تست های غیر مخرب- توضیحاتی پیرامون WPS & PQR

تست های غیر مخرب

توضیحاتی پیرامون WPS & PQR

در نظر بگیرید در کارخانه ای بزرگ که تعداد زیادی پروژه در دست انجام است مسوول کنترل کیفی و یا ناظر هستیم. و با انواع و اقسام حالات جوشکاری برخورد میکنیم ....انواع الکترودها,ورقها با ضخامتهای متفاوت, ماشینهای مختلف که تحت شرایط خاصی تنیم شده است ,جوشکاران که اغلب به روش سنتی(بدون رعایت اصول علمی)جوشکاری میکنند را در نظر بگیرید. بهترین کار چک کردن کار با کتابچه ای است که به عنوان WPS((Welding Procedure spcificationمعروف است. هر چند کاربرد اصلی این دفترچه برای پرسنل تولید است اما در واقع زبان مشترک تولید کننده و بازرس و ناظر میباشد که در بعضی مواقع کارفرماهای بزرگ خودشان WPSمورى قبول خوى را به سازنده ارایه میکنند و بنای بازرسی ها را بر اساس آن قرار میدهند. فکر میکنم تا حدودی مفهوم را ساده کرده باشم.

استاندارد مرجعAWSََ حدود 170 نوع اتصال را با پوزیشنهای متفاوت معرفی کرده و انواع پارامترهای جوشکاری را برای تمامی انواع فرایندها(SMAW-MIG/MAG-TIG-SAW-…)معرفی کرده این متغیرها شامل محدوده ضخامت مجاز برای نوع اتصال –دامنه تغییرات مجاز برای آمپر- ولتاژ-قطر الکترود-نوع پودر-زاویه کونیک کردن-روش پیشگرم و پسگرم-و ... میباشد. که بخشی از وظیفه QC_MAN کنترل میزان تطابق روش جاری جوشکاری با روش مشخص شده در WPS است. در بعضی از موارد خاص که استاندارد روش خاصی ارایه نداده اغلب یک طراح جوش بنا به تجربیات خود پروسیجری ارایه میدهد. در بعضی شرکتهای بزرگ برای هر پروژه ای یک دفترچه WPS موجود است اما از آنجا که روشها و امکانات موجود هر کارخانه اغلب ثابت است لذا بنظر میرسد که نیازی به -WPS های متفاوت نباشد. و تجربه نشان داده که برای کارهای مشخص و ثابت بهتر است یک WPS تهیه شود و از تعدد ایجاد مدارک و مستندات دست وپاگیر جلوگیری شود. یک WPS معمولی میتوانید در حدود 200-250 صفحه باشد.یعنی به همین تعداد اتصالات مختلف را نشان داده و روش جوشکاری مربوطه را توضیح داده است.

Procedure Qualification Record
(ابتدا توضیح کوتاهی در مورد خود PQR لازم است که باید گفت PQR نتایج آزمایشات مخرب و غیر مخرب در مورد یک نوع مسخص جوش است.که از طرف آزمایشگاههای معتبر باید ارایه شود)

حال به این سوال میرسیم که از کجا اعتبار یک WPS را بفهمیم؟ ومدیران خط تولید یا تضمین کیفیت و یا

ناظران و کنترل کیفیت چطور از اعتبار WPS اطمینان حاصل میکنند؟

قطعا آن قسمت از WPSکه از متن استاندارد استخراج شده نیاز به اینکار ندارد چراکه تمامی موارد پیشنهادی استاتدارد هم حاصل تجربیات گروه زیادی از متخصصان بوده است وفلسفه استفاده از استاندارد کوتاه کردن مسیر تجربه است تا زودتر به نتیجه دلخواه برسیم.ولی جدا از نحوه برداشت ما از استاندارد در ستاندارد AWSمشخصا به این موضوع اشاره شده که برای موارد پیشنهادی استاندارد نیازی به PQR نیست.

اما برای آن مواردی که از استاندارد استخراج نشده و پیشنهاد واحد طراحی و یا مشاور طرح بوده باید حتما PQR تهیه شود.



روش تهیه PQR:

فرض کنیم نیاز داریم برای 70 نوع از انواع اتصالات PQR تهیه کنیم.آیا باید 70نمونه تهیه کنیم؟ و آیا این کار عاقلانه است؟ مسلما خیر.

بنابر جداول مربوط به تهیه نمونه برای PQR میتوان تعداد بسیار کمتری برای تاییدیه روش جوشکاری

( PQR) تهیه کرد به این ترتیب که در جداول مربوطه بنا بر تغییرات ضخامت قطعات در اتصالات شبیه یه هم تعداد نمونه و نوع و تعداد آزمایشات برای آن نمونه معرفی شده. که پس از فرستادن قطعات به ازمایشگاههای ذیصلاح و گرفتن جواب مثبت میتوان به آن WPS اعتماد کرد و جوشکاری را آغاز کرد.



مثال:

فرض کنید دفترچه WPS را برای تهیه PQR در اختیار دارید.مراحل زیر برای تهیه PQRپیشنهاد میشود.

1-اتصالاتی که در استاندارد وجود دارد راتنها با متن استاندارد مطابقت دهید تا چیزی از قلم نیفتاده باشد و تلرانسها دقیقا استخراج شده باشد و نظایر این...

2-در مورد اتصالات شبیه به هم با مراجع به استاندارد یکی از پرکاربردترین ضخامتها را انتخاب کنید.برای کارهای سازه ای و اتصال نوع Grooveفرض کنید که 45 نوع ضخامت مختلف به شما معرفی شده .بهترین کار این است که با مراجعه به جداول استاندارد بهترین نمونه برای تهیه PQR انتخاب کنیم که این بهترین انتخاب اغلب پرکاربردترین یا حساسترین اتصال است.مثلا Grooveبا ضخامت 30-30که بنابر جدول استاندارد میبینیم که این نوع اتصال محدوده ضخامتیmm 3 تاmm 60 را با اعتبار میبخشد یعنی برای ضخامت 2 تا 60 دیگر نیازی به تهیه PQR نداریم و این از مزایای استفاده از استاندارد است.

3-حال که نمونه مورد نظر راانتخاب کردیم باید در ابعاد مشخص(طول و عرض) که باز هم در استاندارد آمده است آنرا تهیه کنیم و توسط یک جوشکار که دارای کارت صلاحیت جوشکاری در حالت مربوطه(1G-2G-1F-2F و غیره) است جوشکاری انجام شود.

4-قطعه مور نظر را به آزمایشگاههای معتبر ارسال میکنیم تا تحت تستهای مختلف قرار گیرد. این تستها اغلب خمش کناره-رادیوگرافی-ماکرواچ-شکست و ... است.

5-پس از اعلام نتیجه مثبت آزمایشگاه میتوان جوشکاری را آغاز نمود.

استانداردهای فوق العاده مهم در جوشکاری
________________________________________
1. aws a1.1 : اندازه گیری متریک در صنایع جوشکاری .
2.
3. aws a2.4 :استاندارد علائم و نشانه هادر جوشکاری , لحیم کاری و تست های غیر مخرب
4. aws a3.0 : استاندارد واژه ها و اصطلاحات جوشکاری .
5. aws b1.10 : راهنمای بازرسی غیر مخرب جوش
6. aws b1.11 : راهنمای بازرسی چشمی جوش .
7. ansi z49.1 : ایمنی در جوشکاری , برشکاری و فرآیندهای وابسته
8. aws qc1 : استاندارد aws برای تایید صلاحیت بازرسین جوش .
9. aws d1.1 : کد ساخت سازه های فولادی جوشکاری شده .
10. aws d1.5 : استاندارد ساخت پل های فلزی جوشکاری شده .
11. aws d15.1 : استاندارد جوشکاری راه آهن و لوکوموتیو .
12. aws b5.11 : استاندارد تایید صلاحیت مفسرین رادیوگرافی .
13. snt - tc - 1a : راهنمای تایید صلاحیت پرسنل ndt که توسط انجمن آزمایشات غیر مخرب آمریکا تهیه شده است


آزمایش های مخرب:
آزمایش های مخرب اغلب به منظور بررسی وتعیین خواص مکانیکی ویا کنترل کیفیت مواد با استفاده از نمونه برداری از قطعه مورد نظر به کار می رود.در آزمایشهای مخرب معمولاًٌ با نمونه برداری از قطعه برای آزمایش،قطعه تخریب می شود و دیگرقابل استفاده نیست. به این جهت آزمون های مخرب را نمی توان بر روی تمامی قطعات تولیدی انجام داد،زیرا که در نمونه برداری،قطعه تخریب می شود.ازاین جهت است که برای کنترل کیفیت محصول ،این نوع آزمایش ها را برای تعدادی از قطعات تولیدی انجام داده و فرض بر این می شود که سایر قطعات تولید شده دارای خواص کاملاًنزدیک به این نمونه های انتخابی هستند.دراین صورت اطمینان صد درصدی در مورد کیفیت تمامی قطعات در دست نیست،چرا که معمولاًتولید قطعات به صورتی که تمامی آنها صد درصد سالم و بدون عیب باشند کار چندان ساده ای نیست. از این رو با قبول امکان وجود عیب در قطعات تولیدی که سبب کاهش کیفیت ،به ویژه خواص مکانیکی آنها خواهد شد،برای کنترل کیفیت آنها لازم است از آزمایش های غیر مخرب استفاده شود.
آزمایشهای های مخرب عبارتنداز:
1-آزمایش کشش
2- آزمایش فشار
3- آزمایش سختی
4- آزمایش خمش
5- آزمایش پیچش
6- آزمایش ضربه
7- آزمایش خستگی
8- آزمایش خزش

3-مصطفی سخراوی کارشناس مواد و متالورژی صنعتی و مسئول امور آموزشی واحد علوم و تحقیقات خوزستان
آزمایشهای مکانیکی


تعریف خاصیت سختی با آزمون ویژه ای که برای تعیین مقدار آن به کار می رودمشکل است.مقدار سختی را نمی توان مانند استحکام کششی مستقیما در طراحی به کار بردزیرا مقدار سختی به تنهایی اهمیت ندارد.
سختی خاصیت اساسی ماده نیست و به خواص کشسان و مومسان آن ارتباط دارد.مقدار سختی بدست آمده در یک آزمون ویژه فقط معیاری برای مقایسه مواد با عملیات انجام شده است.طریقه ی آماده سازی نمونه و آزمون معمولاساده است و نتایج را می توان برای تخمین دیگر خواص مکانیکی به کاربرد.سختی سنجی به طور گسترده ای برای بازرسی و کنترل به کار می رود.عملیات گرمایی یا کار روی فلز معمولا به تغییر سختی منجر می شود.اگر طی فرایند مشخصی روی یک ماده معین عملیاتی انجام شودکه به سخت شدن ماده بیانجامد سختی سنجی وسیله ی سریع وساده ای برای بازرسی وکنترل آن ماده و فرآیند است.
آزمونهای مختلف سختی سنجی به سه دسته تقسیم می شود:
*سختی کشسان
*مقاومت در برابر برش یا سایش
*مقاومت در برابر فرو رفتن
آزمایشی که در آزمایشگاه خواص مکانیکی انجام شد آزمون مقاومت در برابر فرو رفتن بود که شرح آن به تفصیل خواهد آمد
این آزمون غالبا با اثر گذاری بر نمونه ای نجام می شود که بر تکیه گاه صلبی


قرار می گیرد.دندانه ای نیزبا شکل ثابت و مشخص تحت باری استاتیکی مستقیما یا با اهرم برنمونه فشار می آورد .بسته به نوع آزمون سختی با عددیبیان می شود که یابا عمق اثر ناشی از بار و دندانه مشخص نسبت معکوس دارد یا با میانگین بار وارد بر سطح اثر متناسب است . روشهای معمول آزمون سختی با دندانه در زیر آمده است:
سختی سنجی برینل
ابزار سختی سنجی برینل معمولا شامل یک پرس هیدرولیک عمودی است
که با دست کار می کند و یک دندانه ساچمه ای که بر نمونه فشرده می شود
(شکل 1 )در روش استاندارد به ساچمه ای به قطر 10mm تحت بار 3000kg برای فلزات آهنی یا500kg برای فلزات غیر آهنی نیاز است. در مورد فلزات آهنی بار به مدت حداقل 10ثانیه و برای فلزات غیر آهنی به مدت 30ثانیه اعمال می شود . قطر اثر ایجاد شده به کمک یک میکرو سکوپ شامل چشمی مدرج که معمو لا به دهم میلیمتر تقسیم بندی شده است و با آن می توان تا 0.05mm را تخمین زداندازه گیر ی می شود.
عدد سختی برینل(HB) مساوی است با نسبت بار بر حسب کیلو گرم به سطح اثر بر حسب میلیمتر مربع که از رابطه زیر محاسبه می شود:


=L بار اعمال شده بر حسب kg
D = قطر ساچمه بر حسب mm
=d قطر اثر ساچمه بر حسب mm
معمولا به کمک جداول موجود که مستقیما قطر اثر را به عدد سختی برینل تبدیل می کنند و دیگر نیازی به محاسبه فوق نیست(جدول 1).
عدد سختی برینل که با علامت HB بدون پسوند عددی نشان داده می شود به
مفهوم رعایت شرایط استاندارد یعنی ساچمه با قطر 10mmو بار 3000kg
است که به مدت 10 تا 15 ثانیه اعمال شود.در شرایط دیگر عدد سختی برینل و علامت HBاعداد دیگری که نشانگر شرایط آزمون است همراه می شود.
به این ترتیب:قطر ساچمه و بار و زمان اعمال بار. مثلا 30/500/1075HB
که نشان می دهد سختی 75 با ساچمه ای به قطر 10mmو بار 500kgکه به مدت 30ثانیه اعمال شده به دست آمده است.
عدد سختی برینل اندازه گیری شده با ساچمه استاندارد را می توان حداکثر به حدود 500HB رساند با سختتر شدن نمونه ساچمه خود نیز تغییر شکل می دهد و نتیجه ی حاصل دقیق نخواهد بود.حد بالای سختی اندازه گیری شده را می توان با استفاده از ساچمه تنگستن کاربید به جای فولاد سخت شده افزایش داد در آن حالت امکان آزمون قطعات با سختی حدود 650HB نیز وجوددارد.
دو نوع سختی دیگر نیز به نامهای سختی سنجی ویکرزکه با HV و سختی سنجی راکول که با HR نشان می دهند وجود دارد که در جدول 1 آمده است.
از مزایای و معایب روش برینل اینست که چون سطح اثر بزرگ است فقط نمونه های ضخیم مورد آزمایش قرار می گیرند.البته بزرگی سطح اثر وقتی مزیت محسوب می شود که ماده همگن نباشد.سطح نمونه ی آزمون در روش برینل نباید لزوماٌ به صافی سطوح مورد نیاز در سختی سنجی با دندانه های کوچکتر باشد.همچنین خواندن سختی از صفحه مدرج ساده تر از استفاده از میکروسکوپ برای اندازه گیری قطر سطح اثر است.به علت تغییر شکل ساچمه فولادی روش برینل برای سختیهای بالای 500HB دقیق نیست . گستره ی کاری آن را می توان با استفاده از ساچمه تنگستن کاربیدی تا 650HB
افزایش داد.

دستگاههای سختی سنج در صنعت نقش غیر قابل انکاری دارند. این دستگاهها، دستگاههای مکانیکی هستند که بعضاً برخی از آنها ترکیبی از علوم مکانیکی و الکتریکی هستند. چندین مدل از این دستگاههای در بازار امروز وجود دارد که هر روزه به تعداد آن ها اضافه می شود اما از انواع اصلی آن ها می توان دستگاههای راکول، برنیل، ویکرز، اولتراسونیک و لیپ را نام برد. شاید بهتر باشد که به جای کلمه ی دستگاه از کلمه روش استفاده کرد زیرا هرکدام از آن ها دارای مکانیزم متفاوتی است و دستگاههایی وجود دارند که هم به روش راکول و هم به روش ویکرز کار می کنند.
دو مورد آخر یعنی اولتراسونیک و لیپ در ایران کاربرد کمتری دارند که بعداً درمورد آن ها به تشریح پرداخته خواهد شد.
راکول
راکول برای اندازه گیری سختی فلزات نسبتاً سخت مورد استفاده قرار می گیرد که بر سه نوع است :
راکول A : که نیروی 60 کیلوگرم را اعمال می کند
راکول B که نیروی 100 کیلوگرم را اعمال می کند
راکول C که نیروی 150 کیلوگرم را اعمال می کند
راکول هم بصورت ساچمه ای و هم بصورت سوزنی موجود است.
اساس کار اغلب این دستگاهها به نقطه اثر ایجاد شده به روی سطح فلز است. راکول ساچمه ای به کمک 1 ساچمه کار می کند بطوریکه وزن اعمال شده به روی فلز بواسطه ی این ساچمه فلز منتقل می شود که دارای اندازه های مختلفی است ولی راکول سوزنی به کمک یک سوزن این نیرو را روی فلز ایجاد می کند که نقطه اثر آن بصورت یک مخروط 120 درجه خواهد بود. راکول های از نوع A و C هردو نقطه اثر آن ها بصورت یک مخروط 120 درجه است ولی راکول، ساچمه ندارد و دارای سوزن هرمی شکل با زاویه 130 درجه است که نقطه اثر آن یک چهار گوش است.
ویکرز بر دو نوع است :
میکرو ویکرز که در اوزان گرمی تا وزن 1 کیلوگرم مورد استفاده قرار می گیرد.
ماکرو ویکرز که در اوزان 2 تا 120 کیلوگرم مورد استفاده قرار می گیرد.
ویکرز همانند میکرومتر عمق فرورفتگی را اندازه گیری می کند.
از آن جایی که گستره ی استفاده از میکرو ویکرز در اوزان بسیار کم است، دستگاههایی که اندازه گیری را به روش میکرو ویکرز انجام می دهند باید در محیطی ایزوله قرار گیرند که مثال نزدیک به آن می تواند ترازوهای دقیق جواهر فروشی باشد.
ویکرز بیشتر در صنایع خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرد و گستره ی اوزانی که بیشترین استفاده را دارند، وزن های 5 و 10 و 30 کیلوگرم است.
برینل
از دیگر روش ها یا دستگاهها سختی سنجی می توان برینل را نام برد که مکانیزم آن ساچمه ای است. ساچمه هایی که در برینل مورد استفاده قرار می گیرند ساچمه های 5/2 و 5 و 10 میلی متری است.
در کشور ما ایران بیشترین استفاده از برینل در وزن های 187 و 250 کیلوگرم است.
در صنعت فولاد و فولادسازی از برنیل با وزن 3000 کیلوگرم و ساچمه 10 میلی متری استفاده می شود. از دیگر زمینه های کاربرد برینل می توان از کاربرد آن در ریخته گری نام برد.

لیپ که روش دیگری برای سختی سنجی فلزات است در سیستم های بسیار بزرگ کاربرد دارد. زیرا نمی توان همواره قطعه ی کار را به کارگاه حمل کرد و در آن جا به سختی سنجی پرداخت. بنابراین باید دستگاهی وجود داشته باشد که بتوان آن را به محیط های گوناگون که سیستم ها و قطعات سنگین در آن جا وجود دارد حمل کرد. این دستگاه که بصورت پرتابل و قابل حمل است به روش پرتابی کار می کند بطوریکه در درون استوانه ای یک ساچمه وجود دارد که با پرتاب آن به سمت سطح فلز و اندازه گیری سرعت برگشت آن می توان مقدار سختی آن را اندازه گرفت. سرعت ساچمه در هنگام برگشت بر روی مانیتوری که به آن متصل است، نمایش داده می شود. از بین دستگاهها و روش های ذکر شده، راکول C و ویکرز بیشترین کاربرد را در ایران دارند.
بنابراین اساس کار اغلب دستگاهها و روش های بالا بررسی نقطه اثر ایجاد شده بر روی سطح فلز است که برخی عمق این نقطه اثر را اندازه گیری می کنند و برخی قطرهای نقش ایجاد شده بر روی سطح فلز را اندازه گیری می کنند و سپس با تطابق آن اندازه ها با جدولی که از قبل تهیه شده است، میزان سختی را بدست می آورند. ویدئوکلیپی که به این مقاله ضمیمه شده، با جزئیات بیشتر به تشریح طرز کار آن هاپرداخته شده است.



آزمون های غیر مخرب:
آزمون های غیر مخرب ،آزمایش هایی هستند که برای انجام آنها نیازی به تخریب قطعه و نمونه برداری نیست.به این

دلیل آزمایش های غیر مخرب را در صورت لزوم،بدون این که به قطعات آسیبی برسد،می توان بر روی تمامی آنها انجام

داد. از این رو است که این آزمون ها را آزمایش های غیر مخرب نامیده اند
.
با استفاده از آزمون های غیر مخرب می توان عیوب موجود در قطعات از قبیل تخلخل و حفره های داخلی،ترک و ناپیوستگی های سطحی و داخلی ،ناخالصی ها وانواع عیوبی که در حین فر آیند تولید ویا در حین کار تحت شرایط ویژۀ محیط کار ایجاد و شکل می گیرند را شناسایی نمود.عملکرد و طول عمر هر قطعه در حین کار به نوع،اندازه،موقعیت عیب موجود در آن و عیوبی که در شرایط کاری در آن ایجاد می شود بستگی دارد.در مواردی تعیین حد قابل قبول یا حد مجاز عیوب ضرورت می یابد .اندازۀ حد مجاز عیوب به حساسیت موقعیت کاری قطعه بستگی داشته واز اهمیت ویژه ای برخوردار است.در مواردی آزمایش های غیر مخرب برای اندازه گیری ترک و مقایسه آن با اندازۀ مجاز و بر آورد طول عمر قطعه در ارتباط با آهنگ رشد و گسترش ترک،تحت تأثیر تنشی که به آن اعمال می شود ، به کار می رود.اگر اندازۀ ترک بسیار کوچکتر از حد مجاز باشد،در شرایطی این ترک تحت تأثیر بار اعمال شده می تواند گسترش نیابد و نتیجتاً قطعه قادر به ادامه سرویس دهی خواهدبود.

آزمایش های غیر مخرب فقط برای شناسایی عیوب به کار نمی روند،بلکه تعدادی از آنها برای تعیین نوع ساختار شبکه

کریستالی ،اندازه گیری ابعاد و ضخامت پوشش ها نیز به کار می روند
.
آزمایشهای های غیر مخرب عبارتنداز
:
1- آزمون نشت
2- آزمون مایع نافذ
3- آزمون ذرات مغناطیسی
4- آزمون جریان الکتریکی
5- آزمون جریان گردابی
6- آزمون ماوراء صوت یا اولتراسونیک
7- آزمون پرتونگاری یا رادیوگرافی
8- آزمون حرارتی
9- آزمون نشر صوت




تست های غیر مخرب (ndt)
________________________________________
امروزه از آزمون غیر مخرب[1] در صنایع مختلف استفاده فراوانی می‎شود. به طوری که در اغلب کدها و دستورالعملهای ساخت یا نگهداری تجهیزات و قطعات اجرای یک یا چند روش آزمون غیر مخرب در روال بازرسی و کنترل کیفی به صورت الزام آورده شده است .
در این فصل دلایل استفاده از آزمونهای غیر مخرب بیان گردیده است. همچنین متداول‎ترین روشهای بازرسی غیر مخرب معرفی شده، شرایط و ویژگیهای هر روش را به صورت مختصر مورد ارزیابی قرار داده و نحوه آشکارسازی عیوب مختلف مورد بررسی قرار می‎گیرد .
پیشرفت و ارتقای صنایع مختلف نیازمند تولید قطعات، ماشین آلات و تجهیزات مناسب می‎باشد و یکی از اهدافی که همواره صنایع مرتبط با ساخت و تولید به دنبال آن بوده‎اند، اطمینان از سلامت و کیفیت محصولات تولید شده می‎باشد . کارکرد هر قطعه‎ای می‎تواند بر اثر وجود عیوب مختلف تحت تاثیر قرار بگیرد و این عیوب ممکن است در هر زمانی در حین فرآیند ساخت و یا در طول عمر کاری قطعه به وجود آیند. آزمونهای غیر مخرب از مؤثرترین و کاربردی‎ترین ابزارهای شناسایی عیوب و نقصهای مختلف در قطعات گوناگون هستند و برای تعیین و تشخیص کیفیت محصولات به کار می‎روند .

آزمون غیر مخرب عملیاتی است که بازرسی و یا آزمون (تست) قطعات و یا مجموعه‎ای از قطعات را با استفاده از روشهایی که بر کارایی نهایی آنها تأثیر نمی‎گذارند شامل می‎گردد و به عبارت دیگر بازرسی قطعه بدون تخریب نمودن آن است
تولید کنندگان برای رسیدن به اهدافی نظیر اطمینان از بی‎عیبی محصول خود و افزایش قابلیت اطمینان، جلوگیری از شکست قطعه و ایجاد حوادث خطر آفرین برای جان انسانها، ایجاد منافع برای مصرف کننده، اطمینان از رضایت مشتری و حفظ اعتبار تولید کننده، برای کمک به طراحی بهتر محصول، به منظور کاهش هزینه‎های تولید، حفظ سطح کیفیت یکنواخت و برای اطمینان از آمادگی عملیاتی از آزمونهای غیر مخرب پیشرفته استفاده می‎کنند
وجود عیوب مختلف در برخی از قطعات ممکن است به شکست فاجعه بار قطعه همراه با زیانهای اقتصادی و خطرات جانی منجر شود . به عنوان مثال می‎توان به سوانح زیر که در شکلهای (1-1) ، (1-2) و (1-3) دیده می‎شود ، اشاره نمود .

شکل (1-1) حادثه ایجاد شده برای یک هواپیما به دلیل وجود نقص در موتور آن



شکل(1-2) سقوط مخزن کروی به دلیل از بین رفتن پایه‎های آن بر اثر خوردگی


شکل (1-3) فرو ریختن پل بزرگراه w35 در مینیاپولیس امریکا – آگوست 2007



حوادثی از این قبیل که در طول سالیان گذشته در صنایع مختلف بر اثر مخفی ماندن عیوب رخ داده است، بازرسی غیر مخرب را نه تنها به عنوان یک ابزار مفید بلکه به عنوان یک ضرورت انکارناپذیر برای صنایع مختلف مطرح کرده و این امر منجر به توسعه و پیشرفت مستمر روشهای گوناگون بازرسی غیر مخرب شده است .
اجرای بازرسی غیر مخرب نیز مانند هر فرآیندی متحمل هزینه است ولی معمولاً استفاده مؤثر از روشهای بازرسی موجب صرفه جوییهای مالی قابل ملاحظه‎ای خواهد شد. می‎توان رایج‎ترین عیوب مختلفی را که امکان دارد در یک قطعه ایجاد شود به صورت زیر دسته‎بندی نمود :
- عیوبی که در حین ساخت مواد خام و یا تولید قطعات ریختگی به وجود می‎آیند. مانند آخالهای سرباره، تخلخلهای گازی و انقباضی، ترکهای تنشی، جدایش و ناخالصی .
- عیوبی که طی فرآیند تولید قطعات به وجود می‎آیند. مانند عیوب ماشینکاری، عیوب جوشکاری، عیوب عملیات حرارتی و ترکهای ناشی از تنشهای پسماند .
- عیوبی که در زمان مونتاژ ایجاد می‎شوند. مانند کم شدن قطعات، مونتاژ نادرست و ترکهای ناشی از تنش اضافی .
- عیوبی که در طول عمر کاری و یا در زمان حمل و نقل ایجاد می‎گردند. مانند خستگی، خوردگی، سایش، خزش و ناپایداری حرارتی .
هر یک از روشهای بازرسی غیر مخرب با توجه به ماهیت و ویژگیهای خود تنها قادر به شناسایی برخی از عیوب فوق بوده و تاکنون روشی ابداع نشده است که قادر باشد تمامی عیوب و نقصهای قطعات مختلف را شناسایی کند. هر کدام از روشهای آزمون غیر مخرب نیازمند شرایطی است و حساسیت خاص خود را دارد، اما به طور کلی می‎توان گفت تمامی روشهای بازرسی غیر مخرب مراحل زیر را طی می‎کنند .

•استفاده از یک خاصیت فیزیکی .

•تغییر در خاصیت فوق به دلیل وجود عیب .

•آشکارسازی تغییر ایجاد شده به کمک یک آشکار ساز مناسب .

•تبدیل تغییر آشکار شده به نحوی که قابل تفسیر باشد .

•تفسیر نتایج به دست آمده .
در یک دسته‎بندی می‎توان آزمونهای غیر مخرب را در دو گروه عامل[2] شامل روشهای بازرسی فراصوتی، پرتونگاری، ذرات مغناطیسی و جریان گردابی و گروه غیر عامل[3] شامل روشهای بازرسی چشمی، مایع نافذ و نشر آوایی (آکوستیک امیشن) جای داد .


بازرسی چشمی (VT)

________________________________________
بازرسی چشمی ابتدائی‎ترین و رایج‎ترین روش بازرسی غیر مخرب می‎باشد و در بیشتر اوقات، اولین مرحله از بازرسی یک قطعه است، به طوری که در بسیاری از برنامه‎های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات از آزمون چشمی به عنوان اولین تست و در بعضی از موارد به عنوان تنها روش بازرسی استفاده می‎شود. اگر آزمون چشمی به طور مناسب اعمال شود، ابزار ارزشمندی می‎تواند واقع گردد . به علاوه یافتن محل عیوب سطحی، بازرسی چشمی می‎تواند به عنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای کمک در شناسایی مسائل و مشکلات مابعد ساخت به کار گرفته شود .
منظور از آزمون چشمی شناسائی نواقص و معایب سطحی توسط چشم انسان است که می‎تواند با چشم غیر مسلح و یا مسلح انجام پذیرد. بازرسی با چشم غیر مسلح فقط عیبهای نسبتاً بزرگی را که به سطح قطعه راه دارند نمایان خواهد کرد. با به کار بردن یک میکروسکوپ می‎توان کارائی بازرسی چشمی را افزایش داد. در این نوع بازرسیها، بزرگنمایی بسیار زیاد ضرورتی ندارد و بیشتر میکروسکوپهایی که بدین منظور در دسترس هستند، بزرگنمایی در حدود 5 تا 75 برابر دارند .
بازرسی چشمی منحصر به سطوح خارجی نمی‎شود. با استفاده از ابزارهای چشمی می‎توان بازرسی سطوح داخلی نظیر لوله ها، حفره ها، کانالها و قسمتهای غیر قابل دسترس را انجام داد. این ابزارها به دو صورت صلب و انعطاف پذیر هستند و دارای قسمتهای زیر می‎باشند :
1- منبع تأمین نور : شامل یک چشمه خارجی با شدت متغیر و یا لامپ کوارتز هالوژنی باتری‎دار می‎باشد .
2- سیستم انتقال نور و نتایج : از فیبر نوری برای انتقال نور به محل مورد نظر و همچنین انتقال نتایج به اپراتور استفاده می‎شود.
3- مجموعه عدسی‎ها : به دو صورت دید مستقیم و دید عمود بر روی ابزار قرار می‎گیرند.
4- سیستم نمایش : می‎تواند در خود ابزار و یا به صورت مجزا در اتاق بازرسی قرار گیرد.
هر برنامه کنترل کیفیت که شامل بازرسی چشمی باشد، باید محتوی یک سری فعالیتهای متوالی انجام شده در طول تمام مراحل کاری ساخت باشد. کشف و تعمیر عیوب در زمانهای فوق، کاهش هزینه را در بر خواهد داشت. به طور کلی نشان داده شده است بسیاری از عیوبی که بعدها با روشهای تست پیشرفته‎تری کشف می‎شوند با بازرسی چشمی قبل، حین و بعد از فرآیند تولید به راحتی قابل کشف می‎باشند .
به عنوان مثال در فرآیند جوشکاری می‎توان عیوبی نظیر خلل و فرجهای سطح جوش، سوختگی و بریدگی کنار جوش و یا پر نشدن کامل شکاف جوش، حفره انتهایی چاله جوش، گرده جوش اضافی و یا سر رفتن فلز جوش، تعیین گلویی لازم و به طور کلی تعیین ابعاد جوش، ترک در جوش یا منطقه مجاور جوش، جابجایی و تاب برداشتن و تغییر ابعاد اجزای مورد جوش را با این روش شناسائی نمود .
در این نوع بازرسی برای رسیدن به نتایج صحیح باید شرایط زیر را فراهم نمود :
• شدت نور در حدود 800 تا 1000 لوکس
• جداسازی محیط بازرسی از سایر مکانها
• حداکثر زمان کارکرد یک اپراتور 2 ساعت باشد
• نور محیط ترکیبی از نورهای سفید و زرد رنگ باشد
میزان تاثیر بازرسی چشمی هنگامی بهتر می‎شود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه جوشکاری (قبل، حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند ، نهادینه شود .

قبل از جوشکاری
قبل از جوشکاری ، یک سری موارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است :
1. مرور طراحی ها و مشخصات
2. چک کردن تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده
3. بنانهادن نقاط تست
4. نصب نقشه ای برای ثبت نتایج
5. مرور مواد مورد استفاده
6. چک کردن ناپیوستگی های فلز پایه
7. چک کردن فیت آپ و تراز بندی اتصالات جوش
8. چک کردن پیش گرمایی در صورت نیاز
اگر بازرس توجه بسیار دقیقی به این آیتم‎های مقدماتی بکند، می‎تواند از بسیاری مسائل که بعدها ممکن است اتفاق بیافتد ، جلوگیری نماید. مسئله بسیار مهم این است که بازرس باید بداند چه چیزهایی کاملا مورد نیاز می‎باشد.این اطلاعات را می‎توان از مرور مستندات مربوطه به دست آورد. با مرور این اطلاعات، سیستمی باید بنا نهاده شود که تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را می‎توان به طور عملی ایجاد کرد .

نقاط نگهداری
باید بنا نهادن نقاط تست یا نقاط نگهداری جایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی ساخت انجام شود، در نظر گرفته شود. این موضوع در پروژه‎های بزرگ ساخت یا تولیدات جوشکاری انبوه، بیشترین اهمیت را دارد .

روشهای جوشکاری
مرحله دیگر مقدماتی این است که اطمینان حاصل کنیم آیا روشهای قابل اعمال جوشکاری ، ملزومات کار را برآورده می سازند یا نه؟ مستندات مربوط به تایید یا صلاحیتهای جوشکاران هر کدام به طور جداگانه باید مرور شود طراحیها و مشخصات معین می‎کند که چه فلزهای پایه‎ای باید به یکدیگر متصل شوند و چه فلز پرکننده باید مورد استفاده قرار گیرد. برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهای بحرانی، جوشکاری به طور معمول بر طبق روشهای تایید شده‎ای که متغیرهای اساسی پروسه را ثبت می‎کنند و به وسیله جوشکارانی که برای پروسه ، ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاری شود، تایید شده اند، انجام می‎گیرد. در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی مواد مورد نیاز می‎باشد. به طور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم‎هیدروژن مورد نیاز باشد، وسایل ذخیره آن باید به وسیله سازنده در نظر گرفته شود .

موادپایه
قبل از جوشکاری ، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل از فلزات پایه‎ای مربوطه باید انجام گیرد. اگر یک ناپیوستگی همچون جدالایگی صفحه‎ای وجود داشته باشد و کشف نشده باقی بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیر دارد. در بسیاری از اوقات جدالایگی در طول لبه ورقه قابل رویت می‎باشد به خصوص در لبه‎هایی که با گاز اکسیژن برش داده شده است .

مونتاژ اتصالات
برای یک جوش، بحرانی‎ترین قسمت ماده پایه، ناحیه‎ای است که برای پذیرش فلز جوشکاری به شکل اتصال، آماده سازی می‎شود. اهمیت مونتاژ اتصالات قبل از جوشکاری را نمی‎توان به اندازه کافی تاکید کرد. بنابراین آزمون چشمی مونتاژ اتصالات از تقدم بالایی برخوردار است. مواردی که قبل از جوشکاری باید در نظر گرفته شود شامل زیر است :
1. زاویة شیار (Groove angle)
2. دهانه ریشه (Root opening)
3. ترازبندی اتصال (Joint alignment)
4. پشت بند (Backing)
5. الکترودهای مصرفی (Consumable insert)
6. تمیز بودن اتصال (Joint cleanliness)
7. خال جوش‎ها (Tack welds)
8. پیش گرم کردن (Preheat)
هر کدام از این فاکتورها رفتار مستقیم روی کیفیت جوش به وجود آمده دارند. اگر مونتاژ ضعیف باشد،کیفیت جوش احتمالا زیر حد استاندارد خواهد بود. دقت زیاد در طول اسمبل کردن یا سوار کردن اتصال می‎تواند تاثیر زیادی در بهبود جوشکاری داشته باشد. اغلب آزمایش اتصال قبل از جوشکاری عیوبی را که در استاندارد محدود شده اند را آشکار می‎سازد، البته این اشکالات ، محلهایی می‎باشند که در طول مراحل بعدی به دقت می‎توان آنها را بررسی کرد. برای مثال، اگر اتصالی از نوع T (T-joint) برای جوشهای گوشه‎ای(Fillet welds)، شکاف وسیعی از ریشه نشان دهد، اندازه جوش گوشه‎ای مورد نیاز باید به نسبت مقدار شکاف ریشه افزوده شود. بنابراین اگر بازرس بداند چنین وضعیتی وجود دارد، مطابق به آن ، نقشه یا اتصال جوش باید علامت گذاری شود و آخرین تعیین اندازه جوش به درستی شرح داده شود .

حین جوشکاری
در حین جوشکاری، چندین آیتم وجود دارد که نیاز به کنترل دارد تا نتیجتا جوش رضایتبخشی حاصل شود. آزمون چشمی اولین متد برای کنترل این جنبه از ساخت می باشد. این می‎تواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد. بعضی از این جنبه‎های ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر می باشد :
(1) کیفیت پاس ریشه جوش(weld root bead)
(2) آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرف دوم
(3) پیش گرمی و دماهای میان پاسی
(4) توالی پاسهای جوش
(5) لایه های بعدی جهت کیفیت جوش معلوم
(6) تمیز نمودن بین پاسها
(7) پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ، آمپر ورود حرارت، سرعت.

هر کدام از این فاکتورها اگر نادیده گرفته شود سبب به وجود آمدن ناپیوستگیهایی می‎شود که می‎تواند کاهش جدی کیفیت را در بر داشته باشد .

پاس ریشه جوش
شاید بتوان گفت بحرانی‎ترین قسمت هر جوشی پاس ریشه جوش می‎باشد. بسیاری از عیوب که بعدها در یک جوش کشف می شوند مربوط به پاس ریشه جوش می باشند. بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش می‎تواند بسیار موثر باشد. وضعیت بحرانی دیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم به وجود می‎آید. این مسئله معمولا شامل جداسازی سرباره (slag) و دیگر بی‎نظمیها توسط تراشه‎برداری (chipping)، رویه‎برداری حرارتی(thermal gouging) یا سنگ‎زنی(grinding) می‎باشد. وقتی که عملیات جداسازی کاملا انجام گرفت آزمایش منطقه گودبرداری شده قبل از جوشکاری طرف دوم لازم است. این کار به خاطر این است که از جداشدن تمام ناپیوستگیها اطمینان حاصل شود. اندازه یا شکل شیار برای دسترسی راحت‎تر به تمام سطوح امکان تغییر دارد .

پیش گرمی و دماهای بین پاس
پیش گرمی و دماهای بین پاس می‎توانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل اندازه‎گیری می‎باشند. محدودیتها اغلب به عنوان مینیمم، ماکزیمم و یا هر دو بیان می‎شوند. همچنین برای مساعدت در کنترل مقدار گرما در منطقه جوش، توالی و جای تک تک پاسها اهمیت دارد . بازرس باید از اندازه و محل هر تغییر شکل یا چروکیدگی (shrinkage) سبب شده به وسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت گرمای جوشکاری اندازه‎گیریهای تصحیحی گرفته می شود تا مسائل کمتری به وجود آید .

آزمایش بین لایه‎ای
برای ارزیابی کیفیت جوش هنگام پیشروی عملیات جوشکاری، بهتر است که هر لایه به صورت چشمی آزمایش شود تا از صحت آن اطمینان حاصل شود. همچنین با این کار می‎توان دریافت که آیا بین پاسها به خوبی تمیز شده ‎است یا نه؟ با این عمل می‎توان امکان روی دادن ناخالصی سرباره در جوش پایانی را کاهش داد. بسیاری از این گونه موارد احتمالا در دستورالعمل جوشکاری اعمالی، آورده شده اند .
در این گونه موارد، بازرسی چشمی که در طول جوشکاری انجام می‎گیرد اساسا برای کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شده باشد .

بعد از جوشکاری
بسیاری از افراد فکر می‎کنند که بازرسی چشمی درست بعد از تکمیل جوشکاری شروع می شود. به هر حال اگر همه مراحلی که قبلا شرح داده شد، قبل و حین جوشکاری رعایت شده باشد، آخرین مرحله بازرسی چشمی به راحتی تکمیل خواهد شد. از طریق این مرحله از بازرسی نسبت به مراحلی که قبلا طی شده و نتیجتا جوش رضایت بخشی را به وجود آورده اطمینان حاصل خواهد شد. بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصی بعد از تکمیل جوشکاری دارند عبارتند از :
(1) ظاهر جوش به وجود آمده
(2) اندازه جوش به وجود آمده
(3) طول جوش
(4) صحت ابعادی
(5) میزان تغییر شکل
(6) عملیات حرارتی بعد از جوشکاری
هدف اساسی از بازرسی جوش به وجود آمده در آخرین مرحله این است که از کیفیت جوش اطمینان حاصل شود. بنابراین آزمون چشمی چندین چیز مورد نیاز می‎باشد . بسیاری از کدها و استانداردها میزان ناپیوستگیهایی که قابل قبول هستند را شرح می‎دهد و بسیاری از این ناپیوستگیها ممکن است در سطح جوش تکمیل شده به وجود آیند .

ناپیوستگیها
بعضی از انواع ناپیوستگیهایی که در جوشها یافت می‎شوند عبارتند از :
(1) تخلخل
(2) ذوب ناقص

(3) نفوذ ناقص در درز


(4) بریدگی (سوختگی) کناره جوش


(5) روی‎هم افتادگی



ترکها

(7) ناخالصیهای سرباره


(8) گرده جوش اضافی (بیش از حد(




در حالی که ملزومات کد امکان دارد مقادیر محدودی از بعضی از این ناپیوستگیها را تأیید نماید ولی عیوب ترک و ذوب ناقص هرگز پذیرفته نمی‎شود .
برای سازه‎هایی که تحت بار خستگی و یا سیکلی (Cyclic) می‎باشند، خطر این ناپیوستگیهای سطحی افزایش می‎یابد. در اینگونه شرایط، بازرسی چشمی سطوح ، پر اهمیت‎ترین بازرسی است که می توان انجام داد .
وجود سوختگی کناره (Undercut)، روی‎هم افتادگی(Overlap) و کنتور نامناسب سبب افزایش تنش می شود؛ بار خستگی می‎تواند سبب شکستهای ناگهانی شود که از این تغییر حالتهایی که به طور طبیعی روی می‎دهد، زیاد می شود. به همین خاطر است که بسیاری اوقات کنتور مناسب یک جوش می‎تواند بسیار با اهمیت‎تر از اندازه واقعی جوش باشد، زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر باشد، بدون ناخالصیها و نامنظمیهای درشت، می‎تواند بسیار رضایت بخش‎تر از جوشی باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفی داشته باشد .
برای تعیین اینکه مطابق استاندارد بوده است ، بازرس باید کنترل کند که آیا همه جوشها طبق ملزومات طراحی از لحاظ اندازه و محل(موقعیت) صحیح می‎باشند یا نه؟ اندازه جوش گوشه‎ای (Fillet) به وسیله یکی از چندین نوع سنجه‎های جوش برای تعیین بسیار دقیق و صحیح اندازه تعیین می‎شود .
در مورد جوشهای شیاری (Groove) باید از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گیری کرد . بعضی از شرایط ممکن است نیاز به ساخت سنجه‎های جوش خاص داشته باشند .

عملیات حرارتی بعد از جوشکاری
به لحاظ اندازه، شکل، یا نوع فلز پایه ممکن است عملیات حرارتی بعد از جوش در روش جوشکاری اعمال شود. این کار فقط از طریق اعمال حرارت(گرما) در محدوده دمایی بین پاس یا نزدیک به دمای آن ، صورت می‎گیرد تا از لحاظ متالورژیکی خواص جوش به وجود آمده را کنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دمای بین پاس، ساختار بلوری را به استثناء موارد خاص تحت تاثیر قرار نمی‎دهد. بعضی از حالات ممکن است نیاز به عملیات تنش زدایی حرارتی داشته باشند. به طوری که قطعات جوش خورده به تدریج در یک سرعت مشخص تا محدوده تنش زدایی تقریبا °F1100 تا F°1200 (590 تا 650 درجه سانتی گراد) برای اکثر فولادهای کربنی گرما داده می‎شود .
بعد از نگهداری در این دما به مدت یک ساعت برای هر اینچ از ضخامت فلز پایه، قطعات جوش خورده تا دمای حدود °F600 (315 درجه سانتی گراد) در یک سرعت کنترل شده سرد می‎شود . بازرس در تمام این مدت مسئولیت نظارت بر انجام کار را دارد تا از صحت کار انجام شده و تطابق با ملزومات روش کار اطمینان حاصل نماید.

آزمایش ابعاد پایانی
اندازه گیری دیگری که کیفیت یک قطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار می‎دهد صحت ابعادی آن می‎باشد. اگر یک قسمت جوشکاری شده به خوبی جفت و جور نشود، ممکن است غیر قابل استفاده شود اگرچه جوش دارای کیفیت کافی باشد .
حرارت جوشکاری ، فلز پایه را تغییر شکل داده و می‎تواند ابعاد کلی اجزاء را تغییر دهد. بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن است برای تعیین متناسب بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده موردنظر مورد نیاز واقع شود .
مزایا و محدودیتها
عمده ترین مزایا و محدودیتهای روش بازرسی چشمی عبارت است از :
هزینه کم و ارزان، عدم نیاز به ابزار تخصصی زیاد، ساده و گسترده بوده و نیازی به آموزش تخصصی چندانی ندارد .
امکان بررسی حجم قطعه وجود ندارد، خطای چشم و خستگی اپراتور در نتایج موثر است، عیوب بسیار ریز توسط این روش مشاهده نمی شود

بازرسی با مایع نافذ (PT)

________________________________________
<>
بازرسی با مایع نافذ یکی از روشهایی است که می‌تواند برای عیب یابی تعداد وسیعی از قطعات مورد استفاده قرار گیرد، به شرطی که عیبها به صورت شکستگی در سطح قطعه ظاهر شوند. اساس روش بر این است که مایع نافذ بر اثر خاصیت مویینگی به درون ترکهای سطحی نفوذ کرده و پس از یک مرحله ظهور، هر عیبی که به شکل ترک یا شکستگی در سطح قطعه وجود دارد، با چشم رویت می‌شود. برای بهتر دیده شدن این ترکها، مایع نافذ معمولاً به رنگهای روشن و قابل دید بوده و یا به ماده فلورسنت آغشته می‌شود. در حالت اول معمولاً برای رنگین نمودن مایع از رنگ قرمز استفاده می‌شود که با نور طبیعی یا نور مصنوعی قابل دید می‎باشد، ولی در حالت دوم برای دیدن ترکها و درزها باید از نور فرابنفش استفاده شود .




ازمایش PTازطریق نور فرا بنفش ازمایش از طریق نور طبیعی


در گذشته برای آشکارسازی ترکهای لعاب از دوده استفاده می‎شد به طوری که دوده به وسیله ترکها جذب، و بدین ترتیب طرح کلی ترکها به آسانی قابل رویت می‎گردید. سرانجام این شیوه بازرسی به ابزاری برای کارهای تزئیناتی تبدیل شد .


1-1 مراحل بازرسی

بازرسی با مایع نافذ دارای پنج مرحله به شرح زیر است :





• تمیزکاری سطح :
درصد عمده‎ای از اطمینان تست به تمیزکاری و آماده سازی سطوح مورد بازرسی بستگی دارد. در صورت وجود آلودگی در سطح، به دلیل عدم امکان نفوذ مایع نافذ، بعضی از نقصها پنهان می‎مانند و یا به دلیل واکنش نفوذ کننده با برخی از آلودگیهای سطح، قابلیت نفوذ کاهش می‎یابد. در این مرحله باید هرگونه آلودگی از روی سطح پاک شود. نوع تمیزکاری به نوع آلودگی و تعداد قطعات مورد بازرسی بستگی دارد. لایه‎های اکسیدی، پوسته‎های جوشکاری و نظایر آن را می‎توان توسط برسکاری، شن‎پاشی و یا استفاده از مواد ساینده دیگر برطرف نمود. برای پاک کردن روغن، چربی، براده و نظایر این نوع آلودگیها می‎توان از مواد شوینده‎ای نظیر پودرهای شوینده صنعتی، بخار پر فشار آب و یا مواد شیمیایی حلال مانند استن یا الکل استفاده نمود .

• اعمال مایع نافذ :

پس از آماده سازی سطح، مایع نافذ به سطح اعمال می‎شود. طی این مرحله باید لایه نازکی از مایع به صورت یکنواخت بر روی سطح ایجاد گردد و این لایه باید مدت زمانی بر روی سطح باقی بماند تا نفوذ آن به درون نقصهای سطحی کامل باشد. مدت زمان مورد نیاز برای نفوذ را زمان نفوذ می‎نامند. مایع نافذ از نظر دیده شدن به دو دسته همراه با مواد رنگی و همراه با مواد فلوئورسان تقسیم می‎شود و زمان نفوذ برای آن از 20 ثانیه تا 30 دقیقه متغیر است. زمان نفوذ بر اساس حساسیت مورد نیاز تعیین می‎شود و معمولاً در حدود 15 دقیقه است. انتخاب روش اعمال مایع به اندازه، شکل و تعداد قطعات بستگی دارد و می‎توان با توجه به شرایط ذکر شده از روشهای سیلابی، غوطه‎وری، قلم‎مو و اسپری استفاده نمود .



• حذف مایع نافذ اضافی :
در این مرحله مایع نافذ اضافی باید از سطح پاک شود. باید دقت شود تا شرایطی ایجاد نگردد که عیوب نیز از مایع نافذ تخلیه شوند. این مرحله حد بهینه دارد و در صورتی که بیشتر از آن انجام شود، عیوب نیز از مایع نافذ پاکسازی خواهند شد و اگر کمتر از آن انجام شود، قسمتهای سالم که مایع نافذ از آن پاک نشده است به صورت معیوب شناخته می‎شوند. حذف مایع نافذ اضافی با استفاده از مواد پاک کننده مخصوص به همان مایع نافذ انجام می‎شود و معمولاً به صورت اسپری بر روی سطح اعمال شده و توسط یک دستمال پاک می‎شود .


• اعمال ماده ظاهرساز :



این مرحله برای آشکار شدن کامل نقصها به کار می‎رود. معمولاً ماده ظاهرساز به صورت پودر بسیاز ریز سفید رنگ است و می‎توان آن را به صورت پاشش دستی توسط مایعی که پودر در آن حل شده است و یا توسط یک اسپری به سطح اعمال نمود. ماده ظاهر ساز با جذب مایع نفوذ کننده از درون نقصها باعث ظهور عیوب می‎شود ولی به دلیل پخش اندک مایع نفوذ کننده در ظاهر ساز، پهنای ظاهری نقص بزرگتر از اندازه واقعی آن دیده می‎شود .

از ویژگیهایی که هر ماده ظاهر ساز باید داشته باشد، می‎توان به موارد زیر اشاره نمود :
توانایی تشکیل یک لایه نازک بر سطح داشته باشد و به راحتی نیز زدوده شود .
به وسیله نفوذ کننده به راحتی خیس شده و جذب کننده خوبی باشد .
یک زمینه برای نمایش نقصها بر روی سطح ایجاد کند .
از نظر فیزیکی نه زیاد خشک و نه به شدت جاذب رطوبت باشد تا نشانه‎های مشخص و روشنی از عیب ایجاد کند .
از نظر شیمیایی نباید برای اپراتور و همچنین قطعه تحت بازرسی آسیب‎رسان باشد .

مراحل اشاره شده در شکل (3-1) دیده می‎شود .

شکل (3-1) مراحل بازرسی مایع نافذ [4]
• بررسی و تفسیر نتایج :
در هر کدام از مواد نافذ تفسیر توسط چشم و یک نور مشخص صورت می‎گیرد. برای مواد نافذ همراه با مواد رنگی که معمولاً به رنگ قرمز هستند از نور معمولی در حد دو لامپ فلورسنت استفاده می‎شود. برای مواد فلوئورسان به نور فرا بنفش با شدت
µw/cm2 1000-800 نیاز است .

1-2 انواع مایع نافذ
مایع نافذ بر اساس نحوه شستشو و حذف به سه دسته تقسیم می شود :
۱)قابل شستشو با آب :
اساس مایع آب است و به دلیل کشش سطحی بالا قدرت نفوذ ضعیفی دارند، لذا در موارد بسیار حساس استفاده نمی‎شوند. به وسیله شستن با آب از روی سطح پاک می‎شوند و برای به دست آوردن نتایج خوب باید به پارامترهایی نظیر دما، فشار و مدت زمان شستشو توجه شود تا نفوذ کننده از درون نقصها خارج نشود.
۲)تمیز شونده با حلال مخصوص :
به واسطه کشش سطحی پایینی که دارند از قدرت نفوذ بالایی برخوردارند و در موارد حساس استفاده می‎شوند. اساس ماده نافذ مواد نفتی و روغنی است. ماده پاک کننده نیز حلال مخصوص به همان ماده نفتی و روغنی است. این مایع در دو نوع آتشگیر و نا آتشگیر وجود دارد. نوع آتشگیر خطر شعله ور شدن دارد ولی بدون هالوژن است ولی نوع ناآتشگیر حاوی حلالهای هالوژنه است که سبب سمی بودن آن می‎شود. هزینه‎های نسبتاً بالای این مایعات از مشخصه‎های