آزمایش مایعات نافذ چیست: 5 مرحله تست مایعات نافذ


آزمایش مایعات نافذ چیست:  5 مرحله تست مایعات نافذ

یکی از روش های بازرسی جوش و عیب یابی عیوب سطحی روش تست مایعات نافذ یا به اختصار تست PT  یا Penetrant Testing  می باشد.همانطور که می دانیم امروزه با صنعتی شدن جوامع، فرآیند جوشکاری نیز رشد چشمگیری داشته است.پیاده سازی تست مایعات نافذ در شش مرحله صورت می پذیرد که در مقاله پیش رو به همه این مراحل و ویژگی انواع مایعات نافذ می پردازیم.


1 – تمیز کاری

سطح مورد نظر را باید کاملاً تمیز کرد و هرگونه عوامل مزاحم و زائد از قبیل آلودگی، چربی، گریس و روغن، جرقه جوش، پوسته اکسیدی و … را باید از سطح پاک کرد.برای تمیز کردن سطح، می توان از روش های متنوع به طور مجزا و یا همزمان استفاده کرد.انتخاب روش به جنس ماده قطعه، نوع آلودگی سطح و تعداد قطعاتی که باید بازرسی شوند بستگی خواهد داشت.


2- اعمال مایع نافذ

بعد از مرحله تمیزکاری سطحی، باید مایع نافذ را بر روی سطح قرار داد که این عمل را می توان با توجه به امکانات و یا شرایط قطعه به وسیله اسپری کردن، غوطه وری در مخزن مایع نافذ و یا به وسیله فرچه رنگ انجام داد.مایع نافذ (Penetrant) سطح موردنظر را می پوشاند و بر اثر خاصیت مویینگی، مایع نافذ به درون ترکها نفوذ می کند.


ویژگی های مایعات نافذ

امروزه برای ساختن مایع نافذ باید به نکات مهمی توجه شود که از آن جمله به موارد زیر می توان اشاره کرد:

  • مایع نافذ باید از قابلیت نفوذ در نقایص و عیوب کاملا ریز سطحی و همچنین دیگر مجاری سطح قطعه برخوردار باشند.
  • مایع نافذ باید قابلیت تر کنندگی خوبی داشته و بتواند لایه ای پیوسته در روی سطح ایجاد نماید، به علاوه باید قادر باشد در مدت معینی به درون منافذ و عیوب سطحی کشیده شود.
  • مایع نافذ باید قابلیت جاری شدن از مجاری درون قطعه را دارا بوده و در همین حال مقدار بسیار ناچیزی از آن، از درون عیوب بیرون کشیده شود.
  • مایع نافذ می بایست به صورت مایع باقی بماند و زود خشک نشود.
  • مایع نافذ باید به سادگی از سطح قطعه شسته شده و در عین حال مقداری از آن که به درون عیوب وارد شده، نباید تحت تأثیر قرار گیرد.
  • مایع نافذ نباید برای قطعه مورد بازرسی و بازرس ضرر داشته باشد.
  • بدبو نباشد که منجر به عجله و بی دقتی شخص آزمایش کننده شود.
  • ارزان قیمت باشد

دو نوع کلی مایعات نافذ

نوع ۱: مایع نافذ فلورسنت

نوع ۲: مایع نافذ مرئی

استفاده از ماده نافذ فلورسنتی مشابه ماده نافذ رنگی است با این تفاوت که آزمون در زیر نور ماوراء بنفشی که نور سیاه نامیده می شود، صورت می گیرد.

 

3زمان انتظار مایع نافذ (dwell time)

مایع نافذ اعمال شده میبایست به میزان کافی روی سطح باقی بماند تا حدی که بیشترین مقدار ممکن از مایع نافذ در داخل حفره ها رسوخ نماید.زمان انتظار معمولا به واسطه کارخانجات تولید کننده مواد اعلام می گردد. این زمان در موارد مختلف می تواند بسیار متغیر باشد که معمولاً ۵ تا ۶۰ دقیقه است.برای نمونه در استاندارد BS6443 این زمان ۱۰ دقیقه در نظر گرفته شده است.

 جدول ۲: مدت زمان نفوذ توصیه شده برای دماهای متفاوت


4- پاک کردن مایع نافذ اضافی

بعد از گذشت زمان معین (که بستگی به شرایط سطحی و حساسیت قطعه دارد) باید سطح را از مایع نافذ اضافی پاک کرد.این عمل را عموماً با پارچه آغشته به محلول پاک کننده که توسط شرکت سازنده مایع نافذ توصیه شده، انجام می دهند.همین روش برای مایع نافذ پاک شونده با آب به کار می رود. ولی باید توجه کرد که از اعمال محلول پاک کننده به طور مستقیم بر روی سطح تست خودداری شود.چون احتمال خروج مایع نافذ از درزها و ناپیوستگی های سطحی وجود دارد. و در این صورت آشکارسازی عیب، مختل می شود.  مایع نافذ عموماً قرمز رنگ است.آزمایش مایعات نافذ بر اساس روشی که مایع نافذ پاک می شود به چهار نوع تقسیم بندی می شوند:

  • قابل شستشو با آب (water washable)
  • امولسیون شونده با مشتقات نفتی (post emulsifiable, lipophilic)
  • قابل پاک شدن با حلال (solvent removable)
  • امولسیون شونده با مشتقات آبی  (post emulsifiable, hydrophilic)

در روش اول،

مایع نافذ اضافی را می توان با آب پاک کرد. در این روش مایع نافذ دارای امولسیفایر بوده که باعث می شود با آبکشی از روی قطعه برطرف گردد.

به همین دلیل گاهی به آن مایع نافذ Self-emulsifying هم می گویند.

در روش دوم

، مایع نافذ از محلولهای نفتی است که حتماً جهت پاک شدن می بایست با یک امولسیفایر پایه نفتی واکنش نماید.

مایعات نافذ post emulsifiable معمولا به دو صورت پایه آبی (hydrophilic) و پایه نفتی (lipophilic) عرضه می شوند.

در روش سوم

، برای پاک کردن مایع نافذ اضافی می بایست از حلال استفاده گردد

در روش چهارم

، مایع نافذ از محلولهای آب است که حتماً جهت پاک شدن می بایسبت با یک امولسیفایر پایه ی آبی واکنش نماید.

امولسیفایر (

امولسیون کننده) چیست

هنگامی که امولسیون کننده ها به مایع نافذ قابل امولسیون اعمال می شوند با مایع نافذ ترکیب شده و آن را قابل شستشو با آب می کنند.

معمولا امولسیون کننده نارنجی رنگ است تا با مایع نافذ تمایز رنگ ایجاد نماید.

امولسیون کننده ها می توانند چربی دوست (پایه نفتی) یا آب دوست (پایه آبی) باشند.


5 – اعمال آشکارساز

پس از شستشو و خشک کردن سطح قطعه آن را با لایه نازکی از ماده خاصی به نام ماده ظاهرساز یا ظاهر کننده پوشش می دهند.

این ماده باید بتواند مایع نافذ را که در ترک های قطعه نفوذ کرده به خود جذب کند.

این ماده می تواند به صورت خشک و یا تر باشد.

فرآیند پوشش دهی سطح قطعه با ماده ظاهرساز می تواند به صورتهای مختلفی از قبیل پاششی، غوطه وری و الکترواستاتیکی صورت گیرد.


ویژگیهای ماده آشکارساز

۱ خاصیت جذب کنندگی خوبی داشته باشد.

۲ به راحتی بتوان سطح قطعه را با آن پوشانید.

۳ شامل مواد شیمیایی واکنش زا با قطعه نباشد که خود سبب معیوب شدن قطعه شود.

۴ شامل مواد مضر برای سلامتی شخصی آزمایش کننده نباشد.

۵به راحتی پس از آزمایش قابل برطرف شدن از روی سطح قطعه باشد.

۶ توسط مایع نافذ در مدخل ترک یا ناپیوستگی به راحتی قابلیت خیس شوندگی داشته باشد

انواع مختلف آشکارسازها

بر اساس استاندارد ASM2644 آشکارسازها می توانند در ۶ نوع تولید و عرضه شوند:

1 مواد آشکارساز خشک یا dry powder

2 مواد آشکارساز محلول در آب یا water Soluble

3 مواد آشکارساز ذرات معلق در آبwater suspendable

4 مواد آشکارساز تر غیر آبی nonaqueous

5 استعمال ویژه  Special application


6 – روش آشکارسازی بدون استفاده از آشکارساز (Using no developer):

این روش یکی دیگر از روشهایی است که توسط آن می توان عیوبی که در سطح جوش قرار دارند را مشخص کرد که با مراحل زیر صورت می گیرد.ابتدا تمیز نمودن قطعه – اعمال مایع نافذ دارای دمای تبخیر بالا – توقف جهت نفوذ مایع نافذ – پاک نمودن کامل مایع نافذ از سطح.سپس گرما دادن به قطعه و بالا بردن دمای قطعه – خارج شدن مایع نافذ از درون شیار و پخش شدن بر روی سطح قطعه – آشکار شدن محل های نفوذ مایع در سطح قطعه – مشخص شدن محل های عیوب سطحی

منبع: پایگاه علمی و پژوهشی سیویلیکا

چگونه جوشکاری اهمیت یافت: تاریخچه جوشکاری و تاریخ بازرسی جوش

 

چگونه جوشکاری اهمیت یافت: تاریخچه جوشکاری و تاریخ بازرسی جوش

 

تاریخچه جوشکاری و تاریخ بازرسی جوش

امروزه با صنعتی شدن جوامع، فرآیند جوشکاری نیز رشد چشمگیری داشته است. در این فرآیند، مانند هر فرآیند دیگری ممکن است، طی مراحل عملیاتی عیوبی به وجود آید. در حال حاضر جهت شناسایی عیوب جوش، از روشهای پیشرفته بازرسی استفاده می شود.

 

تاریخچه بازرسی جوش:

قوس برقی در سال ۱۸۰۷ توسط  (Sir Humphrey Davy) کشف شد.

ولی استفاده از آن در اتصال فلزات به یکدیگر، هشتاد سال بعد از این کشف یعنی در سال ۱۸۸۱ اتفاق افتاد.

فردی فرانسوی به نام Baron Auguste de Méritens در این سال توانست با استفاده از قوس برقی و الکترود ذغالی، صفحات نگهدارنده انباره باطری را به هم متصل کند.

بعد از آن یک فرد روسی به نام Nikolay Nikolayevich Benardos با یک میله کربنی که دسته عایق داشت توانست قطعاتی را به هم جوش دهد.

وی در سال ۱۸۸۷ اختراع خود را در انگلستان به ثبت رساند.

این قدیمی ترین اختراع به ثبت رسیده در عرصه جوشکاری دستی قوسی برقی می باشد.

فرایند جوشکاری با الکترود کربنی در سالهای ۱۸۸۰ و ۱۸۹۰ در اروپا و آمریکا رواج داشت

ولی استفاده از ولتاژ زیاد (۱۰۰ تا ۳۰۰ ولت) و آمپر زیاد (۶۰۰ تا ۱۰۰۰ آمپر) در این فرایند و فلز جوش حاصله که به علت ناخالصی های کربنی شکننده بود باعث عدم استقبال از آن در صنعت شد.

روش پودر گچ و روغن به عنوان بازرسی جوش که در اوایل قرن بیستم در صنایع ریلی استفاده می شد. این روش، اولین مورد متصور در استفاده از اصول تست مایعات نافذ برای شناسایی ترکها است.

در روش پودر گچ و روغن، برای تمیزکاری از حلال نفتی استفاده می شد. سپس پودر گچ یا آهک به صورت پوشش استفاده می شد. پودر، مایع را از داخل ترکها جذب نموده و باعث آشکار شدن محل آن ها می شد. به زودی رنگ هم به محلول اضافه شد.

از دهه ۱۹۴۰ برای بازرسی جوش در قطعات، رنگ فلورسنتی یا مرئی نیز به روغن اضافه شد.

در این روش بازرسی جوش تجربه نشان داد که دما و زمان خیساندن مهم است و این شروعی شد برای نگارش دستورالعملهای کتبی و تهیه استاندارد تا نتایج یکنواخت در بازرسی جوش بدست آید.

کاربرد دستورالعملهای کتبی گسترش یافت که با بهره گیری از آن، نتایج یکسان و استانداردی توسط تکنسین های آزمون مایعات نافذ حاصل شود.

بازرس جوش کیست؟

بازرس جوش کسی است که نسبت به تعیین کیفیت جوش، مطابق با کد یا استاندارد، مسئول می باشد.

در اجرای امور مربوط به بازرسی، بازرسین با توجه به سازمانی که در آن مشغول به کار می باشند، ممکن است در شرایط و موقعیتهای مختلفی فعالیت نمایند.

عملکرد کاری بازرسین جوش را می توان به سه گروه کلی دسته بندی نمود:

ناظر (overseer)

متخصص (specialist)

ترکیب ناظر – متخصص

ناظر:

به شخص یا اشخاصی گفته می شود که دامنه مهارتی شان در حدی است که می توانند کارهای مختلفی را مورد بازرسی جوش انجام دهند، گفته می شود.

متخصص:

کسی است که وظیفه ویژه ای را در فرایند بازرسی دارد. متخصص ممکن است زیر نظر یک ناظر و یا مستقل از وی عمل نماید.

متخصص آزمایشات غیر مخرب  (NDT)، نمونه ای از این مقوله دسته بندی بازرسین می باشد.

گاهی اوقات بازرسین، هم به عنوان ناظر و هم به عنوان متخصص، انجام وظیفه می کنند.

چنین افرادی ممکن است هم مسئول کنترل کیفیت جوش و هم مسئول انجام آزمایشات غیر مخرب باشند.

منبع: پایگاه علمی و پژوهشی سیویلیکا

14 کاربرد تست غیر مخرب در بازرسی فنی

 

14 کاربرد تست غیرمخرب در بازرسی فنی

امروزه در رده جهانی برای افزایش بهره وری و ارتقاء کیفیت به منظور پویا کردن صنعت و بکار گیری فناوری های پیشرفته، راه حل های مفید بازرسی به روش تست غیر مخرب (NDT) ارائه شده است.

این راه حل های بازرسی در محصولی نیمه تمام تا محصولی کامل را شامل می شود.

 

1- چرخ های ریخته ای الومینیومی:

چرخ های الومینیومی به عنوان قطعات حائز اهمیت از نظر ایمنی نیاز به بازرسی غیر مخرب (NDT) دارند.

این قطعات را می توان با استفاده از خط تمام خودکار بازرسی اشعه ایکس، بازرسی نمود.

 

2- تشخیص اندازه اجسام پیچیده:

با استفاده از اندازه شناسی سه بعدی با توموگرافی کامپیوتری دقیق،

می توان اندازه های داخلی جسم پیچیده را بطور غیرمخرب انجام داد.

 

3-کنترل کیفیت و خدمات پشتیبانی:

بررسی های خوردگی، نمونه ای از کاربردهای گسترده بروسکوپ های ویدیویی است.

بروسکوپ ها با قطر فوق العاده کوچک و طول کابل مشخص در دسترس هستند

تا برای دیدن و بازرسی داخل قطعه (بدون آن که نیاز به پیاده کردن قطعات باشد) مورد استفاده قرار گیرند.

4- تنش پسماند در قطعات حساس موتور:

برای کمک به تأمین کیفیت بالا برای محصولات تأمین شده و محصولات نهایی، می توان از سیستم های اشعه ایکس تحلیلی، برای تحلیل تنش پسماند استفاده نمود. حوزه های کاربرد تحلیل تنش پسماند با اشعه ایکس شامل تولید سری، بهینه سازی و توسعه اجزاء، همچنین آنالیز خسارت برای ارزیابی تأمین کنندگان می باشد.

 

5- اجزاء الکترونیکی:

برای تحلیل شکست و تضمین کیفیت اجزاء الکترونیکی اتومبیل، از فناوری اشعه ایکس میکروفوکوس استفاده می شود.

خرابی اجزای الکترونیکی در صنعت خودرو اغلب موجب بازدهی نامناسب آنها می شود.

 

6- حوزه نفت و گاز:

فناوری های نوین بازرسی غیر مخرب (NDT)، همه نیازهای بازرسی حوزه نفت و گاز را برآورده می سازند و ضمن بهبود بهره وری و رعایت موارد ایمنی، چالش های این حوزه را حل و فصل می کنند.

 

7- خطوط لوله های زیر دریایی:

برای ارزیابی یکپارچگی حین بهره برداری لوله ها و رایزرها در خطوط لوله زیر دریایی، از دستگاه های رادیوگرافی، جریان گردابی و فراصوتی یا التراسونیک استفاده می شود.

 

8- خط لوله انتقال:

خط لوله انتقال از بالادست تا پایین دست، به محدوده ای از آزمایش و بازرسی محصولات (از لوله سازی تا احداث خط لوله) نیاز دارد تا کیفیت مواد و جوش مورد ارزیابی قرار گیرد. برای این کار، راه حل های آلتراسوینک  و اشعه ایکس سیار دیجیتال و یا فیلمی خودکار پیش بینی شده است. برای بازرسی غیر مخرب (NDT) هنگام بهره برداری، پایش پیوسته با دستگاه های التراسونیک و بازرسی چشمی از راه دور ارائه شده است.

 

9- صنعت پتروشیمی:

تعمیر و نگهداری و مدیریت فرآیند برای بهینه کردن عملیات با رعایت موارد ایمنی در واحدهای پتروشیمی، نیاز ضروری به بازرسی غیر مخرب (NDT) و بازرسی فنی دارند. پایش خوردگی دمای بالا در موقعیت های حساس و لوله کشی ها، مخازن تحت فشار و بازرسی تجهیزات دوار با استفاده از روش های التراسونیک، بازرسی چشمی از راه دور، جریان گردابی، رادیوگرافی دیجیتال و اشعه ایکس انجام می شود.

 

10- حوزه تولید برق:

حوزه تولید برق برای کاربردهای کلیدی انتقال و توزیع انرژی فسیلی، هسته ای و تجدیدپذیر به آزمایش های غیر مخرب نیاز دارد. راه حل های بازرسی غیر مخرب (NDT) و خدمات پشتیبانی با فناوری پیشرفته و مطمئن، به فعالان حوزه تولید برق کمک می کند که بازدهی را به حداکثر برسانند، اتلاف زمان را کاهش دهند و بهره وری را با یکپارچگی مستمر، افزایش دهند.

 

11- حوزه زیرساخت های دولتی و عمومی:

برای کمک به نگهداری زیرساخت های عظیم کشوری، استانی یا شهری و نیازهای امنیتی بسیار تخصصی، از فناوری ها و ابزارهای غیرمخرب پیشرفته استفاده می شود.در تصویرسازی غیرمخرب پیشرفته، طیف وسیعی از توانمندی ها ارائه شده است که به دولت ها در شناسایی و سنجیدن سریع مسائل کمک می کند. این فناوری های پیشرفته غیر مخرب، در محدوده وسیعی از مرزها تا ساختمان ها و پل ها و پژوهش های زیست فناوری کاربرد دارند.

 

12- حوزه نظامی:

سلاح های گرم، توپ ها و خمپاره اندازها، هم قبل از استفاده و هم بعد از استفاده مکرر در میدان، به طور روتین و با استفاده از فناوری های بازرسی چشمی از راه دور، اشعه ایکس دیجیتال، جریان گردابی و التراسونیک بازرسی می شوند.انواع دیگر سلاح های سنگین نظامی مانند تانک ها و زره پوش ها نیز برای بررسی یکپارچگی و مناسب بودن برای سرویس، بازرسی می شوند.برای بازرسی غیر مخرب (NDT) تجهیزات الکترونیکی با قابلیت اعتماد بالای سامانه های پروازی، سلاح های پیشرفته و سامانه های نشانه گیری، از اشعه ایکس میکروفوکوس دو بعدی و سه بعدی استفاده می شود.

 

13- حوزه پژوهش ها و فناوری های پیشرفته:

با توموگرافی کامپیوتری، اطلاعات دقیقی درباره یکپارپگی، شکل و هندسه جسم، چه بیرونی و چه داخلی به دست می آید.

این فناوری با ترکیب راه حل های اندازه گیری و بازرسی، به تحقیق و توسعه سرعت می بخشد و وقت تلف شده را کاهش می دهد.

 

14- تأسیسات بندری و فرودگاهی:

در فرودگاه ها برای بررسی بسته های مشکوک از تجهیزات اشعه ایکس دیجیتالی قابل حمل با کارکرد آسان و سریع استفاده می شود. برای بازرسی داخل حفره ها و بسته بندی ها و آشکارسازی کالای قاچاق و سایر فعالیت های غیر قانونی از تجهیزات بازرسی چشمی از راه دور استفاده می شود.

منبع: پایگاه نشریات تخصصی Magiran