در صنایع مختلف، به ویژه در صنایع سنگین و تولیدات حساس مانند هوافضا، نفت و گاز، خودروسازی و تولید برق، آزمون و ارزیابی تجهیزات برای اطمینان از کیفیت و ایمنی ضروری است. در این میان، تست‌های غیرمخرب (NDT) به عنوان یکی از موثرترین راهکارها برای ارزیابی مواد و قطعات بدون آسیب‌رسانی به آنها استفاده می‌شوند. خرید تجهیزات بازرسی غیرمخرب امکان شناسایی عیوب و نواقص ساختاری را بدون نیاز به تخریب نمونه فراهم می‌کند و از جمله رایج‌ترین تست ها می‌توان به تست جریان گردابی یا ادی کارنت (Eddy Current Testing – ET) اشاره کرد.
در این مقاله به بررسی جامع تست جریان گردابی یا ادی کارنت (ET) پرداخته و مراحل، کاربردها، مزایا، معایب و همچنین تجهیزات لازم برای انجام این تست را مورد بحث قرار می‌دهیم. همچنین نحوه کار این تست در شناسایی عیوب جوش، ترک‌ها، خوردگی‌ها و نواقص سطحی بررسی خواهد شد.
تست جریان گردابی (ET) یا ادی کارنت چیست؟
تست جریان گردابی (ET) یک روش غیرمخرب برای شناسایی عیوب در مواد رسانا است. این روش از اصول فیزیکی جریان‌های گردابی بهره می‌برد و معمولاً در بررسی ترک‌ها، شناسایی خوردگی، بررسی ضخامت پوشش‌ها و شناسایی ویژگی‌های مواد به کار می‌رود. در این روش، یک میدان مغناطیسی متغیر تولید می‌شود که در اثر تغییر در خواص ماده مورد آزمایش، جریان‌های گردابی در ماده ایجاد شده و رفتار این جریان‌ها با تغییرات خواص سطحی و زیرسطحی ماده تغییر می‌کند. با تجزیه و تحلیل این تغییرات، می‌توان به وجود و نوع عیوب پی برد.
کاربردهای تست جریان گردابی (ET)
تست جریان گردابی در بسیاری از صنایع مختلف کاربرد دارد و برای مقاصد زیر مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- تشخیص ترک‌ها و نواقص سطحی: این روش برای شناسایی ترک‌ها و نواقص سطحی در فلزات رسانا به کار می‌رود. به خصوص در صنایعی مانند هوافضا و خودروسازی که قطعات با تحمل بالا نیازمند بررسی دقیق‌تر هستند.
- اندازه‌گیری ضخامت پوشش‌ها: ET می‌تواند برای اندازه‌گیری ضخامت پوشش‌های غیررسانا مانند پوشش‌های رنگی و عایق‌ها استفاده شود. این ویژگی برای کنترل کیفیت در صنعت رنگ و پوشش بسیار مفید است.
- شناسایی خوردگی‌ها: یکی از کاربردهای مهم ET شناسایی خوردگی و نقاط زنگ‌زده در زیر سطوح و سازه‌های فلزی است، به ویژه در محیط‌های مرطوب و محیط‌هایی که در معرض عوامل خورنده قرار دارند.
- تعیین ویژگی‌های مکانیکی مواد: تست جریان گردابی می‌تواند برای شناسایی ویژگی‌های مکانیکی مواد از جمله سختی و کشش استفاده شود. این کاربرد در تولید قطعات صنعتی بسیار حائز اهمیت است.
- کنترل کیفیت جوش: ET به عنوان یک روش سریع و دقیق برای کنترل کیفیت جوش‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و می‌تواند عیوب جوش مانند ترک‌ها، حفرات و دیگر نواقص زیرسطحی را شناسایی کند.
مزایا و معایب استفاده از تست جریان گردابی (ET)
هر روش NDT دارای مزایا و معایب خاص خود است که استفاده از آن را در شرایط خاصی موثرتر یا کمتر موثر می‌کند. مزایا و معایب تست جریان گردابی به شرح زیر است:
مزایا
- غیرمخرب بودن: ET به دلیل غیرمخرب بودن و عدم آسیب‌رسانی به نمونه، به‌ویژه در صنایعی که قطعات گران‌قیمت و پیچیده دارند، بسیار محبوب است.
- سرعت و دقت بالا: این روش امکان انجام سریع تست و ارائه نتایج دقیق را فراهم می‌کند و به کاربر اجازه می‌دهد تا عیوب را با دقت تشخیص دهد.
- حساسیت بالا به عیوب سطحی: ET بسیار حساس به عیوب سطحی و زیرسطحی است و می‌تواند نواقص کوچک را به راحتی تشخیص دهد.
- بدون نیاز به تماس مستقیم: این روش نیاز به تماس مستقیم با سطح نمونه ندارد، بنابراین می‌توان آن را برای قطعات حساس یا آلوده به کار برد.
معایب
- محدودیت در مواد: ET فقط برای مواد رسانا، به ویژه فلزات، مناسب است و در مواد غیررسانا کارایی ندارد.
- حساسیت به تغییرات هندسی: این روش ممکن است به تغییرات شکل و اندازه نمونه حساس باشد، و در نتیجه نیاز به تنظیم دقیق تجهیزات برای قطعات پیچیده دارد.
- عدم توانایی در شناسایی عیوب عمقی بزرگ: ET عموماً در شناسایی عیوب در اعماق بیشتر محدود است و برای عیوب عمیق‌تر، روش‌های دیگری مانند استفاده از تجهیزات عیب یاب اولتراسونیک ممکن است مناسب‌تر باشند.
- نیاز به تخصص و تجربه: تفسیر نتایج به تخصص و تجربه نیاز دارد و ممکن است پیچیده باشد.
روش کار تست ادی کارنت یا جریان گردابی
روش کار تست جریان گردابی بر اساس اصول فیزیکی تولید میدان مغناطیسی و جریان‌های گردابی در سطح ماده است. مراحل کلی انجام این تست به صورت زیر است:
- ایجاد میدان مغناطیسی: یک جریان الکتریکی متناوب در یک سیم‌پیچ به کار گرفته می‌شود تا میدان مغناطیسی تولید کند.
- تولید جریان‌های گردابی: این میدان مغناطیسی وارد ماده می‌شود و در ماده‌های رسانا جریان‌های گردابی به وجود می‌آورد.
- ثبت تغییرات جریان‌های گردابی: تغییرات در جریان‌های گردابی، که ناشی از تغییرات در خواص ماده است، توسط تجهیزات ویژه ثبت می‌شود.
- تجزیه و تحلیل داده‌ها: تغییرات ثبت شده در جریان‌های گردابی به متخصص این امکان را می‌دهد که عیوب یا نواقص سطحی و زیرسطحی را شناسایی کند.
تجهیزات تست جریان گردابی
تجهیزات تست جریان گردابی شامل دستگاه‌ها و ابزارهای مختلفی است که برای تولید و ثبت جریان‌های گردابی و تجزیه و تحلیل داده‌ها استفاده می‌شود. این تجهیزات شامل موارد زیر هستند:
- سیم‌پیچ یا پراب جریان گردابی: این سیم‌پیچ‌ها به عنوان منبع میدان مغناطیسی و تولید جریان‌های گردابی به کار می‌روند. این سیم‌پیچ‌ها معمولاً به شکل پروب‌های قابل حمل طراحی می‌شوند.
- دستگاه‌های ثبت و تحلیل داده: این دستگاه‌ها به ثبت و تجزیه و تحلیل تغییرات جریان‌های گردابی در قطعات مختلف کمک می‌کنند و معمولاً به یک نرم‌افزار خاص برای پردازش داده‌ها مجهز هستند.
- سخت‌افزار و نرم‌افزار تجزیه و تحلیل: برای بهبود دقت و تفسیر نتایج تست، نرم‌افزارهای پیشرفته‌ای استفاده می‌شود که به کاربر این امکان را می‌دهد که نواقص سطحی و زیرسطحی را با دقت بیشتری تشخیص دهد.
- پروب‌های خاص برای تست جوش: این پروب‌ها برای تست عیوب و نواقص جوش طراحی شده‌اند و می‌توانند ترک‌ها و نواقص زیرسطحی جوش را به راحتی شناسایی کنند.
استاندارد تست جریان گردابی یا ادی کارنت
استانداردهای مختلفی برای انجام تست جریان گردابی (Eddy Current Testing – ET) در صنایع وجود دارد که شامل استانداردهای بین‌المللی و محلی است. این استانداردها روش‌ها و دستورالعمل‌های دقیق برای انجام آزمون، تجهیزات مورد استفاده، نحوه کالیبراسیون و تفسیر نتایج را مشخص می‌کنند. برخی از مهم‌ترین استانداردهای تست ادی کارنت عبارتند از:
- ASTM E309 : استاندارد برای تست جریان گردابی در عیوب سطحی و زیرسطحی که دستورالعمل‌های پایه‌ای را ارائه می‌دهد.
- ASTM E1004 : استاندارد برای تعیین ضخامت مواد رسانا با استفاده از تست جریان گردابی، که برای سنجش عمق پوشش‌ها کاربرد دارد.
- ASTM E1444 : استاندارد برای تست جوش با استفاده از جریان گردابی که شامل روش‌های دقیق شناسایی ترک‌ها و نواقص جوش است.
- ASME Section V, Article 8 : استاندارد ASME در بخش آزمون‌های غیرمخرب که به تست ادی کارنت نیز پرداخته و در صنایع مختلف به‌ویژه برای تست قطعات حیاتی استفاده می‌شود.
- ISO 15548-1 : استاندارد بین‌المللی ISO که به الزامات و مشخصات تجهیزات مورد استفاده در تست جریان گردابی اختصاص دارد.
- EN 1711 : استاندارد اروپایی برای تست جریان گردابی در شناسایی نواقص جوش در لوله‌های فلزی.
این استانداردها با توجه به نوع صنعت، ویژگی‌های قطعات و مواد و نوع عیوبی که باید شناسایی شود، مورد استفاده قرار می‌گیرند و تضمین می‌کنند که تست ادی کارنت با دقت و کیفیت بالا انجام شود.
جمع‌بندی
تست جریان گردابی یا ادی کارنت (ET) یکی از موثرترین و پیشرفته‌ترین روش‌های تست غیرمخرب در صنایع مختلف است. این روش به دلیل سرعت و دقت بالا، عدم نیاز به تماس مستقیم و توانایی شناسایی عیوب سطحی و زیرسطحی در فلزات، محبوبیت زیادی دارد. از طرف دیگر، محدودیت‌هایی مانند عدم کاربرد در مواد غیررسانا و نیاز به تخصص و تجربه برای تفسیر نتایج نیز باید در نظر گرفته شود.
این روش به ویژه در صنایعی که نیاز به کنترل کیفیت بالا و ایمنی تجهیزات حیاتی دارند، نقش بسیار موثری دارد. با استفاده از تست جریان گردابی، صنایع می‌توانند کیفیت محصولات و تجهیزات خود را بدون آسیب‌رسانی به آنها ارزیابی کرده و از ایمنی و کارایی بهینه تجهیزات اطمینان حاصل کنند.
مقالات پیشنهادی:
