فناوری آزمون های غیرمخرب
سال:1397 | دوره:2 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

شاید بحث ساماندهی از اولین دغدغه های تمام تشکل هایی است که در زمینه بازرسی فعالیت می نمایند. اگرچه صلاحیت تمامی افراد در سپردن مسؤلیت به آن ها مهم است، اما به جهت قرار گرفتن فرایند بازرسی فنی و آزمون های غیرمخرب در انتهای عملیات کنترل کیفی محصول، صلاحیت کارکنان در این رشته تخصصی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هر چند در این زمینه تلاش های بسیاری صورت گرفته است، لیکن همواره در خصوص موضوع "نظام تایید صلاحیت کارکنان آزمون های غیرمخرب"، بیش از خود مفهوم "نظام"، به موضوعات حاشیه ای پرداخته شده است و چه بسا این امر در عدم توفیق چشمگیر این ساماندهی هم بی تاثیر نبوده باشد. در واقع ممکن است در تشخیص نیازهای کلان به خطا رفته باشیم و لذا منافع کوتاه مدت را ترجیح داده ایم. بی شک ثمره تلاش های طولانی مدت، گرچه ممکن است طاقت فرسا باشد، ولی قطعا حلاوت بیشتری خواهد داشت....

برای تایید صلاحیت و صدور گواهینامه کارکنان آزمون های غیرمخرب در سطح جهانی دو نوع استاندارد و در سه سطح 1، 2 و 3 معمول است. در این خصوص دو مقاله بسیار جامع و مفیدی در شماره پیشین این نشریه به قلم دیگر اعضا و همکاران متخصص انجمن منتشر گردیده است که علاقه مندان را به مطالعه آن ها دعوت می نماید. از همین رو در این مقاله تنها به اجمال به دو نوع استاندارد مذکور اشاره شده و در ادامه به طرح دو پرسش مهم و ارائه پاسخ به آن ها پرداخته می شود.

آزمون های غیرمخرب به عنوان یکی از شاخه های کنترل کیفی و گاه اطمینان از مرغوبیت، روش هایی هستند که بدون اعمال هر گونه تخریبی قادرند عیوب احتمالی در قطعات، سیستم ها و مواد اولیه را شناسایی نمایند. لذا این تخصص و مهارت مورد توجه جهانی قرار گرفته و نگاه خاص به آن را طلب کرده است. آزمون های غیرمخرب همواره از منظرهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته و به صورت مستمر توسعه داده شده اند. از منظر تجهیزات، سخت افزار و نرم افزار تجهیزات روز به روز توسعه یافته و از منظر روند اجرایی، دستورالعمل ها و استانداردها پیوسته تدوین، ویرایش و توسعه یافته است. از منظر عوامل انسانی نیز روند آموزش و اثبات صلاحیت کارکنان توسعه و ارتقاء پیدا کرده است. این رشد و توسعه همه جانبه، حاصل و نتیجه چیزی جز استفاده از خرد جمعی و کار گروهی نیست که به دلایل مختلف در ایران این فرایند هنوز کمتر شکوفا، گسترش و همگانی شده است. هر چند در ایران به تاسی از کشورهای پیشرفته مجامع و انجمن های مختلفی تاسیس گردیده ولی بهره لازم از آن گرفته نشده است. در این مختصر ابتدا مقوله اثبات صلاحیت کارکنان و سپس نظام های اثبات صلاحیت معرفی می گردد و ضمن بررسی روند اثبات صلاحیت کارکنان آزمون های غیرمخرب در صنعت هوایی کشور، به نقش پررنگ هیئت ملی آزمون های غیرمخرب برای برطرف کردن کاستی ها و همچنین مشکلات موجود اشاره می شود.

امروزه از برش نگاری1 لیزری به عنوان یکی از روش های موثر اپتیکی با قابلیت بالا در شناسایی عیوب زیر سطحی برای مقاصد آزمون های غیر مخرب استفاده می شود. در این مقاله، روش تجربی تعیین عیوب زیر سطحی روی قطعات فلزی با روش برش نگاری لیزری و به کمک بارگذاری حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، در مرحله اول نمونه هایی از جنس آلومینیوم و به ضخامت mm3 وmm5 در چیدمان برش نگاری لیزری، تحت تابش لیزر دیودی قرار گرفته و ارزیابی شده است. عیوب زیر سطحی به صورت حفره هایی با قطر و عمق مختلف در پشت نمونه ی تحت ارزیابی ایجاد شده اند. پس از برپایی چیدمان مناسب، تاثیر جهت و میزان برش اعمال شده و همچنین مقدار بارگذاری حرارتی بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد، در تعیین عیوب زیر سطحی نسبت قطر به عمق عیوب از اهمیت بالایی برخوردار است. در نمونه های ارزیابی شده، کمینه قطر عیوب قابل شناسایی در حدود 5/2 برابر عمق می باشد. عیوب زیرسطحی معمولا به صورت یک شکل نسبتا متقارن در تصاویر فاز مشاهده می شود.

با افزایش قیمت بنزین رغبت به استفاده از ماشین های دو گانه سوز در کشور روز به روز افزایش می یابد. در ایران برای ذخیره گاز طبیعی در ماشین های دوگانه سوز از کپسولهای CNG فولادی استفاده می شود. در حال حاضر میلیونها ماشین سواری در کشور از کپسولهایی استفاده می کنند که بیش از 10 سال از عمر آنها گذشته است. اخیرا سازمان ملی استاندارد بازرسی دوره ای کپسولهای CNG را برای ناوگان تاکسیرانی اجباری نموده است. در دستورالعمل این سازمان آزمونهای چشمی، در موارد بحرانی آزمون اولتراسونیک پیش بینی شده است. با توجه به اهمیت موضوع در این مقاله به بررسی وضعیت کپسولهای CNG کشور پرداخته شده و عیوب محتمل در کپسولهای CNG مستعمل بررسی شده است همچنین بازرسی دوره ای مرسوم برای کپسولهای CNG در داخل و خارج کشور با هم مقایسه گردیده اند. نتایج بیانگر این است که آزمونهای پیشنهادی سازمان ملی استاندارد برای برآورد الزامات ایمنی کپسولها کافی می باشد. ولی از آنجایی که نزدیک به 25% کپسولهای مورد استفاده در کشور را مخازن غیر استاندارد تشکیل می دهند پیشنهاد می شود دوره بازرسی از 36 ماه کاهش یابد.

بازرسی لوله های انتقال نفت و گاز و مواد شیمیایی، از مهمترین مشکلات در صنعت انتقال مواد است. عدم تشخیص خوردگی ها در این لوله ها، منجر به بروز حوادثی می شود که خسارات جانی و مالی جبران ناپذیری دارد. با توجه به زیر بار بودن این لوله ها نیاز به آزمون هایی است که بدون هر گونه تخریب بتوان به مقدار و محل خوردگی لوله دست پیدا کرد. یکی از این آزمون های غیر مخرب که در این امر استفاده می شود، پرتونگاری صنعتی است. در این روش صفحه حساس که اطلاعات را ثبت می کند بدور لوله بسته شده و با تابش اشعه ایکس یا گاما به لوله اطلاعات درونی و خوردگی های آن روی صفحه حساس ثبت می شود. به علت پراکندگی، تصاویر حاصل نیاز به پردازش دارند تا نواحی عیوب و خوردگی در آنها واضح تر شود. مفسرین و متخصصین تصاویر پرتونگاری برای تشخیص نواحی عیوب به تصاویری با کیفیت و کنتراست بهتر نیاز دارند. الگوریتم های پردازش تصویر می توانند در این امر کمک کنند. الگوریتم موجک مختلط تصویر را به مولفه های مختلف فاز و دامنه تجزیه کرده و حذف بعضی از این مولفه ها می تواند بر بهبود کنتراست تصویر موثر باشد. در این تحقیق از روش موجک مختلط برای حذف زمینه و وضوح تصاویر استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که این روش کارایی قابل قبولی در بهبود کنتراست تصاویر پرتونگاری در نواحی خوردگی لوله های حاوی آمونیاک داشته و ارزیابی متخصصین پرتونگاری صنعتی نیز بهبود تصاوبر را با درصد بالایی تائید می کند.

عیب یابی به روش فراآوایی بر روی دو سر انتهائی لوله ها یا لبه قطعات کاری بسیار دشوار است که این مشکل در روش خودکار در بیشتر تجهیزات ساخته شده به وسیله شرکت های شناخته شده جهانی ناممکن اعلام می گردد. معمولا بازه ای ده تا بیست سانتیمتری از هر سر قطعه به وسیله سازنده ها بیرون از محدوده آزمون اعلام شده وکاربر دستگاه ناچار از یافتن راهکاری برای رهایی از این کاستی می باشد. مهمترین دلیل این وضعیت هندسه قرارگیری نگاهدارنده پروب ها بر روی بدنه قطعه در زمان انجام آزمون است. از آنجائی که مجموعه ای از پروب های کاوشگر به کمک یک محفظه بسیار بزرگتر از ابعاد پروب بر روی قطعه حرکت داده می شوند، این امکان وجود ندارد که در زمان صفر آزمون (لحظه آغاز آزمون از یک انتها)، همه پروب های کاوشکر بتوانند امواج خود را بر روی لبه قطعه بفرستند. این کار حتی در آزمون دستی نیز ناممکن است و نمی توان در جهت همسو با جهت جاروب قطعه پروب را بگونه ای بر لبه قطع نشانید که امواج فراآوایی گسیل شده از آن بتوانند درست از لبه بدرون قطعه نفوذ نمایند. یکی از راهکارهای ممکن برای حل این مشکل بکارگیری روش غوطه وری است که در آن پروب و قطعه هر دو در کوپلانت قرار داده می شوند. این راه حل بدلیل نیاز به واردکردن قطعه یا لوله در مخزن کوپلانت روشی نسبتا زمانبر برای آزمون خودکار قطعات بزرگ است. همچنین، آزمون خودکار بر پایه غوطه وری کامل پیچیده و پرهزینه می باشد.

آشکارسازی و اندازه گیری ترک های ناشی از خستگی در سطوح ساختارهای فلزی از کاربرد های مهم آزمونهای غیرمخرب می باشد. یکی از روشهای غیر مخرب برای این منظور، روش جریان گردابی می باشد. در این روش با استفاده از یک سیم پیچ حامل جریان متناوب در سطح قطعه جریان گردابی ایجاد می گردد. وجود ترک باعث به هم خوردن توزیع این جریان و در نتیجه تغییر امپدانس سیم پیچ می گردد. تخمین شکل و ابعاد ترک از روی تغییرات امپدانس سیم پیچ که یک مساله معکوس نامیده می شود برای تخمین عمرقطعه و استفاده بهینه از آن مهم می باشد. در این مقاله، یک مدل معکوس سازی مبتنی بر شناسایی پدیده و الگوریتم بهینه سازی ازدحام جمعیت جهت تشخیص شکل و عمق ترک ها از روی تغییرات امپدانس سیم پیچ ارائه می گردد. نتایج بدست آمده از تخمین شکل ترک ها از روی داده های اندازه گیری نشان می دهد که مدل پیشنهادی در تشخیص شکل و عمق ترک ها از دقت بالایی برخوردار است.

در این تحقیق از آزمون غیرمخرب جریان گردابی برای ارزیابی میزان آستنیت باقیمانده در ریزساختار و سختی گلوله های آسیا از جنس چدن پر کروم استفاده شد. به این منظور نمونه هایی از گلوله چدن آلیاژی با ترکیب اسمی 30 درصد وزنی کروم و 3 درصد وزنی کربن و با قطر 40 میلیمتر پس از ریخته گری در ماسه انتخاب شدند. برای دستیابی به سختی و میزان آستنیت باقیمانده متفاوت، گلوله ها تحت سیکل های متفاوت عملیات حرارتی شامل دماهای مختلف آستنیت زایی و برگشت قرار گرفتند. مطالعات ریزساختاری توسط میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی، XRD و سختی سنجی به روش ویکرز انجام شد. در ادامه با استفاده از یک دستگاه جریان گردابی، ریزساختار گلوله ها در فرکانس های مختلف 50 تا kHz 200 مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با استفاده از روش جریان گردابی می توان ریزساختارهای مختلف گلوله ها با مقادیر متفاوت از آستنیت باقیمانده و سختی را به صورت غیرمخرب و سریع، شناسایی و تفکیک کرد. به این منظور، بازرسی جریان گردابی در فرکانس kHz 150 با استفاده از شاخص امپدانس به عنوان روش ارزیابی غیرمخرب انتخاب شده است. این شاخص با افزایش میزان آستنیت باقیمانده، کاهش می یابد.

آفت کش ها یا سموم شیمیایی که برای کنترل آفت ها و بیماری های گیاهی استفاده می شوند، اگر چه سبب افزایش کارایی تولید محصول هستند، می توانند محیط زیست و مواد غذایی را آلوده کنند. استفاده بیش از حد و نادرست آفت کش ها در طول تولید، عدم توجه به دوره کارنس سموم، برداشت زودهنگام محصولات سم پاشی شده و ارائه آنها به بازار، و فروش این محصولات بلافاصله یا در مدت زمان کوتاهی پس از سم پاشی، منجر به افزایش باقی مانده سموم در آنها از حد مجاز می شود که مخاطرات جدی برای سلامت و ایمنی مصرف کننده در پی دارد. به منظور حفظ سلامت عمومی، شناسایی و تعیین آلودگی محصولات کشاورزی (به ویژه میوه ها و سبزی ها) به سموم آفت کش بسیار ضروری است. در حال حاضر برای اندازه گیری غلظت باقی مانده سموم، از روش های مخرب مختلفی استفاده می شود که بسیار پرهزینه و زمان بر هستند و نیاز به نیروی متخصص و آموزش دیده و آزمایشگاه های پیشرفته دارند. بنابراین، توسعه یک روش غیرمخرب سریع، ساده، کم هزینه، ناآلاینده و قابل اعتماد به منظور تشخیص باقی مانده سموم آفت کش بسیار ضروری است. در این مقاله، ضمن ارائه پیشرفت های نوین در فناوری آزمون غیرمخرب که می توانند برای شناسایی سریع محصول آلوده به سموم شیمیایی استفاده شوند، به معرفی سامانه نوین و قابل حمل طراحی شده برای این منظور مبتنی بر روش اپتیکی اسپکتروسکوپی فروسرخ نزدیک پرداخته شده است.