ارزیابی فراصوتی جوش های سر به سر BF لوله های پلی اتیلن HDPE به روش اجزا محدود

لوله ­های پلی اتیلن و به طور ویژه لوله­ های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)، مزیت ­های ویژه ای نسبت به سایر مواد برای لوله­ کشی در کاربردهای مختلف دارند. استفاده از این مواد به دلیل عدم دسترسی به یک روش بازرسی غیرمخرب قابل اطمینان، خصوصا در کاربردهایی، نظیر خطوط لوله گاز، که نیاز به ایمنی بالا دارند، محدودیت ­هایی ایجاد می­ کند. آزمون­های فراصوتی یکی از روش­هایی است که در سال­های اخیر، برای ارزیابی لوله­ها و جوش­های پلی اتیلن مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. با این وجود، استفاده از این آزمون­ها به دلیل پیچیدگی رفتار امواج در پلی اتیلن به عنوان یک ماده ی پلیمری با چالش ­های فراوانی مواجه شده است. استفاده از امواج فراصوتی برای ارزیابی جوش­های BF لوله­ های HDPE به دلیل دو عامل استهلاک بالا و پاشندگی انتشار امواج در این مواد با چالش مواجه می­ شود. در پژوهش حاضر با هدف بررسی امکان استفاده از امواج فراصوتی برای ارزیابی مواد HDPE و جوش­های سر به سر (Butt Fusion) اتصال لوله­های پلی اتیلن، مشخصات و رفتار امواج فراصوتی حجمی در مواد HDPE مورد مطالعه و تحقیق قرار گرفته است. بدین منظور روش اجزا محدود برای شبیه سازی انتشار امواج فراصوتی در لوله ­های HDPE و اتصالات BF این لوله ­ها به کار گرفته شد. تغییرات سرعت و دامنه ی امواج دریافتی جهت شناسایی پاشندگی و استهلاک امواج در HPDE در محدوده ی فرکانسی متداول آزمون ­های فراصوتی ۱-۵MHz اندازه ­گیری شده است. همچنین با مدلسازی عیب عدم ذوب جاسازی شده در جوش BF با طول­های مختلف، حساسیت آزمون در اندازه گیری عیوب موجود در این جوش­ها ارزیابی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که پاشندگی موج طولی با افزایش فرکانس کاهش می ­یابد. اندازه­گیری عیب عدم ذوب با طول­های مختلف نشان داد که خطای اندازه ­گیری با استفاده از فرکانس ۴MHz، به دلیل کاهش پاشندگی امواج فراصوتی، در محدوده ی کمتر از ۱۵% است و حساسیت مناسبی برای ارزیابی اتصال دارد.

کلیدواژه ها:

آزمون فراصوتی ، لوله های پلی اتیلن با چگالی بالا ، جوش های سر به سر ، پاشندگی ، استهلاک