آزمون‌های غیرمخرب

آزمون‌های غیرمخرب به مجموعه‌ای از روش‌های ارزیابی و تعیین خواص دستگاه‌ها و قطعات ساخته شده گفته می‌شود که هیچ‌گونه آسیب یا تغییری در سامانه ایجاد نکنند.

کاربردها

آزمون‌های غیر مخرب دارای کاربرد وسیعی در بسیاری از صنایع هستند. از آن جمله می‌توان موارد زیر را ذکر نمود:

• خودروسازی
  • قطعات موتور
  • بدنه
• مهندسی عمران
  • سازه
  • پی
  • شبکه‌های انتقال آب
  • راه و راه سازی
• صنایع نفت و گاز
  • لوله‌های نفت و گاز
• هوانوردی

روش‌ها

در این بخش متداول‌ترین روش‌های مورد استفاده در آزمون‌های غیرمخرب معرفی می‌شوند.

انتشار امواج صوتی

نوشتار اصلی: آزمون انتشار امواج صوتی

وقتی که ماده‌ای جامد تحت تنش می‌باشد، عیوب موجود در آن باعث ایجاد امواج صوتی با بسامد بالا می‌گردند. این امواج در ماده منتشر شده و می‌توان توسط حسگرهای خاصی آنها را دریافت کرد و با تجزیه و تحلیل این امواج می‌توان نوع عیب، مکان و شدت آن را تعیین نمود. تست نشرآوايی ( اکوستيک اميشن ) يک روش نوين در زمينه تستهاي غير مخرب است. از اين روش مي‎توان براي تشخيص و موقعيت يابي عيوب مختلف در سازه هاي تحت بار و اجزاي آنها استفاده کرد . تخليه سريع انرژي از يک منبع متمرکز در درون جسم باعث ايجاد امواج الاستيک گذرا و انتشار آنها در ماده مي‎شود.اين پديده را اکوستيک اميشن مي‎نامند.با توجه به انتشار امواج از منبع تا سطح ماده، مي‎توان آنها را توسط سنسورهايي ثبت کرد و از اين طريق اطلاعاتي در مورد وجود و محل منبع انتشار امواج به دست آورد. اين امواج مي‎توانند فرکانسهايي تا چند MHz داشته باشند. براي شنيدن صداي مواد و شکست سازه ها از سنسورهاي التراسونيک در محدوده kHz 20 تا MHz 1 استفاده مي‎شود و فرکانسهاي متداول در اين روش در محدوده kHz 300 - 150 هستند . دستگاههاي مورد استفاده با توجه به نوع کاربردشان مي‎توانند به صورت يک دستگاه کوچک قابل حمل تا يک دستگاه بزرگ دهها کاناله باشند. يک سنسور منفرد به همراه ابزارهاي وابسته براي کسب و اندازه‎گيري سيگنالهاي اکوستيک اميشن تشکيل يک کانال اکوستيک اميشن را مي‎دهد. از سيستم چندکاناله براي اهدافي نظير موقعيت يابي منابع و يا آزمون نواحي که براي يک سنسور منفرد خيلي بزرگ است استفاده مي‎شود . اجزايي که در تمامي دستگاهها براي دريافت سيگنال وجود دارد عبارتند از : سنسور، پيش تقويت کننده، فيلتر و تقويت کننده.

آزمون بصری و نوری

این روش پایه‌ای‌ترین، ابتدایی‌ترین و معمولاً ساده‌ترین روش آزمون کنترل کیفیت و پایش تجهیرات می‌باشد. در این روش مسئول کنترل کیفیت می‌بایست مواردی را بطور بصری چک کند. البته گاهی اوقات از دوربین‌هایی استفاده می‌شود که تصاویر را به رایانه فرستاده و رایانه عیوب را تشخیص می‌دهد.

رادیوگرافی

نوشتار اصلی: آزمون رادیوگرافی

آزمون رادیوگرافی به استفاده از امواج گاما و ایکس، که قابلیت نفوذ در بسیاری از مواد را دارا می‌باشند، برای بررسی مواد و تشخیص عیوب محصولات گفته می‌شود. در این روش اشعه ایکس و یا رادیواکتیو به سمت قطعه هدایت می‌شود و پس از عبور از قطعه بر روی فیلم منعکس می‌شود. ضخامت و مشخصه‌های داخلی باعث می‌شوند نقاطی در فیلم تاریکتر و یا روشن‌تر دیده شوند.

آزمون ذرات مغناطیسی

نوشتار اصلی: آزمون ذرات مغناطیسی

در این روش ذرات آهن بر روی ماده‌ای با خاصیت آهنربایی ریخته می‌شود و میدان مغناطیسی در آن القا می‌شود. در صورت وجود خراش و یا ترکی بر روی سطح و یا در نزدیکی سطح، در محل عیب قطب‌های مغناطیسی تشکیل می‌شود و یا میدان مغناطیسی در آن ناحیه دچار اعوجاج می‌گردد. این قطب‌های مغناطیسی باعث جذب ذرات آهن می‌شوند. در نتیجه وجود عیب را می‌توان از تجمع ذرات آهن تشخیص داد.

آزمون فراصوت

نوشتار اصلی: آزمون فراصوت

در این روش امواج فراصوت با بسامد بالا و با دامنه کم به داخل قطعه فرستاده می‌شوند. این امواج پس از برخورد به هر گسستگی بازتابیده می‌شوند و قسمتی از این امواج به سمت حسگر رفته و حسگر آن را دریافت می‌کند. از روی دامنه و زمان بازگشت این امواج می‌توان به مشخصه‌های این گسستگی پی برد. از کاربردهای این روش می‌توان به اندازه‌گیری ضخامت و تشخیص عیوب موجود در قطعات نام برد.

آزمون مایعات نافذ

نوشتار اصلی: آزمون مایعات نافذ

در این روش سطح قطعه با مایعی رنگی قابل مشاهده و یا فلورسنت پوشیده می‌شود. پس از مدتی این مایع در درون شکاف‌ها و حفره‌های سطحی قطعه نفوذ می‌کند. پس از آن مایع از سطح جسم زدوده می‌شود و ماده ظاهر کتتده به روی سطح پاشیده می‌شود. اختلاف روشنایی مایع نافذ و ظاهر کننده باعث می‌شود که عیوب سطحی به راحتی مشاهده شوند.

این تست برای ظاهر سازی عیوبی به کار میرود که به سطح راه داشته باشد وبر روی اکثر مواد از هر جنس که باشد می توان استفاده نمود در ضمن زبری سطح مورد آزمایش باید در حد مناسب باشد .در این روش ابتدا باید سطح رااز چربی وآلودگی تمیز کرد سپس مایع نافذ را بر روی سطح پاشیده وحداقل به مدت پنج دقیقه صبر می کنیم تا مایع نافذ به درون عیب نفوذ کند سپس سطح را تمیز کرده وماده ظاهر ساز را بر روی سطح می پاشیم که این ماده معمولا سفید رنگ است اگر عیبی در سطح وجود داشته باشد اثر آن بر روی سطح مشخص میگردد .^{[نیازمند منبع]}

آزمون الکترومغناطیس

نوشتار اصلی: آزمون الکترومغناطیس

در این روش با استفاده از یک میدان مغناطیسی متغیر در یک ماده رسانا جریان الکتریکی گردابی القا می‌شود و این جریان الکتریکی اندازه‌گیری می‌شود. وجود گسستگی‌هایی مانند ترک در ماده باعث ایجاد وقفه در این جریان می‌شود و بدین طریق می‌توان به وجود چنین عیبی پی برد. در ضمن مواد مختلف دارای رسانایی الکتریکی نفوذپذیری متفاوتی هستند. بنابراین می‌توان بعضی از مواد را با این روش رده‌بندی نمود.

آزمون نشتی

نوشتار اصلی: آزمون نشتی

روش‌های مختلفی برای تشخیص نشتی در مخازن تحت فشار و مانند آن، استفاده می‌شود که مهم‌ترین آنها عبارت‌اند از: گوشی‌های الکتریکی، گیج فشار، گاز و یا مانع نافذ و همینطور تست حباب صابون.

روش ترموگرافي

یکی از این روشهای مراقبت وضعیت و پیش بینی عیوب ماشین آلات مکانیکی و الکتریکی بهره گیری از آنالیزهای حرارتی می باشد زیرا عملکرد هر دستگاه همواره با انتشار گرما همراه است و معمولا هر ایراد مکانیکی و الکتریکی در تجهیزات با افزایش و یا کاهش دما بروز می نماید. گرمای منتشر شده از سطح بیرونی اجسام به صورت تشعشعات مادون قرمز که توسط چشم انسان قابل رویت نیستند آزاد می گردد. اما این تشعشات را می توان از طریق دوربین های ترموگرافی که پیشرفته ترین و کامل ترین تجهیزات در زمینه آنالیز حرارتی محسوب می شوند ، مشاهده نمود.

از آنالیزهای حرارتی می توان جهت شناسائی و تشخیص عیوبی مانند اتصالات الکتریکی نامناسب ، شل بودن قطعات و تجهیزات ، تغییرات متالورژی ، بار بیش از حد ، خنک کاری نامناسب ، ولتاژ نامناسب ، اتصال و رسانائی نامناسب ، کثیف بودن تجهیزات ، وجود آلودگی محیطی ، اکسیده شدن اتصالات ، ظرفیت نامناسب ، خوردگی و فرسایش خارجی ، عدم هم محوری و ارتعاشات بیش از حد و بسیاری عیوب دیگر را که در نهایت باعث معیوب شدن قطعات و تجهیزات می گردند ، استفاده نمود.

مقایسه روش‌ها

روش	کاربردها	معایب و محدودیت‌ها
مایعات نافذ	مواد غیر متخلخل برای بازرسی جوش، لحیم، مواد ریخته‌گری شده، مواد آهنگری شده، قطعات آلومینیومی، دیسک و پره‌های توربین، چرخ‌دنده	نیاز به دسترسی به سطح مورد آزمایش عیوب حتماً باید در سطح، شکستگی ایجاد کرده باشند. ممکن است سطح نیاز به تمیزکاری داشته باشد عیوب ترک مانند که بسیار باریک هستند، خصوصاً زمانی که تحت تأثیر نیرویی قرار گیرند که موجب بسته شدن آنها گردد و همچنین عیوب بسیار کم عمق به سختی قابل تشخیص هستند. عمق عیب قابل اندازه‌گیری نیست.
ذرات مغناطیسی	مواد دارای خاصیت آهنربایی عیوبی سطحی و عیوب نزدیک به سطح با این روش قابل تشخیص می‌باشند. قابل استفاده برای جوش، لوله، میله‌ها، مواد ریخته‌گری، مواد آهنگری، مواد اکستروژن شده، قطعات موتور، محورها و دنده‌ها	تشخیص عیوب تحت تأثیر عواملی مانند شدت میدان و جهت آن می‌باشد. نیاز به سطحی تمیز و نسبتاً هموار نیاز به بست نگهدارنده برای دستگاه ایجاد کننده میدان قطعه مورد آزمایش باید قبل از آزمون غیرآهنربایی شود که انجام این کار برای بعضی از قطعات و مواد دشوار است. عمق عیوب را نمی‌توان اندازه گرفت.
فراصوت	مواد فلزی و غیر فلزی و کامپوزیت‌ها عیوب سطحی و غیر سطحی قابل استفاده برای جوش، اتصالات، میله‌ها، مواد ریخته‌گری، مواد آهنگری، قطعات موتور و هواپیما، اجزای ساختمانی، بتن، و همچنین بصورت گسترده‌ای برای تشخیص عیوب مخازن تحت فشار و لوله‌های انتقال نفت و گاز همچنین برای تعیین ضخامت و خواص مواد برای پایش فرسودگی	عموماً تماسی است، گاهی بصورت مستقیم و گاه بواسطه محیط واسط نیاز به حسگرهای متفاوت برای کاربردهای مختلف؛ عموماً به لحاظ بازه فرکانسی حساسیت تابعی از فرکانس مورد استفاده‌است و بعضی از مواد به خاطر ساختارشان باعث پخش شدن قابل ملاحظه امواج فراصوت می‌گردند. امواج بازگشتی از این گونه امواج عموماً به سختی از نویز قابل تمیز است. اعمال این روش برای قطعات بسیار نازک دشوار است.
رادیوگرافی نوترونی	مواد فلزی و غیر فلزی و کامپوزیت‌ها پایروتکنیک، رزین‌ها، پلاستیک‌ها، سازه‌های لانه زنبوری، مواد رادیواکتیو، مواد دارای چگالی زیاد و مواد حاوی ئیدروژن	باید قطعه مورد آزمون بین منبع ساطع کننده اشعه و دریافت کننده آن قرار گیرد. اندازه راکتور تولید کننده اشعه بسیار بزرگ است. موازی قرار دادن اجزای آزمایش دشوار می‌باشد. خطرات تشعشع ترک‌ها باید به موازات اشعه‌ها قرار گسرند تا قابل تشخیص باشند. کاهش حساسیت با افزایش ضخامت قطعه
رادیوگرافیاشعه ایکس	مواد فلزی و غیر فلزی و کامپوزیت‌ها برای تمامی اشکال و فرمها به کار می‌رود؛ ریخته‌گری، جوش، قطعات الکترونیکی، صنایع هوایی، دریایی و خودروسازی	باید به هر دو وجه قطعه دسترسی داشت. نتایج آزمون تا حد زیادی وابسته به تعیین فاصله کانونی، ولتاژ و زمان قرارگیری در معرض تشعشع است. خطرات تشعشع ترک‌ها باید به موازات اشعه‌ها قرار گسرند تا قابل تشخیص باشند. کاهش حساسیت با افزایش ضخامت قطعه
رادیوگرافی گاما	عموماً برای مواد ضخیم و با چگالی بالا استفاده می‌شود. برای تمامی اشکال و فرمها به کار می‌رود؛ ریخته‌گری، جوش، قطعات الکترونیکی، صنایع هوایی، دریایی و خودروسازی معمولاً در جایی استفاده می‌شود که به علت ضخامت زیاد نمی‌توان از اشعه x استفاده کرد.	باید به هر دو وجه قطعه دسترسی داشت. حساسیت این روش به اندازه اشعه x نیست. خطرات تشعشع ترک‌ها باید به موازات اشعه‌ها قرار گسرند تا قابل تشخیص باشند. کاهش حساسیت با افزایش ضخامت قطعه
الکترومغناطیس	فلزات، آلیاژها و مواد هادی الکتریسیته برای رده‌بندی (Sorting) مواد عیوب سطحی و نزدیک به سطح با این روش قابل تشخیص می‌باشند. قابل استفاده برای لوله، سیم، یاتاقان، ریل، آبکاری غیر فلزی، قطعات هواپیما، دیسک و پره‌های توربین، محور اتومبیل	نیاز به حسگرهای متفاوت برای کاربردهای مختلف علی‌رغم آنکه حسگرهای این روش غیر تماسی هستند اما می‌بایست حسگر در مجاورت قطعه در فاصله بسیار نزدیکی از آن قرار گیرد. نفوذ کم (معمولاً حدود ۵ میلی‌متر)

منابع

• Barry Hull, Vernon John, Non-destructive testing, Macmillan Education LTD, 1988.
• http://www.ndt-ed.org/AboutNDT/aboutndt.htm
• NDT Encyclopedia

• نظام‌الدین فقیه, کنترل کیفیت آماری ۹۶۴-۴۵۹-۲۹۳-ایکس:شابک

پانویس

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ آزمون‌های غیرمخرب موجود است.