اصول آزمایش های غیر مخرب و زمینه بکارگیری آنها در صنایع

اصول آزمایش های غیر مخرب و زمینه بکارگیری آنها در صنایع

اسلاید 1: In the Name of God

اسلاید 2: اصول آزمایشهای غیر مخرب و زمینه بکارگیری آنها در صنایعمقدمه : در این کارگاه ابتدا روشهای ساخت مصنوعات فلزی و عیوب مرتبط با آنها به طور اختصار توضیح داده می شود .سپس اصول آزمایشهای غیر مخرب متداول نظیر بازرسی چشمی ، مایعات نافذ ، ذرات مغناطیسی ، جریانهای گردابی ، رادیو گرافی صنعتی و آزمایش التراسونیک مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته ، مزایا و محدودیتهای کاربری هر روش ارائه شده است . در پایان روشهای غیر مخرب غیر متداول توضیح داده شده و به اهمیت NDT و جایگاه آن در صنعت و استانداردهای مربوطه اشاره شده است .

اسلاید 3: Manufacturing processesCastingRollingForgingWeldingExtrusionDrawingPowder metallurgy

اسلاید 4: Casting processes:Sand casting Permanent mould castingDie casting Hot chamber die casting Cold chamber die casting Centrifugal casting Investment casting Shell mould casting Continuous casting

اسلاید 5: Casting DefectsPorosityBlowholes Piping InclusionSponginess shrinkageFilamentary shrinkageHot tearCracksCold shutsUnfused chapletMisplaced coreSegregation

اسلاید 6: Casting

اسلاید 7: Rolling

اسلاید 8: Welding MethodsShielded metal arc welding (SMAW)Tungsten arc welding (TIG)Metal inert gas welding (MIG)Metal active gas welding (MAG)Flux cored arc weldingStud welding Submerge arc welding (SAW) Electro slag welding Resistance weldingElectron beam weldingLaser beam welding Explosive weldingDiffusion weldingFriction weldingFlash weldingOxyfuel gas welding

اسلاید 9: Forging and Rolling Defects:LaminationSeamsForging lapsCenter burst and external burstClink (Thermal cracks)Hairline cracks (Flakes)Hot tearStringerpipe

اسلاید 10: آزمایشهای غیر مخرب (Non Destructive Testing):عبارت است از قابلیت آزمودن یک ماده بدون اینکه آن ماده تخریب یا از بین برود.آزمایش غیر مخرب بیشتر به منظور تشخیص عدم پیوستگی های مواد و قطعات به کار گرفته می شود.

اسلاید 11: روش های آزمایش غیر مخرب:به جز روش بازرسی چشمی پنج روش اساسی آزماش های غیرمخرب عبارتند از:2- بازرسی توسط ذرات مغناطیسی Magnetic Particle3- بازرسی توسط مایعات نافذ Dye Penetration4- بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current5- بازرسی به روش پرتونگاری Radiography6- بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic1- بازرسی چشمی Visual Inspection

اسلاید 12:

اسلاید 13:

اسلاید 14:

اسلاید 15:

اسلاید 16:

اسلاید 17:

اسلاید 18: بازرسی چشمی

اسلاید 19:

اسلاید 20:

اسلاید 21:

اسلاید 22:

اسلاید 23:

اسلاید 24: بازرسی توسط ذرات مغناطیسی (MT)- بازرسی توسط ذرات مغناطیسی برای بازرسی موادی که به آسانی مغناطیسی می شوند به کار می رود ( مواد فرو مغناطیس).- قابلیت تشخیص عیوب سطحی و زیر سطحی نزدیک به سطح ( حداکثر تا 6 میلیمتر عمق) را دارد.

اسلاید 25: بازرسی توسط ذرات مغناطیسی (MT) روش بازرسی: - ابتدا نمونه مورد بررسی با روش های خاص مغناطیسی می شود (تشکیل خطوط قوا در نمونه). - در صورت وجود عیوب سطحی در نمونه بعضی از خطوط قوا از محل عیب یا عیوب به بیرون نمونه نشت می کنند. - در محل نشتی خطوط قوا قطب های مغناطیسی تشکیل می شود. بنابراین اگر در محل نشتی های مغناطیسی، ذرات مغناطیسی (پود آهن) پاشیده شود، ذرات مغناطیسی در آن محل ها جذب شده و وجود عیب در نمونه را آشکار می کنند.

اسلاید 26: اصول خطوط میدان مغاطیسی

اسلاید 27: قطعه بدون عیب

اسلاید 28: روشهای مغناطیسی کردن قطعات1- عبور جریان از نمونه و ایجاد میدان مغناطیسی2- القاء شار مغناطیسی به قطعه با استفاده از آهن رباهای دائمی یا کویل های مغناطیسیعبور جریان از قطعه

اسلاید 29: القاء مغناطیسی

اسلاید 30: القاء مغناطیسیروش Prodروش Yoke

اسلاید 31: القاء مغناطیسیروش Yoke

اسلاید 32:

اسلاید 33:

اسلاید 34:

اسلاید 35:

اسلاید 36:

اسلاید 37: جهات عيوب و حساسيت تشخيص آنها

اسلاید 38:

اسلاید 39: استفاده از Prod

اسلاید 40: مزایای روش MTعدم نیاز به تمییزکاری اولیه بهترین روش برای تشخیص ترک های زیر سطحی در مواد فرومغناطیس سریع و نسبتاَ ساده کم هزینه قابل استفاده بر روی قطعات با پوشش نازک عدم محدودیت نسبت به شکل و اندازه قطعه قابل حمل بودن زیاد وسایل و تجهیزات آزمایش

اسلاید 41: محدودیت های روش MT قابل استفاده فقط برای مواد فرومغناطیس حساس به جهت گیری عیوب و قدرت میدان مغناطیسی محدود به تشخیص عیوب سطحی و نزدیک به سطح نیاز به جریان های خیلی زیاد امکان سوختن قطعه نیاز به مغناطیس زدایی قطعات پس از آزمایش

اسلاید 42:

اسلاید 43:

اسلاید 44:

اسلاید 45:

اسلاید 46: بازرسی توسط مایعات نافذ (PT) - برای آشکار کردن ناپیوستگی هایی که به سطح راه دارند به کار می رود. - کاربرد وسیعی برای مواد غیرمغناطیسی دارد.

اسلاید 47: روش بازرسی: بازرسی توسط مایعات نافذ (PT) مایع نافذ(Liquid Penetrant) ابتد بر سطح نمونه مورد بررسی برای مدت زمان مشخص اعمال می شود. مایع نافذ اضافی پاک می شود. سطح خشک شده و ماده آشکارساز(Developer) اعمال می شود. ماده نافذ باقی مانده در ناپیوستگی ها جذب آشکارساز شده و محل، اندازه و طبیعت ناپیوستگی یا عیب مشخص می شود.

اسلاید 48: بازرسی توسط مایعات نافذ (PT) انواع مواد نافذ: 1- معمولی یا Visible2- فلورسنتبررسی با مواد نافذ معمولی در زیر نور سفید انجام می شود، در صورتیکه بررسی با مواد نافذ فلورسنت در زیر نور UV یا نور سیاه ودر شرایط محیط تاریک انجام می شود.

اسلاید 49: آزمایش PT

اسلاید 50:

اسلاید 51:

اسلاید 52:

اسلاید 53: بازرسی توسط مایعات نافذ (PT) مواد نافذ از لحاظ ساخت : 1- Water washable2- Post emulsifiable3- Solvent removable

اسلاید 54: بازرسی توسط مایعات نافذ (PT) تقسیم بندی مواد نافذ بر اساس حساسیت و هزینه ساخت: 1. Post emulsifiable fluorescent dye penetrant2. Solvent removable fluorescent dye penetrant3. Water washable fluorescent dye penetrant 4. Post emulsifiable visible dye penetrant 5. Solvent removable visible dye penetrant 6. Water washable visible dye penetrantکاهش حساسیت

اسلاید 55: مزایای روش PT هزینه نسبتاَ کم قابل حمل بودن آزمایش حساسیت بالا نسبت به ناپیوستگی های ریز نسبتاَ ساده قابل استفاده برای انواع مواد تشخیص تمامی ناپیوستگی های سطحی بدون توجه به جهت گیری آنها طی یک مرحله آزمایش

اسلاید 56: محدودیت های روش PT سطح نمونه باید عاری از هر گونه آلودگی باشد تشخیص فقط ناپیوستگی های سطحی عدم امکان استفاده برای مواد متخلخل و همچنین روی سطوح زبر و ناهموار نیاز به برطرف کردن همه ماده نافذ در روند آزمایش عدم امکان ثبت دائمی از نتایج آزمایش

اسلاید 57:

اسلاید 58: بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current - این روش بطور گسترده ای برای تشخیص ترک های سطحی، دسته بندی مواد (Sorting) ، اندازه گیری ضخامت لایه های نازک (مثل پوشش ها)، و همچنین اندازه گیری ضخامت پوسته ها ( مثلاَ ضخامت لایه سخت شده در فولادها) کاربرد دارد. - این روش فقط برای مواد هادی الکتریکی کاربرد دارد.

اسلاید 59: بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current روش بازرسی: جریان های گردابی با نزدیک کردن قطعه به یک کویل جریان متناوب در قطعه بوجود می آید. میدان مغناطیسی ناشی از کویل با جریان متناوب با میدان مغناطیسی ناشی از جریان گردابی تعدیل می شود و به عنوان معیاری از وضعیت قطعه نمایش داده می شود.

اسلاید 60: بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current انواع پروب ها در روش ET: 1- پروب های داخلی یا Internal : معمولاَ برای بازرسی لوله مبدل های حرارتی در حین کار بکار می رود. 2- پروب های محاطی یا Encircling : معمولاَ برای بازرسی مفتول ها و لوله ها در حین فرایند ساخت به کار می روند. 3- پروب های سطحی : برای تشخیص محل ترک ها، دسته بندی مواد، اندازه گیری ضخامت پوشش ها و تعیین ضخامت پوسته ها به کار می رود.

اسلاید 61: بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current مزایای روش ET: عدم نیاز اتصال به قطعه عکس العمل آنی و سریع عدم مراحل پیچیده در حین راه اندازی حساسیت فوق العاده به ترک های مویی و ریز قابلیت تکرار زیاد سرعت بالای روبش یا Scanning دقت بالا در بررسی های ابعادی ترک های مویی و ضخامت پوشش ها

اسلاید 62: بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current محدودیت های روش ET: نیاز به داشتن زمینه تخصصی در اصول الکتریسته و ریاضی حساسیت بالا به کیفیت سطحی ( نیاز به کیفیت سطح خوب) قابل استفاده فقط برای مواد هادی الکتریسیته عدم اطمینان به تشخیص عیوب زیر سطحی در مورد فولادهای کم کربن عمق نفوذ محدود حساسیت به اندازه دهانه ترک و جهت گیری جریان گردابی

اسلاید 63:

اسلاید 64: بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonicکاربرد روش مافوق صوت:تشخیص عیوب در داخل مواداندازه گیری ضخامت تعیین خواص مکانیکی و ساختار دانه بندی موادروش فراصوتی قدرت زیادی برای نفوذ به داخل قطعه دارد و می تواند ترک های موجود در عمق نمونه را مشخص کند (تا عمق 6 تا 7 متر داخل فولاد)

اسلاید 65: بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic - در این روش امواج صوتی با فرکانس بالا (0.5-20MHz) به داخل نمونه وارد می شود( امواج صوتی قابل شنیدن با گوش انسان در محدوده 20Hz تا 20kHz است). - امواج صوتی از داخل ماده عبور می کند و مقداری از انرژی خود را بواسطه خاصیت ماده از دست می دهد.

اسلاید 66: محدوده امواج صوتی:

اسلاید 67: شدت امواج صوتی پس از وارد شدن به قطعه به دو صورت اندازه گیری می شود: بعد از بازتابش از محل فصل مشترک نمونه با هوا یا عیب موجود در نمونه یا روش Pulse echo اندازه گیری موج عبور کرده از سطح مقابل نمونه (Pulse transmission) بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic باریکه موج بازتابیده یا عبورکرده برای تشخیص عیب آنالیز می شود. اساس روش:

اسلاید 68: روش Pulse echo:

اسلاید 69: Ultrasonic Testing

اسلاید 70: بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic - اندازه بازتابش بستگی زیادی به وضعیت فیزیکی ماده در سطح مقابل فصل مشترک دارد و بستگی کمی به خواص فیزیکی خود ماده دارد. امواج صوتی: تقریباَ به طور کامل در فصل مشترک فلز-گاز بازتابیده می شوند. در فصل مشترک فلز-مایع یا فلز-جامد بازتابش بصورت جزئی است.

اسلاید 71: بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic مزایای روش UT: حساسیت بالا برای تشخیص عیوب خیلی ریز قدرت نفوذ خیلی زیاد ( 6 تا 7 متر در فولاد) برای بررسی قطعات خیلی ضخیم دقت بالا برای اندازه گیری جهت و اندازه ترک عکس العمل سریع برای بازرسی سریع و اتوماتیک فقط نیاز به یک سطح قطعه

اسلاید 72: بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic محدودیت های روش UT: سطح نامناسب نمونه تحت بررسی منجر به بروز مشکلاتی در حین بازرسی می شود. بررسی مواد با ساختار داخلی نامناسب مشکل است. نیاز به تماس با قطعه تاَثیر جهت گیری عیب بر قابلیت تشخیص هزینه بالای تجهیزات نیاز به مهارت بالای نیروی انسانی نیاز به استانداردهای مرجع و کالیبراسیون