کتاب آزمون های غیر مخرب پیشرفته ویرایش دوم اثر اسماعیل میرمهدی، رامین خامدی، داود افشاری ناشر دانش بنیاد

پیشگفتار

     با توجه به رشد فزاینده‌ی علم و فن‌آوری‌ها در دنيا، به نظر می‌رسد نیاز به آزمون‌های غیرمخرب پیشرفته روز به‌روز در صنعت برجسته‌تر می‌شود.

     خارج از تکنیک‌های بازرسی مرسوم، تکنیک‌های بازرسی پیشرفته معمولاً برای شناسایی و پیش‌بینی دقیق مکانیزم‌های آسیب به کار گرفته می‌شوند که به قابلیت اطمینان و ایمنی کلی تسهیلات کمک می‌کند.

     تجهیزات پیشرفته آزمون غیرمخرب (ANDT) دارای طیف گسترده‌ای است که دارای قابلیت بی‌نظیری در کاربردهای مختلف از بازرسی جوش گرفته تا تشخیص ترک‌های پنهان، حفره‌ها، تخلخل و سایر بی‌نظمی‌های داخلی در فلزات و کامپوزیت‌ها را ارائه می‌دهد.

     برنامه‌های کاربردی تخصصی که کمک می‌کند تا کیفیت بازرسی را افزایش و فرآیندها ساده و تنظیمات بازرسی دارای سرعت بیشتر و تفسیر نتایج آسان‌تر خواهد بود.

     با انجام آزمون‌های پیشرفته غیرمخرب و استفاده از پیشرفته‌ترین فناوری‌های بازرسی و روش‌های کاربردی، در هزینه‌های تعمیر و نگهداری کلی صرفه‌جویی و کیفیت تولید بهبود می‌یابد و فرآیندهای عملیاتی قابلیت اعتماد را تضمین می‌کند.

     یک مهندس و بازرس آزمون‌های غیرمخرب ابتدا باید نوع عیب و نوع جوش و ترکیبات آن و مواد و جنس و ... را بشناسد که در فصل اول با مطالعه کامل آن می‌توانیم برای این موارد راهکاری کلی داشته باشیم.

     به‌عنوان یک بازرس باید آزمون‌های مخرب و غیرمخرب را کامل بشناسیم تا بتوانیم این دستگاه‌ها را بکار ببریم فصل دوم و سوم کامل به این بازرسی‌ها اشاره دارد.

     یکی از نکاتی که این کتاب را متمایز می‌کند بحث و توضیح کامل آزمون‌های غیرمخرب پیشرفته است. نکاتی که در فصل چهارم کاملاً بحث شده است و یک بازرس به‌طور کامل این آزمون‌های پیشرفته را فرا خواهد گرفت.

     توصیه می‌شود از این کتاب برای مقطع کارشناسی و مخصوص کارشناسی ارشد برای درس آزمون‌های غیرمخرب پیشرفته استفاده شود تا دانشجویانی که علاقه خاصی به این درس دارند با آزمون‌های پیشرفته غیرمخرب نیز آشنا شوند.

     از تمامی عزیزانی که مشوق راه من بوده‌اند کمال تشکر را دارم. از آقای دکتر فرهنگ هنرور که مرا با علم آزمون‌های غیرمخرب آشنا ساخت. از آقای دکتر داود افشاری که همیشه پشتوانه من بود تا کمی و کاستی را در مقطع دکتری نداشته باشم. از خانواده عزیزم که خالصانه و بی­بدیل مرا یاری کردند کمال تقدیر و تشکر را دارم. از آقای دکتر خامدی که کمک‌های ایشان مسیر کتاب را به بهبودی کامل رساند، کمال تقدیر را دارم. از تمامی کارکنان و مدیریت محترم شرکت مهندسی مشاور و بازرس فنی تارادیس برای مشورت برخی از آزمون‌های که بسیار کارساز بود کمال تقدیر و تشکر را دارم.

     در آخر خود را مدیون خدای بزرگ و متعال و ائمه آسمانی‌اش میدانم و همیشه قدردان و شکر گذار آن‌ها خواهم بود که اگر کمک آن‌ها به من نبود این کتاب گردآوری نمی‌شد.

دکتر اسماعیل میرمهدی

esmaeilmirmahdi@znu.ac.ir

فهرست 

 فصل 1    

مقدمه‌ای بر جوشکاری و تأثیر آن بر آزمون‌ های غیرمخرب    1

1.1    مقدمه   2

1.2    خلاصه‌ای از جوشکاری    2

1.2.1    جوش اکسی استیلن    3

1.2.2    جوشکاری قوس الکتریکی  (برق)    4

1.2.3    فرآیندهای جوشکاری قوس الکتریکی: الکترود غیرقابل‌مصرف    9

1.2.4    فرآیندهای جوشکاری قوس الکتریکی: الکترود مصرفی    9

1.2.5    جوشکاری زیر پودری    10

1.2.6    جوشکاری مواد فلزی- قوس الکتریکی    11

1.2.7    روش جوشکاری قوسی با هسته شار    12

1.3    الکترودهای مورد استفاده برای جوشکاری قوسی    13

1.4    پدیده جدانشینی    14

1.5    شماتیک دماها در نقاط مختلف یک جوش    15

1.6    کیفیت جوش    17

1.7    تنش‌های پسماند    20

1.8    نکته    26

1.9    ترک گرم (Hot cracking)    27

1.10    خاصیت جوش‌پذیری    31

 فصل 2    

آزمون‌های مخرب    33

2.1    مقدمه    34

2.2    آزمون‌های مخرب    34

2.2.1    آزمون کشش    34

2.2.2    آزمایش کشش برشی    35

2.2.3    آزمون خمش    35

2.2.4    آزمون چقرمگی شکست    35

2.2.5    آزمون‌های خوردگی و خزش    36

 فصل 3    

آزمون‌های غیرمخرب    37

3.1    مقدمه    38

3.2    آزمون‌های غیرمخرب    38

3.3    نام‌های آزمون‌های غیرمخرب    38

3.4    کاربردهای آزمون غیرمخرب    39

3.5    مجریان آزمون‌های غیرمخرب    39

3.6    دسته‌بندی آزمون‌های غیرمخرب    40

3.7    آزمون بازرسی چشمی (VT)    40

3.8    آزمون مایعات نافذ (PT)    40

3.8.1    روش‌های تمیز کردن سطح در آزمون مایع نافذ    41

3.8.2    مزایای روش مایعات نافذ    42

3.8.3    معایب روش مایعات نافذ    43

3.9    آزمون ذرات مغناطیسی (MT)    43

3.9.1    مراحل انجام آزمون ذرات مغناطیسی    45

3.9.2    ذرات مغناطیسی    45

3.9.3    مزایای آزمون ذرات مغناطیسی    45

3.9.4    معایب آزمون ذرات مغناطیسی    46

3.10    آزمون جریان گردابی (ET)    46

3.10.1    عوامل مؤثر در آزمون جریان گردابی    47

3.10.2    کاربردهای آزمون جریان گردابی    47

3.10.3    مزایای آزمون جریان گردابی    48

3.10.4    محدودیت‌های آزمون جریان گردابی    48

3.11    آزمون رادیوگرافی (پرتونگاری) (RT)    48

3.11.1    اصطلاحات    48

3.11.2    تیوب اشعه ایکس    49

3.11.3    رادیوگرافی گاما    50

3.11.4    خطوط مشخصه طيف (Characteristic Spectral Lines)    50

3.11.5    نا آشکاری ذاتی فیلم    52

3.11.6    انواع منابع تأمین انرژی در آزمون رادیوگرافی    52

3.11.7    نحوه انجام آزمون رادیوگرافی    53

3.11.8    اساس تفسیر تصویر آزمون رادیوگرافی    54

3.11.9    مزایای آزمون رادیوگرافی    54

3.11.10    محدودیت‌های آزمون رادیوگرافی    54

3.12    آزمون آلتراسونیک (UT)    55

3.12.1    امواج فراصوتی    56

3.12.2    كاربرد امواج فراصوتی    56

3.12.3    روش‌های آزمون فراصوتی    57

3.12.4    انواع موج‌ها    59

3.12.5    مواد پیزوالکتریک    60

3.12.6    سیستم‌های تصويري بازتابی    66

3.12.7    روش تماسی در آلتراسونیک    71

3.12.8    روش غوطه‌وری    72

3.12.9    آزمایش فراصوتی اسکن A بر روی جوش نقطه¬ای    73

3.12.10    منطقه نزدیک و دور در پروب‌های آلتراسونیک    80

 فصل 4    

آزمون‌های غیرمخرب پیشرفته    61

4.1    مقدمه    84

4.2    آزمون غیرمخرب پیشرفته    84

4.3    آزمون نشر فرا آوایی (AE)    85

4.3.1    محدوده کاربرد    91

4.3.2    تضعیف موج (Attenuation)    93

4.3.3    منابع انتشار نشر فرا آوایی    94

4.3.4    سؤال: تجهیزاتی که در آزمون آلتراسونیک و نشر فرا آوایی استفاده می‌شود یکی هستند؟    97

4.3.5    سؤال: مدها چیست؟    97

4.3.6    شناسایی نویزها در نشر فرا آوایی    98

4.3.7    پارامترهای موجود در شکل موج فرآیند نشر فرا آوایی    98

4.3.8    سؤال: چگونه می‌توان شکل موج را تفکیک کرد که اطلاعات دریافتی از دست نروند؟    102

4.3.9    سؤال: از کجا باید متوجه شویم که هرکدام از دسته‌های خوشه‌بندی‌شده مربوط به کدام مکانیزم خرابی است؟    103

4.3.10    مقایسه نشر فرا آوایی با تکنیک‌های دیگر    104

4.3.11    مزایا و معایب آزمون نشر فرا آوایی    105

4.3.12    نویزها در آزمون نشر فرا آوایی    105

4.3.13    چگونگی از بین بردن نویزها در آزمون نشر فرا آوایی    106

4.3.14    تکنیک‌های کاهش نویز در آزمون نشر فرا آوایی    107

4.3.15    سنسورهای آزمون نشر فرا آوایی    107

4.3.16    سیستم نشر فرا آوایی    109

4.3.17    نمایش داده‌ها در آزمون نشر فرا آوایی    109

4.4    آزمون آرایه فازی (Phased Arrye)    110

4.4.1    اصول و نحوه کارایی آزمون آرایه فازی    113

4.4.2    الگوی اسکن در آرایه فازی    115

4.4.3    قوانین تأخیری یا قوانین کانونی    116

4.4.4    نحوه انجام کار آزمون آرایه فازی    118

4.4.5    اجزای اساسی یک سیستم آرایه فازی    119

4.4.6    اسکن و تصویربرداری اولیه    120

4.4.7    پروب‌های آزمون آرایه فازی    121

4.4.8    مواد پشتیبان    122

4.4.9    ساخت پیزوکامپوزیت    122

4.4.10    انواع پروب‌های آزمون آرایه فازی    123

4.4.11    آرایه‌های خطی آزمون آرایه فازی    123

4.4.12    دیافراگم فعال    124

4.4.13    محاسبه تأخیر گوه    125

4.4.14    محاسبه زاویه انتشار آزمون آرایه فازی    126

4.4.15    الگوهای اسکن آزمون آرایه فازی    126

4.4.16    انواع الگوهای اسکن‌های آزمون آرایه فازی    126

4.4.17    نماها و اسکن‌های آلتراسونیک (آرایه فازی)    131

4.5    آزمون آلتراسونیک برد بلند (LRUT)    ۱۳۷

4.5.1    روش بازرسی توسط آزمون آلتراسونیک برد بلند    137

4.5.2    قابلیت‌های آزمون آلتراسونیک برد بلند    138

4.5.3    محدودیت‌های آزمون آلتراسونیک برد بلند    139

4.5.4    الزامات آزمون آلتراسونیک برد بلند و پارامترهای تأثیرگذار    139

4.6    آزمون امواج هدایت‌شده آلتراسونیک با برد بلند (GW LRUT)    ۱۳۹

4.6.1    نحوه انجام و ایجاد امواج هدایت‌شده آلتراسونیک با برد بلند    140

4.6.2    تجهیزات بازرسی آزمون امواج هدایت‌شده آلتراسونیک با برد بلند    142

4.6.3    قابلیت‌های آزمون امواج هدایت‌شده آلتراسونیک با برد بلند    143

4.6.4    محدودیت‌های آزمون امواج هدایت‌شده آلتراسونیک با برد بلند   144

4.6.5    الزامات آزمون امواج هدایت‌شده آلتراسونیک با برد بلند و پارامترهای تأثیرگذار    145

4.7    آزمون بازرسی موج جانبی (CHIME)    ۱۴۵

4.7.1    قابلیت‌های روش بازرسی موج جانبی    146

4.7.2    محدودیت‌ها در روش بازرسی موج جانبی    148

4.7.3    الزامات روش بازرسی موج جانبی و پارامترهای تأثیرگذار    149

4.8    آزمون مبدل‌های صوتی الکترومغناطیسی (EMAT)    ۱۴۹

4.8.1        محدودیت‌ها در آزمون مبدل صوتی الکترومغناطیسی    151

4.8.2    الزامات آزمون مبدل صوتی الکترومغناطیسی و پارامترهای تأثیرگذار    151

4.9    تکنیک CUS آلتراسونیک ورکاد (Verkade)    ۱۵۲

4.9.1    قابلیت‌های تکنیک CUS    153

4.9.2    محدودیت‌های تکنیک CUS    153

4.9.3    الزامات تکنیک CUS و پارامترهای تأثیرگذار    153

4.10   آزمون اسکن سریع (Rapid Scan)    ۱۵۴

4.10.1    قابلیت‌های آزمون اسکن سریع    155

4.10.2    ویژگی‌های آزمون اسکن سریع    155

4.10.3    محدودیت‌های آزمون اسکن سریع    156

4.10.4    الزامات آزمون اسکن سریع و پارامترهای تأثیرگذار    156

4.11    آزمون طیف‌سنجی تشدید پارامغناطیسی الکترون اسکن سریع (RS-EPR)    ۱۵۶

4.11.1    قابلیت‌های آزمون طیف‌سنجی تشدید پارامغناطیسی الکترون اسکن سریع    156

4.11.2    قابلیت‌های نرم‌افزار آزمون طیف‌سنجی تشدید پارامغناطیسی الکترون اسکن سریع    157

4.12    آزمون Multi-Skip آلتراسونیک    ۱۵۷

4.12.1    قابلیت‌های آزمون Multi-Skip آلتراسونیک    157

4.12.2    محدودیت‌های آزمون Multi-Skip آلتراسونیک    158

4.12.3    الزامات آزمون Multi-Skip آلتراسونیک و پارامترهای تأثیرگذار    159

4.13    آزمون تکنیک غربالگری سریع (TOFD)    ۱۵۹

4.13.1    قابلیت‌های آزمون تکنیک غربالگری سریع (TOFD)    161

4.13.2    محدودیت‌ها آزمون تکنیک غربالگری سریع (TOFD)    162

4.13.3    الزامات آزمون تکنیک غربالگری سریع (TOFD) و پارامترهای تأثیرگذار    163

4.14    آزمون انتقال آلتراسونیک اسکن (AUS)    ۱۶۳

4.14.1    اصول کاری آزمون انتقال آلتراسونیک اسکن (AUS)    163

4.15    آزمون بازرسی دوار داخلی (IRIS)    ۱۶۴

4.15.1    اصول کاری آزمون بازرسی دوار داخلی (IRIS)    165

4.15.2    مزایای استفاده از آزمون بازرسی دوار داخلی (IRIS)    165

4.16    آزمون ضبط کامل ماتریسی آرایه فازی (FMC)    ۱۶۶

4.16.1    اصول عملکرد آزمون ضبط کامل ماتریسی آرایه فازی (FMC)    167

4.16.2    قابلیت‌های آزمون ضبط کامل ماتریسی آرایه فازی (FMC)    168

منابع    169