فناوری آزمون های غیرمخرب
سال:1400 | دوره:2 | شماره:8 |تعداد مقالات:9

تشخیص عیوب ساختاری مانند ترک خوردگی و خوردگی بیشتر با تکنیک هایی مانند جریان گردابی و التراسونیک انجام می شود. برای این منظور نیاز است که منطقه موردنظر به صورت نقطه به نقطه اسکن شود. با روش برهم نگاری تصاویر دیجیتال می توان به صورت سریع تر و ارزان تر آزمون ترک یابی سطحی را انجام داد. در این روش با استفاده از یک دوربین مناسب تصویربرداری از سطح سازه در حالت های بارگذاری شده و بدون بار انجام می شود و با برهم نگاری تصاویر میدان های جابجایی و کرنش استخراج می گردد. در روش برهم نگاری تصویر دیجیتالی رایج به منظور ردیابی سطح از یک الگوی مصنوعی روی سطح ایجاد می شود و ایجاد این الگو روی سطوح بزرگ کار مشکلی است. با الگوی لیزری نیازی به ایجاد الگوی مصنوعی روی سطح نیست. در این مقاله یک ترک در یک صفحه پلی کربنات مورد بررسی قرارگرفته است و نشان داده شده که مقدار کرنش در اطراف ترک بیش از نواحی دیگر است و این موضوع با روش برهم نگاری تصویر دیجیتالی با الگوی لیزر، کاملا قابل تشخیص است. درصورتی که بتوان به راحتی سازه را بارگذاری نمود، این روش یک آزمون سریع برای شناسایی ترک ها می باشد.

در این تحقیق، روشی بر اساس طبقه بندی و پیش بینی شبکه عصبی برای تشخیص موقعیت و راستای ترک در لوله ها ارایه شده است. به این منظور، ابتدا از روش اجزاء محدود برای مدل سازی انتشار موج و مدل سازی ترک در موقعیت و راستا های مختلف استفاده شده است. در این راستا از دو نوع موج تحریک هدایت شده طولی و پیچشی بهره گرفته شده است. سیگنال های بدست آمده به منظور فیلتر کردن نویز، کاهش ابعاد داده و محاسبه ویژگی های مناسب، پردازش شده اند. در پژوهش حاضر، اندازه گیری پژواک های بازتاب انجام شده و پنج ویژگی در شش سطح از تجزیه موجک گسسته سیگنال های خام، استخراج شده است. ویژگی های انتخاب شده از سیگنال ها، پردازش شده تا اندازه مدل شبکه عصبی بدون از دست دادن اطلاعات محدود شود. به همین منظور از روش الگوریتم کرم شب تاب استفاده شده و به یک شبکه عصبی مصنوعی که موقعیت و راستای ترک را پیش بینی می کند، تغذیه شده است. در این مطالعه، از شبکه های مرسوم پس انتشار چند لایه پرسپترون استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده مشاهده می شود که روش ارایه شده دقت خوبی را در پیش بینی موقعیت و راستای ترک نشان می-دهد و همچنین درصد خطاهای شبکه عصبی به کار رفته کمتر از 7% است.

امروزه، شناخت قطعات ریخته گری دقیق علی الخصوص قطعات توربین های گازی و بررسی دلایل تخریب آنها، به دلیل نقش آن ها در تامین برق و انتقال نفت و گاز، از اهمیت بسیار ویژه ای برخوردار است. بنابراین استفاده از آلیاژهایی با قابلیت تحمل تنش های حرارتی و مکانیکی و کارکرد در دماهای بالای  C 800 در ساخت این قبیل قطعات امری ضروری است. در این پژوهش بر آن شدیم تا با معرفی عیوب متداول در ریخته گری دقیق و شناسایی آنها با روش پرتونگاری صنعتی با اشعه ایکس، رفتار قطعات را در شرایط مختلف ریخته گری تحت کنترل داشته و پس از آن، با شناسایی این قبیل عیوب و اقدام در جهت ممانعت از ایجاد و یا رفع آنها سبب کاهش ریسک تولید، صرفه جویی در زمان، کاهش هزینه های اولیه و جاری در صنایع کاربردی و افزایش قابلیت اعتماد به قطعات تولید شده و بازدهی می باشد.

برای بکارگیری متدهای آزمون غیرمخرب جهت ارزیابی قطعات تولید شده به روش تولید افزایشی، نیاز به سنجه هایی می-باشد که نماینده عیوب محتمل در قطعه مورد تست باشند. در این رابطه با توجه به عیوب رایج قطعات تولید افزایشی (تخلخل گازی، تخلخل پودری، عدم همجوشی و غیره) و تفاوت مکانیزم شکلگیری آن ها با عیوب محتمل در قطعات سنتی، بکارگیری بلوک های کالیبراسیون موجود کاربرد موثری ندارند. در مقاله حاضر، یک نمونه بلوک مرجع ابتکاری با ویژگی های جانمایی شده داخلی برای کالیبراسیون تجهیزات فراصوت طراحی و به روش ذوب انتخابی لیزری ساخته شد و مورد تست فراصوت پالس-اکو تماسی قرار گرفته است. برای حصول اطمینان از صحت و دقت ساخت ویژگی ها، برشکاری انجام گرفت و ابعاد ویژگی-ها با میکروسکوپ نوری و فواصل آن ها از سطوح آزاد به کمک میکرومتر و کولیس اندازه گیری شد. نتایج، صحت و دقت ابعادی این نمونه را تصدیق و کاربرد آن را به عنوان بلوک مرجع تست های غیرمخرب تایید می کند.

این مقاله به معرفی و بررسی کاربردهای روش برش نگاری دیجیتالی در زمینه تشخیص و اندازه گیری عیب ترک و فعالیت های انجام شده در این حوزه می پردازد. برشنگاری دیجیتالی یک روش نوین مبتنی بر نور لیزر است که برای اندازه گیری تمام-میدانی و غیرتماسی تغییرشکل های صفحه ای (مشتقات جابه جایی سطح) مورد استفاده و توسعه قرار گرفته است. این روش معادل یک کرنش سنج تمام ناحیه ای عمل می کند که امکان مشاهده توزیع کرنش در یک ناحیه بزرگ را فراهم می نماید. از برش نگاری جهت بازرسی و ارزیابی غیرمخرب مواد مختلف استفاده می شود. با توجه به محدودیت روش های سنتی در بازرسی برخی مواد مانند مواد مرکب و همچنین کاربرد روزافزون این مواد در صنایع حساس نظیر هوافضا و صنایع نظامی، برش نگاری به طورفزاینده ای مورد توجه قرار گرفته است. با علم بر اهمیت شکل و هندسه عیوب در نتایج آزمون برش نگاری، در این مقاله با تکیه بر مرور مطالعات و پژوهش های قبلی، سعی در اثبات و معرفی برش نگاری دیجیتالی به عنوان یک روش برتر در زمینه ارزیابی ترک ها در مواد مختلف به صورت کمی و کیفی، شده است. نتایج نشان می دهد که عواملی چون اندازه بارگذاری، اندازه و جهت برش، اندازه، عمق و زاویه ترک بیشترین تاثیر را در تشکیل هاله ها و نتایج دارند. همچنین قابلیت برش نگاری در تخمین هندسه ترک نیز نمایش و به اثبات رسیده است. بدین منظور بعد از معرفی اصول برش نگاری، به بررسی و مرور مطالعات پیشین و نتیجه گیری پرداخته می شود.

جوشکاری نقطه ای، یکی از انواع جوشکاری مقاومتی است که از آن به منظور جوشکاری ورق ها استفاده می شود. در این روش برای اتصال دو یا چندین ورق از فشار الکترودها و گرمای حاصل از عبور جریان الکتریکی استفاده می شود. اگرچه استفاده از امواج فراصوتی یکی از رایج ترین روش های ارزیابی صحت جوش نقطه ای می باشد، در این پژوهش تلاش شده است با استفاده از امواج فراصوتی، علاوه بر ارزیابی از سالم یا ضعیف بودن جوش، ویژگیهای مکانیکی جوش، مانند استحکام کششی جوش نقطه ای، با امواج فراصوتی مطالعه گردد. برای این منظور، جوش های نقطه ای در ورق هایی از جنس DP590 با تغییر پارامتر جریان الکتریکی در محدوده 11 تا 14 کیلوآمپر ایجاد شده است. سپس امواج فراصوتی با فرکانس 10 مگا هرتز از داخل جوش نقطه ای عبور کرده و در ادامه استهلاک امواج فراصوتی عبوری از جوش نقطه ای اندازه گیری شده است. در ادامه با استفاده از آزمون کششی-برشی، استحکام جوش ها اندازه گیری شده است. همچنین ریز ساختار جوش ها نیز با میکروسکوپ الکترونی مطالعه گردیده است. نتایج نشان می دهند استهلاک امواج فراصوتی و استحکام کششی-برشی، رابطه مستقیم وجود دارد به گونه ای که با افزایش استهلاک امواج فراصوتی، استحکام جوش نقطه ای کاهش پیدا میکند که علت این امر را میتوان به تغییر ساختار جوش و ریز دانه شدن آن در منطقه جوش نسبت داد.

طیف سنجی تشدید فراصوتی یکی از روش های تیوری پراکندگی تشدید است که امکان شناسایی و ارزیابی غیرمخرب یک جسم الاستیک تحت تابش امواج فراصوتی با استفاده از مشخصات فرکانسی امواج پراکندگی دریافتی را فراهم می کند. در این مقاله از طیف سنجی تشدید فراصوتی برای بررسی و مطالعه مشخصات یک ماده مرکب تقویت شده الیافی استفاده می شود. بدین منظور پراکندگی امواج فراصوتی از شبکه ای خطی از الیاف قرار گرفته در ماتریس اپوکسی تحت تابش امواج فراصوتی طولی با بهره گیری از روش المان محدود شبیه سازی می-شود. شناسایی فرکانسها و مودهای تشدید طیف پراکندگی بازگشتی با به کارگیری روش تفکیک و شناسایی تشدید پالس کوتاه و با اعمال اثرات فرکانسی سیستم اندازه گیری انجام می شود. شرایط مطابقت نتایج حاصل از روش های تحلیلی با نتایج حاصل از روش های آزمایشگاهی شناسایی و تفکیک مودها در حوزه فرکانسی مورد بررسی قرار گرفته است. طیف تشدید مربوط به میدان پراکندگی بازگشتی از شبکه ای خطی از الیاف جاسازی شده در ماتریس اپوکسی تحت تابش عمود امواج فراصوتی محاسبه و تغییرات فرکانسهای تشدید تحت تاثیر ساختار شبکه و سیستم اندازه گیری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که در طیف سنجی تشدید فراصوتی از شبکه های خطی از الیاف، برخلاف پراکندگی منفرد، موقعیت فرکانسهای تشدید علاوه بر مشخصات فیزیکی و مادی الیاف و ماتریس به ساختار شبکه و موقعیت تراگذار در سیستم اندازه گیری نیز بستگی دارد.

پلیمرهای تقویت شده با الیاف کربن یا در اصطلاح کامپوزیت های الیاف کربن، از جمله موادی هستند که به دلیل ویژگی های منحصر به فرد ازجمله نسبت استحکام به وزن بسیار بالا، مورد توجه بسیاری از صنایع در ساخت قطعات مختلف می باشند. نمونه های بسیار رایج این ماده، ورق های کامپوزیتی با ضخامت میلی متری است که در ساخت برخی از انواع پنل ها و یا سطوح منحنی و لوله کاربرد دارد. با وجود ویژگی های ممتاز این مواد، انواع عیوب نظیر جدایش الیاف و یا شکست ماتریس، کارکرد نهایی آنها را تحت تاثیر قرار می دهد. از این رو، توسعه روش های بازرسی غیر مخرب برای شناسایی عیوب قطعات ساخته شده با الیاف کربن بسیار پراهمیت است. در این مقاله نمونه های ورق کامپوزیتی الیاف کربن با روش پرتونگاری آزمایش شده و نتایج آن با دو روش نوین برشنگاری دیجیتالی و حرارت نگاری فروسرخ مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده موفقیت بالاتر روش حرارت نگاری در تشخیص بسیاری از عیوب داخلی و همچنین روش برشنگاری در تشخیص جدایش لایه ای در این نمونه ها نسبت به روش آزمون سنتی پرتونگاری است. همچنین، نتایج نشان می دهد در هندسه خمیده و لوله که به دلیل محدودیت دسترسی در روش پرتونگاری، امکان تکمیل آزمون ها وجود ندارد، روش حرارت نگاری نتایج بسیار قابل قبولی را ارایه می نماید. علاوه براین، می توان در بسیاری موارد از روش نوین برشنگاری در نمونه های تخت برای شناسایی عیوب جدایش به طور موفق تر استفاده نمود.

در چند دهه ی اخیر، مسیله ی پایش سلامت روسازی توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده و باعث پیشرفت ها و فناوری های جدیدی شده است. در این پژوهش ضمن بررسی مفهوم پایش، روش های موجود به منظور انجام پایش سلامت سازه ای روسازی ها دسته بندی شده است. تا به امروز دو رویکرد کلی پایش از سطح روسازی و پایش از درون روسازی برای ارزیابی سلامت راه ها استفاده شده است. روش نوین پایش از درون روسازی به دنبال ارایه ی راهکارهایی با هدف پایش مستمر سلامت راه است. این راهکارها متکی به تجهیز روسازی هستند؛ به این معنا که در طی فرایند راهسازی حسگرهایی در درون راه مدفون می شوند. بهره گیری از روش نوین پایش از درون روسازی، می تواند مزایای زیادی از لحاظ فنی و اقتصادی برای شبکه ی راه ها به ارمغان آورد؛ چراکه در مقایسه با روش پایش از سطح روسازی، امکان نظارت بر تمام لایه های روسازی را به طور مجزا، به صورت مستمر و از راه دور و بدون ایجاد تداخل در جریان ترافیک ممکن می سازد. این رویکرد در راستای تحقق راه های هوشمند بوده و برخلاف اکثر روش های قدیمی، غیرمخرب است. به این منظور در این پژوهش مروری بر پژوهش های اخیر پیرامون روش پایش از درون روسازی به صورت دسته بندی شده به تفکیک حسگرهای مورد استفاده (حسگرهای الکترومغناطیس، فیبر نوری و بی سیم) به منظور انجام این شیوه از پایش صورت گرفته است. در نهایت پیشنهادهایی به منظور اجرای شیوه ی پایش از درون روسازی در ایران ارایه شده است.