آزمایش‌های غیرمخرب

آزمایش‌های غیرمخرب (NDT) به انواع روش‌هایی گفته می‌شود که با بهره‌گیری از آن‌ها می‌توان علاوه بر تشخیص بعضی از خواص فیزیکی و شیمیائی، ناپیوستگی‌ها، تغییرات ساختاری درون قطعات و ادوات را بدون نمونه‌برداری و تخریب، شناسائی و ارزیابی نمود. این نوع آزمایش‌ها باقابلیت‌های خاص در اکثر شرایط جغرافیائی و جوی قابل‌استفاده می‌باشند.

تاریخچه

سابقه کاربرد آزمایش‌های غیرمخرب به گذشته‌های بسیار دور برمی‌گردد. در دیرزمانی صنعتگران با روش طنین صوتی (Acoustic Emission) و با اصطلاحی چون صدای ناله قلع (Tin Cry) واکنش صوتی تنش‌ها را در قطعات چکش‌خوار تشخیص می‌دادند. اما آن‌طور که در نوشته‌ها آمده، اولین آزمایش قابل استناد درزمینهٔ آزمایش‌های غیرمخرب را می‌توان به ارشمیدس نسبت داد. این دانشمند سال‌ها پیش‌ازتاریخ میلادی، با آزمایشی که بعدها پایه‌گذار قانون جاودانه‌ای بنام وی شد، توانست بدون نمونه‌برداری و آسیب رساندن به تاج طلائی پادشاه آنزمان که مشکوک به تقلب در ساخت آن شده بود، کیفیت آنرا ارزیابی نماید.

در دوران جنگ‌های جهانی اول و دوم همراه با فعال شدن زرادخانه‌ها و صنایع جانبی آزمایش‌های غیر مخرب نیزبه شکل یک نیاز جدی مطرح گردید و به یاری پدیده‌های شگفت‌آوری همچون امواج الکترومغناطیس، ارتعاشات و دیگر تئوری‌های فیزیکی، بسیاری از تکنیک‌ها و روش‌های پایه‌ای و اصلی آزمایش غیرمخرب بنا نهاده شدند. اما در کنار عملی شدن مباحث تئوریک و پیشرفت‌های پیوسته تکنیک‌های آزمایش، مهم‌ترین رویدادی که سبب ارتقاء تکنولوژی ساخت دستگاه‌ها گردید جایگزینی ترانزیستور بجای لامپ‌های الکترونیکی بود که از دهه 1960 بطور چشمگیری ساخت ابزار و دستگاه‌های آزمایش را متحول نمود.

رقابت تولیدکنندگان در صنایع مختلف، فراگیر شدن استانداردهائی نظیر استاندارد 5750 انگلیس که بعدها در قالب ایزو گنجانده شد و عرضه کالای مرغوب با هزینه‌های کمتر سبب رشدکیفی آزمایش‌های غیرمخرب گردید. پائین بودن هزینه‌های آزمایش، عدم تخریب قطعات و ادوات و از همه مهم‌تر سرعت درنتیجه‌گیری از مزیت‌های چشمگیر آزمایش‌های غیرمخرب هست که با پیشرفت تکنولوژی ساخت دستگاه‌ها و ابزار آزمایش، ضریب خطا کمتر و دقت در ثبت نتایج بیشتر شده است.

درروند همین تحولات، امروزه شاهد روش دیگری تحت عنوان فرآیند ارزیابی‌های غیرمخرب هستیم که از مرز عیب‌یابی فراتررفته و عیوب را نسبت به شرایط بازدهی هر محصول موردبررسی و ارزیابی قرار می‌دهد. در این روش یک نقص و یا ناپیوستگی بدون مقایسه با استانداردی خاص و در اندازه‌ای هرچند کوچک موردبحث و تحقیق قرار می‌گیرد و مرز تحمل‌پذیری آن برای مقابله با تنش‌های زمان کار بررسی می‌گردد.

بررسی ویژگی‌های اجرائی

مسؤولیت پذیری

اگرچه مکانیزم اجرائی آزمایش‌های غیرمخرب، فن و هنری سهل و آسان جلوه می‌نماید و شاید سادگی ظاهری بعضی از آزمایش‌ها نیزچنین مصداقی را نشان دهد، اما واقعیت امر چنین نیست و هیچگاه نمی‌توان بدون داشتن مهارت، تجربه و دانش کافی مسؤولیت انجام آزمایشی را پذیرفت. بدون تردید قبول مسئولیت، مهم‌ترین بخش قابل تعمق برای هرآزمایش به شمار می‌آید که عمده این مسئولیت به تفسیر و ارزیابی نتایج آزمایش مربوط می‌شود. از طرفی به دلیل ویژگی‌های خاصی که در اکثر آزمایش‌های غیرمخرب وجود دارد، تفسیر نتایج و تصمیم‌گیری نهائی مستقل از تفسیر جمعی بوده و بیشتر متکی به تفکر و مهارت فردی در لحظه آزمایش هست.

انتخاب روش

یکی از عوامل بسیار مهم در اجرای هرآزمایش، انتخاب روش و تکنیک مناسب است. انتخاب نادرست پارامترهای آزمایش ممکن است یک قطعه سالم را معیوب و یا قطعه معیوب را سالم نشان دهد. برای جرای هر آزمایش، بخصوص درکار های پیوسته، بایستی روش آزمایش بصورت مکتوب تهیه و در اختیار مجری آزمایش قرار گیرد. بعلاوه برای حصول تجربه و نتیجه‌گیری بهتر، می‌توان به کمک برش نمونه هائی از قطعات آزمایش‌شده و مشاهده عینی مقطع عیوب، تفسیرنتایج را موردنقد و بررسی قرارداد.

از نکات دیگری که برکیفیت آزمایش تأثیر می‌گذارد شرایط کار و خستگی آزمایشگر است. به‌عنوان‌مثال به یک نمونه بررسی‌شده در یک کارخانه تولیدی اشاره می‌شود. قطعات مشابهی با روش ذرات مغناطیسی آزمایش می‌گردید و وجود ترک‌های ریز در قطعات گزارش می‌شد. پس از مطالعه گزارش‌ها توسط مسئول کنترل کیفیت یک نکته مهم جلب توجه نمود، قطعات در ساعات اولیه بازرسی دارای عیوب بیشتری بود و در ساعات پایانی بتدریج بعلت خستگی و بی حوصلگی آزمایشگر، از کمیت عیوب کاسته می‌شد. با تغییری که در شرایط کار داده شد، نتایج بهتری گرفته شد.

بنابراین با توجه به اینکه، انجام آزمایش‌های غیرمخرب با خستگی جسمی و فکری پیوسته ای همراه هست، باید مجموعه شرایطی که در اجرای آزمایش تأثیر می‌گذارند بدرستی انتخاب گردند.

تجهیزات آزمایش

آنچه مسلم است، اساس اصلی آزمایش‌های غیرمخرب برپایه قوانین فیزیک بنا شده و این قوانین بدون تغییر خواهند بود. اما تجهیزات مدرن و پیشرفته بر فرآیند اجرائی آزمایش و تفسیر نتایج تأثیر می‌گذارند و طبیعی است که دستگاه‌های مدرن تر قابلیت‌های بیشتری داشته و ضمن کارائی بالاتر، تفسیر نتایج را آسان تر می‌سازند.

انواع روش‌های آزمایش

انواع روش هائی که با عنوان آزمایش‌های غیرمخرب شناخته می‌شوند، در شانزده فرایند زیر خلاصه می‌گردند:

Visual Inspection

Ultrasonic Inspection

Radiographic Inspection

Magnetic Particles Inspection

Liquid Penetrant Testing

Eddy Current Inspection

Leak testing

Acoustic Emission Inspection

Thermal Inspection

Dynamic Testing

Microwave Inspection

Optical Holography

Acoustical Holography

Hardness Testing

Laser Inspection

Acoustic Microscopy

تکنیک‌ها و روش‌های اساسی و فراگیر آزمایش‌های غیر مخرب شامل شش فرایند زیر می‌گردد:

1. VISUAL INSPECTION یا بازرسی عینی
   
2. ULTRASONIC TESTING یا آزمایش آلتراسونیک
   
3. INDUSTRIAL RADIOGRAPHY یا پرتونگاری صنعتی
   
4. MAGNETIC PARTICLES TESTING یا آزمایش ذرات مغناطیسی
   
5. PENETRANT TESTING یا آزمایش مواد نفوذی
   
6. EDDY CURRENT TESTING یا آزمایش جریان گردابی
   

در پست‌های بعدی به بررسی روش بازسی عینی (Visual test) خواهیم پرداخت.