1. In the Name of God

2. اصول آزمایشهای غیر مخرب و زمینه بکارگیری آنها در صنایع
مقدمه :
در این کارگاه ابتدا روشهای ساخت مصنوعات فلزی و عیوب مرتبط با آنها به طور اختصار توضیح داده می شود .سپس اصول آزمایشهای غیر مخرب متداول نظیر بازرسی چشمی ، مایعات نافذ ، ذرات مغناطیسی ، جریانهای گردابی ، رادیو گرافی صنعتی و آزمایش التراسونیک مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته ، مزایا و محدودیتهای کاربری هر روش ارائه شده است . در پایان روشهای غیر مخرب غیر متداول توضیح داده شده و به اهمیت NDT و جایگاه آن در صنعت و استانداردهای مربوطه اشاره شده است .

3. Manufacturing processes
Casting
Rolling
Forging
Welding
Extrusion
Drawing
Powder metallurgy

4. Casting processes: Sand casting Permanent mould casting
Die casting Hot chamber die casting
Cold chamber die casting
Centrifugal casting
Investment casting
Shell mould casting
Continuous casting

5. Casting Defects Porosity Blowholes Piping Inclusion
Sponginess shrinkage
Filamentary shrinkage
Hot tear
Cracks
Cold shuts
Unfused chaplet
Misplaced core
Segregation

6. Casting

7. Rolling

8. Welding Methods Shielded metal arc welding (SMAW) Resistance welding
Tungsten arc welding (TIG)
Metal inert gas welding (MIG)
Metal active gas welding (MAG)
Flux cored arc welding
Stud welding
Submerge arc welding (SAW)
Electro slag welding
Resistance welding
Electron beam welding
Laser beam welding
Explosive welding
Diffusion welding
Friction welding
Flash welding
Oxyfuel gas welding

9. Forging and Rolling Defects:
Lamination
Seams
Forging laps
Center burst and external burst
Clink (Thermal cracks)
Hairline cracks (Flakes)
Hot tear
Stringer
pipe

10. آزمایشهای غیر مخرب (Non Destructive Testing):
عبارت است از قابلیت آزمودن یک ماده بدون اینکه آن ماده تخریب یا از بین برود.
آزمایش غیر مخرب بیشتر به منظور تشخیص عدم پیوستگی های مواد و قطعات به کار گرفته می شود.

11. روش های آزمایش غیر مخرب:
به جز روش بازرسی چشمی پنج روش اساسی آزماش های غیرمخرب عبارتند از:
1- بازرسی چشمی Visual Inspection
2- بازرسی توسط ذرات مغناطیسی Magnetic Particle
3- بازرسی توسط مایعات نافذ Dye Penetration
4- بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current
5- بازرسی به روش پرتونگاری Radiography
6- بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic

18. بازرسی چشمی

24. بازرسی توسط ذرات مغناطیسی (MT)
- بازرسی توسط ذرات مغناطیسی برای بازرسی موادی که به آسانی مغناطیسی می شوند به کار می رود ( مواد فرو مغناطیس).
- قابلیت تشخیص عیوب سطحی و زیر سطحی نزدیک به سطح
( حداکثر تا 6 میلیمتر عمق) را دارد.

25. بازرسی توسط ذرات مغناطیسی (MT)
روش بازرسی:
- ابتدا نمونه مورد بررسی با روش های خاص مغناطیسی می شود (تشکیل خطوط قوا در نمونه).
- در صورت وجود عیوب سطحی در نمونه بعضی از خطوط قوا از محل عیب یا عیوب به بیرون نمونه نشت می کنند.
- در محل نشتی خطوط قوا قطب های مغناطیسی تشکیل می شود.
بنابراین اگر در محل نشتی های مغناطیسی، ذرات مغناطیسی (پود آهن) پاشیده شود، ذرات مغناطیسی در آن محل ها جذب شده و وجود عیب در نمونه را آشکار می کنند.

26. اصول خطوط میدان مغاطیسی

27. قطعه بدون عیب

28. روشهای مغناطیسی کردن قطعات
1- عبور جریان از نمونه و ایجاد میدان مغناطیسی
2- القاء شار مغناطیسی به قطعه با استفاده از آهن رباهای دائمی یا کویل های مغناطیسی
عبور جریان از قطعه

29. القاء مغناطیسی

30. القاء مغناطیسی
روش Prod
روش Yoke

31. القاء مغناطیسی
روش Yoke

37. جهات عيوب و حساسيت تشخيص آنها

39. استفاده از Prod

40. مزایای روش MT عدم نیاز به تمییزکاری اولیه
بهترین روش برای تشخیص ترک های زیر سطحی در مواد فرومغناطیس
سریع و نسبتاَ ساده
کم هزینه
قابل استفاده بر روی قطعات با پوشش نازک
عدم محدودیت نسبت به شکل و اندازه قطعه
قابل حمل بودن زیاد وسایل و تجهیزات آزمایش

41. محدودیت های روش MT قابل استفاده فقط برای مواد فرومغناطیس
حساس به جهت گیری عیوب و قدرت میدان مغناطیسی
محدود به تشخیص عیوب سطحی و نزدیک به سطح
نیاز به جریان های خیلی زیاد
امکان سوختن قطعه
نیاز به مغناطیس زدایی قطعات پس از آزمایش

46. بازرسی توسط مایعات نافذ (PT)
- برای آشکار کردن ناپیوستگی هایی که به سطح راه دارند به کار می رود.
- کاربرد وسیعی برای مواد غیرمغناطیسی دارد.

47. بازرسی توسط مایعات نافذ (PT)
روش بازرسی:
مایع نافذ(Liquid Penetrant) ابتد بر سطح نمونه مورد بررسی برای مدت زمان مشخص اعمال می شود.
مایع نافذ اضافی پاک می شود.
سطح خشک شده و ماده آشکارساز(Developer) اعمال می شود.
ماده نافذ باقی مانده در ناپیوستگی ها جذب آشکارساز شده و محل، اندازه و طبیعت ناپیوستگی یا عیب مشخص می شود.

48. بازرسی توسط مایعات نافذ (PT)
انواع مواد نافذ:
1- معمولی یا Visible
2- فلورسنت
بررسی با مواد نافذ معمولی در زیر نور سفید انجام می شود، در صورتیکه بررسی با مواد نافذ فلورسنت در زیر نور UV یا نور سیاه ودر شرایط محیط تاریک انجام می شود.

49. آزمایش PT

53. بازرسی توسط مایعات نافذ (PT)
مواد نافذ از لحاظ ساخت :
1- Water washable
2- Post emulsifiable
3- Solvent removable

54. بازرسی توسط مایعات نافذ (PT)
تقسیم بندی مواد نافذ بر اساس حساسیت و هزینه ساخت:
حساسیت
کاهش
1. Post emulsifiable fluorescent dye penetrant
2. Solvent removable fluorescent dye penetrant
3. Water washable fluorescent dye penetrant
4. Post emulsifiable visible dye penetrant
5. Solvent removable visible dye penetrant
6. Water washable visible dye penetrant

55. مزایای روش PT هزینه نسبتاَ کم قابل حمل بودن آزمایش
حساسیت بالا نسبت به ناپیوستگی های ریز
نسبتاَ ساده
قابل استفاده برای انواع مواد
تشخیص تمامی ناپیوستگی های سطحی بدون توجه به جهت گیری آنها طی یک مرحله آزمایش

56. محدودیت های روش PT سطح نمونه باید عاری از هر گونه آلودگی باشد
تشخیص فقط ناپیوستگی های سطحی
عدم امکان استفاده برای مواد متخلخل و همچنین روی سطوح زبر و ناهموار
نیاز به برطرف کردن همه ماده نافذ در روند آزمایش
عدم امکان ثبت دائمی از نتایج آزمایش

58. بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current
- این روش بطور گسترده ای برای تشخیص ترک های سطحی، دسته بندی مواد (Sorting) ، اندازه گیری ضخامت لایه های نازک (مثل پوشش ها)، و همچنین اندازه گیری ضخامت پوسته ها ( مثلاَ ضخامت لایه سخت شده در فولادها) کاربرد دارد.
- این روش فقط برای مواد هادی الکتریکی کاربرد دارد.

59. بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current
روش بازرسی:
جریان های گردابی با نزدیک کردن قطعه به یک کویل جریان متناوب در قطعه بوجود می آید.
میدان مغناطیسی ناشی از کویل با جریان متناوب با میدان مغناطیسی ناشی از جریان گردابی تعدیل می شود و به عنوان معیاری از وضعیت قطعه نمایش داده می شود.

60. بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current
انواع پروب ها در روش ET:
1- پروب های داخلی یا Internal : معمولاَ برای بازرسی لوله مبدل های حرارتی در حین کار بکار می رود.
2- پروب های محاطی یا Encircling : معمولاَ برای بازرسی مفتول ها و لوله ها در حین فرایند ساخت به کار می روند.
3- پروب های سطحی : برای تشخیص محل ترک ها، دسته بندی مواد، اندازه گیری ضخامت پوشش ها و تعیین ضخامت پوسته ها به کار می رود.

61. بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current
مزایای روش ET:
عدم نیاز اتصال به قطعه
عکس العمل آنی و سریع
عدم مراحل پیچیده در حین راه اندازی
حساسیت فوق العاده به ترک های مویی و ریز
قابلیت تکرار زیاد
سرعت بالای روبش یا Scanning
دقت بالا در بررسی های ابعادی ترک های مویی و ضخامت پوشش ها

62. بازرسی توسط جریان های گردابی Eddy Current
محدودیت های روش ET:
نیاز به داشتن زمینه تخصصی در اصول الکتریسته و ریاضی
حساسیت بالا به کیفیت سطحی ( نیاز به کیفیت سطح خوب)
قابل استفاده فقط برای مواد هادی الکتریسیته
عدم اطمینان به تشخیص عیوب زیر سطحی در مورد فولادهای کم کربن
عمق نفوذ محدود
حساسیت به اندازه دهانه ترک و جهت گیری جریان گردابی

64. بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic
کاربرد روش مافوق صوت:
تشخیص عیوب در داخل مواد
اندازه گیری ضخامت
تعیین خواص مکانیکی و ساختار دانه بندی مواد
روش فراصوتی قدرت زیادی برای نفوذ به داخل قطعه دارد و می تواند ترک های موجود در عمق نمونه را مشخص کند (تا عمق 6 تا 7 متر داخل فولاد)

65. بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic
- در این روش امواج صوتی با فرکانس بالا (0.5-20MHz) به داخل نمونه وارد می شود( امواج صوتی قابل شنیدن با گوش انسان در محدوده 20Hz تا 20kHz است).
- امواج صوتی از داخل ماده عبور می کند و مقداری از انرژی خود را بواسطه خاصیت ماده از دست می دهد.

66. محدوده امواج صوتی:

67. بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic
اساس روش:
شدت امواج صوتی پس از وارد شدن به قطعه به دو صورت اندازه گیری می شود:
بعد از بازتابش از محل فصل مشترک نمونه با هوا یا عیب موجود در نمونه یا روش
Pulse echo
اندازه گیری موج عبور کرده از سطح مقابل نمونه (Pulse transmission)
باریکه موج بازتابیده یا عبورکرده برای تشخیص عیب آنالیز می شود.

68. روش Pulse echo:

69. Ultrasonic
Testing

70. بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic
- اندازه بازتابش بستگی زیادی به وضعیت فیزیکی ماده در سطح مقابل فصل مشترک دارد و بستگی کمی به خواص فیزیکی خود ماده دارد.
امواج صوتی:
تقریباَ به طور کامل در فصل مشترک فلز-گاز بازتابیده می شوند.
در فصل مشترک فلز-مایع یا فلز-جامد بازتابش بصورت جزئی است.

71. بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic
مزایای روش UT:
حساسیت بالا برای تشخیص عیوب خیلی ریز
قدرت نفوذ خیلی زیاد ( 6 تا 7 متر در فولاد) برای بررسی قطعات خیلی ضخیم
دقت بالا برای اندازه گیری جهت و اندازه ترک
عکس العمل سریع برای بازرسی سریع و اتوماتیک
فقط نیاز به یک سطح قطعه

72. بازرسی به روش فراصوتی Ultrasonic
محدودیت های روش UT:
سطح نامناسب نمونه تحت بررسی منجر به بروز مشکلاتی در حین بازرسی می شود.
بررسی مواد با ساختار داخلی نامناسب مشکل است.
نیاز به تماس با قطعه
تاَثیر جهت گیری عیب بر قابلیت تشخیص
هزینه بالای تجهیزات
نیاز به مهارت بالای نیروی انسانی
نیاز به استانداردهای مرجع و کالیبراسیون