شاخص های بازرسی مخازن استیل

جوشکاری مخازن فلزی همجون مخازن استیل یا مخازن فولادی یکی از اصلی ترین پروسه های ساخت و تولید مخازن یا استراکچر های فلزی می باشد. در زمینه جوشکاری ابتدا باید به موارد تخصصی مهندسی متالوژی دقت نمود سپس به کیفی جوشکاری انجام گرفته. قطعه یا سازه نهاایی تولید شده باید عاری از هرگونه ترک، تخلخل ، ناخالصی و یا سایر مواردی که کیفیت قطعه را پایین می آورند باشد. در این مقاله سعد شده بصورت تفصیلی در مورد تست های جوش و کیفیت سازه نهایی اطلاعاتی گرد هم آورد شود.

مهم ترین و کاربردی ترین روش بررسی سازه های فلزی و جوشکاری انجام گرفته روی قطعات مخازن به عنوان روشهای آزمون غیرمخرب (NDT) می باشند که تمام این روشها، بسته به کاربردشان، می توانند به تنهایی یا همراه با آزمونهای دیگر به کار روند. گر‌چه آزمونهای مختلف فصل مشترکهایی نیز دارند، اما هر آزمون مکمل آزمونهای دیگر است. برای مثال، هرچند تست فراصوت می تواند مویه های سطحی و درونی خط جوش را آشکار سازد، اما نباید چنین نتیجه بگیریم که این آزمون لزوماً بهترین روش موجود برای تمامی بازرسی هاست. درانتخاب دستگاه مناسب آزمون، بسته به نوع ترک، شکل و اندازه سازه باید مورد توجه قرار بگیرد.

شکل ظاهری سازه نهایی و منشأ ترکها ممکن است مفید باشد. ترکهای ناشی از جوشکاری می توانند بین دانه ای یا درون دانه ای باشند. ترکهای ناشی از کوئنچ معمولاً در دسته دوم جای می گیرند. در برخی موارد بخشی از مسیر گسست، دانه را قطع می کند و بخشی از مرز دانه می گذرد. ترکها ممکن است در جهات بسیار مختلفی و همچنین در مواضع بسیار متنوعی گسترش یابند. فضای داخلی ترکها ممکن است خالی، پر از محصولات اکسیدی یا پر از مواد خارجی باشد.

انواع ترکهای ناشی از جوشکاری و علل به وجود آمدن آن را میتوان به شرح زیر عنوان نمود:

• ترکهای ناشی از کوئنچ یا سختکاری که به دلیل تغییرات حجمی سریع به وجود می آیند،
• ترکهای باز‌پخت که در حرارت دهی سریع ایجاد می شوند
• ترکهای انقباضی ناشی از سردکردن بسیار سریع
• پارگی های گرم ناشی از طراحی نامناسب قالب و روش ناصحیح ریختن مواد
• ترکهای سنگ زنی ناشی از حرارت موضعی اصطکاک چرخ سنباده
• همچنین امکان دارد ترکها در اثر تنش های پسماند، کاهش زیاد در کار سرد، فورج نامناسب، چینها ، آخالهای زود ذوب، جدایش ، طراحی ناصحیح، نورد نامناسب، حبابهای محبوس شده هوا، لبه های تیز قالب و حک کاری به وجود آمده باشند.

آزمون چشمی

عموما اولین مرحله بازرسی یک سازه وشکاری شده ، بازرسی چشمی است. این بازرسی با چشم غیرمسلح صورت می‌گیرد و فقط آسیبهای نسبتاً بزرگ را مشخص می کند که به صورت شکستگی روی سطح دیده می شوند. کارایی این گونه بازبینی ها برای سطوح خارجی، با استفاده از ذره بین و میکروسکوپهای دید سه بعدی تا حد قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. این روش پرکاربردترین روش NDT است، بسیار ساده بوده و انجام آن به آسانی و با سرعت بالا و قیمت پایین مسیر است. البته باید توجه نمود بازدید کننده بای مهارت قابل توجهی در تشخیص عیوب جوش داشته باشد.

آزمون فشار و نشت

در این تست، عیوب توسط جریان یافتن یک سیال به درون نواقص و عیوب آشکار می شوند. ساده ترین و پرکاربردترین آزمون فشار، آزمون هیدروستاتیک است. در این آزمون فشار داخلی سازه تحت آزمون تا مقداری بیش از فشار خارجی بالا می رود. مثالی ساده از این روش، روشی است که در ایستگاه های سرویس برای پیدا کردن سوراخها و رخنه های داخلی تیوب لاستیک اعمال می شود. در این روش، تیوب از گازی با فشار بالاتر از هوای اطراف پر می شود و سوراخها و منافذ با غوطه‌ ورسازی تیوب در آب و تشکیل حباب مشخص می گردند. آب، روغن یا هوا و دیگر گازها می توانند برای ایجاد فشار به کار روند.

فشار انبساطی هوای متراکم یا سایر گازها نسبتاً بالاست. چون همواره احتمال تخریب قطعه تحت آزمون وجود دارد، استفاده از هوا و دیگر گازها برای آزمون جز در شرایط ویژه توصیه نمی شود. از اقسام کاربردی این آزمون، آزمون هیدروستاتیک، آزمون حباب، آزمون نشت هالوژن و روشهایی است که مواد رادیواکتیو به کار می برند.

بازرسی با مایع نفوذکننده (LP )

این آزمون برای تشخیص ناپیوستگی ها و نقص های سطحی یا عیوبی است که تا سطح قطعه کار گسترش می یابند. استفاده از مایعات نفوذ کننده می تواند به عنوان بازرسی چشمی گسترش یافته، مورد توجه قرار گیرد. نقایص بسیار اندکی وجود دارند که به این روش قابل تشخیص باشند اما با چشم غیرمسلح دیده نشوند. اما مایعات نفوذکننده باعث می شوند که بازرسی، وابستگی کمتری به عامل انسانی داشته باشد. این امر فرآیند را به آزمون تولید سازگارتر می نماید زیرا اطمینان و سرعت بازرسی بالا می رود. این روش برای همه فلزات و همچنین سرامیکهای لعابدار، پلاستیکها و دیگر مواد متخلخل قابل اعمال است.

روش بازرسی با مایعات نفوذکننده هم برای مواد مغناطیسی و هم مواد غیرمغناطیسی کاربرد دارد، در حالی که بازرسی با ذرات مغناطیسی در این زمینه دارای محدودیت می باشد.

محدودیت و ایراد اصلی این روش این است که تنها نقایص سطحی یا نقایصی را که به سطح می رسند، آشکار می نماید.

روش های حرارتی

در این سبک آزمون پس از اعمال حرارت، توزیع دمای ایجاد شده مورد بررسی قرار می گیرد. نقایص، توزیع دمایی سازه کار را تغییر می دهند. اعمال حرارت می تواند به چندین روش از جمله تماس حرارتی مستقیم با منبع حرارتی، جریان الکتریسیته، القای حرارت و منابع نور فروسرخ صورت گیرد. توزیع دمای حاصل با استفاده از موادی چون موم، استئارین، فسفرهای حساس به حرارت، مواد رسانای نور و یا ابزارهایی چون گرماسنج و ترموکوپل یا روشهایی چون تشکیل اکسیدهای خالص و منجمد کردن قابل بررسی است.

بازرسی با تشعشعات صوتی (AE)

تشعشعات صوتی، امواجی هستند که با حرکت ناگهانی در مواد تنش‌دار ایجاد می شود. طبق منابع کلاسیک تشعشعات صوتی، فرآیندهای تغییر شکل مربوط به نوعی ایراد است مانند رشد ترک و تغییر شکل پلاستیک. حرکت ناگهانی در منبع، یک موج تنش تولید می کند که در ساختار ماده منتشر میشود و یک ترانسدیوسر پیزو‌الکتریک حساس را تحریک می نماید. وقتی تنش ماده بالا می رود، بسیاری از این تشعشعات به وجود می آیند. سیگنال های ناشی از یک یا چند حسگر تقویت و اندازه گیری می شوند تا داده‌هایی برای نمایش و تفسیر به وجود آید.

بازرسی با امواج مایکرو

مایکروموج ها (امواج رادار) شکلی از تابش های الکترومغناطیس هستند که در طیف الکترو مغناطیسی جای دارند. گستره بسامدی این امواج بین MHz 300 و GHz 325 است. این گستره بسامد مربوط به طول موج هایی بین Cm 1000 و mm 1 است.

یکی از اولین کاربردهای مهم امواج مایکرو برای رادار بود. اولین کاربرد آنها در NDT برایاجزایی مثل موج بر ، میراکننده ها ، محفظه ها، آنتن ها و پوشش آنتن رادار بوده است. واکنش متقابل بین انرژی الکترومغناطیسی مایکروموج با ماده شامل اثر ماده روی میدانهای الکتریکی و مغناطیسی تشکیل دهنده موج الکترومغناطیسی است. به عبارتی اثر میدانهای الکتریکی و مغناطیسی روی هدایت ویژه ، ثابت دی الکتریک و نفوذپذیری ماده است.

آزمون فراصوتی

تست های مبتنی بر فراصوت به طور گسترده ای در آشکارسازی نقصهای درونی مواد مورد استفاده قرار می گیرند. از این روشها برای جستجوی ترکهای کوچک سطحی نیز بهره می گیرند. برای بازرسی کنترل کیفی مواد نیمه تمام از قبیل تختالهای نورد شده و همچنین بازرسی قطعات تمام شده می توان این روش را به کار برد و برای بازرسیهای منظم ضمن خدمت قطعات و مجموعه ها نیز روشی مناسب است.

در این روش پرتو فراصوتی توسط مبدل پیزوالکتریک تولید می شود و پس از عبور از درون فلز، در برخورد به دورترین سطح آن یعنی فصل مشترک فلز با هوا بازتاب کامل می یابد. علاوه بر این بخشی از پرتوها و یا تمام آنها در برخورد با هر سطح مشترک داخلی دیگر مثل مویه ها، لایه ها، تخلخل و آخالها انعکاس می یابند. با نمایش و تفسیر این انعکاس ها، درک صحیحی از نقایص موجود به دست می آید.

روشهای مغناطیسی

ناهمگنی هایی مثل حفره های هوا، ترکها و تخلخل موجود در ماده مغناطیسی در میدان مغناطیسی القایی اعوجاج ایجاد می نمایند. مسیر شار مغناطیسی به علت متفاوت بودن خواص مغناطیسی ناهمگنی ها از ماده اطراف، دچار اعوجاج می شود. همه روشهای مغناطیسی NDT وسایل و راه هایی را به کار می گیرند که این اعوجاج که غالباً شار نشتی نامیده می شود، قابل تشخیص و اندازه گیری باشد. یکی از راههای ساده تشخیص اعوجاج در میدان، حرکت دادن قطعه در بالای یک مگنت است.

عیب این روش، حساسیت پایین و اعمال مشکل آن در آزمونهای سریع و مقیاس بالاست. این عمل می- تواند با حرکت دادن سیم پیچ کاوشگر در بالای قطعه کار و یا قطعه کار از خلال سیم پیچ صورت گیرد. اعوجاج شار، ولتاژ القایی را در سیم پیچ تغییر خواهد داد. روش دیگری که با استفاده از آن اعوجاج میدان مغناطیسی قابل کشف است، استفاده از پودر نرم مغناطیسی است.

بازرسی با جریان گردابی (EC)

بازرسی جوش با جریان گردابی بر مبنای اصول القای الکترومغناطیسی است و برای تعیین انواعی از ویژگی های فیزیکی، ساختاری و متالوژیکی در فلزات فرو مغناطیس و غیر فرو مغناطیس و قطعات مختلف فلزی به کار می رود. وقتی یک سیم پیچ حامل جریان متناوب به قطعه کار فلزی نزدیک می شود، جریانهای گردابی توسط القای الکترومغناطیسی در فلز القا می شوند. مسیر جریان های گردابی در صورت وجود نقص یا ناهمگنی های دیگر دچار اعوجاج می شود. مقاومت ظاهری سیم‌پیچ در حضور نقص تغییر می کند و این تغییر مقاومت ظاهری می تواند به عنوان نشانه عیوب یا تفاوت در ساختار فیزیکی، شیمیایی اندازه گیری شده و به کار رود.

پرتونگاری

پرتونگاری آزمونی غیرمخرب با استفاده از پرتوهای X و γ است. این روش یکی از پرکاربردترین روشهاست. ویژگی هایی از قطعات و سازه ها که منشا تغییر کافی ضخامت یا چگالی باشند به این روش قابل تشخیص هستند.

در بازرسی پرتونگاری، جسم مورد آزمایش در مسیر تابش پرتوهای چشم X یا γ قرار می گیرد.

یک وسیله سنجش شدت اشعه در نزدیکی قطعه قرار می گیرد. شدت اشعه عبوری از بخشهای مختلف قطعه متفاوت است که بر اساس تاثیر پرتوها بر روی صفحه حساس -برای مثال فیلم- نواقص موجود در قطعه تحلیل و بررسی می شوند.

این مطلب توسط گروه صنعتی سازآب تهیه شده است کپی برداری با ذکر منبع بلامانع است.