انواع تست غیر مخرب جوش(جوشکاری) لوله

تست جوش غیر مخرب (NDT) یک گروه گسترده‌ای از تکنیک‌های تجزیه و تحلیل است که در صنعت علم و فن آوری به منظور بررسی خواص مواد، جزء و یا سیستم بدون ایجاد آسیب استفاده می‌شود. آزمایش غیر مخرب (NDT) ضروری است تا اطمینان حاصل شود که نقص در جوش در خط مونتاژ قبل از استفاده از آن تشخیص داده می‌شود.روش‌های NDT (تست غیر مخرب) برای بازرسی جوش عبارتند از:

1. بازرسی چشمی – VT
2. تست نفوذ مایع – LT
3. تست ذرات مغناطیسی – MT
4. تست رادیوگرافی – RT
5. تست التراسونیک – UT
6. تست جریان چرخشی – ET (استفاده نشده در بازرسی میدانی)
7. تست انتشار آکوستیک – AET (استفاده نشده در بازرسی میدانی)
8. التراسونیک آرایه فازی – PA
9. زمان پراش –

تست جوش NTD

بازرسی چشمی – VT

بازرسی چشمی  پس از جوشکاری در ارزیابی کیفیت بسیار مفید است، حتی اگر روش‌های ارزیابی دیگری مورد استفاده قرار گیرد. همانطور که جوشکاری پیش می‌رود، نقص‌های سطح مانند ترک‌ها، تخلخل و حفره‌های پر نشده فقط توسط بازرسی‌های چشمی شناسایی می‌شوند، که منجر به تعمیرات یا عدم قبولی کار می‌شود.برای این که بازرسی از معایب سطح امکان پذیر باشد، کثیفی جوش باید تمیز شود. یک ذره بین x 10 در تشخیص خوب شکاف‌ها و سایر خطاها مفید است. همانطور که قبلا اشاره شد، یک بورسكوپ و آینه‌ی دندانپزشکی برای بازرسی داخل مجاری، لوله یا فضاهای محدود استفاده می‌شود.بازرسی چشمی محبوب‌ترین و پر کاربرد‌ترین تکنیک‌های بازرسی غیر مخرب است. جوش‌های تکمیل شده باید مطابق برنامه‌ها و مشخصات مورد بررسی قرار گیرند. متداول‌ترین جوش‌هایی که در این زمینه باید مورد بررسی قرار گیرند، جوش‌های نواری هستند. جوش‌های نواری بر اساس طول ساق جوش طراحی می‌شوند. اگر طول ساق جوش کمتر از ابعاد مشخص شده باشد، نیروی لازم کمتر از آن مقداری است که اتصال برای آن طراحی شده است. همچنین گلوگاه جوش نیز باید بررسی شود.

جزئیات چک کردن قبل از جوشکاری

1. موادی که باید جوش داده شوند و استاندارد‌های مرتبط (ASME، ASTM، و غیره)
2. گواهینامه‌ی صلاحیت جوشکار، نقشه‌ها و اسناد مربوطه
3. تجهیزات جوشکار و الکترودها، شامل سیستم‌های ذخیره و خشک کردن
4. آماده سازی لبه‌ی جوش و زوایای صحیح
5. درزهای اتصال
6. پاک کردن نوار یا حلقه‌ی پشت بند
7. تنظیم و هماهنگی کامل و مناسب
8. رو‌ش‌های جوشکاری در طول جوش دادن

جزئیات چک کردن در طول جوشکاری

1. درجه حرارت پیش گرم و میانی
2. تمیز کردن، تراشیدن، سنگ زنی یا رویه برداری
3. نقص‌های ساختاری و ناپیوستگی
4. ارسال درجه حرارت، زمانی که مشخص شده است

جزئیات چک کردن پس از جوشکاری

1. درستی ابعاد جوشكاري، با استفاده از خط کش یا ابزار اندازه گیری نوار جوش، همانطور كه در بالا نشان داده شده است.
2. سازگاری با طراحی و الزامات روش
3. پذیرش جوش با توجه به ظاهر و کیفیت ساخت
4. وجود هرگونه حفره‌ی پر نشده، تخریب، ترک، روی هم افتادگی
5. ارسال درجه حرارت ، زمانی که مشخص شده است

تست جوش نفوذ مایع – LT  

مراحل تست جوش نفوذ رنگ

1. صفحه دارای شکاف همراه با گریس و خاک
2. صفحه پس از تمیز کردن به وسیله‌ی تمیز کننده
3. صفحه پس از استفاده از نفوذ کننده
4. صفحه پس از پاک کردن نفوذ کننده‌ی اضافی
5. صفحه پس از به کار بردن ظاهر کننده

روش‌های بازرسی نفوذ مایع برای بررسی مواد غیر متخلخل استفاده می‌شوند به خاطر نقص‌هایی که روی سطح ظاهر می‌گردند و نقص‌های سطح با بازرسی نفوذ می‌توانند پیدا شوند. این روش می‌تواند محل انواع مختلفی از ترک‌های مرتبط با شکاف جوشکاری، سنگ زنی، تخلخل یا عدم اتصال بین فلزات را مشخص کند.تجهیزات مورد استفاده در آزمون تست نفوذ مایع قابل حمل هستند: قوطی‌های آئروسل پاک کننده، رنگ، و یک ظاهر کننده. هنگامی که از نفوذ فلورسنت استفاده می شود، یک منبع نور سیاه در محدوده‌ی  36 واحد آنگستروم و یک کلاهک یا منطقه‌ی تاریک مورد نیاز است. کیت بازرسی قابل حمل برای استفاده در این زمینه، برای فروش موجود است.این روش مطابق با ASTM E 165 می باشد. سه نوع نفوذ کننده وجود دارد: آب قابل شستشو، امولسیون و حلال قابل زدودن. اختلاط بین این مواد مجاز نیست. تست نفوذ مایع می‌تواند به سرعت و به راحتی انجام شود؛ هزینه‌ی آن در هر فوت جوش کمتر از هر نوع روش غیر مخرب، به جز بازرسی چشمی است. با این حال، تخلخل سطح و پاکیزگی نامناسب سطح، حساسیت تکنیک بازرسی را کاهش می‌دهد و آلاینده‌هایی مانند آب، روغن و گریس می‌توانند ناپیوستگی‌ها را پر کنند، بنابراین نفوذ کننده وارد نمی شود.در بازرسی نفوذ مایع، هم مرئی و هم فلورسنت، سطح یک ماده با فیلمی از مایع نفوذ کننده پوشش داده می‌شود. مایع می‌تواند به هر شکافی روی سطح نفوذ کند و فیلم اضافی روی سطح برداشته می‌شود.یک ظاهر کننده پس از آن به کار برده می‌شود که نفوذ کننده را از ناپیوستگی به سطح بیرون می‌کشد تا بازرس بتواند شکاف را مشاهده کند. در تجهیزات پتروشیمی، مجاری تحت فشار و لوله کشی، که اغلب از مواد غیر مغناطیسی ساخته شده‌اند، می‌توانند با استفاده از این روش برای شکاف‌های کم عمق و پر منفذ سطح  بازرسی شوند. نشانه‌های ترک‌ها و تخلخل با استفاده از ظاهر کننده‌ی خشک، به سرعت تراوش می کنند.

تست جوش ذرات مغناطیسی – MT

بازرسی ذرات مغناطیسی یک روش غیر مخرب برای آشکار سازی ترک‌ها، درزها، آخال‌ها، شکاف‌ها، تخلخل، عدم هم جوشی و نقایص مشابه در مواد فرومغناطیسی مانند فولاد و برخی از آلیاژهای فولاد ضد زنگ است.اشکال اصلی این است که فقط برای مواد مغناطیسی استفاده می‌شود و برای نقص‌های بسیار کوچک و عمیق مناسب نیست.بزرگ‌ترین نقص از معایب عمیق باید بازرسی شود. نقص‌های زیرین زمانی که شکلی شبیه شکاف داشته باشند، مانند عدم هم جوشی در جوش، به راحتی پیدا می‌شوند.بخشی که باید مورد بازرسی قرار گیرد،با عبور یک جریان الکتریکی با ولتاژ پایین و آمپراژ بالا و یا با قرار گرفتن در یک میدان مغناطیسی، مغناطیسی شده است. قطب‌های الکتریکی در انتهای نقص‌ها شکل می‌گیرند. ذرات ریز مغناطیسی متصل به سطح قطعه، به این قطب‌های الکتریکی جذب می‌شوند. غلظت ذرات دیده می‌شود و نقص مکان یابی می‌گردد.ذرات مغناطیسی به کار رفته برای جوش می‌تواند به صورت یک پودر خشک یا به عنوان یک سوسپانسیون در روغن سبک باشد. ذرات مورد استفاده، ذرات اکسید آهن با اندازه ، شکل، نفوذ پذیری مغناطیسی و قدرت نگهداری مناسب هستند. آنها به این طریق به کار برده می‌شوند.

ذرات خشک: در فرم پودری هستند و ممکن است به رنگ خاکستری، قرمز یا سیاه برای کنتراست حاصل شوند. ذرات مرطوب شامل ذرات معلق در یک روغن نفت سبک یا نفت سفید هستند. این ذرات با استفاده از قوطی‌های آئروسل، فرو بردن، غوطه ور سازی، لرزاننده‌های دستی، اسپری و صفحه نمایش به کار برده می‌شوند.ویژگی هر ذره‌ی مغناطیسی نگهداری یا حفظ یک میدان مغناطیسی پس از برداشتن جریان مغناطیسی است. معمولا یک فلز مغناطیسی با نفوذپذیری بالا، قدرت نگهداری پایین دارد، در حالی که  یک فلز با نفوذ پذیری پایین دارای ضریب پایداری بالا است.فولاد‌های ساختمانی به طور کلی دارای قدرت نگهداری کم هستند. ذرات می‌توانند رنگ شوند و یک پوشش فلورسنت برای مشاهده با نور ماوراء بنفش داشته باشند.

ذرات مرطوب: از طریق تغلیظ یا سوسپانسیون کنترل بهتر ذرات مغناطیسی فراهم می‌شود.روش مرطوب برای بازرسی  ناپیوستگی‌های بسیار کوچک حساسیت بیشتری دارد. این روش مطابق با ASTM E 138، ASTM E 709، MIL-I-6868 و ASME کد بویلر و مخزن تحت فشار می‌باشد، بخش پنج. سطح باید از تمام گریس‌ها، روغن، زنگار پراکنده و یا آب تمیز شود، زیرا چنین موادی با ذرات نشانگر نقص، تداخل پیدا می‌کنند.

تست جوش رادیوگرافی – RT

بازرسی رادیوگرافی یک روش بازرسی غیر مخرب، شامل عکس برداری از وضعیت داخلی یک ماده است. این تصویر با هدایت یک پرتو تابش با طول موج کوتاه (پرتوهای اشعه‌ی ایکس یا پرتو گاما) از میان ماده‌ای که در برابر نور معمولی کدر است، ایجاد می‌شود.ایزوتوپ‌های رادیواکتیو که به طور گسترده  مورد استفاده قرار می‌گیرند،کبالت 60 و ایریدیوم 192 هستند. اشعه‌های گاما که از این ایزوتوپ‌ها منتشر می‌شوند شبیه به اشعه ایکس می‌باشند، با این تفاوت که معمولا دارای طول موج کوتاه‌تر هستند. اشعه‌ی گاما نسبت به اشعه‌ی ایکس با همان  قدرت، به عمق بیشتری نفوذ می‌کند؛ با این حال، زمان پرتودهی به دلیل شدت پایین، به طور قابل توجهی طولانی‌تر است.این تابش فیلمی را نشان می‌دهد که در طرف مخالف ماده قرار گرفته است. هنگامی که فیلم ظاهر می‌شود، (رادیوگرافی نام دارد)، حضور یا عدم حضور نقص‌های داخلی را نشان می‌دهد.انواع مختلف نقص‌های داخلی و شکاف‌ها مانند ترک، تخلخل، عدم هم جوشی و خاکستر به دام افتاده، می‌توانند نشان داده شوند. رادیوگرافی با استفاده از قدرت نفوذ تشعشع داخل یک ماده را نمایان می‌کند. تشعشع از یک منبع از میان یک شی عبور می‌کند و باعث ایجاد تغییر در امولسیون فیلم هنگام ظهور آن می‌شود.

با این وجود محدودیت‌ها عبارتند از هزینه‌های اولیه‌ی بالا، خطرات تابش، تکنسین‌های آموزش دیده و آگاهی از نقص‌های مشخص، به ویژه ترك‌ها و عدم هم جوشی، توجه به جهت گیری درست پرتو تابش (اگر جهت گیری نادرست باشد، نقص‌ها در فیلم ضبط نخواهند شد).همه‌ی تشعشع در جوش نفوذ نمی‌کند. بسته به تراکم و ضخامت جوش و مواد مورد بررسی، مقداری از تشعشع‌ها جذب می‌شوند. تکنیک نامناسب می‌تواند منجر به حساسیت ضعیف، علائم بی ربط یا مشکلات دیگر شود.یک حفره، مانند منفذی در داخل جوش، به فلز اجازه‌ی عبور تشعشع کمتری می‌دهد، به طوری که مقدار جذب شده توسط جوش در منطقه‌ی معیوب متفاوت است. این تغییرات در یک فیلم حساس به تابش ثبت شده و یک تصویر حاکی از وجود نقص را ارائه می‌دهد.این روش مطابق با ASTM E 94، ASTM E 142 و AWS D1.1 است. هم چنین روش ها در MIL-R-11470، MIL-STD-453 و ASME  کد بویلر و مخزن تحت فشار قبلا تعیین شده است، بخش پنج.

تست جوش التراسونیک – UT  

بازرسی التراسونیک یک موجی از انرژی با فرکانس بالای 20000 هرتز است. موج التراسونیک توسط یک مبدل پیزوالکتریک ،که در تماس با نمونه‌ی آزمایشی است، به ماده وارد می‌شود. التراسوند وارد نمونه شده و هنگامی که با یک رابط که می‌تواند یک نقص یا سطح پشتی ماده باشد، برخورد کند، به طرف مبدل منعکس می‌شود.بازرسی التراسونیک در هر نوع اتصال جوش داده شده، هر دو نقص داخلی و سطحی را تشخیص می‌دهد. نقص‌هایی مانند خاکستر‌های گیر افتاده، تخلخل، عدم هم جوشی، عدم نفوذ (نقص های ریشه)، ترک‌های طولی و عرضی می‌توانند شناسایی شوند.علائم نقص می‌تواند بلافاصله بر روی CRT مشاهده شود.این روش مطابق با ASTM E 164 و AWS D1.1 است. این روش‌ها همچنین در ضمیمه U به  ASME کد بویلر و مخزن تحت فشار، بخش هشت، قسمت1 و بخش پنج، قسمت پنج مشخص شده‌اند.

تست جوش جریان چرخشی – ET

الکترومغناطیسی برای تشخیص نقص در مواد رسانا استفاده می‌کند.یک سیم پیچ دایره‌ای که جریان را حمل می‌کند در نزدیکی نمونه‌ی آزمایشی (رسانای الکتریکی) قرار گرفته است. جریان متناوب در سیم پیچ میدان مغناطیسی متغیری ایجاد می‌کند که با نمونه‌ی آزمایشی بر هم کنش داشته و جریان چرخشی را تولید می‌کند.اصطلاح جریان چرخشی (جریان‌های فوکو نیز نامیده می شود) از جریان‌های مشابه دیده شده در آب می‌آید، جایی که نواحی متمرکزی از تلاطم به عنوان اددی‌هایی که موجب بالا آمدن مکرر گرداب‌ها می‌گردند شناخته می‌شوند. هنگامی که جریان متناوب به یک هادی مانند سیم مسی اعمال می‌شود، میدان مغناطیسی در داخل و اطراف آن ایجاد می‌شود.تغییرات در هدایت الکتریکی یا نفوذ پذیری مغناطیسی نمونه‌ی آزمایشی و یا وجود هر گونه اختلال موجب تغییر در جریان چرخشی و تغییر متناظر در فاز و دامنه‌ی جریان اندازه گیری شده می‌شود. این مبنای بازرسی جریان چرخشی استاندارد (سیم پیچ مسطح) است. چند محدودیت وجود دارد، از جمله‌ی آن‌ها: فقط مواد رسانا را می‌توان آزمایش کرد، سطح مواد باید قابل دسترسی باشد، اتمام مواد ممکن است باعث قرائت نادرست شود، عمق نفوذ به مواد محدود است و اختلال‌هایی که موازی با پروب قرار می‌گیرند، ممکن است غیر قابل تشخیص باشند.

تست جوش انتشار آکوستیک –AET

آزمایش انتشار آکوستیک (AET) بر خلاف اکثر تست‌های غیر مخرب (NDT) به طور رایج استفاده نمی‌شود.  AET به سادگی انرژی آزاد شده توسط جسم را می‌پذیرد یا اساسا امواج صوتی ایجاد شده به خاطر حرکت ناگهانی در مواد جامد را آشکار می‌کند. در هر صورت، همچنین می توان منابع را به کوچکی یک حفره‌ی سوزنی یا به بزرگی پیشروی شکاف شکننده‌، آشکار کرد. آزمایشات AE اغلب بر روی سازه‌های در حال عملیات انجام می‌شود، چرا که بارگذاری کافی جهت انتشار عیوب و انتشار آکوستیک را فراهم می‌کند.

التراسونیک آرایه فازی – PA  

آرایه فازی التراسونیک یک روش پیشرفته تست التراسونیک می‌باشدکه دارای کاربردهایی در زمینه‌ی تصویربرداری پزشکی و تست غیر مخرب است. کاربردهای رایج، معاینه‌ی قلب به صورت غیر تهاجمی یا پیدا کردن عیوب مواد ساخته شده مثل جوش‌ها می‌باشند.پروب‌های المنت منفرد (آرایه بدو فاز) که به صورت فنی به عنوان پروب‌های یکپارچه شناخته می‌شوند، یک پرتو را درمسیر ثابت منتشر می‌کند. برای آزمایش یا تحقیق درباره‌ی حجم زیادی از مواد، یک پروب معمولی در حالت کلی باید به صورت فیزیکی چرخانده شود یا برای عبور اشعه از میان منطقه‌ی مورد نظر، حرکت داده شود.

بررسی با آرایه فازی: در بالا، پروب یک سری از پرتوها را برای جوش دادن با صدا منتشر می‌کند. در پایین، نقص در جوش به عنوان نشانگر  قرمز روی صفحه‌ی دستگاه ظاهر می‌شود.پرتو قابل کنترل است، زیرا پروب آرایه فازی از المنت‌های کوچک چندگانه تشکیل شده است، که هر کدام می‌توانند به طور مجزا در یک زمان گیری محاسبه شده‌ی کامپیوتری پالس بدهند. اصطلاح فازی به زمان بندی و اصطلاح آرایه به المنت‌های چندگانه اشاره دارند.

زمان پراش – TOFD 

TOFD در اصل برای اندازه گیری نقص‌های جوشکاری که با دیگر روش‌های التراسونیک شناسایی شده، در نظر گرفته شده بود. این تکنیک در آلمان مورد استفاده قرار گرفت و بعدا اعلام شد که تکنیک TOFD نیز در بازرسی‌های نقایص مختلف استفاده شده است. علاوه بر این، سادگی اصل اسکن آن، کاربرد در بسیاری از اجزای مختلف را ممکن می‌سازد، از جمله هندسه‌های پیچیده مانند نازل‌ها و گره‌ها.

پایان مقاله “آشنایی با تست جوش غیر مخرب”. امیدواریم مورد توجه شما قرار گرفته باشد.