرکز جوش

د) تخلخل خوشه‌ای

۱۰۶. هنگام استفاده از DAC (Distance-Amplitude Correction) در تست جوش، هدف اصلی از رسم منحنی چیست؟

الف) حذف نویز الکتریکی دستگاه

ب) جبران کاهش دامنه اکو ناشی از افزایش فاصله (Attenuation و واگرایی)

ج) تشخیص نوع عیب از روی شکل منحنی

د) تنظیم زاویه شکست موج در قطعه

۱۰۷.  "اسکن چرخشی" (Orbital یا Swivel Scan) عمدتاً برای چه منظوری در تست جوش استفاده می‌شود؟

الف) اندازه‌گیری طول دقیق عیب

ب) تعیین زاویه و راستای دقیق عیب (Orientation)

ج) کالیبره کردن حساسیت

د) تشخیص عیوب لایه‌ای در ورق پایه

وقتی یک عیب پیدا می‌کنید، با چرخاندن پروب حول نقطه تماس (بدون جابجایی مرکز پروب)، می‌توانید جهت‌گیری (Orientation) عیب را تشخیص دهید. حداکثر دامنه اکو وقتی رخ می‌دهد که بیم کاملاً عمود بر سطح عیب باشد. این تکنیک برای تشخیص ترک از سرباره حیاتی است.

۱۰۸. در تست ورق با پروب مستقیم، کدام الگوی اسکن طبق استاندارد برای اطمینان از پوشش کامل حجم ورق الزامی است؟

الف) فقط یک خط صاف در وسط ورق

ب) اسکن شبکه‌ای (Grid) با همپوشانی ۱۰٪

ج) اسکن زیگزاگی بدون همپوشانی

د) فقط دور لبه‌های ورق

برای بازرسی کامل ورق از نظر عیوب لایه‌ای (Laminations)، باید کل سطح به صورت شبکه‌ای با خطوط موازی اسکن شود و طبق استاندارد، حداقل ۱۰٪ همپوشانی (Overlap) بین مسیرهای مجاور الزامی است تا هیچ نقطه‌ای از قلم نیفتد.

۱۰۹. هنگام اسکن جوش با پروب زاویه‌ای، حرکت Lateral Scan (حرکت پروب به جلو و عقب عمود بر محور جوش) چه هدفی دارد؟

الف) پیدا کردن عیوب در تمام عمق جوش (Root تا Cap)

ب) اندازه‌گیری طول عیب

ج) تشخیص ترک‌های عرضی

د) کالیبره کردن فاصله

۱۱۰. تفاوت اصلی بین اسکن A-Scan و C-Scan در نمایش نتایج UT چیست؟

الف) A-Scan دامنه بر حسب زمان است و C-Scan نمای مسطح (Plan View) از قطعه.

ب) A-Scan فقط برای پروب زاویه‌ای است و C-Scan برای پروب مستقیم.

ج) A-Scan تصویر رنگی است و C-Scan فقط سیاه و سفید.

د) A-Scan عمق عیب را نشان نمی‌دهد ولی C-Scan نشان می‌دهد.

۱۱۱. وجه تمایز اصلی اکوی برگشتی از یک ترک (Crack) و یک سرباره (Slag Inclusion) در حین اسکن چرخشی (Swivel Scan) چیست؟

الف) ترک اکوی ثابت دارد، سرباره متغیر است.

ب) سرباره اکوی تیز و دندانه‌ای دارد، ترک پهن است.

ج) دامنه ترک با چرخش پروب سریعاً افت می‌کند، ولی سرباره دامنه نسبتاً ثابتی دارد.

د) ترک فقط از یک سمت جوش دیده می‌شود، سرباره از دو سمت.

ترک سطحی صاف و جهت‌دار دارد. به محض اینکه زاویه پروب را کمی بچرخانی، موج دیگر عمود بر سطح ترک نیست و اکوی تیز آن ناپدید می‌شود. اما سرباره که سطحی ناهموار و کروی/حجمی دارد، در زوایای مختلف چرخش همچنان بازتاب نسبتاً پایداری نشان می‌دهد. به این می‌گویند "قابلیت چرخش" یا Rotatability عیب.

۱۱۲. در تست جوش شیاری با پروب ۶۰ درجه، یک عیب دقیقاً در محل Root جوش و با عمق منطبق بر ضخامت ورق دارید. محتمل‌ترین نوع عیب کدام است؟

الف) ذوب ناقص دیواره (Lack of Sidewall Fusion)

ب) نفوذ ناقص (Incomplete Penetration - IP)

ج) سرباره خطی

د) تخلخل خوشه‌ای

اگر عیب دقیقاً در مرکز ریشه (Root) و در عمقی برابر با ضخامت کامل قطعه دیده شود، به احتمال قریب به یقین Lack of Penetration است. چون نفوذ ناقص یعنی فلز جوش به ریشه نرسیده و آنجا یک فضای خالی عمود بر سطح ایجاد شده که بهترین بازتابنده برای موجی است که از دیواره مقابل برمی‌گردد.

۱۱۳. حین کالیبره کردن Sensitivity با DAC، اگر عیبی داشته باشیم که دامنه آن ۲۰٪ بالاتر از منحنی مرجع (Reference Curve) باشد، طبق اکثر کدها (مثل AWS D1.1) چه اقدامی باید انجام داد؟

الف) عیب قابل قبول است و نیاز به ثبت ندارد.

ب) عیب باید ثبت (Recordable) شود و نیاز به ارزیابی بیشتر از نظر طول دارد.

ج) قطعه بلافاصله تعمیر یا مردود (Reject) می‌شود.

د) باید با پروب ۴۵ درجه دوباره تست شود.

۱۱۴. پدیده "Mode Conversion" در گوشه جوش (Corner Trap) چه تأثیری در تست دارد و چگونه خود را نشان می‌دهد؟

الف) باعث ناپدید شدن کامل اکوی ریشه می‌شود.

ب) سیگنال اضافی و گمراه‌کننده‌ای در فاصله‌ای دورتر از ریشه واقعی ایجاد می‌کند.

ج) دامنه موج برشی را دو برابر می‌کند.

د) فقط در پروب‌های ۴۵ درجه رخ می‌دهد.

وقتی موج برشی به گوشه جوش می‌خورد، بخشی از آن تبدیل به موج طولی (Mode Conversion) می‌شود. این موج طولی با سرعت بیشتر برمی‌گردد. دستگاه  فکر می‌کند همه چیز با سرعت موج برشی آمده! پس این موج طولی زودتر می‌رسد و دستگاه آن را به عنوان یک عیب قلابی یا Suprious در عمقی کمتر از ریشه واقعی نشان می‌دهد.

۱۱۵. بهترین روش برای سایزینگ (طول‌یابی) یک عیب طویل در جوش با پروب دستی کدام تکنیک است؟

الف) تکنیک DGS با پروب مستقیم

ب) تکنیک ۶ دسی‌بل دراپ (6 dB Drop Method)

ج) مقایسه با اکوی دیوار پشتی

د) اندازه‌گیری با کولیس روی صفحه نمایش

۱۱۶. تفاوت کلیدی در الگوی اکوی برگشتی از "تخلخل خوشه‌ای" (Cluster Porosity) و "سرباره خطی منفرد" (Single Slag Line) در یک اسکن خطی چیست؟

الف) سرباره یک اکوی تیز و منفرد دارد، تخلخل چندین اکوی کوچک و درهم.

ب) تخلخل یک اکوی واحد با دامنه بالاست، سرباره اکوی پهن دارد.

ج) هر دو دقیقاً شبیه هم هستند و قابل تفکیک نیستند.

د) تخلخل فقط با پروب ۷۰ درجه دیده می‌شود.

۱۱۷. در بازرسی یک جوش چند پاسه ضخیم، عیبی در فاصله Half-Skip و در عمق منطبق بر محل پخ جوش می‌بینید که در تست از سمت دیگر جوش (Side B) اصلاً دیده نمی‌شود. این مشخصه قطعی کدام عیب است؟

الف) نفوذ ناقص در ریشه (IP)

ب) ترک عرضی

ج) ذوب ناقص دیواره (Lack of Sidewall Fusion)

د) تخلخل کرمی (Wormhole)

۱۱۸. در یک جوش ضخیم، دو عیب مختلف در یک موقعیت مشابه روی صفحه نمایش دیده می‌شوند: یکی ذوب ناقص دیواره (LOF) در پخ جوش و دیگری یک سرباره خطی که دقیقاً پشت آن در فاصله ۳ میلی‌متری قرار دارد. اکوی این دو عیب تقریباً روی هم افتاده و تفکیک آنها غیرممکن به نظر می‌رسد. بهترین اقدام برای افتراق و اثبات وجود دو عیب مجزا چیست؟

الف) افزایش Gain تا حد اشباع و بررسی شکل موج

ب) استفاده از پروب با فرکانس پایین‌تر (مثلاً ۱ مگاهرتز) برای افزایش نفوذ

ج) استفاده از پروب با فرکانس بالاتر (مثلاً ۵ مگاهرتز) با دمپر سنگین و بررسی عرض پالس

د) تعویض کوپلانت و اسکن مجدد

۱۱۹. در بازرسی جوش شیاری به ضخامت ۲۰ میلی‌متر با پروب ۷۰ درجه، دو سیگنال در صفحه نمایش می‌بینید: یکی در Sound Path معادل ۴۰ میلی‌متر (دقیقاً Half-Skip) و دیگری در Sound Path معادل ۵۵ میلی‌متر. سیگنال اول تیز و بلند است. سیگنال دوم پهن‌تر و کوتاه‌تر است. وقتی پروب را از جوش دور می‌کنید، سیگنال اول در جهت مخالف (کمتر شدن فاصله) حرکت می‌کند اما سیگنال دوم در جهت افزایش فاصله حرکت می‌کند. سیگنال دوم محتملاً چیست؟

الف) نفوذ ناقص (IP) در ریشه

ب) ترک عرضی در جوش

ج) سیگنال کاذب ناشی از تبدیل مد (Mode-Converted Longitudinal Wave) در ریشه

د) اکوی تکراری (Multiple Echo) از دیوار پشتی

وقتی پروب را از جوش دور می‌کنی، فاصله فیزیکی تا ریشه بیشتر می‌شود. یک عیب واقعی در ریشه (مثل IP) باید Sound Path بیشتر نشان دهد (حرکت به سمت راست صفحه).

-- اما سیگنال اول (Half-Skip واقعی) درست همین کار را می‌کند.

-- سیگنال دوم با دور شدن پروب، Sound Path کمتر نشان می‌دهد (حرکت به سمت چپ صفحه)! این رفتار متناقض، امضای یک موج تبدیل‌یافته (Mode-Converted) است که مسیر برگشت متفاوتی دارد. خیلی از بازرس‌ها این سیگنال دوم را با IP واقعی اشتباه می‌گیرند و قطعه را مردود می‌کنند. این سوال واقعاً سخت و حرفه‌ایه.

۱۲۰. در بازرسی یک جوش شیاری با نفوذ کامل (CJP) به ضخامت ۳۵ میلی‌متر، طبق استاندارد باید ریشه (Root) را با پروب ۴۵ درجه اسکن کنید. اما به دلیل محدودیت دسترسی، فقط می‌توانید از پروب ۶۰ درجه استفاده کنید. مهم‌ترین مشکلی که با این تعویض برای تشخیص نفوذ ناقص (IP) در مرکز ریشه ایجاد می‌شود چیست؟

الف) IP اصلاً با پروب ۶۰ درجه دیده نمی‌شود چون موج از روی آن می‌پرد.

ب) IP دیده می‌شود اما دامنه آن کاذباً تقویت شده و باعث مردودی اشتباه می‌گردد.

ج) موج برشی در ریشه به موج طولی تبدیل می‌شود و سیگنال کاذب می‌دهد.

د) IP به جای ریشه، در عمق دیواره فیوژن نمایش داده می‌شود.

ترک یا نفوذ ناقص در مرکز ریشه، یک بازتابنده عمودی است. برای اینکه موج به این سطح عمودی بخورد و برگردد، باید زاویه تابش نسبتاً بسته باشد (۴۵ درجه ایده‌آل است چون بیم پس از برخورد به دیواره مقابل، افقی به ریشه می‌خورد و برمی‌گردد). با پروب ۶۰ درجه، بیم به ریشه با زاویه بازتری می‌خورد. به جای بازگشت به پروب، به سمت بالا و دور از پروب منعکس می‌شود. نتیجه: IP را نمی‌بینید و یک عیب بحرانی را از دست می‌دهید. این دقیقاً همان دلیلی است که استانداردها اصرار دارند اسکن ریشه حتماً با پروب ۴۵ (یا ۵۵) انجام شود. 

۱۲۱. در بازرسی جوش شیاری با پروب ۶۰ درجه، سیگنالی درست در موقعیت ریشه (Root) با دامنه بالا می‌بینید. با حرکت پروب به سمت جوش، سیگنال به تدریج محو می‌شود. وقتی از سمت مقابل جوش تست می‌کنید، سیگنال مشابهی در همان موقعیت ظاهر می‌شود. شکل موج پهن و فاقد تیزی ترک است. این سیگنال محتملاً چیست؟

الف) نفوذ ناقص (IP)

ب) ترک ریشه

ج) بازتاب از تحدب (Root Concavity/Convexity) یا نفوذ اضافی ریشه (Excess Penetration)

د) ذوب ناقص دیواره

-- هندسه خود ریشه جوش (مثل Weld Sink, Excess Penetration, Root Concavity) یک بازتابنده هندسی است، نه عیب. ویژگی‌های تمایز آن از IP یا ترک:

-- از دو سمت جوش دیده می‌شود (برخلاف LOF که یک‌طرفه است).

-- با حرکت پروب به سمت جوش، Sound Path کاهش یافته و سیگنال محو می‌شود (چون زاویه تابش به سطح هندسی ریشه دیگر عمود نیست).

-- شکل موج پهن (Broad) است، نه تیز و سوزنی مثل ترک.

 هشدار : بسیاری این سیگنال را با IP اشتباه می‌گیرند و قطعه را مردود می‌کنند.

۱۲۲. در یک جوش لب‌به‌لب با نفوذ کامل، "Cap" داخلی (Root Reinforcement) دارای یک پله (Notch) تیز بین فلز جوش و ورق پایه است. هنگام اسکن با پروب ۴۵ درجه، این پله چه نوع سیگنالی ایجاد می‌کند و چگونه می‌توان آن را از ترک ریشه افتراق داد؟

الف) هیچ سیگنالی ایجاد نمی‌کند.

ب) سیگنال تیز شبیه ترک؛ تمایز فقط با بررسی چشمی (VT) یا آزمایش PT/MT امکان‌پذیر است.

ج) سیگنال پهن با دامنه کم؛ افتراق با افزایش Gain.

د) سیگنال تیز اما فقط از یک سمت جوش دیده می‌شود.

-- یک Notch تیز در محل اتصال ریشه جوش به فلز پایه (Root Notch یا Lack of Blend) دقیقاً مانند یک ترک مصنوعی عمل می‌کند و اکوی تیز و بلند تولید می‌نماید. هیچ راه UT محض برای تمایز این ناگسستگی هندسی از یک ترک وجود ندارد. استانداردها (مثل ASME Sec V) صراحتاً می‌گویند این سیگنال‌ها باید با VT (چشمی) مستقیم یا PT/MT بررسی و رفع ابهام شوند. اگر دسترسی به ریشه نیست، این سیگنال یک "False Call" فنی محسوب می‌شود که باید در گزارش به آن اشاره کرد.

۱۲۳. چرا اسکن معمولی عمود بر محور جوش (اسکن D یا Lateral Scan) با پروب ۷۰ درجه، بسیاری از ترک‌های عرضی (Transverse Cracks) را تشخیص نمی‌دهد و چه اسکنی برای این ترک‌ها الزامی است؟

الف) چون ترک عرضی موازی بیم است؛ باید از اسکن موازی (Longitudinal) یا مورب ۴۵ درجه روی کلاهک جوش استفاده کرد.

ب) چون ترک عرضی فقط در ریشه است؛ باید با پروب مستقیم تست کرد.

ج) چون ترک عرضی عمود بر سطح است؛ باید Tandem Scan انجام داد.

د) چون ترک عرضی فقط با پروب ۰ درجه دیده می‌شود.

-- ترک عرضی عمود بر محور جوش قرار دارد. وقتی شما پروب را عمود بر جوش (Lateral) می‌کشید، بیم شما موازی ترک عرضی است و هیچ بازتابی دریافت نمی‌کند (یا فقط یک بازتاب ضعیف از نوک آن). برای تشخیص ترک عرضی، بیم باید موازی محور جوش یا با زاویه کم (مثلاً ۴۵ درجه مورب) بتابد. این اسکن (Scan C طبق AWS D1.1) روی کلاهک جوش (Cap) یا از روی ورق مجاور جوش انجام می‌شود و در بسیاری از کدها اجباری است.

۱۲۴. در اسکن مورب برای ترک‌های عرضی روی کلاهک جوش سنباده‌نخورده (As-Welded Cap)، کدام مشکل عمده باعث سیگنال‌های کاذب و خطای ارزیابی می‌شود و راه حل استاندارد آن چیست؟

الف) تضعیف زیاد به دلیل دانه‌های درشت جوش — راه حل: کاهش فرکانس به ۱MHz.

ب) بازتاب از شیارهای بین پاس‌های جوش (Ripple/Toe) روی سطح کلاهک — راه حل: سنباده زدن کلاهک هم‌سطح با فلز پایه.

ج) نویز الکتریکی — راه حل: تعویض کابل.

د) تبدیل مد در کلاهک — راه حل: استفاده از پروب ۴۵ درجه.

-- سطح ناهموار کلاهک جوش (Weld Ripples و Toe) پر از شیارهای ریز و تیز است که برای امواج صوتی مانند یک آینه محدب عمل کرده و سیگنال‌های کاذب فراوان (Grass) ایجاد می‌کند. استانداردها (ASME Sec V و AWS D1.1) صراحتاً می‌گویند: برای اسکن ترک عرضی، کلاهک جوش باید به صورت هم‌سطح (Flush Ground) سنباده زده شود تا این سیگنال‌های کاذب حذف شوند. بدون این کار، اسکن  غیرقابل اعتماد و پر از False Call است. نکته: منظور از سنباده زدن، حذف کامل کلاهک نیست، بلکه صاف کردن سطح تا زبری مجاز است.

۱۲۵. در بازرسی جوش شیاری به ضخامت ۲۵ میلی‌متر با پروب ۶۰ درجه، اکویی در عمق دقیق ۲۵ میلی‌متر (Root) با دامنه ۹۰٪ FSH مشاهده می‌کنید. با حرکت پروب به اندازه ۵ میلی‌متر به سمت جوش، Sound Path از ۵۰ میلی‌متر به ۴۶ میلی‌متر کاهش یافته و دامنه به ۴۰٪ افت می‌کند. سپس با حرکت پروب به موازات محور جوش (Longitudinal)، این اکو در سرتاسر طول جوش و با الگوی کاملاً یکنواخت تکرار می‌شود. محتمل‌ترین تفسیر چیست و چرا؟

الف) نفوذ ناقص (IP) ممتد در کل طول جوش — قطعه باید مردود شود.

ب) تقعر ریشه (Root Concavity) ناشی از جمع‌شدگی فلز جوش — یک بازتابنده هندسی قابل قبول.

ج) ترک ریشه ممتد — نیاز به سایزینگ دقیق با 6dB Drop دارد.

د) ذوب ناقص دیواره — فقط یک سمت جوش را بررسی کرده‌اید.

-- تغییر Sound Path با حرکت Lateral: وقتی به جوش نزدیک می‌شوید، Sound Path کم می‌شود. برای یک IP واقعی (که در مرکز ریشه است)، Sound Path با نزدیک شدن به جوش باید افزایش یابد نه کاهش. کاهش یعنی بازتاب‌دهنده در سطح زیرین و نزدیک‌تر از ریشه واقعی است.

-- یکنواختی ممتد در طول جوش: IP واقعی به ندرت در کل طول جوش کاملاً یکنواخت است. اما Root Concavity ناشی از انقباض جوش، یک فرورفتگی پیوسته و هندسی است که الگوی بازتاب کاملاً یکنواخت و تکرارشونده ایجاد می‌کند.

-- دامنه متغیر با حرکت: IP با تغییر زاویه تابش، سریعاً محو می‌شود. Concavity رفتار نرم‌تری دارد.

۱۲۶. در تست یک جوش با پروب ۴۵ درجه، اکوی ریشه را در Half-Skip مشاهده می‌کنید. تصمیم می‌گیرید تست "Half-Skip to Full-Skip" انجام دهید. وقتی پروب را آنقدر از جوش دور می‌کنید که بیم پس از برخورد به ریشه، به دیواره مقابل بخورد و برگردد (Full-Skip)، چه مشاهده‌ای Excess Penetration را از IP افتراق می‌دهد؟

الف) IP در Full-Skip محو می‌شود ولی Excess Penetration همچنان دیده می‌شود.

ب) Excess Penetration در Full-Skip دو برابر بزرگ‌تر از Half-Skip دیده می‌شود.

ج) هر دو عیب در Full-Skip ناپدید می‌شوند.

د) IP در Full-Skip اکوی قوی‌تری می‌دهد.

-- نفوذ ناقص (IP): یک سطح عمودی صاف در مرکز ریشه است. در Half-Skip، بیم ۴۵ درجه پس از برخورد به دیواره مقابل، افقی به IP می‌خورد و عالی برمی‌گردد. در Full-Skip، بیم اول به ریشه می‌خورد، سپس به دیواره، و دیگر زاویه عمود بر IP را از دست می‌دهد. IP در Full-Skip به شدت ضعیف یا نامرئی می‌شود.

-- Excess Penetration (نفوذ اضافی ریشه): یک برآمدگی محدب است که از هر زاویه‌ای بخشی از موج را پراکنده می‌کند و سطحی ناهموار دارد. در Half-Skip و Full-Skip، هر دو یک بازتاب (هرچند ضعیف‌تر و پهن‌تر) ایجاد می‌کند. پس اگر اکو در Full-Skip هم ماند، هندسه است نه IP.

۱۲۷. در حین بازرسی یک جوش لب‌به‌لب (Butt Weld) با دسترسی فقط از یک سمت، اکوی تیزی در ریشه می‌بینید که شبیه ترک است. دسترسی به ریشه برای VT وجود ندارد. کدام روش دستی و فوری UT می‌تواند در همان لحظه به شما بگوید این سیگنال از یک "Root Suck-back" (برگشتگی ریشه) است یا یک ترک واقعی؟

الف) افزایش Gain تا حد اشباع

ب) تست با پروب ۷۰ درجه اضافی

ج) لمس ریشه جوش از سمت مقابل با انگشت آغشته به کوپلانت و مشاهده افت و نوسان اکو

د) کاهش فرکانس پروب

-- یک فرورفتگی در ریشه است (ناشی از انقباض بیش از حد) که سطح ریشه را به داخل می‌کشد. این عیب هندسی، سطح نسبتاً صافی دارد و موج را به خوبی برمی‌گرداند.

ترفند انگشت (Finger Damping Test):

-' از همکار بخواهید نوک انگشت آغشته به گریس یا کوپلنت را روی ریشه (از سمت داخل لوله یا مخزن) بگذارد.

-- اگر سیگنال مربوط به Root Suck-back باشد: انگشت مانند دمپر عمل کرده و اکو به شدت افت کرده، نوسان می‌کند یا کاملاً محو می‌شود.

-- اگر ترک باشد: ترک یک ناپیوستگی در عمق فلز است و لمس سطح خارجی ریشه تأثیری بر بازتاب داخلی ترک ندارد. اکو ثابت می‌ماند.

 --این تکنیک ساده اما بسیار حرفه‌ای، جزو دانش تجربی بازرس‌های Level II است

ویژگی هندسه ریشه (Geometry) عیب واقعی (IP/Crack)

-- یکنواختی در طول جوش کاملاً یکنواخت و پیوسته متغیر، منقطع

-- رفتار در Full-Skip همچنان دیده می‌شود IP محو می‌شود

-- تست Finger Damping اکو افت می‌کند یا ناپدید می‌شود اکو ثابت است

-- تغییر Sound Path با نزدیک شدن کاهش می‌یابد افزایش می‌یابد

-- شکل موج پهن (Broad) تیز (Sharp/Peaky)

یک کریستال با قطر ۱۲ میلی‌متر و فرکانس ۲ مگاهرتز در فولاد (سرعت ۵۹۰۰ متر بر ثانیه) چند میلی‌متر میدان نزدیک دارد؟

۱۲.۲ میلی متر

در یک کریستال ۱۰ میلی‌متری با فرکانس ۴ مگاهرتز در آب (سرعت ۱۴۸۰ متر بر ثانیه)، زاویه واگرایی (نیم‌زاویه) را حساب کنید. حدود ۲.۶ درجه

(فرمول: sinθ = ۱.۲۲ × (λ ÷ D))

یک کریستال کوارتز به ضخامت ۱ میلی‌متر و سرعت ۵۷۰۰ متر بر ثانیه، چه فرکانس رزونانسی دارد؟

f = V ÷ (۲ × ضخامت) = ۵۷۰۰ ÷ (۲ × ۰.۰۰۱) = ۵۷۰۰ ÷ ۰.۰۰۲ = ۲,۸۵۰,۰۰۰ هرتز = ۲.۸۵ مگاهرتز

اگر قطر یک کریستال را دو برابر کنیم، میدان نزدیک چند برابر می‌شود؟  ۲ برابر

فرکانس ۲.۲۵ مگاهرتز در فولاد (V=۵۹۰۰) چند میلی‌متر طول موج دارد؟  ۲.۶۲ میلیمتر

λ = ۵۹۰۰ ÷ ۲,۲۵۰,۰۰۰ = ۰.۰۰۲۶۲

λ = ۵.۹÷ ۲,۲۵ = ۲.۶۲ mm

برای تشخیص دو عیب مجاور با قدرت تفکیک (Resolution) حداقل نصف طول موج، در فرکانس ۵ مگاهرتز در فولاد، حداقل فاصله دو عیب چقدر است؟ ۰.۵۹ میلیمتر

λ = ۵.۹ ÷ ۵ = ۱.۱۸ mm

λ / ۲ = ۱.۱۸ ÷ ۲ = ۰.۵۹ mm

در یک قطعه فولادی به ضخامت ۱۰۰ میلی‌متر، پالس اولیه چند میکروثانیه بعد به پروب برمی‌گردد؟ (V=۵۹۰۰)  

حدود ۳۴ ثانیه 

۱۰۰ / ۵.۹ ~ ۱۶.۹ میکروثانیه  زمان رفت

اگر فرکانس را از ۲ به ۴ مگاهرتز دو برابر کنیم، زاویه واگرایی چند برابر می‌شود؟  نصف 

sinθ = ۱.۲۲ × (V ÷ (f × D)) 

چرا در مواد با دانه‌بندی درشت از فرکانس پایین استفاده می‌کنیم، با اینکه می‌دونیم فرکانس پایین واگرایی بیشتری داره؟

جواب: چون فرکانس پایین اگرچه واگرایی بیشتری داره (که بد است)، ولی نفوذ بیشتری در مواد دانه‌درشت داره و کمتر پراکنده (Scatter) میشه

آیا میدان نزدیک به جنس ماده (سرعت صوت) بستگی دارد؟

جواب: بله، چون N = D² ÷ (4λ) و λ به سرعت ماده بستگی دارد، بنابراین با تغییر ماده، میدان نزدیک هم تغییر می‌کند.

اکوی عیب LOP در صفحه CRT دستگاه التراسونیک

در منطقه Half Skip قرار دارد

دارای دامنه بالایی  و قله پهنی است 

از هر دو طرف باید اکو را بگیرید تا بتوانید قضاوت کنید 

Refracted Beam angle  is calculated as, Cos inverse [ hole depth / ( beam path + hole radius )]

ترک در تست MT

ترک پنجه جوش ( Toe )  و ترک در مرکز Cap

طبقه بندی مشخصات الکترود

ناحیه نزدیک و دور در التراسونیک

در التراسونیک، میدان نزدیک (Near Field) ناحیه تداخل امواج نزدیک پروب است که در آن فشار صوتی نوسان زیادی دارد (پیک و صفرهای متعدد). عمق این ناحیه به قطر پروب و فرکانس بستگی دارد و تصویربرداری در آن ناحیه به دلیل نوسانات شدید دامنه، غیرقابل اعتماد است.

اما میدان دور (Far Field) ناحیه ای است که پس از میدان نزدیک شروع میشود. در اینجا پرتو صوتی واگرا شده، فشار صوتی یکنواخت کاهش مییابد و تصویربرداری در آن قابل پیشبینی و قابل اعتماد است.

زاویه بحرانی اول و دوم در زاویه تابش

زاویه بحرانی اول (First Critical Angle)

وقتی زاویه تابش آن‌قدر زیاد می‌شود که موج طولیِ شکسته‌شده (Longitudinal refracted wave) روی مرز ماده به زاویه ۹۰ درجه برسد و دیگر وارد عمق ماده نشود.

یعنی: موج طولی در مرز می‌لغزد

اما هنوز موج برشی (Shear wave) می‌تواند وارد ماده شود

 نتیجه: از این زاویه به بعد، موج طولی داخلی نداریم.

---

زاویه بحرانی دوم (Second Critical Angle)

زاویه‌ای که در آن موج برشی (Shear wave) هم به زاویه ۹۰ درجه می‌رسد و دیگر وارد ماده نمی‌شود.

یعنی هم موج طولی و هم موج برشی داخلی حذف می‌شوند

فقط موج سطحی (Surface wave / Rayleigh wave) باقی می‌ماند

محدوده مجاز اختلاف دما در تنش زدایی متریال کربن استیل UCS-56

بند UCS-56(d)(1) — شرایط بارگذاری اولیه در کوره

· شرط: دمای کوره در لحظه قرار دادن قطعه یا مخزن در داخل آن، نباید از 800°F (425°C) تجاوز کند.

· علت مهندسی (دلیل فیزیکی): ورود قطعه سرد به کوره‌ای با دمای بالاتر از 425°C باعث ایجاد شوک حرارتی شدید (Thermal Shock) در سطح قطعه می‌شود. این امر می‌تواند منجر به ایجاد ترک‌های جدید یا گسترش ترک‌های موجود (مانند همان ترک پنجه جوشی که در ابتدا اشاره کردید) در اثر تنش‌های ناشی از انبساط ناگهانی و غیریکنواخت سطح نسبت به مغز قطعه گردد.

بند UCS-56(d)(3) — حداکثر اختلاف دما در حین نگهداری (Holding)

· شرط: در طول مدت زمان نگهداری (Holding) قطعه در دمای مشخص شده (Soaking)، اختلاف دمای بین نقاط مختلف قطعه در حال عملیات، نباید بیش از 150°F (83°C) باشد.

· تبصره مهم: این قانون کلی است، مگر اینکه جداول استاندارد (UCS-56-1 تا UCS-56-11) برای مواد خاص، محدوده مجاز کمتری را تعیین کرده باشند (یعنی 83°C حداکثر است و ممکن است بسته به جنس ماده، این عدد کمتر نیز شود).

· علت مهندسی (دلیل فیزیکی): در دمای نگهداری (معمولاً بالای 600 درجه برای فولادها)، استحکام تسلیم ماده به شدت کاهش می‌یابد. اختلاف دمای بیش از 83°C در بخش‌های مختلف یک قطعه، باعث ایجاد تغییر شکل پلاستیک موضعی (Localized Plastic Deformation) در نواحی داغ‌تر می‌شود. این پدیده که نوعی خزش (Creep) در مقیاس ماکروسکوپی است، می‌تواند باعث کمانش، تابیدگی، یا ایجاد تمرکز تنش در نقاط حساس اتصالات جوش شده و در نتیجه فرآیند تنش‌زدایی را بی‌اثر یا حتی مضر کند.

در دمای بالاتر از ۸۰۰ درجه فارنهایت (۴۲۵ درجه سانتی‌گراد)، نرخ گرمایش نباید از حاصل تقسیم ۴۰۰ درجه فارنهایت بر ساعت (۲۲۲ درجه سانتی‌گراد بر ساعت) بر حداکثر ضخامت فلز بدنه یا کلاهک (بر حسب اینچ) بیشتر باشد، اما در هیچ حالتی نباید از ۴۰۰ درجه فارنهایت بر ساعت (۲۲۲ درجه سانتی‌گراد بر ساعت) تجاوز کند.

مثال ۱:

ضخامت قطعه شما ۱۰ میلی‌متر است (t_max = 10 mm).

نرخ گرمایش مجاز برابر است با: ۲۲۲ ÷ ۱۰ = ۲۲.۲ درجه سانتی‌گراد بر ساعت.

این بدان معناست که پس از عبور از دمای ۴۲۵ درجه سانتی‌گراد، نباید قطعه را با نرخی بیشتر از حدود ۲۲ درجه در هر ساعت گرم کنید.

مثال ۲:

ضخامت قطعه شما ۴۰ میلی‌متر است (t_max = 40 mm).

نرخ گرمایش مجاز برابر است با: ۲۲۲ ÷ ۴۰ = ۵.۵۵ درجه سانتی‌گراد بر ساعت.

هرچه قطعه ضخیم‌تر باشد، باید نرخ گرمایش را به طور قابل توجهی کاهش دهید.

3. سقف مجاز نرخ گرمایش

استاندارد یک سقف مطلق نیز تعیین کرده است. حتی برای قطعات بسیار نازک، نرخ گرمایش هرگز نباید از ۲۲۲ درجه سانتی‌گراد بر ساعت تجاوز کند.

· مثال ۳:

      ضخامت قطعه شما ۵ میلی‌متر است (t_max = 5 mm).

      محاسبه بر اساس فرمول: ۲۲۲ ÷ ۵ = ۴۴.۴ درجه سانتی‌گراد بر ساعت، اما استاندارد می‌گوید حداکثر نرخ مجاز ۲۲۲ درجه سانتی‌گراد بر ساعت است.

هدف از این محدودیت‌ها، جلوگیری از ایجاد تنش‌های حرارتی شدید (Thermal Shock) در اثر گرمایش سریع و غیریکنواخت است. گرمایش کنترل شده به فلز اجازه می‌دهد تا دمای خود را به آرامی و یکنواخت افزایش دهد و از تمرکز تنش به خصوص در نواحی حساس جوش جلوگیری کند.

بند (d)(2) دو شرط مجزا دارد:

1. نرخ گرمایش (Heating Rate): حداکثر 222 / ضخامت (بر حسب میلی‌متر) درجه بر ساعت (سقف ۲۲۲ درجه بر ساعت). این نرخ از تنش‌های حرارتی ناشی از گرمایش سریع جلوگیری می‌کند.

2. یکنواختی دما (Temperature Uniformity): حداکثر ۱۴۰ درجه سانتی‌گراد اختلاف دما در هر بازه ۴.۶ متری. این شرط تضمین می‌کند که قطعه به طور یکنواخت گرم شود.

---

مثال از نحوه رد (Reject) شدن یک قطعه بر اساس شرط ۱۴۰درجه‌ای

فرض کنید در حال انجام عملیات PWHT روی یک مخزن استوانه‌ای بزرگ با طول ۱۰ متر هستید. بر اساس این شرط، بازرس حین کار دما را در نقاط مختلف بررسی می‌کند.

موقعیت: دماسنج متصل به نزدیکی درپوش بالایی مخزن، دمای ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد را نشان می‌دهد.

۴.۶ متر پایین‌تر: دماسنج روی بدنه اصلی، دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد را نشان می‌دهد.

محاسبه اختلاف: ۶۵۰ - ۵۰۰ = ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد.

-- نتیجه (رد) قطعه: اختلاف دما در یک بازه کمتر از ۴.۶ متر از حداکثر مجاز (۱۴۰ درجه) عبور کرده است. بازرس مدارک را رد می‌کند، کل فرآیند PWHT باطل اعلام می‌شود و قطعه باید مجدداً تحت عملیات حرارتی قرار گیرد.

AWS D10.10

6.1.1 Soak Band Width for Preheat. 

The requirement for preheat of an area 3 in [75 mm], or 1 .5t (where t = pipe wall thickness), whichever is greater, in all directions from the point of welding appears to work well and is also used by pressure vessel and structural welding codes. Use of the greater of the minimum soak band width shown below or that provided in the governing document for preheat is recommended.

6.4.1 Axial Temperature Gradient for PWHT.

Table 6.4 provides a comparison of the requirements for controlling axial temperature gradients during PWHT in the cited fabrication codes. Note that USA codes either have no requirement  or use the undefined terms "gradually diminishing" or "gradually diminished." BS 2633 provides the most specific  requirement. It requires that material at a distance of 2.5 رادیکال Rt on each side of the weld centerline be at a temperature  greater than one-half of the heat treatment temperature (i.e., soak band temperature). Such an approach is common in various international piping and pressure vessel codes. It should be noted that a different minimum temperature results  depending on the temperature scale being used. Using the Fahrenheit scale and an assumed soak band temperature of 1100°F [593°C) , the minimum temperature allowed at the edge of the heated band would be 550°F [288°C) . Using the Celsius scale and an assumed soak band temperature of 1 100°F [593°C], the minimum temperature allowed at the edge of the heated band would be 567°F [297°C] . Based upon the magnitude of the difference, this is not expected to be significant

 AWS D10.10

SB : Soaking Band

HB : Heatinh Band

· AWS D10.10: HB = SB + 4√(Rt) (ضریب ۴) → برای لوله بالا ~297mm

  · ASME B31.3: HB = SB+ 1.5 تا 2 √(Rt ) (ضریب کوچک‌تر) → ~143 تا 174mm

چرا B31.3 عدد کوچک‌تری می‌دهد؟ چون هدف B31.3، ایمنی در برابر شکست و تمرکز بر منطقه جوش است، در حالی که AWS D10.10 استاندارد کیفیت جوشکاری و یکنواختی کامل دما را هدف قرار می‌دهد.

طبق پاراگراف 332.2.4 (جدول 332.2.4 در ویرایش‌های جدیدتر):

قانون مستقیم و عددی:

پهنای Soaking Band در هر سمت جوش برابر است با بزرگترین مقدار بین دو عدد:

 ضخامت لوله (t)

·۵۰ میلی‌متر (2 اینچ)

مثال برای لوله 14 اینچ، t=25mm:

·گزینه اول: t = 25mm

· گزینه دوم: 50mm

· نتیجه: Soaking Band = 50mm در هر سمت جوش

نکته مهم: در B31.3، Soaking Band دقیقاً همان محدوده الزامی است که دمای آن باید در بازه مجاز PWHT باشد. تفاوتی بین Soak Band و Heated Band در متن اصلی کد قائل نمی‌شود، این تفاوت در روش اجرا توسط مهندس اعمال می‌گردد.

استاندارد روش محاسبه Soaking Band مثال (t=25mm)

ASME B31.3 حداکثر (t, 50mm) 50mm

AWS D10.10 (حداقل) حداکثر (t, 50mm) 50mm

AWS D10.10 (توصیه‌شده) حداقل (2t, 100mm) 50mm

در این مثال خاص، هر سه روش به یک عدد (50mm) ختم شدند. اما اگر t=60mm بود:

· B31.3: حداکثر (60,50) = 60mm

· AWS حداقل: حداکثر (60,50) = 60mm

· AWS توصیه‌شده: حداقل (120,100) = 100mm ← اینجا تفاوت ظاهر می‌شود

2G

سوالات UT ASNT LEVEL II

×

•  Sign In
•  Sign Up

• FAQ
• 
  
• created by Eugene Cawley on 12/17/2018.

---

Resource summary

Question 1

Question

Generally, the best ultrasonic testing method for detecting discontinuities oriented along the fusion zone in a welded plate is:

Answer

An angle-beam contact method using surface waves.

A contact test using a straight longitudinal wave.

An immersion test using surface waves.

An angle-beam method using shear waves.

Question 2

Question

An ultrasonic testing instrument that displays pulses representing the magnitude of reflected ultrasound as a function of time or depth of metal is said to contain:

Answer

A continuous wave display.

An A-scan presentation.

A B-scan presentation.

A C-scan presentation.

Question 3

Question

At a water-to-steel interface the angle of incidence in water is 7 degrees. The principal mode of vibration that exists in the steel is:

Answer

Longitudinal

Shear

Both A and B

Surface

Question 4

Question

In a liquid medium, the only mode of vibration that exists is:In a liquid medium, the only mode of vibration that exists is:

Answer

Longitudinal

Shear

Both A and B

Surface

Question 5

Question

In an ultrasonic instrument, the number of pulses produced by an instrument in a given period of time is known as the:

Answer

Pulse length of the instrument.

Pulse recovery time.

Frequency.

Pulse repetition rate.

Question 6

Question

In a basic pulse-echo ultrasonic instrument, the component that coordinates the action and timing of other components is called a:

Answer

Display unit or CRT.

Receiver.

Marker circuit or range marker circuit.

Synchronizer, clock, or timer.

Question 7

Question

In a basic pulse-echo ultrasonic instrument, the component that produces the voltage that activates the search unit is called:

Answer

An amplifier

A receiver

Pulser

A synchronizer

Question 8

Question

In a basic-pulse-echo ultrasonic instrument, the component that produces the time base line is called a:

Answer

Sweep circuit

Receiver

Pulser

Synchronizer

Question 9

Question

In a basic pulse-echo ultrasonic instrument, the component that produces visible signals on the CRT which are used to measure distance is called a:

Answer

Sweep circuit

Marker circuit

Receiver circuit

Synchronizer

Question 10

Question

Most basic pulse-echo ultrasonic instruments use:

Answer

Automatic read-out equipment.

An A-scan presentation.

A B-scan presentation.

A C-scan presentation.

Question 11

Question

The cathode ray tube screen will display a plan view of the part outline and defects when using:

Answer

Automatic read-out equipment.

An A-scan presentation.

A B-scan presentation.

A C-scan presentation.

Question 12

Question

The incident angles at which 90 degrees refraction of longitudinal and shear waves occurs are called:

Answer

The normal angles of incidence.

The critical angles.

The angles of maximum reflection.

None of the above.

Question 13

Question

Compression waves whose particle displacement is parallel to the direction of propagation are called:

Answer

Longitudinal waves

Shear waves

Lamb waves

Rayleigh waves

Question 14

Question

Which of the following modes of vibration are quickly damped out when testing by the immersion method?

Answer

Longitudinal waves

Shear waves

Transverse waves

Surface waves

Question 15

Question

The motion of particles in a shear wave is:

Answer

Parallel to the direction of propagation of the ultrasonic beam.

Transverse to the direction of beam propagation.

Limited to the material surface and elliptical in motion.

Polarized in a plane at 45 degrees to the direction of beam propagation.

Question 16

Question

In contact testing, shear waves can be induced in the test material by:

Answer

Placing a X-cut crystal directly on the surface of the materials and coupling through a film of oil.

Using two transducers on opposite sides of the test specimen.

Placing a spherical acoustic lens on the face of the transducer

Using a transducer mounted on a plastic wedge so that sound enters the part at an angle.

Question 17

Question

As frequency increases in ultrasonic testing, the angle of beam divergence of a given diameter crystal:

Answer

Decreases.

Remains unchanged.

Increases.

Varies uniformly through each wavelength.

Question 18

Question

Which of the following is not an advantage of contact ultrasonic search units(probes) adapted with lucite shoes?

Answer

Eliminates most of the crystal wear.

Permits adaptation to curved surfaces.

Decreases sensitivity.

Allows ultrasound to enter a part's surface at oblique angles.

Question 19

Question

In which medium listed below would the velocity of sound be lowest?

Answer

Air

Water

Aluminum

Stainless Steel

Question 20

Question

A longitudinal ultrasonic wave is transmitted from water into steel at an angle of 5 degrees from the normal. In such a case the refracted angle of the transverse wave is:

Answer

Less than the refracted angle of the longitudinal wave.

Equal to the refracted angle of the longitudinal wave.

Greater than the refracted angle of the longitudinal wave.

Not present at all.

1. 
   

فرکانس 2 مگاهرتز در التراسونیک

- مشکل فرکانس ۲ مگاهرتز (طول موج بلند)

تخلخل یک عیب کروی و مدور است. طبق قوانین فیزیک صوت:

عبور موج: فرکانس ۲ مگاهرتز دارای طول موج بلندی (حدود ۱.۶ میلی‌متر در فولاد) است. اگر قطر حفره‌های تخلخل کوچک‌تر از طول موج باشد، امواج به سادگی از روی آن‌ها عبور کرده و هیچ بازتابی (اکویی) به دستگاه برنمی‌گردانند 

طول موج = سرعت صوت در قطعه / فرکانس پراب

3240000/2000000

حساسیت پایین:

این فرکانس برای عیوب تخت و بزرگ (مثل ترک) طراحی شده و در برابر تخلخل‌های ریز عملاً «نابینا» است

چرا AWS بر فرکانس ۲ مگاهرتز تاکید دارد؟

استاندارد AWS D1.1 به این دلیل فرکانس ۲ تا ۲.۲۵ مگاهرتز را الزامی کرده است که: فرمول محاسباتی (Indication Rating): محاسبات تعیین شدت عیب در AWS (فرمول \(D=A-B-C\)) بر اساس ویژگی‌های پرتو در این فرکانس طراحی شده است تا اثرات پخش بیش از حد پرتو یا تضعیف نامتعارف در فولادهای ساختمانی کنترل شود.

نفوذ در فولادهای کربنی: این فرکانس توازن بهینه‌ای بین قدرت نفوذ (برای عبور از دانه‌های درشت فولاد ساختمانی) و حساسیت (برای تشخیص عیوب بحرانی) ایجاد می‌کند.

انتخاب زاویه بر اساس ضخامت (Table 6.7 یا ۸.۷) : 
در استاندارد AWS D1.1، برای ضخامت ۳۰ میلی‌متر (که در بازه بیش از ۲۰ تا ۳۸ میلی‌متر قرار می‌گیرد)، استفاده از پراب ۷۰ درجه مجاز و طبق جدول انتخابی، برای اسکن بخش‌های بالایی، میانی و پایینی جوش توصیه شده است. 

AWS D1.1 2025

UT

8.24.4 Straight-Beam Testing of Base Metal.

Calibration for straight-beam testing of base metal shall be made with the search unit applied to Face A of the base metal and performed as follows:

8.24.4.1 Sweep. 

The horizontal sweep shall be adjusted for distance calibration to present the equivalent of at least two plate thicknesses on the display.

8.24.4.2 Sensitivity. 

The sensitivity shall be adjusted at a location free of indications so that the first back reflection from the far side of the plate will be 50% to 75% of full screen height.

8.24.5 Calibration for Angle-Beam Testing.

Calibration for angle-beam testing shall be performed as follows (see Annex G, G2.4 for alternative method).

8.24.5.1 Horizontal Sweep. 

The horizontal sweep shall be adjusted to represent the actual sound-path distance by using the IIW type block or alternative blocks as described in 8.22.1. The distance calibration shall be made using either the 5 in [125 mm] scale or 10 in [250 mm] scale on the display, whichever is appropriate. If, however, the joint configuration or thickness prevents full examination of the weld at either of these settings, the distance calibration shall be made using 15 in or 20 in [400 mm or 500 mm] scale as required. The search unit position is described in 8.27.2.3.

NOTE: The horizontal location of all screen indications is based on the location at which the left side of the trace deflection breaks the horizontal base line.

بر اساس استاندارد AWS D1.1 از سوراخ 1.5 میلیمتری بلوک V1 اکوی ماکزیمم گرفته می شود و سپس ارتفاع آن با دستکاری Gain  به 40 تا 60 درصد صفحه رسانده میشود و دسیبل خوانده شده بعنوان دسیبل مرجع با حرف b یادداشت میشود بعلت تضعیف صوت در قطعه طبق جدول ، 14 یا 20 دسیبل قبل از تست جوش به دسیبل مرجع اضافه میشود شروع به اسکن میکنید در صورت دریافت سیگنال اکو  اگر سیگنال از صفحه بیرون زده بود می توانید ارتفاع آنرا کم کنید ( منظور کم کردن  gain دستگاه ) و سپس  با حرکت مرسوم حداکثر ارتفاع را بگیرید ( البته چک کنید در نوار جوش افتاده شود با اندازه Ra یا فلش جلو در دستگاه ) ارتفاع آنرا به 40 تا 60 درصد صفحه برسانید دسیبل قرائت  شده را بعنوان حرف a یا نشانه عیب یادداشت کنید به یاد داشته باشید عدد Sa یا Sound path را نیز یادداشت کنید چون برای بدست‌ آوردن فاکتور تضعیف یا c مهم است.  بعد از تعیین نرخ عیب یا حرف d به سراغ اندازه گیری طول عیب بروید در حالیکه در ارتفاع 60 قرار دارد به چپ و راست جاروب کنید تا ارتفاع به نصف تقلیل یابد ( کاهش 6 دسیبل ) و از وسط پراب در محل جوش علامت بزنید ..برای اسکن مابقی طول جوش دسیبل دستگاه را به همان عدد b باضافه 14 یا 20 دسیبل قرار دهید ... طبق جدول در استاندارد AWS برای مسیر صوت تا 65 میلیمتر 14 دسیبل به دسیبل دستگاه اضافه میشود.

8.24.5.2 Zero Reference Level. 

The zero reference level sensitivity used for discontinuity evaluation (“b” on the ultrasonic test report, Annex O, Form O–11) shall be attained by adjusting the calibrated gain control (attenuator) of the  discontinuity detector, meeting the requirements of 8.21, so that a maximized horizontal trace deflection (adjusted to horizontal reference line height with calibrated gain control [ attenuator]) results on the display between 40% and 60% screen height, in confonnance with 8.27.2.4

8.27 .2.4 Amplitude or Sensitivity Calibration Procedure. 

The transducer shall be set in position A on the IIW type block (any angle). The maximized signal shall then be adjusted from the 0.060 in [1.59 mm] hole to attain a horizontal reference-line height indication (see Annex G, G2.4 for alternative method). The maximum decibel reading obtained shall be used as the "Reference Level, b" reading on the Test Repo1t sheet (Annex 0, Fom1 0-11) in confonnance with 8.22.1. 

8.25.6.3 Maximum Indication. 

When a discontinuity indication appears on the screen, the maximum attainable indication from the discontinuity shall be adjusted to produce a horizontal reference level trace deflection on the display. This adjustment shall be made with the calibrated gain control (attenuator), and the instrument reading in decibels shall be used as the “Indication Level, a,” for calculating the “Indication Rating, d,” as shown on the test report (Annex O, Form O–11).

8.25.6.4 Attenuation Factor. 

The “Attenuation Factor, (c),” on the test report shall be attained by subtracting 1 in [25 mm] from the sound-path distance and multiplying the remainder by 2 for U.S. Customary Units or by 0.08 for SI Units.
The factor (c) shall be rounded to the closest significant decimal place (0.1). Values less than 0.05 shall be reduced to the lower 0.1 and those of 0.05 or greater increased to the higher 0.1.

8.25.6.5 Indication Rating. 

The “Indication Rating, (d),” in the UT Report, Annex O, Form O–11, represents the algebraic difference in decibels between the indication level and the reference level with correction for attenuation as indicated in the following expressions:

Instruments with gain in dB: a – b – c = d

Instruments with attenuation in dB: b – a – c = d 

The indication rating shall be rounded to the nearest whole number (1 dB) value. Resulting decimal values less than 0.5 dB shall be rounded down and those of 0.5 dB or greater shall be rounded up.

8.25.7 Length of Discontinuities. 

The length of discontinuities shall be determined in conformance with the procedure described in 8.29.2.

هر ناپیوستگی غیرقابل قبولی می بایست همراه با طول و عمق روی قطعه نوشته شود.

8.25.9 Identification of Rejected Area. 

Each unacceptable discontinuity shall be indicated on the weld by a mark directly over the discontinuity for its entire length. The depth from the surface and indication rating shall be noted on nearby base metal.

سرجوش های مردود در تست التراسونیک می بایست با روش های مجاز در بند 7.25 تعمیر شوند و مجدد تست التراسونیک شوند.

8.25.10 Repair. 

Welds found unacceptable by UT shall be repaired by methods allowed by 7.25 of this code. Repaired areas shall be retested ultrasonically with results tabulated on the original form (if available) or additional report forms.

8.29.2 Angle-Beam (Shear) Testing. 

The following procedure shall be used to determine lengths of indications which have dB ratings more serious than for a Class D indication. The length of such indication shall be determined by measuring the distance between the transducer centerline locations where the indication rating amplitude drops 50% (6 dB) below the rating for the applicable discontinuity classification. This length shall be  recorded under “discontinuity length” on the test report. Where warranted by discontinuity amplitude, this procedure shall be repeated to determine the length of Class A, B, and C discontinuities. 

8.27.2 Shear Wave Mode (Transverse)

8.27 .2.1 Index Point. 

The transducer sound entiy point (index point) shall be located or checked by the following procedure:

 
(1) The transducer shall be set in position Don the IIW type block
(2) The transducer shall be moved until the signal from the radius is maximized. The point on the transducer which aligns with the radius line on the calibration block is the point of sound entiy (see Annex G, G2. l for alternative method).

8.27 .2.2 Angle. 

The transducer sound-path angle shall be checked or determined by one of the following procedures:
(1) The transducer shall be set in position B on IIW type block for angles 40° through 60°, or in position C on IIW type block for angles 60° through 70° (see Figure 8.16).
(2) For the selected angle, the ti·ansducer shall be moved back and forth over the line indicative of the transducer angle until the signal from the radius is maximized. The sound entiy point on the transducer shall be compared with the angle mark on the calibration block (tolerance± 2°) (see Annex G, G2.2 for alternative methods).

8.27.2.3 Distance Calibration Procedure. 

The transducer shall be set in position D on an IIW type block (any angle). The instmment shall then be adjusted to attain one indication at 4 in [100 mm on a metric block] and a second indication at 8 in [200 mm on a meti-ic block] or 9 in [225 mm on a metric block] (see Annex G, G2.3 for alternative methods).

8.27 .2.4 Amplitude or Sensitivity Calibration Procedure.

The transducer shall be set in position A on the IIW type block (any angle). The maximized signal shall then be adjusted from the 0.060 in [1.59 mm] hole to attain a horizontal reference-line height indication (see Annex G, G2.4 for alternative method). The maxinmm decibel reading obtained shall be used as the "Reference Level, b" reading on the Test Repo1t sheet (Annex 0, Fom1 0-11) in confonnance with 8.22.1. 

کالیبراسیون دستگاه UT با بلوک V1 و پراب زاویه ای

کالیبراسیون دستگاه UT برای آزمایش قطعه بر اساس AWS D1.1

تمام کالیبراسیون و آزمایش قطعات باید با قرار دادن Reject Control در وضعیت Off انجام گردد.

کالیبراسیون  حساسیت و مسافت می بایست توسط اپراتور UT قبل از اولین جوشی که می خواهد تست شود در محل تست انجام پذیرد ، مگر اینکه Recalibration مورد نیاز باشد.

کالیبراسیون مجدد می بایست بعد از تغییر اپراتورها ، هر حداکثر 2 ساعت یکبار یا زمانیکه مدارالکتریکی به هر نحوی مختل شود ( موارد زیر ) انجام پذیرد :

1- تعویض مبدل یا پراب

2- تعویض باطری

3- تعویض خروجی

4- تعویض کابل پراب

5- قطعی برق

Trusonic ultrasonic

dB increment

Alarm

You can adjust the display range if your measurement in range.

The coarse adjustment from 25, 50, 100, 200, 400, 800, 1600, 3200, 6000 mm. Press the RANGE right again from 50 change to 100,etc. one time change from 25 change to 50, press

هر زمان با فشردن کلید سمت چپ ( منظور enter یا ↲ ) رنج مشاهده شده به 25 میلیمتر برخواهد گشت 

Any time when press the left side ( ↲ ) key,   the range display will return back to the 25 mm, user can press range set another display range .

DAMPING (Probe Matching)

This function serves for matching the probe. You can use it to adjust the damping of the probe’s oscillating circuit and consequently change the height, width and resolution of the echo display

- Low ( 200Ω), this setting has a lower damping effect and produces higher and broader echoes
- High (100Ω), this setting reduces the echo height but mostly also produces narrow echoes with higher resolution
- Select the function DAMP,

- Set the required value by means of ( Down/Up arrow )  key to the right value.

Trusonic ultrasonic

محاسبه ارتفاع ترک توسط زمان پرواز یا time of flight

ارزیابی ارتفاع ترک بر اساس اندازه‌گیری نسبی مسیر فراصوت بین سیگنال‌های نوک ترک و تله گوشه ترک

تکنیک کاهش 6 دسیبل Gain 

Lack of side wall fusion echo in ut

اکوی بلند ، تک ، باریک در محور افقی دستگاه یا time base و اکوی ضعیف در اسکن  از سمت دیگر.

در اسکن چرخشی  یا دورانی اکو به شدت افت میکند ولی در حرکت پراب به حالت جانبی یا به موازات خط جوش ارتفاع اکو تغییر زیادی ندارد.

برای اندازه عمق از تکنیک کاهش 6 دسیبل یا 20 دسیبل و طول از تکنیک کاهش 6 دسیبل استفاده می شود.

 A common procedure is the “6 dB drop technique”, demonstrated in the graphic below, in which the probe is moved from left to right while noting the two points where the maximum reflection that is seen at the middle of the flaw drops to 50% at the edges. The distance between the probe center at each of those two points represents the width of the flaw. Other procedures may use a different amplitude point as the reference.

Sizing Defect 6DB Drop

تکنیک نیم دامنه / افت ۶ دسی‌بل: تکنیک نیم دامنه برای تعیین انتهای یک ناپیوستگی زمانی استفاده می‌شود که طول آن از اندازه کریستال پروب بیشتر باشد. این تکنیک محبوب‌ترین تکنیک برای اندازه‌گیری طول ناپیوستگی است. پس از به حداکثر رساندن نشانگر ناپیوستگی، این سیگنال را روی ارتفاع مناسب [~ ۸۰٪] تنظیم کنید. سپس پروب به سمت راست، موازی با ناپیوستگی یا درز جوش، به صورت مناسب، تا موقعیتی که سیگنال به نصف دامنه تنظیم شده کاهش می‌یابد، حرکت داده می‌شود. نقطه‌ای با یک نشانگر بالای محل ناپیوستگی مربوط به خط مرکزی کریستال پروب علامت‌گذاری می‌شود. با حرکت دادن پروب به سمت چپ، نقطه مشابهی پیدا می‌شود. فاصله بین این دو نقطه، طول ناپیوستگی است. طول ناپیوستگی اندازه‌گیری شده با این تکنیک همیشه منجر به تخمین بیش از حد اندازه واقعی می‌شود. این به این دلیل است که خط نیم شدت در زاویه‌ای نسبت به محور اصلی پرتو [خط مرکزی کریستال] قرار دارد.

تصاویر زیر  برای اندازه گیری طول عیوبی مثل عدم ذوب یا ترک طولی از تکنیک کاهش 6  دسیبل Gain  استفاده کرده (‌ البته کالیبره حساسیت رو بکار نبرده )  . کالیبره مسافت با استفاده از بلوک iiw و انحنای  ۴ اینچی و ۱ اینچی انجام شده که دو اکو دریافت شده و Sound path  یکی بر روی ۴ اینچ با دستکاری Probe Delay و دیگری بر روی ۱۰ اینچ با دستکاری MTLVEL تنظیم شده ( قبل از کالیبره حتما rejection خاموش یا صفر باشد و همینطور Probe delay و Material velocity یا MTLVEL ) . نحوه کالیبره به این صورت انجام شده که بدون اینکه Gate را روی اکوها ببرد  ماکزیمم اکو از شعاع ۴ اینچی را گرفته ( با عقب و جلو‌کردن پراب )  و با دستکاری Probe Delay پای اکو را به عدد ۴ روی محور افقی صفحه رسانده و سپس gain را افزایش داده تا اکوی دوم هم در صفحه بالا بیاد ( بالاترین اکو ) دوباره پراب را کمی حرکت داده تا ماکزیمم را بگیرد و با دستکاری  MTLVEL اکوی دوم را به حدود ۹ اینچ محور افقی رسانده ...  Gate را روی اکوی اول برده پراب را کمی حرکت داده تا به ۴ اینچ برسد سپس Gate را به اکوی دوم برده که همان ۹ اینچ را تقریبا نمایش داده .

در این حالت عدد gain روی 59 است 6dB به gain افزوده ( 65dB ) و شروع به جستجو برای ناپیوستگی کرده. یک سیگنال شارپی دریافت کرده سپس دوباره 6dB کاهش gain داده در همین ارتفاع ماکزیمم  پراب را به سمت چپ حرکت داده تا ارتفاع اکو به نصف برسد از وسط پراب خطی روی جوش ترسیم نموده دوباره پراب را به سمت مخالف حرکت داده اول اکو ماکزیمم میشود سپس دوباره به نصف  تقلیل می یابد در همین حال از وسط پراب دوباره خطی عمود بر  روی جوش می کشیم دو نقطه را بهم متصل می کنیم که طول عیب است.

کالیبره دستگاه UT برای تست قطعه 50 میلیمتری

Leg1 And Leg2 in UT

Straight Probe

کالیبره حساسیت در استاندارد AWS D1.1 و سایزینگ

N6.2.2 Sensitivity Calibration (Standard). The search unit should be placed over the standard reflectors at a minimum of 3 depths to ensure coverage throughout the thickness to be examined in conformance with Figure N.6. The dB values obtained from the maximized indications from each reflector should be recorded. A distance amplitude curve (DAC) should be established or electronic methods used to know the display indication locations which represent the standard reflector at the various thicknesses to be examined.

N9. Weld Discontinuity Sizing and Location Methods

N9.1 Calibration. Calibration should be based upon depth from the smface in confonnance with N6. Discontinuities may be sized with the highest achievable level of accuracy using the methods described in this section; however, the user is reminded that UT, like all other NDT methods, provides relative discontinuity dimensions. Discontinuity orientation and shape, coupled with the limitations of the NDT method, may result in significant variations between relative and actual dimensions.

ارتفاع : ارتفاع ناپیوستگی ( اندازه عمق ) می بایست با استفاده از روش‌های ذیل انجام پذیرد :

- ارتفاع نشانه می بایست با حرکت دادن پراب به سمت یا از ناپیوستگی مطابق با A از شکل 12 به حداکثر برسد.ارتفاع نشانه می بایست به یک مقدار مشخص تنظیم شود ( مثلا 80 درصد از ارتفاع صفحه یا 80%FSH )

- پراب می بایست بطرف ناپیوستگی حرکت داده شود تا ارتفاع نشانه به سرعت و پیوسته به سمت خط پایه شروع به کم شدن نماید. محل لبه جلویی ( چپ ) نشانه در محل B در شکل 12 نسبت به مقیاس خط پایه افقی نمایشگر باید یادداشت شود.

- برای تعیین بعد ارتفاع ناپیوستگی باید اختلاف ریاضی بین B و C بدست آید.

N9.2 Height. The discontinuity height (depth dimension) should be determined using the following methods:

N9.2.1 The indication height should be maximized by moving the search unit to and from the discontinuity in confonnance with A of Figure  N.12. The indication height should be adjusted to a known value (e.g., 80% of full screen height [FSH]).

N9.2.2 The search unit should be moved towards the discontinuity until the indication height begins to drop rapidly and continuously towards the base line. The location of the leading (left) edge of the indication at location B in Figure  N.12 in relation to the display horizontal base line scale should be noted. A 0.10 in [2.5 mm] division scale or metric scale should be used.

N9.2.3 The search unit should be moved away from the discontinuity until the indication height begins to drop rapidly and continuously towards the base line. The location of the leading edge of the indication at location C in Figure 0.12 in relation to the display horizontal base-line scale should be noted.

N9.2.4 The mathematical difference between B and C should be obtained to determine the height dimension of the discontinuity.

طول : 

طول.طول ناپیوستگی می بایست با استفاده از روش‌های های زیر مشخص گردد: 

- جهت گیری ناپیوستگی می بایست با دستکاری پراب برای تعیین صفحه و مسیر قوی ترین نشانه مطابق با شکل 13 مشخص شود.

- پراب می بایست در حالیکه بخشی از نشانه همیشه روی صفحه نمایش قابل مشاهده باشد به یک انتهای ناپیوستگی منتقل شود تا زمانیکه نشانه بطور کامل به خط پایه برسد. سپس پراب باید به سمت ناپیوستگی به عقب حرکت داده شود تا ارتفاع به 50 درصد حداکثر ارتفاع اولیه که در نزدیکی انتها مطابق با B شکل 13 به دست آمده بود، برسد.محل انتهای ناپیوستگی روی سطح اسکن یا روی خط جوش می بایست علامت زده شود . علامت گذاری باید به دقت با خط ریز انجام شود .

- تمام موارد بالا برای سمت مخالف طبق C شکل 13 باید بدانید  انجام شده و مارک گردد.

- طول ناپیوستگی می بایست از اندازه گیری بین دو محل علامت زده شده طبق شکل 13 بدست آید.

N9.3 Length. The discontinuity length should be determined using the following methods:

N9,3.1 The orientation of the discontinuity should be determined by manipulation of the search unit to determine the plane and direction of the strongest indication in conformance with A of Figure N.13.

N9.3.2 The search unit should be moved to one end of the discontinuity while keeping part of the indication visible on the display at all times until the indication drops completely to the base line. The search unit should be moved back towards the discontinuity until the indication height reaches 50% of the maximum height originally obtained near the end in conformance with B of Figure N.13. The location should be marked on the end of the discontinuity on the scanning surface or welded in line with the search unit maximum indication mark. This marking should be performed carefully using a fine-line marking method.  

N9.3.3 The steps above should be repeated for locating the opposite end of the discontinuity in conformance with C of Figure N.13 and should be marked carefully.

N9.3.4 The length of the discontinuity should be obtained by measuring the distance between the two marks in conformance with Figure N.13

Crack dimension in ut

Range :

در تست با پروب های زاویه ای آگاهی از زاویه دقیق پروب، نقطه ایندکس پروب و طول مسیر صوت تا یک نقطه منعکس کننده استاندارد ( sound path ) اهمیت خاصی دارد این کمیت ها بصورت زیر می باشد. 

اگر زاویه واقعی پروب برابر زاویه اسمی آن باشد یعنی مثال پروب 60 درجه شما دقیقا ( بدون خطا ) در زاویه60 درجه باشد،دراین حالت فواصل مذبور را می توان از رابطه زیر به سادگی بدست آورد: که برای بدست آوردن محدوده کاری ضروری می باشند.

اگر می خواهیم ریشه قطعه کاری با ضخامت 20 میلیمتری را با پروب زاویه ای تست کنیم در ابتدا باید محدوده کاری تا ریشه را طبق فرمول زیر بدست آورد:

Sound path=t/Cosθ که مسیر صوت با توجه به مشخصات فوق برای ریشه برابر است با 40 میلیمتر به این منظور که اگر بدنبال عیوب در ریشه جوش هستیم باید محدوده تست بیشتر از 40 میلیمتر باشد تا بتوان عیوب مربوط به ریشه را در صفحه دستگاه مشاهده کرد.حال اگر بدنبال عیوب نزدیک به سطح یا عیوب های سطحی هستیم باید از فرمول زیر برای تعیین  محدوده تست استفاده کرد.

Sound path=2t/Cosθ که مسیر صوت باتوجه به مشخصات فوق برای روئیت عیوب های سطحی برابر است با 80 میلیمتر که می بایست برای مشاهده عیوب های سطحی محدوده تست را بیشتر از یک جهش کامل قرار داد.

در حالت سوم بهتر است که range یا محدوده دستگاه را در هنگام ابتدای تست از لحاظ تجربی برای پروب زاویه ای برابر فرمول زیر قرار داد. 

1.2×(Range=(2t/Cosθ در این فرمول میتوان تمام قسمت قطعه کار را تست کرد اما اگر عیبی یافت شود که عمق آن برابر یا بیشتر از 1.5 برابر اینچ باشد بهتر است که از روش delay برای تعیین دقیق عمق عیب استفاده کرد همانطورکه دراستاندارد AWS D1.1 ANNEX S نیز بیان شده است. 

S6.3 Shear Wave

86.3.1 Depth (Horizontal Sweep). Indications from the selected standard reflectors should be used to cover the maximum depth to be used during examination in conformance with Figure S.7. Accuracy should be within ± 1% to facilitate the most accurate discontinuity height measurement. The delay technique should be used for discontinuities with depth greater than approximately 1.5 in to maximize the most accurate discontinuity depth reading (and discontinuity height) accuracy