تجهیزات بازرسی غیر مخرب NDT

بررسی تجهیزات بازرسی غیر مخرب NDT و کاربرد آن در صنعت

بازرسی غیرمخرب (Non-Destructive Testing) که به‌اختصار NDT نامیده می‌شود، مجموعه‌ای از روش‌های علمی و فنی است که برای ارزیابی خصوصیات و یکپارچگی مواد، قطعات و سازه‌ها بدون وارد آوردن آسیب به آن‌ها به‌کار می‌رود. این فناوری ارزشمند، نقش محوری در صنایع گوناگون از جمله هوافضا، خودروسازی، انرژی و ساخت‌وساز ایفا می‌کند و به عنوان یک ابزار کلیدی در حفظ کیفیت، اطمینان از ایمنی و افزایش عمر مفید محصولات و تجهیزات شناخته می‌شود.

در این بررسی جامع، به تشریح روش‌های مختلف بازرسی غیرمخرب، کاربردهای گسترده آن‌ها در صنایع مختلف و همچنین اهمیت استفاده از تجهیزات پیشرفته NDT پرداخته می‌شود. شرکت زنگ آزمون به‌عنوان یکی از تأمین‌کنندگان پیشرو تجهیزات تست‌های غیرمخرب در ایران، سهم بسزایی در ارتقای سطح کیفی بازرسی‌های صنعتی در کشور ایفا می‌نماید.

روش‌های NDT

در این بخش روش ها و تجهیزات بازرسی فنی غیرمخرب را به همراه ارائه نکات و مثال هایی از عملکرد هر کدام شرح می دهیم تا قبل از خرید این تجهیزات آشنایی کاملی با آنها به دست آورید:

1. بازرسی چشمی ( VI )

استفاده از تجهیزات بازرسی چشمی (VI) ساده‌ترین و پرکاربردترین روش NDT است. این روش شامل بررسی سطح یک قطعه با چشم غیرمسلح یا مسلح با استفاده از ابزارهای بزرگنمایی است . بازرسی چشمی برای تشخیص نقص‌های سطحی مانند ترک‌ها، خوردگی، ناهماهنگی‌ها و دیگر عیوب قابل مشاهده، استفاده می‌شود. این تکنیک به چشم انسان متکی است و گاهی از ابزارهایی مانند ذره‌بین و آینه بازرسی، بروسکوپ‌ها، ویدئو اسکوپ ، میکروسکوپ‌ها یا دوربین‌ها برای شناسایی نواقص سطحی مانند ترک‌ها، خوردگی، نامیزانی یا سایر ناهنجاری‌ها استفاده می‌کند.

روش های بازرسی چشمی

• روش بازرسی چشمی مستقیم:  بازرس جسم را مستقیماً بررسی می‌کند و اغلب از ابزارهای بزرگ‌نمایی مثل ذره بین برای افزایش دید استفاده می‌کند.
• بازرسی چشمی غیرمستقیم:  از دستگاه‌هایی مانند بروسکوپ‌ها ، ویدئواسکوپ یا دوربین‌های از راه دور برای بازرسی مناطقی که به سختی قابل دسترسی هستند، استفاده می‌کند.

مزایای بازرسی چشمی:

• ساده و مقرون به صرفه
• نیاز به تجهیزات کم
• نتایج سریع

محدودیت‌های بازرسی چشمی

• محدود به نقص‌های سطحی
• وابسته به تجربه و دید بازرس

2. آزمون غیر مخرب آلتراسونیک یا فراصوتی (UT)

آزمون فراصوتی (UT) یکی از روش های بازرسی فنی غیر مخرب است که از امواج صوتی با فرکانس بالا برای تشخیص عیوب داخلی در مواد استفاده می‌کند. تجهیزات بازرسی که با این روش کار میکنند، یک مبدل امواج صوتی را به ماده ارسال می‌کنند و بازتاب این امواج از عیوب یا مرزها تجزیه و تحلیل می‌شود تا ناهنجاری‌ها شناسایی شوند.

تشخیص عیوب با استفاده از عیب یاب آلتراسونیک و در کل امواج آلتراسونیک یکی از قدیمی‌ترین و رایج‌ترین کاربردهای از دهه 1940 است . قوانین فیزیکی که بر انتشار امواج صوتی در مواد جامد حاکم هستند، برای شناسایی عیوب پنهان، ترکها، حفره‌ها، تخلخل و دیگر ناپیوستگی‌های داخلی در فلزات، کامپوزیت‌ها، پلاستیک‌ها و سرامیک‌ها استفاده شده است. امواج صوتی با فرکانس بالا از عیوب داخلی و یا سطحی بازتاب می‌یابند که توسط دستگاه‌های عیب یاب آلتراسونیک نمایش و ثبت می‌شوند. تست آولتراسونیک کاملاً غیرمخرب و ایمن است و در بسیاری از صنایع تولیدی، فرآیندی و خدماتی به ویژه در کاربردهای مربوط به جوش‌ها و فلزات شناخته شده است.

مزایا:

• تشخیص عیوب داخلی و سطحی
• عمق نفوذ بالا
• مناسب برای انواع مواد

محدودیت‌ها:

• نیاز به اپراتورهای ماهر
• نیاز به واسطه‌ای برای انتقال امواج صوتی
• تفسیر نتایج ممکن است پیچیده باشد

3. آزمون های NDT از نوع رادیوگرافی صنعتی  (RT)

آزمون رادیوگرافی (RT) نیز یکی از روش های بازرسی فنی غیر مخرب NDT به شمار می رود که شامل استفاده از اشعه‌های X یا گاما برای تولید تصاویر از ساختار داخلی یک قطعه است همانند دستگاهای رادیولوژی پزشکی. این اشعه‌ها از ماده عبور کرده و بر روی فیلم یا دستگاه دیجیتالی ثبت می‌شوند و هر گونه عیب داخلی را نشان می‌دهند.

مزایا:

• ارائه یک ثبت دائمی از بازرسی
• تشخیص عیوب داخلی و سطحی
• حساسیت بالا

محدودیت‌ها:

• نگرانی‌های ایمنی به دلیل مواجهه با اشعه
• تجهیزات و عملیات گران‌قیمت
• نیاز به تفسیر ماهرانه رادیوگراف‌ها

4. آزمون ذرات مغناطیسی (MT)

آزمون ذرات مغناطیسی (MT) برای تشخیص عیوب سطحی و نزدیک به سطح در مواد فرومغناطیسی یا آهنی استفاده می‌شود. قطعه مغناطیسی شده و ذرات فرومغناطیسی اعمال می‌شوند. این ذرات در ناپیوستگی‌ها جمع می‌شوند و تحت نور UV یا نور سفید قابل مشاهده می‌شوند. یک نمونه از این تجهیزات دستگاه یوک مغناطیسی Yoke شرکت سابی کنسای ژاپن است.

مزایا:

• حساسیت بالا برای عیوب سطحی و نزدیک به سطح
• نسبتاً ساده و سریع
• امکان بازرسی اشکال پیچیده

محدودیت‌ها:

• محدود به مواد فرومغناطیسی
• نیاز به آماده‌سازی سطح
• عدم توانایی در تشخیص عیوب عمیق داخلی

5. آزمون مایعات نافذ  (PT)

آزمون غیر مخرب مایعات نافذ (PT) روشی برای تشخیص عیوب سطحی است. این فرآیند شامل اعمال یک رنگ مایع به سطح است که به داخل ترک‌ها و عیوب نفوذ می‌کند. پس از اعمال مایع دولوپر یا آشکار ساز، رنگ به بیرون کشیده شده و عیوب را آشکار می‌کند.

مزایا:

• ساده و مقرون به صرفه
• مناسب برای انواع مواد
• حساسیت بالا برای عیوب سطحی

محدودیت‌ها:

• محدود به عیوب سطحی
• نیاز به تمیزکاری و آماده‌سازی سطح
• عدم توانایی در تشخیص عیوب داخلی

6. آزمون جریان گردابی (ECT)

آزمون جریان گردابی (ECT) یکی از روش های بازرسی فنی NDT بوده که از القای الکترومغناطیسی برای تشخیص عیوب سطحی و نزدیک به سطح در مواد رسانا استفاده می‌کند. یک جریان متناوب از طریق یک کویل عبور می‌کند و میدان الکترومغناطیسی ایجاد می‌کند که جریان‌های گردابی در ماده القا می‌کند. تغییرات در این جریان‌ها برای شناسایی عیوب تجزیه و تحلیل می‌شوند.

مزایا:

• مناسب برای مواد رسانا
• قابلیت تشخیص عیوب سطحی و نزدیک به سطح
• نیاز به واسطه‌ای برای انتقال ندارد

محدودیت‌ها:

• محدود به مواد رسانا
• نیاز به اپراتورهای ماهر
• حساسیت با عمق کاهش می‌یابد

کاربردهای تجهیزات NDT در صنعت

تجهیزات بازرسی غیرمخرب (NDT) نقش محوری در تضمین کیفیت، ایمنی و قابلیت اطمینان محصولات و سازه‌ها در صنایع مختلف ایفا می‌کنند. این تجهیزات با استفاده از روش‌های مختلف فیزیکی، امکان ارزیابی دقیق مواد و قطعات را بدون وارد آوردن آسیب به آن‌ها فراهم می‌آورند. در ادامه، به برخی از مهم‌ترین کاربردهای NDT در صنایع مختلف پرداخته می‌شود:

1. صنعت هوافضا

بازرسی‌های NDT در صنعت هوافضا از اهمیت حیاتی برخوردار است. تکنیک‌هایی مانند اولتراسونیک (UT)، رادیوگرافی (RT)، جریان‌های گردابی (ECT) و بازرسی بصری (VI) برای تشخیص عیوب پنهانی مانند ترک‌ها، خوردگی و ناپیوستگی‌ها در قطعات حساس هواپیما، از جمله بال‌ها، بدنه و موتورها، به‌کار می‌روند. این بازرسی‌ها به منظور افزایش ایمنی پرواز و افزایش عمر مفید هواپیما انجام می‌شوند.

2. صنعت خودروسازی

در صنعت خودروسازی، تجهیزات NDT برای اطمینان از کیفیت و ایمنی اجزای مختلف خودرو، از جمله شاسی، موتورها و گیربکس‌ها، مورد استفاده قرار می‌گیرند. روش‌هایی مانند UT، RT و مغناطیسی (MT) برای تشخیص عیوبی مانند ترک‌ها، ناپیوستگی‌ها و ناهماهنگی‌ها در این قطعات به کار گرفته می‌شوند. بازرسی‌های NDT در این صنعت، به بهبود عملکرد خودرو و افزایش ایمنی سرنشینان کمک شایانی می‌نماید.

3. صنعت نفت و گاز

در صنعت نفت و گاز، آزمون های فنی غیرمخرب برای بازرسی لوله‌ها، مخازن ذخیره‌سازی و تجهیزات حفاری استفاده می‌شود. روش‌هایی مانند UT, MT  و RT و فیز اری SyncScan برای تشخیص خوردگی، ترک‌ها و ناپیوستگی‌های دیگر در لوله‌ها و مخازن به کار می‌روند. این بازرسی‌ها به جلوگیری از نشت‌ها و حوادث فاجعه‌بار کمک می‌کنند و همچنین به افزایش عمر مفید تجهیزات کمک می‌کنند. (مقاله مرتبط: بررسی جامع دستگاه آلتراسونیک فیز اری )

4. صنعت ساخت و تولید

آزمونهای غیر مخرب در صنایع تولید و ساخت برای اطمینان از کیفیت مواد اولیه و محصولات نهایی به کار می‌رود. روش‌هایی مانند PT، MT  و ECT برای بازرسی قطعات فلزی، جوش‌ها و محصولات نهایی برای تشخیص عیوب سطحی و نزدیک به سطح استفاده می‌شوند. این بازرسی‌ها کمک می‌کنند تا محصولاتی با کیفیت بالا تولید شوند و نقص‌های تولیدی کاهش یابند.

5. صنعت نیروگاهی

در صنعت نیرو، تجهیزات NDT برای بازرسی توربین‌ها، دیگ‌های بخار و سایر تجهیزات نیروگاهی استفاده می‌شود. روش‌هایی مانند UT و RT برای تشخیص ترک‌ها، خوردگی و ناپیوستگی‌های دیگر در این تجهیزات به کار می‌روند. این بازرسی‌ها به اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد نیروگاه‌ها کمک می‌کنند و همچنین به افزایش عمر مفید تجهیزات کمک می‌کنند.

اهمیت و مزایای استفاده از آزمون های NDT و تجهیزات تست غیر مخرب در صنعت

تستهای غیر مخرب نقش اساسی در صنعت دارد زیرا به تشخیص و رفع نقص‌های پنهان در مواد و قطعات کمک می‌کند. این روش‌ها به بهبود کیفیت و ایمنی محصولات کمک می‌کنند و همچنین به کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و افزایش عمر مفید تجهیزات کمک می‌کنند. استفاده صحیح و منظم از ابزار NDT همچنین به کاهش خطرات ایمنی و جلوگیری از حوادث فاجعه‌بار کمک می‌کند.

مزایای NDT :

1. بدون تخریب: NDT به بررسی مواد و قطعات بدون آسیب رساندن به آنها می‌پردازد.
2. افزایش ایمنی:  به شناسایی و رفع نقص‌های پنهان کمک می‌کند که می‌توانند به حوادث فاجعه‌بار منجر شوند.
3. صرفه‌جویی در هزینه: با شناسایی و رفع نقص‌ها قبل از اینکه به مشکلات جدی تبدیل شوند، NDT  به کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمک می‌کند. (مقاله مرتبط: نگهداری پیشگیرانه در صنایع بزرگ )
4. افزایش عمر مفید:  به افزایش عمر مفید مواد و قطعات کمک می‌کند.

چالش‌های NDT :

1. نیاز به اپراتورهای ماهر: بسیاری از روش‌های NDT نیاز به اپراتورهای ماهر دارند که بتوانند نتایج را به درستی تفسیر کنند.
2. قیمت تجهیزات بازرسی غیر مخرب : برخی از روش‌های NDT نیاز به تجهیزات گران قیمت دارند.
3. محدودیت‌های مواد و هندسه: برخی از روش‌های NDT محدود به نوع خاصی از مواد یا هندسه قطعه هستند.

نتیجه‌گیری

تجهیزات بازرسی غیرمخرب (NDT) ابزارهای اساسی برای اطمینان از کیفیت و ایمنی در صنعت هستند. این روش‌ها به تشخیص و رفع نقص‌های پنهان در مواد و قطعات کمک می‌کنند و به بهبود کیفیت محصولات، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و افزایش عمر مفید تجهیزات کمک می‌کنند. با وجود چالش‌هایی که در استفاده از NDT وجود دارد، مزایای آن بسیار بیشتر از معایب است و استفاده از این روش‌ها در صنایع مختلف به طور چشمگیری افزایش یافته است.