حول مشكلة فحص اللحامات الزاوية باستخدام تقنية TOFD

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة “ سكان السهول المركزية في تاريخ 3 ديسمبر 2016 الساعة 20:32. نطاق السماكات التي يمكن استخدام تقنية TOFD معها هو ≥13 مم. مبدأ عمل تقنية TOFD: تستخدم هذه التقنية جهازين لإرسال واستقبال الإشارات، وهما عبارة عن موجات نبضية ذات نطاق عريض، ويتم ترتيب هذين الجهازين بشكل متماثل بالنسبة لخط وسط اللحام. تُنتج المسبارات المُرسلة حزمًا من الموجات الطولية غير المركزة تصطدم بالقطعة المراد فحصها بزاوية معينة، حيث تنتقل بعض هذه الحزم على طول السطح القريب وتُستقبل بواسطة المسبارات المستقبلة، بينما تنعكس بعض الحزم عن السطح السفلي ثم تُستقبل أيضًا بواسطة المسبارات. يحدد جهاز الاستقبال موقع العيب وارتفاعه من خلال استقبال إشارات الانكسار الصادرة من طرف العيب والفروق الزمنية المرتبطة بها. المزايا: أ) يمكن لعملية المسح الواحدة أن تغطي تقريبًا كامل منطقة اللحام (باستثناء المناطق المخفية في السطحين العلوي والسفلي)، مما يسمح بتحقيق سرعة فحص عالية جدًا ； ب) يجب أن تكون الجودة ممتازة، مع معدل كشف عالٍ للعيوب في منتصف اللحام ； ج) القدرة على اكتشاف أنواع مختلفة من العيوب، دون أن يكون هناك تأثير لاتجاه العيوب على ذلك ； د) يمكن التعرف على العيوب الممتدة نحو السطح ； هـ) باستخدام تقنية التصوير بالمسح D، يصبح تحليل العيوب أكثر وضوحًا ； و) التقدير الكمي وتحديد الموقع في الاتجاه العمودي على العيوب دقيقان للغاية، حيث يكون خطأ الدقة أقل من 1 مم ； ز) يكون التأثير في الكشف أفضل عند الجمع بينه وبين طريقة الانعكاس النبضي، مع نسبة تغطية تصل إلى 100% ； محدوديات تقنية TOFD: أ) وجود منطقة عمياء بالقرب من السطح، مما يقلل من موثوقية الكشف في تلك المنطقة. ب) من الصعب تحديد طبيعة العيوب. ج) يتطلب تحليل الصور خبرة كبيرة. د) من الصعب اكتشاف العيوب الأفقية. هـ) من الصعب اكتشاف العيوب في المواد ذات البلورات الكبيرة. و) من الصعب قياس القطع ذات الأشكال الهندسية المعقدة. طريقة الكشف: نظام التصوير بالموجات فوق الصوتية TOFD. 1) موثوقية تقنية TOFD جيدة. نظرًا لأنها تعتمد بشكل أساسي على موجات الانحناء في عملية الكشف، وبما أن إشارات الانحناء لا تتأثر بشعاع الصوت، فإنه يمكن اكتشاف العيوب في أي اتجاه بفعالية، مما يمنح هذه التقنية معدل كشف عالي جدًا للعيوب. التقييم الناتج عن اختبار معدل كشف العيوب في المؤسسات البحثية الأجنبية هو: الفحص اليدوي، 50-70% ； TOFD، 70-90% ； المسح الميكانيكي UT+TOFD، 80-95%. ومن هنا، يتضح أن تقنية الفحص بـ TOFD أكثر موثوقية من تقنية الفحص اليدوي التقليدي. 2) دقة تقنية TOFD الكمية عالية. يتم تحديد كمية العيوب باستخدام تقنية فرق التداخل الشعاعي، وهي دقة أعلى بكثير من الفحص الصوتي التقليدي اليدوي. يُعتقد عمومًا أن الخطأ الكمي في تقنية TOFD بالنسبة للعيوب الخطية أو العيوب ذات المساحة المحددة يكون أقل من 1 مم. عادةً ما يكون خطأ قياس ارتفاع الشقوق وعيوب عدم الالتصاق أقل من بضعة ملليمترات فقط. 3) يتميز فحص TOFD ببساطته وسرعته؛ حيث يمكن إجراء الفحص غير الموازي، وهو الأكثر استخدامًا، بواسطة شخص واحد فقط، كل ما على الجهاز فعله هو التحرك على طول جانبي الوصلة، دون الحاجة إلى إجراء حركات منحنية، مما يجعل كفاءة الفحص عالية وتكلفة التشغيل منخفضة.
4) يحتوي نظام فحص TOFD على أجهزة للفحص الأوتوماتيكي أو شبه الأوتوماتيكي، والتي تسمح بتحديد الموقع النسبي للعيوب مقارنة بالجهاز، كما يمكن تحويل الإشارات الناتجة إلى صور باستخدام أجهزة المعالجة. تُظهر صورة TOFD كمية أكبر بكثير من المعلومات مقارنةً بالعرض من نوع A؛ ففي العرض من نوع A، يمكن للشاشة عرض إشارة واحدة فقط من نوع A، بينما تُظهر صورة TOFD مجموعة كبيرة من إشارات نوع A الخاصة باختبار اللحام. مقارنةً بعرض شكل موجة الإشارة من النوع A، فإن صور TOFD التي تحتوي على معلومات أكثر تساعد في تحديد وتحليل العيوب. 5) أنظمة الكشف بتقنية TOFD المستخدمة حاليًا هي أجهزة رقمية عالية الأداء، وقد تغلبت تمامًا على نقاط الضعف في قدرة أجهزة الكشف بالموجات فوق الصوتية التناظرية وأجهزة الكشف الرقمية البسيطة على تسجيل الإشارات؛ فهي لا تقتصر على تسجيل الإشارات طوال العملية وحفظ البيانات لفترات طويلة، بل تستطيع أيضًا معالجة كميات كبيرة من الإشارات بسرعة عالية. ٦) يمكن استخدام تقنية TOFD ليس فقط في الكشف عن العيوب، بل أيضًا في مراقبة انتشارها، وهي إحدى الطرق الفعالة التي تسمح بقياس نمو الشقوق بدقة. 7) يمكن لتقنية TOFD تحديد موقع عمق العيوب بدقة، كما يمكنها قياس ارتفاع العيوب نفسها.
8) نظرًا لأن إشارات الانكسار الناتجة عن العيوب لا تعتمد على الزاوية، فإن موثوقية ودقة الكشف لا تتأثران بالزاوية. ٩) يتم تحديد مواقع نقاط الحيود بناءً على فروق زمن انتشار إشارات الحيود، ولا يعتمد تحديد المواقع الكمية للعيوب على سعة الإشارة.

من حيث المبدأ، لا يمكن ذلك؛ فـ TOFD في الأساس هو توسع لتقنية الفحص بالموجات فوق الصوتية باستخدام عدة مستشعرات ورقائق، وهو ممتاز في فحص الوصلات المتصلة ببعضها.