راهنمای کامل تست‌های غیر مخرب
تست‌های غیر مخرب (NDT) یک تکنیک ارزیابی روشمند است که مواد، اجزا یا سازه‌ها را بدون ایجاد آسیب بازرسی می‌کند. مزیت اصلی تست‌های غیر مخرب این است که یکپارچگی جسم را حفظ نموده و اختلالات تولید را به حداقل می‌رساند. روش‌های NDT در حفظ کیفیت، امنیت، بهبود عملیات منبع یابی و انطباق در صنایع تولیدی، هوافضا و نفت و گاز حیاتی هستند.
انتخاب NDT تضمین می‌کند که سازمان‌ها به اندازه کافی دارایی‌ها و منابع خود را حفظ کرده و ارزیابی‌های سریع، کارآمد و دقیق ایجاد می‌کنند. نمونه‌های ۱۰۰ فوتی شامل رادیوگرافی، جریان گردابی، مایع نافذ و تست اولتراسونیک است.
تفاوت بین آزمایش مخرب و غیر مخرب
روش‌های آزمایش مخرب و غیر مخرب تکنیک‌های اساسی هستند که صنایع مختلف برای ارزیابی خواص مواد استفاده می‌کنند. درک تفاوت‌های بین این روش‌های تست و مزایای فردی آنها امکان تصمیم‌گیری آگاهانه در خدمات تایید محصول را فراهم می‌کند.
تست مخرب چیست؟
آزمایش مخرب شامل قرار دادن نمونه‌ها در معرض عوامل استرس‌زا فراتر از حد آنها برای اطمینان از اطلاعات دقیق در مورد خواصی مانند استحکام کششی و چقرمگی شکست است.
این روش به دلیل تخریب ضروری مورد، کمتر برای تست اجزای حیاتی مناسب است. نمونه‌هایی از این روش تست شامل تست کشش، ضربه و خستگی است. برخی از صنایعی که از این روش تست استفاده می‌کنند عبارتند از: خودروسازی، مهندسی برق، صنایع دفاعی، شیمیایی و توسعه نرم افزار.
تست‌های غیر مخرب چیست؟
تکنیک‌های NDT ویژگی‌های مواد، ساختارهای داخلی و شرایط سطح را بدون تاثیر بر جسم تجزیه و تحلیل می‌کنند. روش‌های NDT یکپارچگی اجزای ساختاری را ارزیابی می‌کنند، زیرا امکان تشخیص زودهنگام نقص، کاهش زمان خرابی و منجر به عملیات ایمن‌تر را فراهم می‌کنند. به عنوان مثال، یک روش NDT، آزمایش اولتراسونیک، می تواند عیوب داخلی در جوش یا ریخته گری را شناسایی کند و اصالت محصول را افزایش دهد.
مزایای اضافی زیادی برای استفاده از NDT در فرآیند تولید وجود دارد:
- ایمنی محصول و انطباق صنعت را افزایش می‌دهد.
- با صرفه جویی در مواد و نیروی کار، هزینه محصول را به حداقل می‌رساند.
- به لطف محصولات نهایی با کیفیت بالا، شهرت تولید کننده را بهبود می‌بخشد.
- کدها و استانداردهای تست‌های غیر مخرب
- کدها و استانداردهای NDT برای ایجاد یکنواختی و قابلیت اطمینان در ارزیابی یکپارچگی سازه، جدایی ناپذیر از آزمایش هستند. پایبندی به کدها و استانداردهای NDT برای کنترل کیفیت و شناسایی و مدیریت ریسک‌ها ضروری است. در صنایعی که دقت، انطباق و تایید صنعت از اهمیت بالایی برخوردار است، این مقررات یکپارچگی مواد، کیفیت جوش و عملکرد کلی اجزا را تایید می‌کند.
انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME)، انجمن تست و مواد آمریکا (ASTM) و سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO) نهادهای برجسته‌ای هستند که مسئول تدوین کدها و استانداردهای NDT هستند. سایر سازمان‌هایی که در ایجاد کدها و استانداردهای NDT مشارکت دارند عبارتند از:
- موسسه نفت آمریکا
- انجمن آمریکایی تست‌های غیر مخرب
- NAS 410
- CP189
- کمیته فرانسوی مطالعات تست های غیر مخرب.
- انجمن استاندارد کانادا
- هیئت استانداردهای عمومی کانادا
نمونه‌هایی از خدمات مختلف تست‌های غیر مخرب
نمونه‌های تست‌های غیر مخرب را در زیر به همراه جزئیات در مورد موارد استفاده و مزایای آنها کاوش کنید.
خدمات بازرسی جوش
این بازرسی‌ها در چارچوب NDT در مراحل مختلف فرآیند ساخت یا تولید انجام می‌شود. این فرآیند به شناسایی عیوب و اطمینان از انطباق با استانداردهای کیفی مانند AS9102 First Article Inspection برای ارتقای کاهش خطر، عملکرد صحیح و مقرون به صرفه بودن در سازه ها و اجزای جوش داده شده کمک می‌کند.
بازرسی‌های قبل از جوش اطمینان حاصل می‌کند که مواد پایه برای جوشکاری مناسب هستند و شرایط سطح برای اتصالات با کیفیت مناسب است. بازرسی در حین فرآیند پارامترهای جوشکاری را در زمان واقعی نظارت می‌کند تا از عیوب احتمالی جلوگیری نماید. بازرسی پس از جوش، محصول نهایی را از نظر نقص و مطابقت با استانداردهای مشتری ارزیابی می‌کند.
معایب
- کیفیت جوش ضعیف
- خستگی ناشی از خطای انسانی
- عیوب ناشی از تکنیک نادرست و آسیب های محیطی ناشی از دمای زیاد یا استفاده از مواد ناسازگار.
- روش‌های جوشکاری NDT که این عیوب را تشخیص می‌دهند شامل تست نفوذ مایع، بازرسی ذرات مغناطیسی، آزمایش اولتراسونیک، رادیوگرافی و آزمایش جریان گردابی است.
تست مایع نافذ
به عنوان آزمایش نفوذ رنگ شناخته می‌شود، آزمایش نفوذ مایع (PT) یک روش تست‌های غیر مخرب است که عیوب شکستن سطح در مواد مختلف را تشخیص می‌دهد. صنایعی مانند تولید، هوافضا، خودروسازی و ساختمان سازی از این تکنیک به دلیل قدرت آن در شناسایی ناپیوستگی های باز به سطح یک شی یا ماده استفاده می‌کنند.
اصل PT مایع حول عملکرد مویرگی یک مایع نافذ به عیوب می‌چرخد که در غیر این صورت ممکن است با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نباشد. فرآیند شامل این مراحل است:
سطح مواد تمیز می شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ آلاینده ای در بازرسی دخالت نمی کند.
یک مایع نافذ بر روی سطح اعمال می شود و برای مدت معینی باقی می ماند. سپس، ماده نافذ اضافی حذف می شود.
یک توسعه دهنده، معمولاً پودر متضاد سفید، برای بیرون کشیدن ماده نافذ از نقص احتمالی استفاده می شود.
توسعه دهنده به صورت بصری نافذ و پس زمینه را در تضاد قرار می دهد و نشانه ها را آشکارتر می کند.
انواع مختلفی از تست نفوذ وجود دارد. تست نافذ رنگ مرئی و نافذ فلورسنت. هر دو نیاز به نور دارند.
مزایا
تست نفوذ مایع را می توان در مراحل مختلف ساخت قطعات، نگهداری و کنترل کیفیت انجام داد. برای بازرسی قطعات با هندسه پیچیده یا اجزای مواد غیر مغناطیسی مفید است.
صنایع برای تشخیص عیوب احتمالی در جوش، ریخته گری، آهنگری، قطعات ماشینکاری شده و حتی اجزای در حین کار که یکپارچگی سطح بسیار مهم است، به PT مایع متکی هستند. آزمایش منظم نفوذ مایع به افزایش ایمنی و تضمین انطباق با استانداردهای کیفیت کمک می کند.
تست نفوذ مایع نیز به شرح زیر است:
بسیار حساس به عیوب ریز.
سازگار با طیف گسترده ای از مواد.
مقرون به صرفه.
زمانی ایده آل است که نتایج سریع و حداقل راه اندازی تجهیزات مورد نیاز باشد.
غیر خطرناک برای محیط زیست.
قادر به بازرسی مواد آهنی و غیر آهنی.
قادر به شناسایی عیوب احتمالی در مناطق صعب العبور.
قابل استفاده در بازرسی های حین خدمت
بازرسی ذرات مغناطیسی
این روش تست عیوب سطحی و نزدیک به سطح را در مواد فرومغناطیسی مانند آهن و فولاد شناسایی می کند. بازرسی ذرات مغناطیسی (MP) بر اصل نشت شار مغناطیسی تکیه دارد و در صنایع تولید، هوافضا، خودرو و نفت و گاز کاربرد دارد. در طی این فرآیند، ماده آزمایش مغناطیسی می شود و یک میدان مغناطیسی درون ماده ایجاد می کند. اگر عیوب مانند ترک، لپ یا تخلخل وجود داشته باشد، خطوط شار مغناطیسی یک اختلال را نشان می‌دهند که باعث تجمع ذرات در محل نقص می‌شود.
تست MP اغلب در بازرسی های جوشکاری، کنترل کیفیت اجزای ساخته شده، بازرسی تعمیر و نگهداری ماشین آلات در حین خدمت و ارزیابی زیرساخت که قطعات در معرض تنش مکانیکی و تغییرات دما هستند رایج است. به دلیل دقت آن در تشخیص عیوب احتمالی روی یا زیر سطح، بازرسی MP یک ابزار تست ضروری برای اجزای حیاتی ایمنی است که در آن یکپارچگی سطح حیاتی است.
مزایا
این روش بازرسی سریع، حساسیت به عیوب و مزایای امنیتی بیشتر را ارائه می دهد و آن را به ابزاری ضروری برای اطمینان از یکپارچگی اجزای حیاتی تبدیل می کند. بازرسی MP همچنین به شما امکان می دهد:
با یک فرآیند سریع و ساده تست کنید.
نتایج فوری بگیرید.
عیوب سطح و نزدیک به سطح را ببینید.
بازرسی را برای استفاده در کارگاه ها یا در محل انتقال دهید.
اجسام بزرگ یا کوچک را بررسی کنید.
از پیش تمیز کردن دقیق خودداری کنید.
صرفه جویی در هزینه ها، زیرا یکی از مقرون به صرفه ترین روش های تست است.
تست اولتراسونیک
تست اولتراسونیک (UT) روشی است که از امواج صوتی با فرکانس بالا برای بررسی یکپارچگی، یکنواختی و خواص مواد استفاده می کند. این یک روش NDT ترجیحی به دلیل دقت و تطبیق پذیری آن در تشخیص عیوب، اندازه گیری ضخامت مواد، شناسایی ناهنجاری های مواد، تایید یکپارچگی اجزا و مشخص کردن مواد مختلف است.
التراسونیک موج محض / آرایه فازی
امواج خالص پالس کوتاه امکان تشخیص عیوب موازی با سطح ماده را فراهم می کند. این تکنیک برای بازرسی جوش و سایر اجزای حیاتی مفید است. آزمایش آرایه فازی اولتراسونیک از چندین پروب تست اولتراسونیک در زوایای کنترل الکترونیکی ۴۵ درجه، ۷۰ درجه و ۶۰ درجه برای بهبود دقت تشخیص نقص و اندازه استفاده می کند. این روش تست برای هندسه های پیچیده و در انجام بازرسی های جوشکاری سودمند است.
ضخامت اولتراسونیک
این اندازه گیری یک موج صوتی را از طریق یک جزء ارسال می کند و زمان بازتاب موج را اندازه گیری می کند. این روش با محاسبه کاهش ضخامت، خوردگی یا فرسایش را در سطوح مواد مانند خطوط لوله یا مخازن تحت فشار ارزیابی می کند. اندازه گیری ضخامت فقط در یک انتها آزمایش ضخامت رنگ، ضخامت پوشش اولتراسونیک و شیشه، پلاستیک، سرامیک و مواد دیگر را ممکن می سازد.
غوطه وری اولتراسونیک
هنگامی که یک جسم در یک محیط مایع، معمولاً آب، غوطه ور می شود، انتقال امواج صوتی را افزایش می دهد و تشخیص نقص در ساختارهای بزرگ مانند پره های توربین یا اجزای هواپیما را بهبود می بخشد. از طریق این روش، تکنسین‌ها هنگام آزمایش اجزای با شکل نامنظم در صنایع هوافضا، خودرو و ساخت، دقت بیشتری در قرائت می‌کنند.
مزایا
روش‌های UT قدرت نفوذ بالایی دارند و امکان تشخیص سریع و دقیق عیوب جزئی را با تعیین دقیق محل نقص فراهم می‌کنند. این روش تست دارای زمان پاسخ سریع است، فقط به دسترسی یک طرفه برای انجام آزمایش نیاز دارد و تشخیص عیب و اندازه گیری ضخامت را فراهم می کند. مزایای دیگر عبارتند از:
عمق نفوذ استثنایی
قابلیت حمل، انعطاف پذیری و تطبیق پذیری
دوستی با محیط زیست
تست رادیوگرافی
این روش که معمولا به عنوان آزمایش اشعه ایکس شناخته می شود، ساختارهای داخلی مواد و محصولات را بررسی می کند. از اشعه ایکس برای تولید تصاویری استفاده می‌کند که نقص، ناهماهنگی یا ناهنجاری‌های درون ماده را نشان می‌دهد. تست رادیوگرافی (RT) در صنایع مختلف مانند تولید، پزشکی، دفاع نظامی، هوافضا، مدیریت زباله و خودرو کاربرد دارد.
RT داده‌های کمی را ارائه می‌دهد که اندازه‌گیری اندازه و مکان نقص را ممکن می‌سازد. این امکان را برای تکرار آزمایش با نتایج ثابت حتی با اپراتورهای مختلف فراهم می کند. علاوه بر این، با رادیوگرافی دیجیتال پیشرفته، تصاویر به سرعت برداشت می‌شوند و می‌توان آنها را برای تجسم بهتر بهبود بخشید. این روند بازرسی را ساده می کند و تصمیم گیری به موقع را تسهیل می کند.
مزایا
ماهیت آزمایش رادیوگرافی آن را به ابزاری حیاتی برای اطمینان از کیفیت و دقت در تولید مدرن و فراتر از آن تبدیل می کند. دقت، سرعت و تطبیق پذیری این روش آزمایش به آن اجازه می دهد تا بر روی مواد مختلف از فلزات گرفته تا کامپوزیت ها استفاده شود. این نوع تست نیز:
به راحتی اجزای مونتاژ شده را بررسی می کند.
قطعات داخلی را جداسازی و بازرسی می کند.
به حداقل آماده سازی سطح نیاز دارد.
همراه با پرونده فرآیند دائمی معاینه است.
عیوب داخلی در ساختارهای پیچیده را تأیید می کند.
یک سطح بزرگ را در یک زمان بازرسی می کند.
آزمایش جریان گردابی
با استفاده از تست الکترومغناطیسی، این تست می تواند عیوب ریز را تشخیص دهد. در این روش، پروب های الکترونیکی از طول لوله ها یا سطح یک جزء عبور می کنند. جریان گردابی، پدیده‌ای که در سال ۱۸۲۴ کشف شد، در جهت معکوس جریانی است که توسط کاوشگر به یک ماده رسانا فشار می‌آورد. معمولاً برای بازرسی اجزای هواپیما از نظر ترک، اندازه گیری ضخامت پوشش های غیر آهنی، شناسایی خوردگی در مبدل های حرارتی و بررسی جوش در خطوط لوله استفاده می شود.
تست جریان گردابی (ET) سه نوع پروب را برای استفاده در طول آزمایش ارائه می دهد. اینها شامل کاوشگرهای داخلی برای آزمایش در حین کار لوله‌های تبادل حرارتی، پروب‌های احاطه‌کننده برای ارزیابی میله‌ها و لوله‌ها در طول فرآیند تولید، و کاوشگرهای سطحی برای تشخیص ترک‌ها در صفحات، تمایز مواد، تعیین کمیت ضخامت دیواره و پوشش و تعیین عمق مورد است.
این تکنیک همچنین برای بازرسی مواد رسانای الکتریکی مانند آلومینیوم، مس و فولاد مناسب است. سایر صنایعی که از این روش آزمایش استفاده می کنند عبارتند از: تولید انرژی هسته ای یا برق، پتروشیمی، حمل و نقل و تولید. کسب‌وکارها زمانی که نیاز به تشخیص سریع و دقیق عیب دارند، دسترسی به هر دو طرف یک قطعه محدود است، و نقص‌ها جزئی، کم عمق یا ظریف در زیر پوشش سطح هستند، به آزمایش جریان گردابی روی می‌آورند.
ET این مزایا را ارائه می دهد:
نتایج قابل اعتماد به دلیل حساسیت پروب
پاسخ آنی
زمان آماده سازی کوتاه
سرعت اسکن بالا به ۱۰ متر در ثانیه می رسد
قابلیت اتوماسیون برای آزمایش قطعات یکنواخت مانند چرخ یا لوله دیگ
تفسیر و گزارش تست‌های غیر مخرب
فرآیندهای NDT تنها زمانی کامل می شوند که مستندسازی مناسب و گزارش نتایج به نتیجه برسد. پس از انجام تکنیک های NDT، تجزیه و تحلیل داده ها به دنبال ناهنجاری ها، نقص ها یا بی نظمی ها می گردد. این فرآیند شامل شناسایی شاخص‌هایی مانند ترک‌ها، حفره‌ها یا انکلوژن‌ها و ارزیابی اهمیت آنها بر اساس کدها و استانداردهای NDT است. این تجزیه و تحلیل نیاز به درک عمیقی از خواص مواد، روش های آزمایش و مشخصه یابی نقص دارد.
یک گزارش واضح و دقیق، فرآیند بازرسی، یافته‌ها و نتیجه‌گیری را خلاصه می‌کند. سایر نکات ضروری که باید در پرونده باشد عبارتند از تاریخ بازرسی، تجهیزات مورد استفاده و پارامترهای مربوطه. هر شاخصی با عبارات دقیق، با ویژگی های ابعادی، مشخصات مکان و طبقه بندی بر اساس شدت، توصیف می شود.
در نهایت، این گزارش اطلاعات متنی مرتبط مانند مشخصات مواد و شرایط خدمات را یکپارچه می کند. بسته به ارزیابی نشانه های شناسایی شده، توصیه هایی برای اقدامات بعدی مانند تعمیرات، فواصل بازرسی مجدد یا تعویض قطعات ارائه شده است.
به طور کلی، نکات زیر باید در گزارش نهایی تست‌های غیر مخرب وجود داشته باشد:
- حوزه کاربردی پرسنل
- کالیبراسیون ابزار
- روش تست
- متغیرهای ضروری
- نتایج آزمون
- نقشه نشانه‌ها
