پنج شنبه , ۷ اردیبهشت ۱۳۹۶

20 درصد تخفیف نرم افزار آنالیز تصویر MIP

تست غیر مخرب مایعات نافذ pt

موضوع پروژه :تست مایعات نافذ PT در صنعت

دانشجویان: هادی جوان بخت  /  علی تلگردی

دانشکده صنعت هوانوردی مشهد

بهار۱۳۹۵

تست مایع نافذ (Liquid Penetrant Testing) که به اختصار به آن LPT یا PT می گویند، یکی از روش های ساده و حساس در بررسی های غیر مخرب است. از تست مایع نافذ برای آشکارسازی عیوبی که به سطح قطعه راه دارند، از قبیل انواع ترک ها، شکاف ها و تاخوردگی ها در قطعات با هر شکل و اندازه استفاده می شود.

به طور کلی با استفاده از این روش عیوبی را می توان شناسایی نمود که مانند لوله های موئین عمل کرده و در اثر جاذبه موئینگی بتوانند مایع نافذ را جذب و در خود نگه دارند. تست مایع نافذ بدون هیچ محدودیتی برای بازرسی تمام مواد از قبیل فلزات آهنی و غیر آهنی، مواد سرامیکی، پلیمری و کامپوزیتی به کار می رود.

تست مایع نافذ اساسا یکی از قدیمی ترین روش هاست و به این صورت عمل می شده که قطعه مورد بررسی را در روغن مایع سبک با دمای حدود ۱۵۰ سانتی گراد برای مدت معینی (حدود ۱۰ تا ۳۰ دقیقه) به منظور نفوذ کامل روغن در شکاف های آن غوطه ور می کردند. پس از گذشت این مرحله قطعه را از روغن خارج ساخته و روغنی را که بر روی سطح باقی مانده بود برطرف و آن را خوب خشک می کردند. سپس سطح قطعه را با لایه نازکی از گچ می پوشاندند. این پوشش گچ پس از خشک شدن روغنی را که در ترک های قطعه نفوذ کرده بود جذب و مرطوب می شد و به این ترتیب محل ترک ها مشخص می گردید.

با گذشت زمان دست یابی به مایعات نافذ جدید، یعنی مواد شیمیایی با قابلیت نفوذ بیشتر همراه با مواد رنگی (معمولا با رنگ قرمز تند) و یا موادی با خاصیت شب نمایی (فلورسنتی) منجر به نمایان شدن بهتر موقعیت عیب و آسانتر و سریع تر شدن فرآیند آزمایش گردید. به این جهت مایعات نافذ را معمولا به دو دسته تقسیم می کنند:

۱- مایعاتی که تحت تاثیر نور سفید توانایی ایجاد کنتراست تیزی را دارند.

۲- مایعاتی که تحت تاثیر نور ماوراء بنفش در محل تاریک خاصیت شب نمایی داشته و به رنگ سبز متوسط تا سبز مایل به زرد نمایان می شوند.

 

 مراحل تست مایع نافذ

فرآیند تست مایع نافذ در چند مرحله به طور پیوسته انجام می گیرد:

مرحله اول پاکسازی سطح قطعه:

در مرحله اول ابتدا سطح قطعه باید کاملا تمیز شود، به گونه ای که عاری از هر نوع آلودگی های سطحی، مانند روغن، چربی، رنگ و دیگر پوشش های پلیمری، بوده و پوسته های زنگ زده باشد. از آنجا که این آلودگی ها می توانند موانعی را برای نفوذ مایع نافذ به داخل عیب باشند، دقت این آزمایش به تمیزی سطح قطعه مورد بررسی بستگی دارد.

تمیز کردن قطعه می تواند از طریق مکانیکی یا شستشو با استفاده از ماده ی شیمیایی یا هر دو با هم باشد، به طوری که مایع نافذ بتوانند به راحتی به داخل عیب نفوذ کند یا در صورت کوچک بودن قطعات ریختن آن ها در یک سبد و غوطه ور کردن سبد در یک مایع حلال. در انتخاب روش پاکسازی سطح قطعه باید دقت کافی به عمل آید که در حین فرآیند تمیز کردن به ویژه در روش مکانیکی به هر علتی راه نفوذ مایع به داخل ترک بسته نشود.

مرحله دوم پوشش دهی سطح قطعه با مایع نافذ و یا غوطه ور کردن قطعه در مایع نافذ

در این مرحله معمولا سطح قطعه را با استفاده از پیستوله، قلم مو، اسپری و در مواردی غوطه وری و یا از طریق الکترواستاتیکی با مایع نافذ می پوشانند. در هر صورت مایع نافذ باید به صورت لایه ی نازکی تمامی سطح قطعه را به طور کامل بپوشاند. زمان لازم برای نفوذ باید به صورت لایه ی نازکی تمامی سطح قطعه را به طور کامل بپوشاند. زمان لازم برای نفوذ به نوع مایع، درجه حرارت، جنس قطعه، نوع و اندازه عیب موجود در قطعه بستگی دارد. معمولا این زمان بین ۵ تا ۳۰ دقیقه به طول می انجامد. زمان نفوذ با ازدیاد دما کاهش می یابد، زیرا که میزان نفوذپذیری افزایش می یابد و از طرفی گرم کردن قطعه سبب بازتر شدن ترک و راحت تر انجام گرفتن فرآیند نفوذ مایع به داخل آن می شود.

در مواردی که مایع نافذ را به منظور افزایش نفوذپذیری گرم می کنند باید دقت لازم انجام گیرد، که دمای مایع به نقطه اشتعال آن نرسد. از این جهت است که عرضه کنندگان مایعات نافذ باید محدوده دمای کاربرد و یا دمای اشتعال تولیدات خود را با دیگر مشخصات آن ها ارائه دهند.

جدول زیر مدت زمان نفوذ را برای محدوده هایی از درجه حرارت نشان می دهد. البته این مدت زمان معمولا توسط تولید کنندگان مایعات نافذ مشخص می شود. در دماهای بالاتر از ۵۰ و پایین تر از ۵ درجه سانتی گراد باید توجه خاص به توصیه های تولید کنندگان مایعات نافذ مبذول گردد.

جنس قطعه نوع عیب مدت زمان نفوذ (به دقیقه)
در ۱۵ تا ۵۰

در جه سانتی گراد

در ۵ تا ۱۵

درجه سانتی گراد

تمام فلزات ترک های ناشی از عملیات حرارتی

ترک های ناشی از سنباده زنی

ترک های ناشی از خستگی

۳ تا ۵

۷ تا ۱۰

۷ تا ۱۰

۱۰ تا ۱۵

۱۵ تا ۲۰

۱۵ تا ۲۰

مواد مصنوعی و سرامیکی ترک ها و تخلخل ۳ تا ۵ ۱۰ تا ۱۵
قطعات چدنی ترک های ناشی از انقباض سطح

متخلخل جدایش ذرات ماده

۳ تا ۵

۳ تا ۵

۳ تا ۱۰

۱۰ تا ۱۵

۱۰ تا ۱۵

۱۰ تا ۲۰

قطعات فورج شده و قطعات نورد شده ترک ها و دو لایه ای شیار و شکاف ۷ تا ۲۰

۷ تا ۲۰

۱۵ تا ۴۰

۱۵ تا ۴۰

جوش آلومینیم، جوش فولاد ترک ها و حفره ها ۳ تا ۵

۷ تا ۲۰

۱۰ تا ۱۵

۱۵ تا ۲۰

مرحله سوم برطرف کردن مایع نافذ باقیمانده از روی سطح قطعه

پس از گذشت مدت زمان نفوذ باید سطح قطعه با آب و یا حلال های مناسب دیگر شستشو و با جریان هوای گرم خشک شود. شستشو با محلول هایی که به این منظور به کار می رود باید با دقت زیاد انجام گیرد و زمان شستشو نباید زیادتر از حد لازم به طول انجامد، زیرا که در صورتی که مدت زمان شستشو بیش از حد طولانی شود ممکن است باعث خروج مایع نافذ از شکاف یا ترک شود. موقعی که از مایع نافذ همراه با ماده فلورسنت استفاده می شود پس از گذشت مدت زمان لازم برای نفوذ باید مایع نافذ روی سطح قطعه را با پاشش آب بر روی آن و یا با دستمال کاملا تمیز به طور کامل و مطمئن بر طرف کنند.

مرحله چهارم پوشش دهی سطح قطعه با ماده ظاهر کننده

پس از شستشو و خشک کردن سطح قطعه، آن را با لایه نازکی از ماده مناسبی به نام ماده ظاهر ساز پوشش می دهند. این ماده باید بتواند مایع نافذ را که در ترک های قطعه نفوذ کرده به خود جذب کند. این ماده می تواند به صورت خشک و یا تر باشد. فرآیند پوشش دهی سطح قطعه با ماده ظاهر ساز می تواند به صورت های مختلفی از قبیل پاشش، غوطه وری و الکترواستاتیکی صورت گیرد.

ماده ی ظاهر ساز پس از خشک شدن، مایع نافذ درون ترک و یا هر نوع ناپیوستگی دیگر را به خود جذب و با تغییر رنگی که در محلی از پوشش سطح در مقایسه با دیگر نقاط آن رخ می دهد، محل عیب مشخص می شود.

ضخامت ماده ظاهر ساز باید تا آنجا که ممکن است نازک انتخاب شود، زیرا که در مورد عیب های بسیار ریز مایع نافذ به اندازه ای نیست که بتواند از لایه ی ضخیم ظاهر ساز عبور کرده و به سطح آن برسد و منجر به تغییر رنگ در محل ها و پدیدار شدن آن عیوب شود.

مرحله پنجم – مشاهده و بازرسی سطح قطعه

پس از گذشت زمان لازم برای جذب مایع نافذ به وسیله ی ماده ی ظاهر ساز سطح قطعه مورد بازرسی قرار می گیرد. موقعی که از مایع رنگی استفاده می شود بازرسی باید با استفاده از نور مرئی روزانه یا نور مصنوعی کافی (با شدت حداقل ۵۰۰ میکرو وات بر سانتی متر یا لوکس) انجام گیرد. در مواردی که از مایع نافذ با ماده فلورسنت دار (با خاصیت شب نمایی) استفاده می شود بازرسی و مشاهده قطعه در زیر نور ماوراء بنفش (در زبان انگلیسی معروف به نور سیاه) انجام می گیرد. به این ترتیب دقت آزمایش برای شناسایی ترک های ریزتر افزایش می یابد.

اما نور ماوراء بنفش مورد استفاده در بررسی غیر مخرب باید دارای شدت کافی (حداقل ۸۰۰ میکرو وات بر سانتی متر مربع) و طول موج آن در حدود ۳۶۵ نانومتر باشد. به دلایل ایمنی از نگاه کردن مستقیم و بدون عینک محافظ به نور ماوراء بنفش باید پرهیز کرد. برای تولید نور ماوراء بنفش از لامپ های ویژه ای که دارای شدت نور بالایی هستند استفاده می شود. شیشه لامپ از نوع شیشه کوارتزی می باشد، زیرا که از شیشه های معمولی پنجره یا شیشه های لامپ های معمولی برای نور مرئی فقط مقدار کمی از پرتو ماوراء بنفش می تواند عبور کند. لامپ های پرتو ماوراء بنفش از نوع لامپ های تخلیه گاز با فشار بالا به صورت لامپ های حاوی بخار جیوه با فشار بالا، لامپ های با گاز زنون یا لامپ های هالوژنی بخار جیوه فشار بالا مناسب ترند. این نوع لامپ ها دارای یک مخزن تخلیه گاز از جنس شیشه کوارتزی می باشند. در لامپ های بخار جیوه ای فشار بالا گاز آرگون و یک مقدار معینی جیوه نیز وجود دارد. موقعی که لامپ روشن می شود در آرگون تخلیه انجام می گیرد و گاز برای نوردهی تحریک و همزمان گاز گرم می شود. به این صورت قطره های جیوه موجود بخار می شود و فشار بخار در چند دقیقه به بیشترین مقدار خود می رسد و متناسب با آن شدت نور افزایش می یابد. به همین جهت برای این که شدت نور این نوع لامپ ها به توان کامل خود برسند، باید بعد از روشن شدن حداقل ۳ تا ۱۰ دقیقه منتظر ماند و سپس بازرسی را شروع کرد. هم چنین قابل توجه است که روشن کردن مجدد این لامپ ها نیاز به خنک شدن دارند. لامپ های جیوه ای ماوراء بنفش همانند دیگر لامپ ها دارای طول عمر معینی می باشند. طول عمر آن ها به عواملی مانند مدت زمان کارکرد، نوسانات شدت در ارتباط با تغییرات ولتاژ، خسارات مکانیکی و تاثیر محیط و آلودگی فیلتر بستگی دارد. از آنجا که ممکن است شدت پرتو این لامپ ها بعد از مدتی تا آن حد کاهش یابد که نور کافی برای شناسایی عیب را ایجاد نکنند، لازم است هر چند گاهی شدت پرتو افشانی لامپ های ماوراء بنفش کنترل شود. روش های کنترل شدت نور این نوع لامپ ها در استاندارد ها داده شده است. توصیه شده است که کنترل ها در فواصل زمانی منظم لازم انجام گیرد.

پس از دقت لازم در هر یک از مراحل فرآیند آزمایش است که می توان به نتیجه ی بررسی قابل قبولی در مورد کیفیت قطعه دست یافت. البته برای کنترل نتایج استفاده از نمونه های استاندارد مبنا از جنس خود قطعات مورد بررسی، که دارای عیوب مصنوعی می باشند، توصیه شده است.

 

ویژگی های مایع نافذ

 

از عوامل دیگری که برای موفقیت آمیز بودن تست مایع نافذ لازم است مورد توجه قرار گیرد؛ برخورداری مایع از ویژگی های زیر است:

۱- قابلیت نفوذ بالا به اندازه ای که بتواند به راحتی به درون ترک یا شکاف های بسیار ریز سطحی نفوذ کند

۲- درجه تر کنندگی بالا، به طوری که بتواند لایه ای پیوسته بر روی سطح قطعه ایجاد کرده و در مدت زمان کوتاهی به درون عیب کشیده شود

۳- قابلیت روان شدن خوب یا ویسکوزیته بسیار پایین، به طوری که قابلیت جاری شدن به داخل ترک و هم چنین خارج شدن از آن به راحتی داشته باشد

۴- به راحتی بتواند از روی سطح قطعه برطرف شود

۵- مایع نافذ ماده ای واکنش زا با قطعه نباشد که خود باعث معیوب شدن قطعه شود

۶- برای پوست و مجاری تنفسی شخص آزمایش کننده مضر نباشد و در صورتی که بی تاثیر نیست باید توصیه های شرکت های سازنده این مواد طبق دستورالعمل های ارائه شده به دقت رعایت شود

۷- بد بو نباشد که منجر به عجله و بی دقتی شخص آزمایش کننده شود

۸- تا حد امکان ارزان قیمت باشد.

 

ویژگی های ماده ظاهر ساز

 

۱- خاصیت جذب کنندگی خوبی داشته باشد

۲- به راحتی بتوان سطح قطعه را با آن پوشانید

۳- شامل مواد شیمیایی واکنش زا با قطعه نباشد که خود سبب معیوب شدن قطعه شود

۴- به راحتی پس از آزمایش قابل برطرف شدن از روی سطح قطعه باشد

۵- شامل موادی نباشد که برای سلامتی شخص آزمایش کننده مضر باشد

۶- بد بو نباشد

۷- توسط مایع نافذ در مدخل ترک یا ناپیوستگی به راحتی قابل خیس شدن باشد.

کاربرد تست مایع نافذ

تست مایع نافذ به دلیل سادگی و عدم محدودیت ان از لحاظ جنس قطعه کاربرد گسترده ای دارد. این روش به عنوان کنترل کیفیت محصولات روش های مختلف تولید در حین فرآیند تولید و پس از آن توسط تولید کنندگان و در تعمیر و نگهداری، سرویس های منظم و برای جستجوی ترک های خستگی و غیره و هم چنین بازرسی ها از لحاظ حفظ نکات ایمنی توسط مصرف کنندگان به کار می رود. نمونه قطعاتی که با استفاده از این روش کنترل و بازرسی می شوند عبارتند از دیسک ها، پره های توربین ها، چرخ های هواپیما، بسیاری از قطعات حساس خودروها و لوکوموتیوهای قطار، مثل پیستون ها و سرسیلندرها قبل از مونتاژ و در تعمیر و نگهداری و سرویس های منظم.

 

لغات و اصطلاحات تست مایع نافذ

 

 Non Destructive Tests (NDT) تست های غیر مخرب
Penetrant مایع نافذ
Developer آشکار ساز

 

تست P.T

کوچکترین ناپیوستگی که باروشP.T میتوان تشخیص دادبه اندازه(۵۰*۱۰*۱)میکرومترمیباشد.

ازبزرگترین فوایدروش تستP.T این است که تمامی ناپیوستگیها روی سطح قطعه مشخص میگرددوهزینه اولیه این تست کم است.

یک نفوذکننده خوب بایستی دارای قابلیت ترکنندگی خوب باشد قابلیت فراریت پائین داشته باشد(فشاربخارنفوذکننده نشان دهنده فراریت آن است)،اشتعال پذیری پائین داشته باشد(یعنی دردمای پائین مشتعل نشودومعمولاًنقطه اشتعال نفوذکننده هارا۵۷٫۲درجه سانتیگراددرنظرمیگیرند)،نفوذکننده نبایستی باقطعه موردتست واکنش شیمیائی نشان دهد؛معمولاًفولادزنگ نزن یاآلیاژهای محتوی نیکل یاآلیاژهای تیتانیوم مشکلاتی رادراین موردبوجودمی آورند.گوگرد وکلرمیل دارند که باموادپایه واکنش نشان داده وسبب خوردگی شوند.بنابراین بایستی مطمئن شدکه هچیگونه رسوب سولفوری بعدازپایان تست دراجزاءباقی نمانده است.

درصورت وجود موادی ازقبیل روغن،گریس،رطوبت،زنگاروهمه آلودگیهای این چنینی ماده نفوذکننده(Penetrant) درست جواب نخواهد دادپس بایستی قبل ازپاشیدن آن برروی قطعه کاملاًمحل آن تمیزگردد.

اصولاًسه نوع تمیزکاری برروی سطح قطعه موردتست انجام میشود:

۱)تمیزکردن باحلال جهت ازبین بردن روغن وگریس که به سه روش انجام میشود

الف)پاک کردن ساده

ب)چربی زدائی بابخار

ج)تمیزکردن فراصوتی

۲)تمیزکردن شیمیائی جهت ازبین بردن زنگار،پلیسه،اکسیدو…که به سه روش انجام میشود

الف)تمیزکردن بااکسید

ب)تمیزکردن باموادشوینده

ج)تمیزکردن باقلیاها

۳)تمیزکاری مکانیکی جهت ازبین بردن زنگار،پلیسه،اکسیدو…که به دوروش انجام میشود

الف)ماسه پاشی

ب)تراشکاری،سنگ زنی وغیره

*اگرسختی فلزی بالای ۴۵HRC باشد زبره پاشی(سندپلاست)قطعه فلزی ممکن است مورداستفاده قرارگیرد.روشهای مکانیکی ممکن است درقطعات فولادی باکربن بالا استفاده شود.

*تمیزکاری شیمیایی فولاد بابکارگیری اسیدممکن است مسئله تردی هیدروژنی پیش آورد،بنابراین بعدازتمیزکاری بااسید قطعه پخت داده شود.

*نوع روش انتخابی جهت تمیزکاری سطح به طبیعت آلایندها بستگی دارد یعنی برای سطح زنگ زده وروغنی تمیزکاری باحلال انجام میشودوباتمیزکاری شیمیایی دنبال میگردد.

*روشهای چربی زدائی بابخاروتمیزکاری آلتراسونیک برای بهبود تمیزکاری باحلال بکاربرده میشود.

*هرگاه قرارباشدتمیزکاری به روش مکانیکی انجام شود چنانچه خطرله شدگی فلزوجودداشته باشد باجک کاری بوسیله اسید دنبال میگردد.

*درتمیزکاری فولادهابااسید،مسئله تولیدهیدروژن ونفوذبه داخل فولاد که منجربه تردی هیدروژنی میشود وجوددارد این مسئله برای فولادهای زنگ نزن آستینیتی وتیتانیوم خیلی شدیدتراست،معمولاً برای برطرف کردن هیدروژن ازفلز،پخت میتواند بکاربرده شود.حلالهای کلردار ممکن است موجب ترک ناشی ازخوردگی تنشی آلیاژهای تیتانیوم وفولادزنگ نزن آستینیتی گردند.

 

نافذها(Penetrant)به دودسته تقسیم میشوند:

۱)نافذهای فلوئورسان:شامل یک یاچندرنگ اند که درهنگام تشعشع فرابنفش(نورسیاه)میدرخشند.

۲)نافذهای قابل رویت:شامل یک رنگ قرمزاست که تباین رنگ رافراهم میکند وبرخلاف رنگ پیش زمینه آشکارساز(Developer)که سفیداست میباشد.

سیستم نافذهای فلوئورسان حساسیت بیشتری نسبت به نافذهای قابل رویت برای یافتن نقصها دارند هرچندنافذهای قابل رویت برای بازرسی نیازی به ناحیه تاریک ونورفرابنفش ندارند وهمچنین درمقابل آلودگی کمترآسیب پذیرهستند.

یکی ازروشهای اعمال ماده نافذ وقتی که قراراست کل سطح قطعه بازرسی شود یاقطعات کوچک زیادباشند ویاقطعات به شکل پیچیده باشند به روش غوطه وری یافروبردنی میباشد،باید توجه داشت دراین روش حین غوطه وری درنافذ وحین فرصت نفوذ،قطعات کوچک بایستی بطورفیزیکی جداگردند.

یکی دیگرازروشهای اعمال ماده نافذ هنگام آزمون قطعات بزرگ،اگرفقط ناحیه انتخاب شده قراراست بازرسی شود به روش پاششی میباشد؛در این روش لایه نازکی ازماده نافذ البته بصورتی است که یک پوشش کامل روی سطح قطعه ایجادکرده وباقوطی های افشانه یاطپانچه های پاششی وروش الکترواستاتیک پاشیده میشود.

روش الکترواستاتیک چیست؟

الکترواستاتیک به شاخه‌ای از علم فیزیک گویند که به مطالعه بارهای الکتریکی و نیروهای بین آن ها در حالتی که بار چشمه بدون حرکت است می‌پردازد.بنابراین باری که بر آن نیرو وارد می شود می تواند حرکت کند.

از زمان باستان دانسته شده بود که برخی از مواد، مانند کهربا، پس از مالیده شدن، مواد و ذرات سبک را جذب می‌کنند. واژهٔ یونانی برای کهربا (ήλεκτρον یا همان electron) سرچشمهٔ پیدایش واژهٔ electricity شد. پدیده‌های الکترو استاتیک از نیروهایی ناشی می‌شوند که بارهای الکتریکی بر هم وارد می‌کنند. این نیروها به وسیلهٔ «قانون کولمب» توصیف می‌شوند. نیروهای الکتروستاتیکی نیروهای غالب در برهم کنش بین ذرات در ابعاد متوسط بین اتمی هستند.برای مثال نیروی الکترو استاتیکی بین یک الکترون و یک پروتون، که با یکدیگر یک اتم هیدروژن را تشکیل می‌دهند، در حدود ۴۰ مرتبه از نیروی گرانشی بین آنها بزرگ‌تر است.

در مشاهدات روزمره پدیده‌های الکترو استاتیکی مثال‌های متعددی دارند که مواردی مانند چسبیدن پوشش‌های پلاستیکی به دست پس از جدا کردن آنها از بسته‌بندی، انفجار ظاهراً خودبخودی سیلوی غلّات، آسیب وارده به قطعات الکترونیکی در هنگام ساخت، و عملکرد دستگاه‌های فوتوکپی را در بر می‌گیرد. این پدیده ها عمدتا ناشی از تجمع بار الکتریکی بر سطح اشیا است که بر اثر تماس با اشیای دیگر صورت می‌گیرد.

 

یکی دیگرازروشهای اعمال نافذ بدین صورت است که محل موردبازرسی وقتی انتخاب شد بوسیله قلم مو این ماده روی سطح قطعه مورد تست اعمال میگردد؛مدت زمان انتظار بعدازاعمال ماده نافذ بین ۵ تا ۶۰ دقیقه است.البته زمان انتظارصحیح توسط آزمایش تعیین میشود ومعمولاً این آزمایش توسط شرکت سازنده این ماده انجام شده وبرروی کالا برچسب زده میشود.

زمان انتظار نفوذ ماده نافذ(Penetrant) وابسته است به:

۱)کاربرد نافذ مورداستفاده ماده

۲)شکل ماده مورد بازرسی

۳)نوع ناپیوستگی هایی که باید آشکارشوند

ظاهرکننده(Developer)چه عملی انجام میدهد؟

ظاهرکننده،نافذ حبس شده راازداخل عیوب بیرون میکشد وبیرون ظاهرکننده روی سطح قطعه پخش میکند بطوریکه درجه کنتراست بین نشانه وزمینه اطراف زیادترشود.

ظاهرکننده ها بایستی دارای خواص زیرباشند:

۱)میبایست به داخل ناپیوستگی ها نفوذ کند ونافذ(Penetrant)راازناپیوستگیها بیرون بکشدبصورتیکه یک نشان وعلامتی عینی وقابل مشاهده راشکل دهد.

۲)آشکارساز(Developer)میبایست یک تباین(جدائی بین دوماده بصورت مشخص)باکنتراست بالاراایجادنماید.

۳)آشکارسازمیبایست نافذ راگسترش دهد بمنظوراینکه اندازه علامت ظاهرشده افزایش داده شود.

۴)آشکارسازباید قادرباشد که بعضی ازعلائم ونشانه های درهم وبرهم(گیج کننده)راپنهان کند.

آشکارسازها(Developer)چهارنوع میباشند:

۱)خشک

۲)تر(آب حل شو-آب تعلیق)

۳)آشکارسازهای بدون آب(تعلیق بدون آب)

۴)نوع خاص آشکارسازها(آشکارسازهای قشرپلاستیکی)

آشکارسازهای خشک درموارد زیرکاربرد دارند:

۱)تعلیق درهوا

۲)پاشش الکترواستاتیکی

۳)غوطه وری

آشکارسازهای تردرمواردزیرکاربرد دارند:

۱)فروبردن

۲)پاشش

۳)ریختن

*دوعامل انتخاب آشکارسازراتعیین میکند:

۱)سطح حساسیت موردنظر

۲)شرایط سطح قطعه موردتست

 

*شکل آشکارسازها به ۶نوع طبقه بندی میشوند:

۱)پودرخشک

۲)قابل حل درآب

۳)قابل تعلیق درآب

۴)بدون آب؛نوع اول:فلوئورسان(پایه حلال)

۵)بدون آب؛نوع دوم:رنگی مرئی(پایه حلال)

۶)کاربردهای ویژه

*طبقه بندی آشکارسازهابراساس روش کاربرد آن است آشکارسازمیتواند بصورت یک پودرخشک یابصورت حل شده ویامعلق دریک حامل مایع بکاربرده شود،هرشکل آشکارسازمحاسن ومعایبی داردکه به توضیح آنها درزیرمیپردازیم.

آشکارسازهای پودرخشک:

آشکار ساز خشک پودری نرم و سفید است . آشکار ساز می تواند به طرق مختلفی مثل فرو بردن در ظرفی ازآشکارساز یا بوسیله استفاده از دمنده برای گردپاشی قطعات با آشکار ساز ، بکار برده شود ، یا قطعه بنشیند .همچنین قطعات را می توان در کابینت آشکار ساز قرار داد تا گرد روی پاشش پودر با طپانچه های الکترواستاتیک را می توان برای اعمال آشکار ساز بکار برد . چون آشکار سازهای پودر خشک فقط وقتی نافذ حضوردارد به قطعه می چسبد ، آشکارساز خشک زمینه سفید یکنواخت مثل سایر شکلهای آشکار ساز فراهم نمیکند . داشتن زمینه روشن یکنواخت برای یک بازرسی مرئی موثر خیلی مهم است و چونکه آشکارسازهای خشک این شرط را فراهم نمی کنند ، وقتیکه نافذ مرئی بکار برده می شود از آشکارساز خشک استفاده نمیشود.

آشکارسازها – قابل حل در آب :

همانطور که از نامش پیداست ، آشکارساز قابل حل گروهی از مواد شیمیایی است که درآب حل می شوند و هنگامی که آب تبخیر می شود به شکل یک لایه آشمار ساز در می آید .بهترین روش برای کاربرد آشکار ساز قابل حل در آب اسپری کردن روی قطعه است . قطعه می تواند مرطوب یاخشک باشد ، فرو بردن ، ریختن ، یا قلممو کشیدن محلول به روی سطح نیز در بعضی مواقع استفاده می شوداما مطلوب نیست .

خشکی با جایگزینی تر عملی می شود ولیکن استفاده از یک سیکل گردشی جریان هوای گرم خشک با دمای٣۸درجه سانتی گراد ( ٧٠ تا ٧۵ درجه فارنهایت ) نیز جهت برطرف کردن رطوبت مناسب است . اگر / ٣۴ تا ٧ /٢قطعه سریعاً آب خود را از دست ندهد ، نشانه به صورت تیره در می آید و پاک نمی شود .در قطعه ای که بطور مناسب آشکار سازی شده باشد توسط روکش سفید کمرنگ روی سطح پوشیده میشود .

 

آشکارسازها قابل تعلیق با آب

آشکارسازهای قابل تعلیق با آب شامل ذرات آشکار ساز غیر قابل حل مهلق در آب هستند. آشکارسازهای قابل تعلیق با آب نیاز به هم زدن متناوب و تکان دادن دارند تا از ته نشینی مواد معلق جلوگیری شود .بهترین روش برای کاربرد آشکارساز قابل تعلیق با آب اسپری کردن روی قطعه است . قطعه می تواند تر یاخشک باشد. غوطه ورسازی ، جاری کردن ، یا با قلم مو کشیدن محلول به روی سطح نیز در بعضی مواقع

استفاده می شود اما مناسب نیست .قطعه پوشیده شده با آشکارساز قابل تعلیق باید بهص ورت اجبار خشک شود درست مثل خشک کردن اجباری یک قطعه پوشیده شده با آشکار ساز قابل حل با آب . خشکی با جایگزینی رطوبت عملی می شود ولیکن٣٨درجه سانتی گراد ( ٧٠ تا ٧۵ / ٣۴ تا ٧ / استفاده از یک سیل گردشی جریان هوای گرم خشک با دمای بین ٢درجه فارنهایت ) نیز جهت برطرف کردن رطوبت مناسب است . اگر قطعه سریعاً آب خود را از دست بدهد ،نشانه به صورت تیره در می آید و شفاف نمی شود .سطحی که با آشکارساز قابل تعلیق با آب پوشانده می شود به صورت سطحی با پوشش سفید نیمه شفاف در می آید .

آشکارسازهای غیر آبی :

در آشکارسازهای غیر آبی ، آشکار ساز در یک حلال فرار معلق می شود و با یک اسپری بکار برده می شود . آشکارسازهای غیر آبی معمولاً بصورت قوطی های پاششی برای سیار بودن توزیع می شوند . حلال گرایش دارد تا نافذ را از نشانه به وسیله عمل شدن جذب کند. خشک کردن اجباری نیازنیست زیرا حلال خود فرار است . آشکار ساز غیر آبی باید روی سطوح خشک به کار برده شود تا شکل یک لایه سفید ملایم را بگیرد .

آشکارسازهایی برای کاربردهای ویژه : آشکارسازهای پلاستیک یا لاکی آشکارسازهای مخصوص هستندکه عمتاً برای ثبت دائمی ناپیوستگی مورد استفاده قرار می گیرند .

برخی از ملاحضات مربوط به آشکارسازها : درحالت آشکار ساز تر آبی ، مانع خوردگی به منظور جلوگیری از عمل خوردگی روی ماده آزمایش مورد استفاده قرار می گیرد . آشکارساز معلق غیر آبی را تحت عنوان آشکارسازهای پاششی مایع نیز می شناسند .حتی بدون اعمال اعمال آشکارساز ، نافذ می تواند از ناپیوستگی بعد از برطرف کردن نافذ اضافی بیرون بیاید .پودر خشک آشکارساز کمترین حساسیت را دارد و آشکارساز کمترین حساسیت را دارد و آشکارساز غیر آبی دارای بالاترین حساسیت است .مدت زمان توقف آشکارساز بلافاصله بعد ازاعمال آشکارساز شروع و تا پایان عمل خشک کردن ادامه می یابد.در صورت استفاده از نافذ مریی از آشکارسازهای خشک و قابل حل در آب استفاده نکنید. برای بکار بردن آشکارساز غیر آبی از اسپری استفاده کنید .

محفظه نگهداری نافذ(Penetrant)ممکن است ازفولاد زنگ نزن یاپروپلین ساخته شود.

معیارهای پذیرش یاعدم پذیرش قطعات بصورت کلی به عوامل ذیل بستگی دارد:

۱)ماده تشکیل دهنده قطعه

۲)پیکربندی قطعه(شکل قطعه)

۳)مورداستفاده قطعه

۴)عوامل تنش

۵)مکان وتعداد نشانه های نافذ

*برای ردیابی شکافهای خیلی ریزدرروکش برای مواد ریخته گری ازروش قابل تعلیق درآب استفاده میشود.

برخی ناپیوستگیها(Defect)درقطعات ریخته گری شده بوسیله آزمایش نفوذ مایع آشکارمیشوند که عبارتند از:

۱)ترکهای انقباظی روی سطح

۲)ترک گرم(سطحی):شیارمنقطع نشانه های خطی خطوط تیره ،نشانه باعرض متغیرنزدیک محل تغییرمقطع

۳)سردجوشی:نشانه های پیوسته تیره منحنی هموارمشخص

۴)تخلخل:که درعملیات P.T درهمه جابصورت نشانه های کروی(مدور)ظاهرمیشود.

*ترکها درعملیات P.T بصورت یک علامت خطی پیوسته ظاهرمیشوند.

*ترک گرم درقطعات ریخته گری بصورت یک خط شیاردارباعرضهای مختلف وشاخه های بسیارریز(ساختاردندریت)درمحلی که ضخامت بخش تغییرمیکند یا هشته قالب خیلی سخت است ظاهرمیشود.

*اگرمجبورباشیم قطعات ریخته گری شده قدیمی راتست کنیم میبایست از بخار نافذ فلوئورسان قابل شتشوباآب وآشکارسازحلال معلق استفاده نمائید.

 

درقطعات ریخته گری:

آخال ماسه وتفاله – انقباض داخلی – حلقه ذوب نشده – جابجائی هسته – رانش بد – جداورگه رگه وهمچنین آخالهای بزرگ سطحی وجدائی های بزرگ نمی توانند درعملیات P.T نشانه ای ازخود برجابگذارند.

P.T جوشها

انواع عیبهایی که درP.T جوشها پیدامیشوند بصورت ذیل میباشند:

۱)ترکهای سنگ زنی؛سطحی وخیلی کم عمق هستند همانند ترکهای عملیات حرارتی وبایدتوجه داشت که آشکارساز(Developer)مدت زمان بیشتری بماندسپس تفسیرگرددونافذ(Penetrant)هم نبایستی بلافاصله بعدازچربی زدائی ازروی قطعه اعمال شود وکمی صبرکردتا کاملاً خشک شود سپس نافذ اعمال گردد.

۲)ترکهای عملیات حرارتی که بصورت سطحی وعمیق وبشکل چنگالی میباشندودرمنطقه(HAZ)پیدامیشود.

۳)ترک روی سطح جوش

۴)ترکهای هیدروژنی منتهی به سطح

۵)نفوذ ناقص

۶)تخلخلی که به سطح بازمیشود بصورت نشانه های مدورپیداست.

۷)بریدگی کناره

*حال به بررسی انواع ترکها(Crack)که درعملیات P.T پیدامیشوند میپردازیم:

الف)ترک سرد؛پارگی جوش که تحت تنش ۲۰۰درجه سانتیگراد بوجودمی آید وبصورت خطوط سیاه کاملاً مشخص پدیدارمیگردد.

ب)ترک گرم؛دراثرحرارت بالای ۲۰۰درجه سانتیگراد بوجود می آید وبصورت خطوط تیره باانشعاب درختی پدیدارمیگردد.

ج)ترک فلزپایه؛براثرسخت شدن فلزپایه که علت آن سردوگرم شدن تکراری میباشد ترکی ایجادمیگردد که بصورت خطوط تیره مشخص ازجوش به فلزپایه راه می یابد.

د)ترکهای چاله ای؛که بصورت نشانه های مدوردرعملیاتP.T پدیدارمیگردد.

عیوبی که توسط P.T مشخص نمیشوند عبارتنداز:

۱)انواع آخالها(Slag)

۲)ذوب ناقص(L.O.F)

*عیوبی که ناشی ازشکل دهی فلزات درP.T مشخص میشوندعبارتند از:

۱)ترکهای سطحی درمحصولات نوردشده

۲)تاشدگی وچین های ناشی ازپتک کاری

۳)گسیختگی یاپرک

۴)لبه های پتک کاری شده که بصورت یک خط پیوسته نشان داده میشود.

۵)تورق سطح که درصفحات نوردشده رخ میدهد.

۶)ترکهایادرزها یا آخالها درمیلگردنوردشده

۷)تاشدگی درآلومینیوم پتک کاری شده که بشکل تیزونیمه ماه امابدون عمق مشخص میگردد.

۸)تاشدگی جزئی ناشی ازپتک کاری قطعات جوشکاری شده که بصورت خط بریده بریده درP.T ظاهرخواهدشد.

P.T پلاستیک

جهت تست P.T موادپلاستیکی ابتداباید ببینیم که موادی که قراراست باآن روی پلاستیک تست انجام شود باپلاستیک واکنش شیمیائی انجام نمیدهد وچنانچه واکنش انجام گیرد نیازاست تا نافذهای آب پایه درP.T پلاستیک ها مورداستفاده قرارگیرند.

*برای انجام بازرسی نگهداری به منظورآشکارسازی ترکهای هواپیماها با بالاترین حساسیت باید ازروشB ونافذ سطح ۳ ،آشکارسازتعلیق شده باحلال استفاده شود.

روشB :دراین روش ازتعلیق کننده ای استفاده میکنیم که درهردوی آب ونافذ حل شدنی باشد،تعلیق کننده پاشیده می شودو بانافذ واکنش میدهد وباعث میشود که باآب قابل شستن باشد.  نافذ سطح۳:به نافذی گفته میشود که دارای حساسیت بالا باشد.

 

 

تست به روش مایعات نافذ توسط اسپری های PT

روش مایعات نافذ توسط اسپریهای PT برای عیب یابی عیوبی که به سطح قطعه رسیده باشند کاربرد فراوان دارد.

اصول این آزمون عبارتست از نفوذ یک مایع به درون عیوب سطحی در اثر جاذبه موئینگی و مشاهده ترکها با چشم غیر مسلح پس از انجام عملیات ظهور بر روی مایع نافذ.

به منظور مشخص شدن کامل ترک ها ، مایع نافذ با یک مایع رنگی رنگ آمیزی شده است و یا از ماده فلورسنت استفاده میشود.
روش مایعات نافذ (PT)برای بازرسی  قطعات بزرگ و کوچک با اشکال هندسب ساده و پیچیده ، کنترل کیفیت قطعات تولید از روش  ریختگی فلزات، آلیاژهای آهنی و غیر آهنی ، سرامیک ها، ظروف شیشه ای ،برخی قطعات پلیمری و …به منظور مشخص شدن کامل ترک هاکاربرد دارد.

 

روش آزمون با اسپری مایعات نافذ یا اسپری
مرحله اول ) آماده سازی سطح:

قبل از استفاده از اسپری PT جهت تست به روش مایعات نافذ، سطح مورد آزمایش باید کاملا تمیز شده باشد و خشک گردد. سطح مورد نظر جهت انجام تست PT باید عاری از هر گونه چربی، آب، روغن و دیگر مواد آلوده کننده باشد.

در صورت تمیز نکردن سطح به نحو مطلوب، ممکن است برخی از عیوب به خاطر عدم نفوذ کامل مایع در آنها در اثر بسته بودنشان، و همچنین نزدیکی سطوح کثیف به دهانه عیب و جذب مایع نافذ به وسیله آلودگی ها، قابل تشخیص نباشد.

روشهای  آماده سازی سطح جهت انجام نست پی تی جهت زدایش پوسته های اکسیدی نازک،گدازه های جوشکاری چسبیده به سطح و آلودگیهای سطحی عبارتند از :

۱-برس زنی

۲- شن پاشی خشک و یا تر

۳- تمیز کاری سایشی در استوانه های دوار
روشهای تمیز کاری فراصوتی یا آلتراسونیک قبل از انجام تست PT نیز هنگامی که تعداد زیادی قطعات کوچک وجود دارد روش مناسبی است.

روش مناسب جهت پاکسازی سطوح از چربی و روغن استفاده از حلال ها ، آب تحت فشار و بخار میباشد.
همچنین میتوان از روشهای تمیز کاری شیمیایی نیز بهره گرفت. محلولهای قلیایی برای زدودن روغن ها، چربی ها و لایه های سطحی کربن مناسب و برای تمیز کاری سطح از پوسته های ضخیم اکسیدها از محلول های اسیدی قوی استفاده میشود.

مرحله دوم اسپری کردن مایع نافذ:

پس از تمیزکردن سطح، مایع نافذ باید به نحوی بر روی آن اسپری شود که سطح از غشایی پیوسته از PENETRANT پوشیده گردد. مایع باید به مدت کافی برای نفوذ در عیب های سطحی ، در روی قطعه بماند.

هنگام که بازرسی تعداد زیادی قطعه کوچک مورد نظر باشد، غوطه ور کردن قطعات در مخزن حاوی مایع نافذMAGNAFLUX-PENETRANT  مناسب ترین روش است. در حلال غوطه ور کردن قطعه باید دقت کافی در جهت جلوگیری از تشکیل تله هوا مبذول گردد و تمام سطح قطعه باید کاملا تر شود. یاید مطمئن شویم که مایع نفوذ کننده ازتمام فرورفتگی ها
و مجاری قطعه گذشته و خارج شده است.  برای قطعات بزرگ تر معمولا مایع نافذ را به صورت سیلاب بر روی قطعه اسپری میکنند. باید دقت شود که در تمام مدت نفوذ کردن مایع سطح نمونه تر باشد.

زمانیکه بازرسی قطعات منفرد مورد نظر است معمولا PENETRANT به وسیله یک برس و یا با پاشیدن با افشاننده ای بادی بر روی سطح اسپری میشود. در این روش نیز باید از خشک شدن سطح قطعه در هنگام نفوذ مایع نافذ جلوگیری شود.

مدت تماس مایع نافذ با سطح بسیار مهم میباشد. مایع نافذ Penetrant در چند ثانیه به عیوب و حفره های بزرگ نفوذ خواهد کرد، ولی پر شدن منافذ و عیب ها و ترک های نازک حتی تا ۳۰ دقیقه هم ممکن است بطول انجامد. زمان نفوذ عملا
بستگی به ماهیت و اندازه عیب ها دارد و بین ۲۰ ثانیه تا ۳۰ دقیقه تغییر میکند.

مرحله سوم پاک کردن مایع اضافی از روی سطح:

پس از نفوذ مایع در عیوب سطحی، قطعه باید از مایع اضافی پاک شود. برخی از مایعات نافذ را میتوان با آب شست(WATER WASHABLE)، ولی برخی از آنها را باید با بکارگیری حلال های خاص زودود.

مرحله چهارم اسپری کردن ماده ظهور:

Developer یا مایع ظاهر کننده معمولا از پودر سفید که در یک مایع فرار  درآمده است تشکیل شده. پس  از اسپری کردن آن بر روی سطح یک لایه نازک از Developer بر روی سطح تشکیل میشود. مایع نافذ Penetrant که درون منافذ نفوذ کرده است به آهستگی به منافذ درون DEVELOPER کشیده شده و در آن پخش میشود. پخش شدن نافذ در ماده ظهور ، مرز عیوب سطحی را به روشنی و به اندازه بزرگتر از اندازه واقعی آنها نشان میدهد.

در صورت استفاده از نافذ کننده Developer نامناسب، عیوب مرزی قابل رویت نخواهند بود. از این رو است که باید ظاهر کننده Developer و نافذ Penentrant دارای سازگای استفاده شود.

    ویژگیهای مایع نافذ یا Penetrant

یک اسپری مایع نافذ ایده ال باید شرایط ذیل را داشته باشد:

قوام : اسپری مایع نافذ یا اسپری PTباید قابلیت نمایان کنندگی ترکها را به خوبی دارا باشد و بتواند لایه های پیوسته در روی سطح ایجاد نماید. همچنین باید قادر باشد در مدت معینی به درون منافذ و عیب های سطحی کشیده شود.

سیالیت یا ویسکوزیته: اسپری مایع نافذ باید قابلیت جاری شدن از مجاری درون قطعه را دارا باشد و در همین حال مقدار بسیار ناچیزی از آن از درون عیوب بیرون کشیده شود.

قابلیت حل کنندگی: در صورت لزوم باید اسپری PT بتواند با انحلال موادآلاینده ، از میان آنها راه را باز کرده و عیوب را پر نماید.

پایداری : اسپری PT مایع نافذ باید در دامنه وسیعی از دما و رطوبت پایدار بوده ، تشکیل کف ندهد و به علاوه مواد فرار آن در زمان انبار شدن در مخازن نگهداری نباید از بین برود.

عیب یاب آلتراسونیک – عیب یاب اولتراسونیک – عیب یاب التراسونیک – ترک یاب جوش – تست قطعات – عیب یابی – آزمون های غیر مخرب – تست جوش ساختمان – تست جوش سازه های فلزی

قابلیت شستشو: مایع نافذ باید به سادگی از سطح قطعه ششته شده و در عین حال، مقداری از آن که به درون عیوب وارد شده است نباید تحت تاثیر قرار گیرد.

قابلیت خشک شوندگی: مایع نافذ باید در مقابل خشک شدن و بیرون کشیده شدن کامل از عیوب ، در حلال خشک کردن قطعه با هوای گرم و پس از شستشوی سطح،مقاوم باشد. در حالت ایده آل ، گرما باید برگشت مایع به سطح قطعه را تسهیل کرده و بنابراین به نمایان شده عیوب کمک کند.

    انواع اسپری مایع نافذ یا Penetrant

* سیستم قابل شستشو با آب
* سیستم همراه با امولسیون سازی.
* سیستم قابل شتسشو با حلال

    مزایای  تست با اسپری MAGNAFLUX-PT

۱- این روش برای مواد فلزی و غیر فلزی قابل استفاده میباشد. به طور کلی تمام مواد غیر متخلخل با این روش قابل بازرسی است.
۲- روش PT (تست مایعات نافذ) برای اتصالات جوشکاری شده و یا لحیم کاری شده فلزات غیر مشابه بر خلاف سایر روشهای NDT به خوبی کاربرد دارد.
۳- مواد مورد استفاده دراین فرایند ساده و قابل حمل میباشند و انجام تست در هر محلی امکانپذیر است.
۴- یک روش ارزان قیمت است

محدودیتهای روش PT عبارتند از:

۱- این روش فقط قادر به نمایان ساختن ناپیوستگی ها ، عیب ها و ترک های سطحی است .
۲- تاخیر زمانی قابل توجهی از زمان تمیزکاری اولیه تا رسیدن به نتایج تست وجود دارد.
۳- در روش PT شرایط سطحی قطعه کار تاثیر زیادی بر دقت تست خواهد داشت.
بنابر این در این روش حجم عملیات تمیزکاری زیاد میباشد.


درخواست انجام پروژه آنالیز تصویر

همچنین ببینید

تشکیل فریت فوق ظریف (UFF) درفولاد فریتی – پرلیتی با کارسرد و آنیل

با توجه به استفاده گسترده فولادهای فریتی – پرلیتی درکاربردهای صنعتی بهینه سازی خواص آنها …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.