شیرهای لولهکشی 【موضوع هفتگی】۱۱-۱۱: انواع آزمایشات غیرمخرب لولهکشی چه هستند؟ (شرکت در آن پاداشدار است)
Thread Content
آخرین بار، این پست توسط «بنبن شوان» در تاریخ ۲۰۱۱-۲-۱۱ ساعت ۰۹:۲۴ ویرایش شد. لطفاً درباره انواع روشهای غیرمخرب برای بررسی لولهها بحث کنید: این روشها چه هستند، ویژگیها، مزایا و معایب هر کدام چیست؟ شرکت در آن پاداشدار است؛ کسانی که بحث عمیقی داشته باشند، با جوایز ویژه تشویق میشوند! (لطفاً از نمونههای واقعی برای توصیف مزایا و معایب استفاده کنید؛ لطفاً مدیران نمرات ویژهای به کسانی که نمونهها را ارائه دادهاند، اختصاص دهند--------بنبن_شوان)
غربالگری با پرتوها، غربالگری با امواج فراصوت، غربالگری با گرد های مغناطیسی، غربالگری با نفوذ مایع و غربالگری با جریانهای گردابی
مزایا اصلی سونوگرافی برای تشخیص نقصها: ① توانایی نفوذ بالا؛ عمق تشخیص میتواند به چند متر برسد； ②حساسیت بالایی دارد و میتواند اجسام بازتابندهای را که توان بازتابش آنها معادل فاصله هوایی با قطر چند دهم میلیمتر است، شناسایی کند ； ③در تعیین جهت، اندازه، شکل و ویژگیهای بازتابندههای داخلی، دقت بالاتری دارد ； ④فقط باید از یک سمت به شیء مورد بررسی نزدیک شد ； ⑤نتایج بررسی نقصها میتواند بلافاصله ارائه شود؛ ⑥ عملکرد آن ایمن است و دستگاه سبک است. معایب اصلی: ① نیاز به عملیات دقیق توسط افراد باتجربه ； خودروی بازرسی با امواج فراصوت ② برای بررسی مواد زبر، نامنظمالشکل، کوچک، نازک یا ناهمگن دشوار است ； ③توصیف کیفی و کمی بسیار دقیق از نقصهای یافتشده همچنان دشوار است. بازرسی با پرتوهای ایکس: روش عکاسی با پرتوهای ایکس میتواند اندازه و شکل نقصهای موجود در داخل قطعات را به صورت مستقیم نشان دهد؛ بنابراین تشخیص ماهیت نقصها آسان میشود. فیلمهای حاصل از این روش میتوانند به عنوان سوابق اولیه برای بررسیهای بیشتر و نگهداری در بلندمدت مورد استفاده قرار گیرند. اما این روش به دلیل هزینه بالای تجهیزاتی مانند فیلمهای اشعه ایکس و سرعت پایین بررسی، تنها برای شناسایی نقصهای حجمی مانند سوراخها، تهنشینیها، کوچک شدن حجم قطعه و شلی ساختار مناسب است؛ در حالی که شناسایی ترکهایی با فاصله بسیار کم و نقصهایی مانند عدم اتصال کامل، همچنین نقصهای لایهبندی در ساختار قطعات فولادی مانند آهنگریها، لولهها و میلهها، در آن دشوار است. علاوه بر این، پرتوها برای بدن مضر هستند و لازم است اقدامات حفاظتی مناسبی انجام شود.
روشهای رایج تشخیص آسیبها بدون خسارت عبارتند از: تشخیص با پرتوهای ایکس، تشخیص با امواج فراصوت، تشخیص با پودرهای مغناطیسی، تشخیص نفوذی، تشخیص با جریانهای القایی، تشخیص با پرتوهای گاما، تشخیص فلورسنت و تشخیص با رنگآمیزی.
ضربهنگاری بدون آسیب، روشی برای بررسی کیفیت سطحی و داخلی قطعات مورد بازرسی است؛ این کار بدون ایجاد آسیب به قطعه یا مواد خام در حالت کاری، انجام میشود. روشهای رایج تشخیص آسیبها بدون خسارت عبارتند از: تشخیص با پرتوهای ایکس، تشخیص با امواج فراصوت، تشخیص با پودرهای مغناطیسی، تشخیص نفوذی، تشخیص با جریانهای القایی، تشخیص با پرتوهای گاما، تشخیص فلورسنت و تشخیص با رنگآمیزی. دستگاههای تشخیص نقص با استفاده از ذرات مغناطیسی، ساده هستند، کار با آنها آسان است، بررسی با آنها سریع انجام میشود و دارای حساسیت بالایی برای تشخیص نقصها هستند؛ بنابراین میتوان از آنها برای شناسایی نقصهای سطحی یا نزدیک به سطح مواد فرآیندپذیر مغناطیسی مانند نیکل، کبالت و آلیاژهای آنها، فولاد کربنی و برخی از فولادهای آلیاژی استفاده کرد ； این روش برای بررسی قطعات با دیوارههای نازک یا ترکهای سطحی در جوشها مناسب است و همچنین میتواند نقصهای ناشی از جوشکاری ناقص را در عمق و اندازههای مشخصی آشکار کند ； اما یافتن منافذ، ذرات ناخالص و نقصهای پنهان در اعماق جوش دشوار است. هنگامی که امواج فراصوت در یک محیط منتشر میشوند، در سطوح تماس مختلف، ویژگی بازتاب را دارند. به عنوان مثال، هنگام برخورد با نقصی، اگر اندازه آن نقص برابر یا بزرگتر از طول موج امواج فراصوت باشد، امواج فراصوت از روی آن نقص بازتاب پیدا میکنند و دستگاه تشخیص نقصها میتواند این امواج بازتابی را نشان دهد ； اگر اندازه نقص حتی کوچکتر از طول موج باشد، امواج صوتی از کنار آن عبور کرده و منعکس نخواهند شد ； جهتگیری امواج خوب است؛ هرچه فرکانس بالاتر باشد، جهتگیری نیز بهتر میشود. امواج در قالب پرتوهای بسیار باریک به داخل محیط تابیده میشوند و این امر تعیین موقعیت نقصها را آسان میکند ； اولتراسوند دارای انرژی انتشاری بالایی است؛ به عنوان مثال، انرژی انتشاری امواج اولتراسوندی با فرکانس ۱ مگاهرتز (۱۰۰ هرتز)، برابر با یک میلیون برابر انرژی امواج صوتی با همان دامنه اما فرکانس ۱۰۰۰ هرتز است. ) I3 g$ B$ }1 E d z9 A- r، روش تشخیص نقص با امواج فراصوت دارای مزایایی مانند حساسیت بالاتر در تشخیص نقصها، زمان کار کوتاهتر، هزینه پایینتر، انعطافپذیری و سهولت استفاده، بازدهی بالا، و عدم آسیب به بدن انسان است ； معایب آن این است که سطح کار باید صاف باشد، نیاز به بازرسان باتجربه برای تشخیص انواع نقصها وجود دارد، و نمیتوان نقصها را به صورت مستقیم مشاهده کرد ； بازرسی با امواج فراصوت برای بررسی قطعات با ضخامت زیاد مناسب است.
ضربهنگاری بدون آسیب، روشی برای بررسی کیفیت سطحی و داخلی قطعات مورد بازرسی است؛ این کار بدون ایجاد آسیب به قطعه یا مواد خام در حالت کاری، انجام میشود. روشهای رایج آزمایش بدون آسیب شامل آزمایش نفوذی (PT) (که شامل آزمایش فلورسانس و رنگی میشود)، آزمایش با ذرات مغناطیسی (MT)، آزمایش با پرتوهای ایکس (RT) و آزمایش با امواج فراصوت (UT) است. آزمایش نفوذی تنها میتواند نقصهای سطحی را بررسی کند ； تشخیص نقصها با استفاده از پودرهای مغناطیسی، قادر به شناسایی نقصهای سطحی و نزدیک به سطح مواد فرآیندپذیر مغناطیسی است؛ در حالی که روشهای تشخیص با پرتوها و امواج فراصوت عمدتاً برای شناسایی نقصهای داخلی استفاده میشوند. به طور کلی، روش تشخیص با پرتوها نسبت به نقصهای حجمی مانند حفرهها، تهنشینیها و جوشهای ناقص، حساسیت بیشتری دارد؛ در حالی که روش تشخیص با امواج فراصوت نسبت به نقصهای سطحی مانند ترکها، حساسیت بیشتری دارد. اما هر دو روش تحت محدودیتهای مربوط به تجهیزات قرار دارند؛ اگر ضخامت دیواره بیشتر از ۱۰۰ میلیمتر باشد، انجام روش تشخیص با پرتوها دشوار خواهد بود، در حالی که روش تشخیص با امواج فراصوت به راحتی قابل اجراست. اما دستگاههای غربالگری با امواج فراصوت مورد استفاده رایج در کشور، همگی نوع پالسی هستند و در تعیین کیفیت و کمیت نقصها، دچار مشکلاتی میشوند. در فرآیند ساخت مخازن تحت فشار، از غربالگری با امواج فراصوت برای شناسایی نقصهای درونی صفحات فلزی استفاده میشود؛ برای شناسایی نقصهای درونی جوشهای رزوهای از روش غربالگری با پرتوها استفاده میگردد و برای بررسی نقصهای سطحی جوشهای زاویهای از روش غربالگری نفوذی بهره گرفته میشود. جدول مقایسهای توانایی روشهای مختلف تشخیص نقص در شناسایی نقصها!
نوع نقص، روش تشخیص: صفحهای، نقطهای، رشتهای، خطی (سطحی)، دایرهای (سطحی)، ترک، اتصال ناقص، جوشکاری ناقص، حفرهها، خاکسترهای مانده، ترکهای سطحی
RT: O یا △، ※، ※
UT: ※، ○، ○
MT: ※، O یا △
PT: O یا △، ※
توجه: ※ به معنای عملکرد خوب است ； ○ بهتر ； △ دشواری
نوع نقص، روش تشخیص: صفحهای، نقطهای، رشتهای، خطی (سطحی)، دایرهای (سطحی)، ترک، اتصال ناقص، جوشکاری ناقص، حفرهها، خاکسترهای مانده، ترکهای سطحی
RT: O یا △، ※، ※
UT: ※، ○، ○
MT: ※، O یا △
PT: O یا △، ※
توجه: ※ به معنای عملکرد خوب است ； ○ بهتر ； △ دشواری
تا جایی که میدانم، دو نوع وجود دارد: ۱. پرتوها: که بر بدن انسان تأثیرات مخربی دارند. با وجود فیلم، در تشخیص نقصهایی مانند منافذ هوا و ناخالصیها که فراتر از استانداردها هستند، بسیار قوی عمل میکند. انگلیسیها نگاه مثبتی به این روش دارند ； ۲. امواج فراصوت: هیچ تشعشعی برای بدن انسان ندارد. بدون فیلم منفی، در تشخیص نقصهایی مانند ترکها و موارد فراتر از استانداردها، بسیار قوی است. اروپاییها نگاه مثبتی نسبت به این روش دارند. ویژگیهای آنها به شرح زیر است: پرتوهای ایکس و گاما نسبت به نقصهای حجمی حساس هستند، اما در کشف نقصهای خطی، بهویژه در صفحات ضخیم مانند نقصهای کوچک ناشی از جوش ناقص یا ترکهای ریز، دچار مشکل میشوند؛ در حالی که امواج فراصوت نسبت به نقصهای خطی حساس هستند، اما تعیین مقدار نقصهای نقطهای برای آنها دشوار است ； رادیوگرافی الزامات زیادی برای سطح قطعه کار ندارد؛ کیفیت جوشکاری از طریق فیلم عکاسی ارزیابی میشود. ویژگی آن، قابلیت درک سریع و تعیین بهسرعت وضعیت قطعه کار برای ذخیرهسازی است، اما تعیین ابعاد در جهت عمق دشوار است. از سوی دیگر، روش غربالگری با اولتراسوند الزامات سختگیرانهتری برای سطح قطعه کار دارد؛ نقصها از طریق الگوهای موجی روی صفحه فلورسنت ارزیابی میشوند. ویژگی آن، توانایی تعیین بهراحتی عمق است، اما درک آن سریع نیست و ذخیرهسازی اطلاعات آن دشوار است؛ تعیین وضعیت قطعه کار نیازمند قضاوت جامع است و افرادی که این کار را انجام میدهند باید دارای صلاحیتهای لازم و مسئولیتپذیری بالایی باشند ； پرتوها برای بدن مضر هستند، بنابراین نیاز به محافظت وجود دارد؛ همچنین مصرف فیلم و داروهای زیادی لازم است و هزینههای آزمایش نیز بالاست. در مقابل، امواج صوتی برای بدن مضر نیستند و هزینههای آزمایش آنها کمتر است ； پرتوها میتوانند مواد با درشتی دانه (مانند جوشهای آستنیتی) را تشخیص دهند، در حالی که تشخیص چنین موادی با امواج فراصوت دشوار است.
آخرین بار، این پست توسط diwu0205 در تاریخ ۲۰۱۱-۲-۱۱ ساعت ۱۱:۰۰ ویرایش شد. پنج روش معمول برای تشخیص نقصها عبارتند از: روش آزمایش با پرتوها، روش آزمایش با امواج فراصوت، روش آزمایش با پودرهای مغناطیسی، روش آزمایش با جریانهای القایی و روش آزمایش با نفوذ. ۱. روش بازرسی با پرتوها: بازرسی با پرتوها، روشی است که از قابلیت نفوذ و خطی بودن پرتوها برای تشخیص نقصها استفاده میکند. اگرچه این پرتوها مانند نور مرئی را نمیتوان با چشم غیرمسلح مستقیماً مشاهده کرد، اما میتوانند فیلم عکاسی را حساس کنند و همچنین با گیرندههای ویژهای دریافت شوند. پرتوهایی که معمولاً برای تشخیص نقصها استفاده میشوند، پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما منتشر شده توسط ایزوتوپها هستند؛ که به ترتیب به عنوان تشخیص نقص با پرتوهای ایکس و تشخیص نقص با پرتوهای گاما شناخته میشوند. هنگامی که این پرتوها از میان یک ماده عبور میکنند، هرچه چگالی آن ماده بیشتر باشد، شدت پرتوها کاهش بیشتری مییابد؛ یعنی توانایی پرتوها برای عبور از آن ماده کمتر میشود. در این هنگام، اگر از فیلم عکاسی برای دریافت نور استفاده شود، حساسیت فیلم کاهش مییابد ； اگر از دستگاهی برای دریافت سیگنال استفاده شود، سیگنال دریافتی ضعیف خواهد بود. بنابراین، هنگام تاباندن پرتوها بر روی قطعاتی که قرار است بررسی شوند، اگر در داخل آنها نقصهایی مانند حفرهها یا لجنها وجود داشته باشد، پرتوها از مسیرهایی که دارای نقص هستند، با چگالی مادهای کمتری عبور میکنند؛ در نتیجه شدت پرتوها کاهش کمتری مییابد، یعنی شدت عبوری پرتوها بیشتر خواهد بود. اگر از فیلم عکاسی برای دریافت این پرتوها استفاده شود، میزان حساسیت فیلم نیز بیشتر خواهد بود و در نتیجه میتوان تصویر سهبعدی نقصها را در جهت عمود بر پرتوها روی فیلم مشاهده کرد ； در صورت استفاده از گیرندههای دیگر نیز، میتوان با این دستگاه، تصویر سطحی نقصها در جهت عمود بر خط پرتو و میزان نفوذ پرتو را مشاهده کرد. بنابراین مشخص میشود که در شرایط عادی، روش آزمایش با پرتوها برای کشف ترکها مناسب نیست؛ یا به عبارت دیگر، این روش نسبت به ترکها حساسیت ندارد. بنابراین، روش تشخیص با پرتوها نسبت به نقصهای حجمی مانند سوراخها، لجنها و جوش نزدن کامل، حساسیت بالاتری دارد. یعنی، روش تشخیص نقص با استفاده از پرتوها برای شناسایی نقصهای حجمی مناسب است، اما برای شناسایی نقصهای سطحی مناسب نیست.
۲. روش تشخیص نقص با استفاده از امواج فراصوت: محدوده فرکانس امواج صوتی که گوش انسان میتواند مستقیماً دریافت کند، معمولاً بین ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز است؛ یعنی فرکانسهای صوتی. امواجی با فرکانس کمتر از ۲۰ هرتز، زیرصوت نامیده میشوند و امواجی با فرکانس بالاتر از ۲۰ کیلوهرتز، فراصوت نامیده میشوند. در صنعت، از امواج فراصوت چند مگاهرتزی برای تشخیص نقصها استفاده میشود. هرچه فرکانس امواج فراصوت بالاتر باشد، خطی بودن انتشار آنها بیشتر میشود؛ همچنین انتشار آنها در مواد جامد آسانتر است و در برخورد با مرز بین دو محیط متفاوت، به راحتی منعکس میشوند. به همین دلیل میتوان از آنها برای تشخیص نقصها استفاده کرد. معمولاً از پروب اولتراسونیک برای برقراری تماس خوب با سطح قطعهی مورد بررسی استفاده میشود؛ این پروب میتواند اولتراسونیکها را به طور مؤثر به سمت قطعه ارسال کند و همچنین اولتراسونیکهای بازتابشده از سطوح دارای نقص را دریافت کند. سپس این اولتراسونیکها به سیگنالهای الکتریکی تبدیل شده و برای پردازش به دستگاه ارسال میشوند. با توجه به سرعت انتشار امواج فراصوت در محیط (که معمولاً سرعت صوت نامیده میشود) و زمان لازم برای انتشار آن، میتوان موقعیت نقصها را مشخص کرد. هرچه نقص بزرگتر باشد، سطح بازتابدهنده نیز بزرگتر میشود و انرژی بازتابی آن نیز بیشتر خواهد بود؛ بنابراین میتوان با توجه به میزان انرژی بازتابی، اندازه هر نقص (معادل آن) را تشخیص داد. الگوهای متداول برای تشخیص نقصها، شامل امواج طولی، امواج عرضی و امواج سطحی است؛ دو نوع اول برای تشخیص نقصهای درونی مناسب هستند، در حالی که نوع سوم برای تشخیص نقصهای سطحی مناسب است، اما الزامات خاصی نسبت به وضعیت سطح دارد. ۳. روش آزمایش با ذرات مغناطیسی: آزمایش با ذرات مغناطیسی، روشی برای تشخیص نقصها است که بر اساس اصل نشت میدان مغناطیسی عمل میکند. هنگامی که خطوط مغناطیسی از میان مواد فرآیندی و محصولات آن عبور میکنند، در نقاط ناپیوستگی (مغناطیسی) آنها، یک میدان مغناطیسی نشتی ایجاد شده و قطبهای مغناطیسی تشکیل میگردند. در این مرحله، با پاشیدن پودر مغناطیسی خشک یا ریختن محلول مغناطیسی، قطبهای مغناطیسی پودر مغناطیسی را جذب کرده و ردپاهای مغناطیسی مشخصی ایجاد میکنند که میتوان آنها را مستقیماً با چشم غیرمسلح مشاهده کرد. بنابراین، میتوان با استفاده از این رد مغناطیسی، وضعیت نقصهای مواد فرآیندپذیر مغناطیسی و محصولات تولیدشده از آنها را نشان داد. روش تشخیص نقص با استفاده از ذرات مغناطیسی، قادر به شناسایی نقصهای بسیار کوچکی است که در سطح قرار دارند و حتی با چشم غیرمسلح یا با کمک ذرهبین نیز قابل مشاهده نیستند؛ همچنین میتواند نقصهایی را که در زیر سطح و در عمق چند میلیمتری آن قرار دارند، نیز شناسایی کند. اگرچه با این روش میتوان نقصهای حجمی مانند منافذ، ناخالصیها و جوشکاری ناقص را نیز شناسایی کرد، اما نسبت به نقصهای سطحی حساسیت بیشتری دارد و برای بررسی ترکهای ناشی از فرآیندهایی مانند خنککاری، رولکردن، آهنگری، ریختهگری، جوشکاری، الکتروپلاسمینگ، سنگزنی و خستگی مناسبتر است. در روشهای تشخیص نقصها با استفاده از میدان مغناطیسی، روشهای مختلفی وجود دارد؛ برخی از آنها از پودر مغناطیسی برای نمایش نقصها استفاده میکنند و برخی دیگر بدون استفاده از پودر مغناطیسی عمل میکنند. روشی که با استفاده از ذرات مغناطیسی انجام میشود، «تشخیص نقص با ذرات مغناطیسی» نامیده میشود؛ به دلیل وضوح نمایش، سادگی در استفاده و محبوبیت آن، یکی از روشهای پرکاربرد محسوب میشود. نیازی به استفاده از پودر مغناطیسی ندارد؛ معمولاً به آن «تشخیص نقصها با روش مغناطیسی» گفته میشود. این روش اغلب از سیمپیچهای القایی، لامپهای حساس به میدان مغناطیسی و سنسورهای هول برای شناسایی نقصها استفاده میکند. این روش نسبت به روش استفاده از پودر مغناطیسی، بهداشتیتر است؛ اما قابلیت مشاهده مستقیم نقصها را ندارد. از آنجایی که در حال حاضر برای تشخیص نقصها در روش غربالگری مغناطیسی، عمدتاً از پودر مغناطیسی استفاده میشود، گاهی اوقات به این روش مستقیماً «غربالگری مغناطیسی» گفته میشود و تجهیزات مورد استفاده در آن نیز «تجهیزات غربالگری مغناطیسی» نامیده میشوند. ۴. روش تشخیص با جریانهای القایی گردابی: در این روش، میدان مغناطیسی متناوبی که توسط جریان متناوب ایجاد میشود، بر روی مواد رسانا که قرار است بررسی شوند، اعمال میگردد؛ در نتیجه جریانهای القایی الکتریکی ایجاد میشوند. اگر در ماده نقصی وجود داشته باشد، آن نقص مانع جریانهای الکترومغناطیسی ایجاد شده میشود؛ یعنی سیگنالهای اختلالزا تولید میگردند. با استفاده از دستگاه تشخیص جریانهای گردابی، سیگنالهای اختلالی آن شناسایی میشوند و در نتیجه میتوان وضعیت نقصها را مشخص کرد. عوامل مؤثر بر جریانهای گردابی بسیار زیاد است؛ یعنی این جریانها حاوی سیگنالهای فراوانی هستند که با عوامل مختلف مربوط به مواد در ارتباطند. تشخیص سیگنالهای مفید از میان این تعداد زیاد سیگنال، چالشی است که پژوهشگران حوزه جریانهای گردابی با آن روبرو هستند. در طول سالها پیشرفتهایی حاصل شده و تحت شرایط خاص میتوان برخی از مشکلات را حل کرد؛ اما این روشها هنوز نمیتوانند نیازهای میدانی را برآورده کنند و نیاز به توسعه بیشتری دارند. ویژگی برجسته روش تشخیص با جریانهای گردابی این است که میتواند بر روی مواد رسانا اثر کند؛ لزوماً نیازی به مواد فرآیندپذیر آهنی نیست، اما عملکرد آن در مواد فرآیندپذیر آهنی ضعیفتر است. دوماً، کیفیت سطح، صافی سطح و وضعیت لبههای قطعه کار مورد بررسی، تأثیر زیادی بر روش تشخیص با جریانهای القایی دارد؛ بنابراین این روش معمولاً برای بررسی قطعات غیرفرآیندی مانند لولههای مسی که شکل منظمی دارند و سطح آنها صاف است، استفاده میشود. ۵. روش آزمایش نفوذی، روش آزمایش نفوذی، روشی است که از پدیده مویرگی برای تشخیص عیبها استفاده میکند. برای قطعاتی که سطحشان صاف و تمیز است، از یک مایع رنگی (معمولاً قرمز) یا فلورسنت با نفوذپذیری بالا، بر روی سطح قطعه مورد بررسی استفاده میشود. اگر روی سطح ترکهای ریزی وجود داشته باشد که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند، به دلیل نفوذپذیری بالای این مایع، آن در امتداد ترکها تا ریشههایشان نفوذ خواهد کرد. سپس محلول نفوذکننده روی سطح شسته میشود و محلول نمایش با کنتراست بالاتر (معمولاً سفید) روی آن اعمال میگردد. پس از قرار دادن برای مدتی، به دلیل باریک بودن ترکها و اثر قابل توجه پدیده مویرگی، مایع نفوذکننده که قبلاً وارد ترکها شده بود، به سمت سطح صعود کرده و گسترش مییابد؛ در نتیجه خطوط قرمز ضخیمی روی زمینه سفید ظاهر میشود که شکل ترکهای درون سطح را نشان میدهد. به همین دلیل، این روش اغلب «تشخیص ترک با رنگآمیزی» نامیده میشود. اگر مایع نفوذکننده، مایعی فلورسنت باشد و مایع در اثر پدیده مویرگی به سطح برسد، تحت تابش لامپ فرابنفش دارای درخشش فلورسنت خواهد شد؛ این امر باعث میشود شکل ترکهایی که در سطح ظاهر شدهاند، بهتر قابل مشاهده باشد. به همین دلیل، روش تشخیص عیوب با استفاده از این مایعات، اغلب به عنوان روش تشخیص فلورسنت نامیده میشود. این روش تشخیص نقص، برای بررسی سطوح فلزی و غیرفلزی نیز قابل استفاده است. محلولهای تشخیص نقص مورد استفاده در آن، بوی قوی دارند و اغلب دارای سمیت میباشند. علاوه بر این پنج روش متداول، در سالهای اخیر روشهای جدیدی مانند استفاده از موجهای مادون قرمز و انتشار صدا نیز برای تشخیص نقصها به کار رفتهاند
۲. روش تشخیص نقص با استفاده از امواج فراصوت: محدوده فرکانس امواج صوتی که گوش انسان میتواند مستقیماً دریافت کند، معمولاً بین ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز است؛ یعنی فرکانسهای صوتی. امواجی با فرکانس کمتر از ۲۰ هرتز، زیرصوت نامیده میشوند و امواجی با فرکانس بالاتر از ۲۰ کیلوهرتز، فراصوت نامیده میشوند. در صنعت، از امواج فراصوت چند مگاهرتزی برای تشخیص نقصها استفاده میشود. هرچه فرکانس امواج فراصوت بالاتر باشد، خطی بودن انتشار آنها بیشتر میشود؛ همچنین انتشار آنها در مواد جامد آسانتر است و در برخورد با مرز بین دو محیط متفاوت، به راحتی منعکس میشوند. به همین دلیل میتوان از آنها برای تشخیص نقصها استفاده کرد. معمولاً از پروب اولتراسونیک برای برقراری تماس خوب با سطح قطعهی مورد بررسی استفاده میشود؛ این پروب میتواند اولتراسونیکها را به طور مؤثر به سمت قطعه ارسال کند و همچنین اولتراسونیکهای بازتابشده از سطوح دارای نقص را دریافت کند. سپس این اولتراسونیکها به سیگنالهای الکتریکی تبدیل شده و برای پردازش به دستگاه ارسال میشوند. با توجه به سرعت انتشار امواج فراصوت در محیط (که معمولاً سرعت صوت نامیده میشود) و زمان لازم برای انتشار آن، میتوان موقعیت نقصها را مشخص کرد. هرچه نقص بزرگتر باشد، سطح بازتابدهنده نیز بزرگتر میشود و انرژی بازتابی آن نیز بیشتر خواهد بود؛ بنابراین میتوان با توجه به میزان انرژی بازتابی، اندازه هر نقص (معادل آن) را تشخیص داد. الگوهای متداول برای تشخیص نقصها، شامل امواج طولی، امواج عرضی و امواج سطحی است؛ دو نوع اول برای تشخیص نقصهای درونی مناسب هستند، در حالی که نوع سوم برای تشخیص نقصهای سطحی مناسب است، اما الزامات خاصی نسبت به وضعیت سطح دارد. ۳. روش آزمایش با ذرات مغناطیسی: آزمایش با ذرات مغناطیسی، روشی برای تشخیص نقصها است که بر اساس اصل نشت میدان مغناطیسی عمل میکند. هنگامی که خطوط مغناطیسی از میان مواد فرآیندی و محصولات آن عبور میکنند، در نقاط ناپیوستگی (مغناطیسی) آنها، یک میدان مغناطیسی نشتی ایجاد شده و قطبهای مغناطیسی تشکیل میگردند. در این مرحله، با پاشیدن پودر مغناطیسی خشک یا ریختن محلول مغناطیسی، قطبهای مغناطیسی پودر مغناطیسی را جذب کرده و ردپاهای مغناطیسی مشخصی ایجاد میکنند که میتوان آنها را مستقیماً با چشم غیرمسلح مشاهده کرد. بنابراین، میتوان با استفاده از این رد مغناطیسی، وضعیت نقصهای مواد فرآیندپذیر مغناطیسی و محصولات تولیدشده از آنها را نشان داد. روش تشخیص نقص با استفاده از ذرات مغناطیسی، قادر به شناسایی نقصهای بسیار کوچکی است که در سطح قرار دارند و حتی با چشم غیرمسلح یا با کمک ذرهبین نیز قابل مشاهده نیستند؛ همچنین میتواند نقصهایی را که در زیر سطح و در عمق چند میلیمتری آن قرار دارند، نیز شناسایی کند. اگرچه با این روش میتوان نقصهای حجمی مانند منافذ، ناخالصیها و جوشکاری ناقص را نیز شناسایی کرد، اما نسبت به نقصهای سطحی حساسیت بیشتری دارد و برای بررسی ترکهای ناشی از فرآیندهایی مانند خنککاری، رولکردن، آهنگری، ریختهگری، جوشکاری، الکتروپلاسمینگ، سنگزنی و خستگی مناسبتر است. در روشهای تشخیص نقصها با استفاده از میدان مغناطیسی، روشهای مختلفی وجود دارد؛ برخی از آنها از پودر مغناطیسی برای نمایش نقصها استفاده میکنند و برخی دیگر بدون استفاده از پودر مغناطیسی عمل میکنند. روشی که با استفاده از ذرات مغناطیسی انجام میشود، «تشخیص نقص با ذرات مغناطیسی» نامیده میشود؛ به دلیل وضوح نمایش، سادگی در استفاده و محبوبیت آن، یکی از روشهای پرکاربرد محسوب میشود. نیازی به استفاده از پودر مغناطیسی ندارد؛ معمولاً به آن «تشخیص نقصها با روش مغناطیسی» گفته میشود. این روش اغلب از سیمپیچهای القایی، لامپهای حساس به میدان مغناطیسی و سنسورهای هول برای شناسایی نقصها استفاده میکند. این روش نسبت به روش استفاده از پودر مغناطیسی، بهداشتیتر است؛ اما قابلیت مشاهده مستقیم نقصها را ندارد. از آنجایی که در حال حاضر برای تشخیص نقصها در روش غربالگری مغناطیسی، عمدتاً از پودر مغناطیسی استفاده میشود، گاهی اوقات به این روش مستقیماً «غربالگری مغناطیسی» گفته میشود و تجهیزات مورد استفاده در آن نیز «تجهیزات غربالگری مغناطیسی» نامیده میشوند. ۴. روش تشخیص با جریانهای القایی گردابی: در این روش، میدان مغناطیسی متناوبی که توسط جریان متناوب ایجاد میشود، بر روی مواد رسانا که قرار است بررسی شوند، اعمال میگردد؛ در نتیجه جریانهای القایی الکتریکی ایجاد میشوند. اگر در ماده نقصی وجود داشته باشد، آن نقص مانع جریانهای الکترومغناطیسی ایجاد شده میشود؛ یعنی سیگنالهای اختلالزا تولید میگردند. با استفاده از دستگاه تشخیص جریانهای گردابی، سیگنالهای اختلالی آن شناسایی میشوند و در نتیجه میتوان وضعیت نقصها را مشخص کرد. عوامل مؤثر بر جریانهای گردابی بسیار زیاد است؛ یعنی این جریانها حاوی سیگنالهای فراوانی هستند که با عوامل مختلف مربوط به مواد در ارتباطند. تشخیص سیگنالهای مفید از میان این تعداد زیاد سیگنال، چالشی است که پژوهشگران حوزه جریانهای گردابی با آن روبرو هستند. در طول سالها پیشرفتهایی حاصل شده و تحت شرایط خاص میتوان برخی از مشکلات را حل کرد؛ اما این روشها هنوز نمیتوانند نیازهای میدانی را برآورده کنند و نیاز به توسعه بیشتری دارند. ویژگی برجسته روش تشخیص با جریانهای گردابی این است که میتواند بر روی مواد رسانا اثر کند؛ لزوماً نیازی به مواد فرآیندپذیر آهنی نیست، اما عملکرد آن در مواد فرآیندپذیر آهنی ضعیفتر است. دوماً، کیفیت سطح، صافی سطح و وضعیت لبههای قطعه کار مورد بررسی، تأثیر زیادی بر روش تشخیص با جریانهای القایی دارد؛ بنابراین این روش معمولاً برای بررسی قطعات غیرفرآیندی مانند لولههای مسی که شکل منظمی دارند و سطح آنها صاف است، استفاده میشود. ۵. روش آزمایش نفوذی، روش آزمایش نفوذی، روشی است که از پدیده مویرگی برای تشخیص عیبها استفاده میکند. برای قطعاتی که سطحشان صاف و تمیز است، از یک مایع رنگی (معمولاً قرمز) یا فلورسنت با نفوذپذیری بالا، بر روی سطح قطعه مورد بررسی استفاده میشود. اگر روی سطح ترکهای ریزی وجود داشته باشد که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند، به دلیل نفوذپذیری بالای این مایع، آن در امتداد ترکها تا ریشههایشان نفوذ خواهد کرد. سپس محلول نفوذکننده روی سطح شسته میشود و محلول نمایش با کنتراست بالاتر (معمولاً سفید) روی آن اعمال میگردد. پس از قرار دادن برای مدتی، به دلیل باریک بودن ترکها و اثر قابل توجه پدیده مویرگی، مایع نفوذکننده که قبلاً وارد ترکها شده بود، به سمت سطح صعود کرده و گسترش مییابد؛ در نتیجه خطوط قرمز ضخیمی روی زمینه سفید ظاهر میشود که شکل ترکهای درون سطح را نشان میدهد. به همین دلیل، این روش اغلب «تشخیص ترک با رنگآمیزی» نامیده میشود. اگر مایع نفوذکننده، مایعی فلورسنت باشد و مایع در اثر پدیده مویرگی به سطح برسد، تحت تابش لامپ فرابنفش دارای درخشش فلورسنت خواهد شد؛ این امر باعث میشود شکل ترکهایی که در سطح ظاهر شدهاند، بهتر قابل مشاهده باشد. به همین دلیل، روش تشخیص عیوب با استفاده از این مایعات، اغلب به عنوان روش تشخیص فلورسنت نامیده میشود. این روش تشخیص نقص، برای بررسی سطوح فلزی و غیرفلزی نیز قابل استفاده است. محلولهای تشخیص نقص مورد استفاده در آن، بوی قوی دارند و اغلب دارای سمیت میباشند. علاوه بر این پنج روش متداول، در سالهای اخیر روشهای جدیدی مانند استفاده از موجهای مادون قرمز و انتشار صدا نیز برای تشخیص نقصها به کار رفتهاند
میخواستم بپرسم آیا میتوان از آزمایشهای نفوذی مانند نفوذ آمونیاک به جای روشهای تشخیص غیرمخرب استفاده کرد؟
آخرین بار این پست توسط sooker در تاریخ ۲۰۱۱-۲-۱۱ ساعت ۱۰:۵۴ ویرایش شد.
الف. روشهای غیرمخرب برای تشخیص نقصها عبارتند از: تشخیص با پرتوهای ایکس، تشخیص با امواج فراصوت، تشخیص با پودرهای مغناطیسی، تشخیص با روش نفوذ، تشخیص با جریانهای القایی، تشخیص با پرتوهای گاما، تشخیص فلورسنت، تشخیص با رنگآمیزی و غیره.
ب. مزایا، معایب و ویژگیها:
۱. روش تشخیص با پرتوها: این روش از قابلیت نفوذ و خطی بودن پرتوها برای تشخیص نقصها استفاده میکند. اگرچه این پرتوهای دستگاههای سونوگرافی مانند نور مرئی را نمیتوان با چشم غیرمسلح مستقیماً مشاهده کرد، اما میتوانند فیلم عکاسی را حساس کنند و همچنین با گیرندههای ویژهای دریافت شوند. پرتوهایی که معمولاً برای تشخیص نقصها استفاده میشوند، پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما منتشر شده توسط ایزوتوپها هستند؛ که به ترتیب به عنوان تشخیص نقص با پرتوهای ایکس و تشخیص نقص با پرتوهای گاما شناخته میشوند. هنگامی که این پرتوها از میان یک ماده عبور میکنند، هرچه چگالی آن ماده بیشتر باشد، شدت پرتوها کاهش بیشتری مییابد؛ یعنی توانایی پرتوها برای عبور از آن ماده کمتر میشود. در این هنگام، اگر از فیلم عکاسی برای دریافت نور استفاده شود، حساسیت فیلم کاهش مییابد ； اگر از دستگاهی برای دریافت سیگنال استفاده شود، سیگنال دریافتی ضعیف خواهد بود. بنابراین، هنگامی که دستگاه اسکن فراصوت با پرتوها قطعاتی را که قرار است بررسی شوند، روشن میکند، اگر در داخل آنها نقصهایی مانند حفرهها یا لجنها وجود داشته باشد، پرتوها از مسیرهایی که دارای نقص هستند، با چگالی مادهای بسیار کمتری عبور میکنند؛ در نتیجه شدت پرتوها کاهش کمتری مییابد، یعنی شدت عبوری پرتوها بیشتر خواهد بود. اگر از فیلم عکاسی برای دریافت این پرتوها استفاده شود، میزان حساسیت فیلم نیز بیشتر خواهد بود و در نتیجه میتوان تصویری از سطح قطعه که عمود بر جهت پرتوها است، روی فیلم به دست آورد ； در صورت استفاده از گیرندههای دیگر نیز، میتوان با این دستگاه، تصویر سطحی نقصها در جهت عمود بر خط پرتو و میزان نفوذ پرتو را مشاهده کرد. بنابراین مشخص میشود که در شرایط عادی، روش آزمایش با پرتوها برای کشف ترکها مناسب نیست؛ یا به عبارت دیگر، این روش نسبت به ترکها حساسیت ندارد. بنابراین، روش تشخیص با پرتوها نسبت به نقصهای حجمی مانند سوراخها، لجنها و جوش نزدن کامل، حساسیت بالاتری دارد. یعنی، روش تشخیص با پرتوها برای شناسایی نقصهای حجمی مناسب است، اما برای شناسایی نقصهای سطحی مناسب نیست. ۲. روش تشخیص نقص با امواج فراصوت: محدوده فرکانس امواج صوتی که گوش انسان میتواند مستقیماً دریافت کند، معمولاً بین ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز است؛ یعنی محدوده فرکانسهای صوتی. امواجی با فرکانس کمتر از ۲۰ هرتز، آکوستیک زیرصوتی نامیده میشوند؛ در حالی که امواجی با فرکانس بالاتر از ۲۰ کیلوهرتز، امواج فراصوتی نامیده میشوند. در صنعت، از امواج فراصوت چند مگاهرتزی برای تشخیص نقصها استفاده میشود. هرچه فرکانس امواج فراصوت بالاتر باشد، خطی بودن انتشار آنها بیشتر میشود؛ همچنین انتشار آنها در مواد جامد آسانتر است. علاوه بر این، وقتی با مرز تشکیل شده توسط دو محیط مختلف در دستگاههای تشخیص نقص با امواج فراصوت روبرو میشوند، به راحتی منعکس میشوند؛ بنابراین میتوان از آنها برای تشخیص نقصها استفاده کرد. معمولاً از پروب اولتراسونیک برای برقراری تماس خوب با سطح قطعهی مورد بررسی استفاده میشود؛ این پروب میتواند اولتراسوندها را به طور مؤثر به سمت قطعه ارسال کند و همچنین اولتراسوندهایی که از سطح دارای نقص منعکس میشوند را دریافت کرده و آنها را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل کند. سپس دستگاه تشخیص اولتراسونیک، این سیگنالها را برای پردازش به دستگاه اصلی ارسال میکند. با توجه به سرعت انتشار امواج فراصوت در محیط (که معمولاً سرعت صوت نامیده میشود) و زمان لازم برای انتشار آن، میتوان موقعیت نقصها را مشخص کرد. هرچه نقص بزرگتر باشد، سطح بازتابدهنده نیز بزرگتر میشود و انرژی بازتابی آن نیز بیشتر خواهد بود؛ بنابراین میتوان با توجه به میزان انرژی بازتابی، اندازه هر نقص (معادل آن) را تشخیص داد. الگوهای متداول برای تشخیص نقصها، شامل امواج طولی، امواج عرضی و امواج سطحی هستند؛ دو نوع اول برای تشخیص نقصهای درونی مناسب هستند، در حالی که دستگاههای استفاده شده برای تشخیص نقصها با امواج فراصوت، برای تشخیص نقصهای سطحی مناسباند؛ اما این دستگاهها نیازمند شرایط خاصی برای سطح مورد بررسی هستند. ۳. روش آزمایش با ذرات مغناطیسی: آزمایش با ذرات مغناطیسی، روشی برای تشخیص نقصها است که بر اساس اصل نشت میدان مغناطیسی عمل میکند. هنگامی که خطوط مغناطیسی از میان مواد فرآیندی و محصولات آن عبور میکنند، در نقاط ناپیوستگی (مغناطیسی) آنها، یک میدان مغناطیسی نشتی ایجاد شده و قطبهای مغناطیسی تشکیل میگردند. در این مرحله، با پاشیدن پودر مغناطیسی خشک یا ریختن محلول مغناطیسی، قطبهای مغناطیسی پودر مغناطیسی را جذب کرده و ردپاهای مغناطیسی مشخصی ایجاد میکنند که میتوان آنها را مستقیماً با چشم غیرمسلح مشاهده کرد. بنابراین، میتوان با استفاده از این رد مغناطیسی، وضعیت نقصهای مواد فرآیندپذیر مغناطیسی و محصولات تولیدشده از آنها را نشان داد. روش تشخیص نقص با استفاده از ذرات مغناطیسی، قادر به شناسایی نقصهای بسیار کوچکی است که در سطح قرار دارند و حتی با چشم غیرمسلح یا با کمک ذرهبین نیز قابل مشاهده نیستند؛ همچنین میتواند نقصهایی را که در زیر سطح و در عمق چند میلیمتری آن قرار دارند، نیز شناسایی کند. اگرچه با این روش میتوان نقصهای حجمی مانند منافذ، ناخالصیها و جوشکاری ناقص را نیز شناسایی کرد، اما نسبت به نقصهای سطحی حساسیت بیشتری دارد و برای بررسی ترکهای ناشی از فرآیندهایی مانند خنککاری، رولکردن، آهنگری، ریختهگری، جوشکاری، الکتروپلاسمینگ، سنگزنی و خستگی مناسبتر است. در روشهای تشخیص نقصها با استفاده از میدان مغناطیسی، روشهای مختلفی وجود دارد؛ برخی از آنها از پودر مغناطیسی برای نمایش نقصها استفاده میکنند و برخی دیگر بدون استفاده از پودر مغناطیسی عمل میکنند. روشی که با استفاده از ذرات مغناطیسی انجام میشود، «تشخیص نقص با ذرات مغناطیسی» نامیده میشود؛ به دلیل وضوح نمایش، سادگی در استفاده و محبوبیت آن، یکی از روشهای پرکاربرد محسوب میشود. نیازی به استفاده از پودر مغناطیسی ندارد؛ معمولاً به آن «تشخیص نقصها با روش مغناطیسی» گفته میشود. این روش اغلب از سیمپیچهای القایی، لامپهای حساس به میدان مغناطیسی و سنسورهای هول برای شناسایی نقصها استفاده میکند. این روش نسبت به روش استفاده از پودر مغناطیسی، بهداشتیتر است؛ اما قابلیت مشاهده مستقیم نقصها را ندارد. از آنجایی که در حال حاضر برای تشخیص نقصها در روش غربالگری مغناطیسی، عمدتاً از پودر مغناطیسی استفاده میشود، گاهی اوقات به این روش مستقیماً «غربالگری مغناطیسی» گفته میشود و تجهیزات مورد استفاده در آن نیز «تجهیزات غربالگری مغناطیسی» نامیده میشوند. ۴. روش آزمایش نفوذی: آزمایش نفوذی، روشی برای تشخیص نقصها است که از پدیده مویرگی برای این منظور استفاده میشود. برای قطعاتی که سطحشان صاف و تمیز است، از یک دستگاه غربالگری با امواج فراصوت رنگی (معمولاً قرمز) یا مایعی فلورسنت و با نفوذپذیری بالا، بر روی سطح قطعه مورد بررسی استفاده میشود. اگر روی سطح ترکهای ریزی وجود داشته باشد که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند، به دلیل نفوذپذیری بالای این مایع، آن در امتداد ترکها تا ریشههایشان نفوذ خواهد کرد. سپس محلول نفوذکننده روی سطح شسته میشود و دستگاه آواشومتر، محلول نمایش با کنتراست بالاتری (معمولاً سفید) روی آن میزند. پس از قرار دادن برای مدتی، به دلیل باریک بودن ترکها و اثر قابل توجه پدیده مویرگی، مایع نفوذکننده که قبلاً وارد ترکها شده بود، به سمت سطح صعود کرده و گسترش مییابد؛ در نتیجه خطوط قرمز ضخیمی روی زمینه سفید ظاهر میشود که شکل ترکهای درون سطح را نشان میدهد. به همین دلیل، این روش اغلب «تشخیص ترک با رنگآمیزی» نامیده میشود. اگر مایع نفوذکننده، مایعی فلورسنت باشد و مایع در اثر پدیده مویرگی به سطح برسد، تحت تابش لامپ فرابنفش فلورسانس نشان خواهد داد؛ در نتیجه، دستگاه غربالگری با امواج فراصوت میتواند شکل ترکهایی که در سطح قرار دارند را بهتر نشان دهد. به همین دلیل، غربالگری نفوذی در این حالت اغلب به عنوان غربالگری فلورسنت نیز شناخته میشود. این روش تشخیص نقص، برای بررسی سطوح فلزی و غیرفلزی نیز قابل استفاده است. محلولهای تشخیص نقص مورد استفاده در آن، بوی قوی دارند و اغلب دارای سمیت میباشند. ۵. روش تشخیص نقص با جریانهای القایی: در این روش، میدان مغناطیسی متناوبی که توسط جریان متناوب ایجاد میشود، بر روی مواد رسانا که قرار است بررسی شوند، اعمال میگردد؛ در نتیجه جریانهای القایی ایجاد میشوند. دستگاه سونوگرافی، در صورت وجود نقص در ماده، موجب اختلال در جریانهای الکترومغناطیسی تولید شده میشود؛ یعنی سیگنالهای اختلالی ایجاد میگردد. با استفاده از دستگاه تشخیص جریانهای گردابی، سیگنالهای اختلالی آن شناسایی میشوند و در نتیجه میتوان وضعیت نقصها را مشخص کرد. عوامل مؤثر بر جریانهای گردابی بسیار زیاد است؛ یعنی این جریانها حاوی سیگنالهای فراوانی هستند که با عوامل مختلف مربوط به مواد در ارتباطند. تشخیص سیگنالهای مفید از میان این تعداد زیاد سیگنال، چالشی است که پژوهشگران حوزه جریانهای گردابی با آن روبرو هستند. در طول سالها پیشرفتهایی حاصل شده و تحت شرایط خاص میتوان برخی از مشکلات را حل کرد؛ اما این روشها هنوز نمیتوانند نیازهای میدانی را برآورده کنند و نیاز به توسعه بیشتری دارند. ویژگی برجسته دستگاه تشخیص نقص با امواج فراصوت گردابی این است که میتواند روی مواد رسانای الکتریسیته عمل کند؛ لازم نیست که آن مواد مغناطیسی باشند. اما عملکرد آن در مواد مغناطیسی ضعیفتر است. دوماً، کیفیت سطح، صافی سطح و وضعیت لبههای قطعه کار مورد بررسی، تأثیر زیادی بر روش تشخیص با جریانهای القایی دارد؛ بنابراین این روش معمولاً برای بررسی قطعات غیرفرآیندی مانند لولههای مسی که شکل منظمی دارند و سطح آنها صاف است، استفاده میشود. ۶. پرتو گاما، امواج الکترومغناطیسی است که توسط ایزوتوپهای رادیواکتیو در هنگام شکستن طبیعی ساطع میشود. منابع پرتوهای مورد استفاده در آزمایشهای بدون آسیب عمدتاً شامل ۶۰Co (کبالت)، ۱۳۷Cs (سزیم)، ۱۹۲Ir (ایریدیوم)، ۱۷۰Tm (تمزیوم) و غیره هستند. طول موج پرتو گاما کوتاهتر از پرتو ایکس است؛ بنابراین توانایی نفوذ به مواد را بیشتری دارد و دستگاه آن کوچک بوده، که برای آزمایش در مناطق خارج از شهر مناسب است. امواج صوتی با فرکانس بالا میتوانند برای تشخیص نقصهای فلزات استفاده شوند، زیرا طول موج این امواج کوتاه است و حتی در برخورد با نقصهای کوچک نیز به خوبی منعکس میشوند ； امواج صوتی با فرکانس بالا، قدرت تشخیص فاصله را خوب دارند و وضوح تشخیص نقصها نیز بالاست ； امواج صوتی با فرکانس بالا، دارای جهتگیری خوبی هستند و میتوانند پرتوهای باریکی تشکیل دهند. ۷. روش تشخیص با استفاده از رنگهای فلورسنت: در این روش، ماده نفوذکننده حاوی رنگدانههای فلورسنت به درون ترکهای کوچک سطح قطعه کار نفوذ میکند؛ پس از شستشو، ماده جذبکننده روی سطح اعمال میشود تا روغن فلورسنت موجود در نقاط دارای نقص به سطح خارج شود. در نور لامپ فرابنفش، لکهها یا خطوطی به رنگ زرد-سبز ظاهر میشوند و این امر به تشخیص و ارزیابی نقصها کمک میکند. تشخیص با روش فلورسانس باید جزو روشهای تشخیص با نفوذ مایعات محسوب شود. تشخیص فلورسنت برای بررسی نقصهای سطح قطعات استفاده میشود. میتوان فلزات با خواص مغناطیسی و غیرمغناطیسی را بررسی کرد، همچنین مواد غیرفلزی نیز قابل بررسی هستند. اصل تشخیص نقص: با استفاده از ویژگی تولید نور توسط مواد فلورسنت در معرض نور فرابنفش، این مواد روی سطح قطعات پوشانده میشوند تا با کمک نور فلورسنت، نقصهای سطحی قطعات شناسایی گردند. ۸. روش تشخیص آسیبها با رنگآمیزی: آزمایش تشخیص آسیبها با رنگآمیزی، روشی غیرتخریبی برای شناسایی آسیبهای سطحی مانند ترکهایی است که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند. نوعی مایع، که رنگدهنده بر روی سطح ماده پاشیده میشود. رنگدهنده وارد نواحی آسیبدیده میشود. پس از قرار دادن برای مدتی، رنگدانههای روی سطح را شستشو دهید. روی سطحی که پاک شده است، ماده توسعهدهنده را بمالید؛ در نتیجه، نقاط آسیبدیده به دلیل نفوذ رنگدانهها در آنها، به وضوح قابل مشاهده خواهند بود. این نقاط، نقاط راهنما نامیده میشوند. در استانداردهای پذیرش، مشخص میشود که چه نقاط راهنمایی قابل قبول هستند و چه نقاط (آسیبدیده) قابل قبول نیستند. آزمون تشخیص رنگی عمدتاً برای لایه جوشکاری، نقاط جوش و منطقه تحت تأثیر حرارت استفاده میشود.
الف. روشهای غیرمخرب برای تشخیص نقصها عبارتند از: تشخیص با پرتوهای ایکس، تشخیص با امواج فراصوت، تشخیص با پودرهای مغناطیسی، تشخیص با روش نفوذ، تشخیص با جریانهای القایی، تشخیص با پرتوهای گاما، تشخیص فلورسنت، تشخیص با رنگآمیزی و غیره.
ب. مزایا، معایب و ویژگیها:
۱. روش تشخیص با پرتوها: این روش از قابلیت نفوذ و خطی بودن پرتوها برای تشخیص نقصها استفاده میکند. اگرچه این پرتوهای دستگاههای سونوگرافی مانند نور مرئی را نمیتوان با چشم غیرمسلح مستقیماً مشاهده کرد، اما میتوانند فیلم عکاسی را حساس کنند و همچنین با گیرندههای ویژهای دریافت شوند. پرتوهایی که معمولاً برای تشخیص نقصها استفاده میشوند، پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما منتشر شده توسط ایزوتوپها هستند؛ که به ترتیب به عنوان تشخیص نقص با پرتوهای ایکس و تشخیص نقص با پرتوهای گاما شناخته میشوند. هنگامی که این پرتوها از میان یک ماده عبور میکنند، هرچه چگالی آن ماده بیشتر باشد، شدت پرتوها کاهش بیشتری مییابد؛ یعنی توانایی پرتوها برای عبور از آن ماده کمتر میشود. در این هنگام، اگر از فیلم عکاسی برای دریافت نور استفاده شود، حساسیت فیلم کاهش مییابد ； اگر از دستگاهی برای دریافت سیگنال استفاده شود، سیگنال دریافتی ضعیف خواهد بود. بنابراین، هنگامی که دستگاه اسکن فراصوت با پرتوها قطعاتی را که قرار است بررسی شوند، روشن میکند، اگر در داخل آنها نقصهایی مانند حفرهها یا لجنها وجود داشته باشد، پرتوها از مسیرهایی که دارای نقص هستند، با چگالی مادهای بسیار کمتری عبور میکنند؛ در نتیجه شدت پرتوها کاهش کمتری مییابد، یعنی شدت عبوری پرتوها بیشتر خواهد بود. اگر از فیلم عکاسی برای دریافت این پرتوها استفاده شود، میزان حساسیت فیلم نیز بیشتر خواهد بود و در نتیجه میتوان تصویری از سطح قطعه که عمود بر جهت پرتوها است، روی فیلم به دست آورد ； در صورت استفاده از گیرندههای دیگر نیز، میتوان با این دستگاه، تصویر سطحی نقصها در جهت عمود بر خط پرتو و میزان نفوذ پرتو را مشاهده کرد. بنابراین مشخص میشود که در شرایط عادی، روش آزمایش با پرتوها برای کشف ترکها مناسب نیست؛ یا به عبارت دیگر، این روش نسبت به ترکها حساسیت ندارد. بنابراین، روش تشخیص با پرتوها نسبت به نقصهای حجمی مانند سوراخها، لجنها و جوش نزدن کامل، حساسیت بالاتری دارد. یعنی، روش تشخیص با پرتوها برای شناسایی نقصهای حجمی مناسب است، اما برای شناسایی نقصهای سطحی مناسب نیست. ۲. روش تشخیص نقص با امواج فراصوت: محدوده فرکانس امواج صوتی که گوش انسان میتواند مستقیماً دریافت کند، معمولاً بین ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز است؛ یعنی محدوده فرکانسهای صوتی. امواجی با فرکانس کمتر از ۲۰ هرتز، آکوستیک زیرصوتی نامیده میشوند؛ در حالی که امواجی با فرکانس بالاتر از ۲۰ کیلوهرتز، امواج فراصوتی نامیده میشوند. در صنعت، از امواج فراصوت چند مگاهرتزی برای تشخیص نقصها استفاده میشود. هرچه فرکانس امواج فراصوت بالاتر باشد، خطی بودن انتشار آنها بیشتر میشود؛ همچنین انتشار آنها در مواد جامد آسانتر است. علاوه بر این، وقتی با مرز تشکیل شده توسط دو محیط مختلف در دستگاههای تشخیص نقص با امواج فراصوت روبرو میشوند، به راحتی منعکس میشوند؛ بنابراین میتوان از آنها برای تشخیص نقصها استفاده کرد. معمولاً از پروب اولتراسونیک برای برقراری تماس خوب با سطح قطعهی مورد بررسی استفاده میشود؛ این پروب میتواند اولتراسوندها را به طور مؤثر به سمت قطعه ارسال کند و همچنین اولتراسوندهایی که از سطح دارای نقص منعکس میشوند را دریافت کرده و آنها را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل کند. سپس دستگاه تشخیص اولتراسونیک، این سیگنالها را برای پردازش به دستگاه اصلی ارسال میکند. با توجه به سرعت انتشار امواج فراصوت در محیط (که معمولاً سرعت صوت نامیده میشود) و زمان لازم برای انتشار آن، میتوان موقعیت نقصها را مشخص کرد. هرچه نقص بزرگتر باشد، سطح بازتابدهنده نیز بزرگتر میشود و انرژی بازتابی آن نیز بیشتر خواهد بود؛ بنابراین میتوان با توجه به میزان انرژی بازتابی، اندازه هر نقص (معادل آن) را تشخیص داد. الگوهای متداول برای تشخیص نقصها، شامل امواج طولی، امواج عرضی و امواج سطحی هستند؛ دو نوع اول برای تشخیص نقصهای درونی مناسب هستند، در حالی که دستگاههای استفاده شده برای تشخیص نقصها با امواج فراصوت، برای تشخیص نقصهای سطحی مناسباند؛ اما این دستگاهها نیازمند شرایط خاصی برای سطح مورد بررسی هستند. ۳. روش آزمایش با ذرات مغناطیسی: آزمایش با ذرات مغناطیسی، روشی برای تشخیص نقصها است که بر اساس اصل نشت میدان مغناطیسی عمل میکند. هنگامی که خطوط مغناطیسی از میان مواد فرآیندی و محصولات آن عبور میکنند، در نقاط ناپیوستگی (مغناطیسی) آنها، یک میدان مغناطیسی نشتی ایجاد شده و قطبهای مغناطیسی تشکیل میگردند. در این مرحله، با پاشیدن پودر مغناطیسی خشک یا ریختن محلول مغناطیسی، قطبهای مغناطیسی پودر مغناطیسی را جذب کرده و ردپاهای مغناطیسی مشخصی ایجاد میکنند که میتوان آنها را مستقیماً با چشم غیرمسلح مشاهده کرد. بنابراین، میتوان با استفاده از این رد مغناطیسی، وضعیت نقصهای مواد فرآیندپذیر مغناطیسی و محصولات تولیدشده از آنها را نشان داد. روش تشخیص نقص با استفاده از ذرات مغناطیسی، قادر به شناسایی نقصهای بسیار کوچکی است که در سطح قرار دارند و حتی با چشم غیرمسلح یا با کمک ذرهبین نیز قابل مشاهده نیستند؛ همچنین میتواند نقصهایی را که در زیر سطح و در عمق چند میلیمتری آن قرار دارند، نیز شناسایی کند. اگرچه با این روش میتوان نقصهای حجمی مانند منافذ، ناخالصیها و جوشکاری ناقص را نیز شناسایی کرد، اما نسبت به نقصهای سطحی حساسیت بیشتری دارد و برای بررسی ترکهای ناشی از فرآیندهایی مانند خنککاری، رولکردن، آهنگری، ریختهگری، جوشکاری، الکتروپلاسمینگ، سنگزنی و خستگی مناسبتر است. در روشهای تشخیص نقصها با استفاده از میدان مغناطیسی، روشهای مختلفی وجود دارد؛ برخی از آنها از پودر مغناطیسی برای نمایش نقصها استفاده میکنند و برخی دیگر بدون استفاده از پودر مغناطیسی عمل میکنند. روشی که با استفاده از ذرات مغناطیسی انجام میشود، «تشخیص نقص با ذرات مغناطیسی» نامیده میشود؛ به دلیل وضوح نمایش، سادگی در استفاده و محبوبیت آن، یکی از روشهای پرکاربرد محسوب میشود. نیازی به استفاده از پودر مغناطیسی ندارد؛ معمولاً به آن «تشخیص نقصها با روش مغناطیسی» گفته میشود. این روش اغلب از سیمپیچهای القایی، لامپهای حساس به میدان مغناطیسی و سنسورهای هول برای شناسایی نقصها استفاده میکند. این روش نسبت به روش استفاده از پودر مغناطیسی، بهداشتیتر است؛ اما قابلیت مشاهده مستقیم نقصها را ندارد. از آنجایی که در حال حاضر برای تشخیص نقصها در روش غربالگری مغناطیسی، عمدتاً از پودر مغناطیسی استفاده میشود، گاهی اوقات به این روش مستقیماً «غربالگری مغناطیسی» گفته میشود و تجهیزات مورد استفاده در آن نیز «تجهیزات غربالگری مغناطیسی» نامیده میشوند. ۴. روش آزمایش نفوذی: آزمایش نفوذی، روشی برای تشخیص نقصها است که از پدیده مویرگی برای این منظور استفاده میشود. برای قطعاتی که سطحشان صاف و تمیز است، از یک دستگاه غربالگری با امواج فراصوت رنگی (معمولاً قرمز) یا مایعی فلورسنت و با نفوذپذیری بالا، بر روی سطح قطعه مورد بررسی استفاده میشود. اگر روی سطح ترکهای ریزی وجود داشته باشد که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند، به دلیل نفوذپذیری بالای این مایع، آن در امتداد ترکها تا ریشههایشان نفوذ خواهد کرد. سپس محلول نفوذکننده روی سطح شسته میشود و دستگاه آواشومتر، محلول نمایش با کنتراست بالاتری (معمولاً سفید) روی آن میزند. پس از قرار دادن برای مدتی، به دلیل باریک بودن ترکها و اثر قابل توجه پدیده مویرگی، مایع نفوذکننده که قبلاً وارد ترکها شده بود، به سمت سطح صعود کرده و گسترش مییابد؛ در نتیجه خطوط قرمز ضخیمی روی زمینه سفید ظاهر میشود که شکل ترکهای درون سطح را نشان میدهد. به همین دلیل، این روش اغلب «تشخیص ترک با رنگآمیزی» نامیده میشود. اگر مایع نفوذکننده، مایعی فلورسنت باشد و مایع در اثر پدیده مویرگی به سطح برسد، تحت تابش لامپ فرابنفش فلورسانس نشان خواهد داد؛ در نتیجه، دستگاه غربالگری با امواج فراصوت میتواند شکل ترکهایی که در سطح قرار دارند را بهتر نشان دهد. به همین دلیل، غربالگری نفوذی در این حالت اغلب به عنوان غربالگری فلورسنت نیز شناخته میشود. این روش تشخیص نقص، برای بررسی سطوح فلزی و غیرفلزی نیز قابل استفاده است. محلولهای تشخیص نقص مورد استفاده در آن، بوی قوی دارند و اغلب دارای سمیت میباشند. ۵. روش تشخیص نقص با جریانهای القایی: در این روش، میدان مغناطیسی متناوبی که توسط جریان متناوب ایجاد میشود، بر روی مواد رسانا که قرار است بررسی شوند، اعمال میگردد؛ در نتیجه جریانهای القایی ایجاد میشوند. دستگاه سونوگرافی، در صورت وجود نقص در ماده، موجب اختلال در جریانهای الکترومغناطیسی تولید شده میشود؛ یعنی سیگنالهای اختلالی ایجاد میگردد. با استفاده از دستگاه تشخیص جریانهای گردابی، سیگنالهای اختلالی آن شناسایی میشوند و در نتیجه میتوان وضعیت نقصها را مشخص کرد. عوامل مؤثر بر جریانهای گردابی بسیار زیاد است؛ یعنی این جریانها حاوی سیگنالهای فراوانی هستند که با عوامل مختلف مربوط به مواد در ارتباطند. تشخیص سیگنالهای مفید از میان این تعداد زیاد سیگنال، چالشی است که پژوهشگران حوزه جریانهای گردابی با آن روبرو هستند. در طول سالها پیشرفتهایی حاصل شده و تحت شرایط خاص میتوان برخی از مشکلات را حل کرد؛ اما این روشها هنوز نمیتوانند نیازهای میدانی را برآورده کنند و نیاز به توسعه بیشتری دارند. ویژگی برجسته دستگاه تشخیص نقص با امواج فراصوت گردابی این است که میتواند روی مواد رسانای الکتریسیته عمل کند؛ لازم نیست که آن مواد مغناطیسی باشند. اما عملکرد آن در مواد مغناطیسی ضعیفتر است. دوماً، کیفیت سطح، صافی سطح و وضعیت لبههای قطعه کار مورد بررسی، تأثیر زیادی بر روش تشخیص با جریانهای القایی دارد؛ بنابراین این روش معمولاً برای بررسی قطعات غیرفرآیندی مانند لولههای مسی که شکل منظمی دارند و سطح آنها صاف است، استفاده میشود. ۶. پرتو گاما، امواج الکترومغناطیسی است که توسط ایزوتوپهای رادیواکتیو در هنگام شکستن طبیعی ساطع میشود. منابع پرتوهای مورد استفاده در آزمایشهای بدون آسیب عمدتاً شامل ۶۰Co (کبالت)، ۱۳۷Cs (سزیم)، ۱۹۲Ir (ایریدیوم)، ۱۷۰Tm (تمزیوم) و غیره هستند. طول موج پرتو گاما کوتاهتر از پرتو ایکس است؛ بنابراین توانایی نفوذ به مواد را بیشتری دارد و دستگاه آن کوچک بوده، که برای آزمایش در مناطق خارج از شهر مناسب است. امواج صوتی با فرکانس بالا میتوانند برای تشخیص نقصهای فلزات استفاده شوند، زیرا طول موج این امواج کوتاه است و حتی در برخورد با نقصهای کوچک نیز به خوبی منعکس میشوند ； امواج صوتی با فرکانس بالا، قدرت تشخیص فاصله را خوب دارند و وضوح تشخیص نقصها نیز بالاست ； امواج صوتی با فرکانس بالا، دارای جهتگیری خوبی هستند و میتوانند پرتوهای باریکی تشکیل دهند. ۷. روش تشخیص با استفاده از رنگهای فلورسنت: در این روش، ماده نفوذکننده حاوی رنگدانههای فلورسنت به درون ترکهای کوچک سطح قطعه کار نفوذ میکند؛ پس از شستشو، ماده جذبکننده روی سطح اعمال میشود تا روغن فلورسنت موجود در نقاط دارای نقص به سطح خارج شود. در نور لامپ فرابنفش، لکهها یا خطوطی به رنگ زرد-سبز ظاهر میشوند و این امر به تشخیص و ارزیابی نقصها کمک میکند. تشخیص با روش فلورسانس باید جزو روشهای تشخیص با نفوذ مایعات محسوب شود. تشخیص فلورسنت برای بررسی نقصهای سطح قطعات استفاده میشود. میتوان فلزات با خواص مغناطیسی و غیرمغناطیسی را بررسی کرد، همچنین مواد غیرفلزی نیز قابل بررسی هستند. اصل تشخیص نقص: با استفاده از ویژگی تولید نور توسط مواد فلورسنت در معرض نور فرابنفش، این مواد روی سطح قطعات پوشانده میشوند تا با کمک نور فلورسنت، نقصهای سطحی قطعات شناسایی گردند. ۸. روش تشخیص آسیبها با رنگآمیزی: آزمایش تشخیص آسیبها با رنگآمیزی، روشی غیرتخریبی برای شناسایی آسیبهای سطحی مانند ترکهایی است که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند. نوعی مایع، که رنگدهنده بر روی سطح ماده پاشیده میشود. رنگدهنده وارد نواحی آسیبدیده میشود. پس از قرار دادن برای مدتی، رنگدانههای روی سطح را شستشو دهید. روی سطحی که پاک شده است، ماده توسعهدهنده را بمالید؛ در نتیجه، نقاط آسیبدیده به دلیل نفوذ رنگدانهها در آنها، به وضوح قابل مشاهده خواهند بود. این نقاط، نقاط راهنما نامیده میشوند. در استانداردهای پذیرش، مشخص میشود که چه نقاط راهنمایی قابل قبول هستند و چه نقاط (آسیبدیده) قابل قبول نیستند. آزمون تشخیص رنگی عمدتاً برای لایه جوشکاری، نقاط جوش و منطقه تحت تأثیر حرارت استفاده میشود.