تست نافذ PT

تست نافذ (PT) چیست؟

تست نفوذ (PT) که به آن بازرسی مایع نافذ (LPI) یا بازرسی نافذ رنگ (DPI) نیز می‌گویند، یکی از قدیمی‌ترین و ساده‌ترین روش‌های NDT است که اولین نسخه‌های آن (با استفاده از نفت سفید و مخلوط روغن) به قرن نوزدهم بازمی‌گردد. روش های NDT به طور کلی به دو دسته معمولی و پیشرفته تقسیم می شوند. هر روشی مزایا و محدودیت های مشخصه خود را دارد.

روش روغن و وایتینگ مورد استفاده در صنعت راه آهن در اوایل دهه 1900 اولین استفاده شناخته شده از اصول مواد نافذ برای تشخیص ترک بود. روش روغن و وایتینگ از یک حلال روغنی برای تمیز کردن استفاده می‌کرد و سپس از یک پوشش سفید یا گچ استفاده می‌کرد که روغن را از ترک‌ها جذب می‌کرد و محل آن‌ها را آشکار می‌کرد. به زودی یک رنگ به مایع اضافه شد. در دهه 1940، رنگ فلورسنت یا رنگ مرئی به روغن مورد استفاده برای نفوذ به اشیاء آزمایشی اضافه شد.

تجربه نشان داد که دما و زمان خیساندن مهم هستند. این شروع به تمرین دستورالعمل های مکتوب برای ارائه نتایج استاندارد و یکنواخت کرد. استفاده از رویه‌های مکتوب تکامل یافته است و به مهندسان طراح و تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد تا نتایج استاندارد بالایی را از هر تکنسین تست نافذ مایع که به درستی آموزش دیده و تایید شده باشد، دریافت کنند.

بازرسی مایع نافذ برای تشخیص هرگونه ناپیوستگی متصل به سطح مانند ترک ناشی از خستگی، خاموش شدن، و سنگ زنی، و همچنین شکستگی، تخلخل، همجوشی ناقص و نقص در اتصالات استفاده می شود.

اصول

DPI بر اساس عمل مویرگی است، جایی که مایع با کشش سطحی کم به ناپیوستگی‌های شکستن سطح تمیز و خشک نفوذ می‌کند. ماده نافذ ممکن است با غوطه ور کردن، اسپری کردن یا مسواک زدن روی جزء آزمایشی اعمال شود. پس از اینکه زمان نفوذ کافی مجاز شد، مازاد نافذ حذف می شود، یک توسعه دهنده اعمال می شود. توسعه دهنده کمک می کند تا ماده نافذ را از نقصی که در آن نشانه نامرئی برای بازرس قابل مشاهده است بیرون بکشد. بسته به نوع رنگ مورد استفاده – فلورسنت یا غیرفلورسنت (مرئی)، بازرسی تحت نور ماوراء بنفش یا سفید انجام می شود.

مواد

مواد نافذ به سطوح حساسیت طبقه بندی می شوند. مواد نافذ قابل مشاهده معمولاً قرمز رنگ هستند و کمترین حساسیت را نشان می دهند. مواد نافذ فلورسنت حاوی دو یا چند رنگ هستند که در اثر تابش اشعه ماوراء بنفش (UV-A) (همچنین به عنوان نور سیاه شناخته می شود) فلورسانس می شوند. از آنجایی که بازرسی نافذ فلورسنت در یک محیط تاریک انجام می شود و رنگ های برانگیخته نور زرد مایل به سبز درخشانی را ساطع می کنند که به شدت در برابر پس زمینه تاریک تضاد دارد، این ماده به نقص ها حساس تر است.

هنگام انتخاب یک سطح حساسیت، باید عوامل زیادی را در نظر گرفت، از جمله محیطی که آزمایش در آن انجام می‌شود، سطح سطح نمونه، و اندازه عیوب مورد نظر. همچنین باید اطمینان حاصل شود که مواد شیمیایی مورد آزمایش با نمونه سازگار هستند تا معاینه باعث ایجاد رنگ‌آمیزی یا تخریب دائمی نشود. این تکنیک می تواند کاملا قابل حمل باشد، زیرا در ساده ترین شکل آن، بازرسی تنها به 3 قوطی اسپری آئروسل، مقداری پارچه بدون پرز و نور مرئی کافی نیاز دارد. سیستم‌های ثابت با ایستگاه‌های کاربرد، شستشو و توسعه اختصاصی، پرهزینه‌تر و پیچیده‌تر هستند، اما منجر به حساسیت بهتر و تولید نمونه‌های بالاتر می‌شوند.

مراحل بازرسی پیش تمیز کردن: سطح تست تمیز می شود تا هرگونه کثیفی، رنگ، روغن، گریس یا هر جرم شلی که می تواند نفوذ را از نقص دور نگه دارد یا نشانه های نامربوط یا نادرست ایجاد کند، پاک می شود. روش‌های تمیز کردن ممکن است شامل حلال‌ها، مراحل تمیز کردن قلیایی، چربی‌زدایی با بخار یا انفجار رسانه‌ای باشد. هدف نهایی این مرحله یک سطح تمیز است که در آن هر گونه نقص موجود به روی سطح باز، خشک و عاری از آلودگی باشد. توجه داشته باشید که اگر از مدیا بلاست استفاده شود، ممکن است بر روی ناپیوستگی های کوچک در قطعه کار کند و حمام اچینگ به عنوان درمان پس از انفجار توصیه می شود. کاربرد نافذ: سپس ماده نافذ بر روی سطح مورد آزمایش قرار می گیرد. به ماده نافذ اجازه داده می شود تا در هر گونه نقصی فرو برود (معمولاً 5 تا 30 دقیقه). زمان ماندن عمدتاً به ماده نافذ مورد استفاده، مواد مورد آزمایش و اندازه عیوب مورد نظر بستگی دارد. همانطور که انتظار می رود، نقص های کوچکتر به زمان نفوذ طولانی تری نیاز دارند. به دلیل ماهیت ناسازگار آنها باید مراقب بود که از اعمال نافذ مبتنی بر حلال روی سطحی که قرار است با یک ماده نافذ قابل شستشو با آب بازرسی شود، خودداری کرد. حذف مازاد نافذ: سپس ماده نافذ اضافی از سطح جدا می شود. روش حذف بر اساس نوع ماده نافذ استفاده شده کنترل می شود. قابل شستشو با آب، قابل جابجایی با حلال، پس امولسیون پذیر چربی دوست، یا پس امولسیون پذیر آب دوست، انتخاب های رایج هستند. امولسیفایرها نشان‌دهنده بالاترین سطح حساسیت هستند و از نظر شیمیایی با ماده نفوذی روغنی تعامل می‌کنند تا با اسپری آب قابل جدا شدن باشد. هنگام استفاده از حلال پاک کن و پارچه بدون پرز، مهم است که حلال را مستقیماً روی سطح آزمایش اسپری نکنید، زیرا این کار می تواند ماده نافذ را از معایب پاک کند. اگر ماده نافذ اضافی به درستی حذف نشود، پس از اعمال توسعه دهنده، ممکن است پس‌زمینه‌ای در ناحیه توسعه‌یافته باقی بماند که می‌تواند نشانه‌ها یا نقص‌ها را بپوشاند. علاوه بر این، این ممکن است نشانه های نادرستی ایجاد کند که توانایی شما برای انجام یک بازرسی مناسب را به شدت مختل کند. کاربرد توسعه دهنده: پس از حذف ماده نافذ اضافی، یک توسعه دهنده سفید روی نمونه اعمال می شود. چندین نوع توسعه دهنده موجود است، از جمله: توسعه دهنده مرطوب غیر آبی، پودر خشک، قابل تعلیق در آب و محلول در آب. انتخاب توسعه دهنده بر اساس سازگاری نافذ (نمی توان از توسعه دهنده محلول در آب یا معلق با نافذ قابل شستشو با آب استفاده کرد) و شرایط بازرسی انجام می شود. هنگام استفاده از توسعه دهنده مرطوب غیر آبی (NAWD) یا پودر خشک، نمونه باید قبل از استفاده خشک شود، در حالی که توسعه دهنده های محلول و معلق در حالی که قسمت هنوز مرطوب از مرحله قبل است، اعمال می شود. NAWD به صورت تجاری در قوطی های اسپری آئروسل موجود است و ممکن است از استون، ایزوپروپیل الکل یا یک پیشرانه ترکیبی از این دو استفاده کند. توسعه دهنده باید یک پوشش نیمه شفاف و یکنواخت روی سطح ایجاد کند. توسعه‌دهنده، ماده نافذ را از نقص‌ها روی سطح می‌کشد تا نشانه‌ای قابل مشاهده را تشکیل دهد که معمولاً به عنوان خونریزی شناخته می‌شود. هر ناحیه ای که خونریزی می کند می تواند مکان، جهت و انواع احتمالی عیوب روی سطح را نشان دهد. تفسیر نتایج و مشخص کردن عیوب از نشانه های یافت شده ممکن است به آموزش و/یا تجربه نیاز داشته باشد.

بازرسی:

بازرس از نور مرئی با شدت کافی (100 فوت شمع یا 1100 لوکس معمولی است) برای نافذ رنگ قابل مشاهده استفاده می کند. اشعه ماوراء بنفش (UV-A) با شدت کافی (1000 میکرووات بر سانتی متر مربع رایج است)، همراه با سطوح کم نور محیط (کمتر از 2 فوت شمع) برای معاینات نافذ فلورسنت. بازرسی سطح آزمایش باید بعد از 10 تا 30 دقیقه زمان توسعه انجام شود، بسته به نوع محصول. این تاخیر زمانی اجازه می دهد تا عمل بلات رخ دهد. بازرس ممکن است هنگام استفاده از رنگ قابل مشاهده، نمونه را برای تشکیل نشانه مشاهده کند. همچنین تمرین خوبی است که نشانه‌ها را هنگام شکل‌گیری مشاهده کنید، زیرا ویژگی‌های خونریزی بخش مهمی از توصیف تعبیر عیوب است.

تمیز کردن پست:

سطح آزمایش اغلب پس از بازرسی و ثبت عیوب تمیز می شود، به خصوص اگر فرآیندهای پوشش پس از بازرسی برنامه ریزی شده باشد.

مزایا و معایب اولیه در مقایسه با سایر روش های NDT عبارتند از:

مزایا:

     حساسیت بالا (ناپیوستگی های کوچک قابل تشخیص است).

     محدودیت های کمی مواد (فلزی و غیرفلزی، مغناطیسی و غیر مغناطیسی، و مواد رسانا و نارسانا ممکن است بازرسی شوند).

     بازرسی سریع مناطق و حجم های بزرگ.

     مناسب برای قطعات با اشکال پیچیده.

     نشانه ها مستقیماً روی سطح قطعه تولید می شوند و نمایشی بصری از نقص را تشکیل می دهند.

     قابل حمل (مواد در قوطی های اسپری آئروسل موجود است)

     کم هزینه (مواد و تجهیزات مرتبط نسبتاً ارزان هستند)

معایب:

     فقط عیوب شکستگی سطح قابل تشخیص است.

     فقط موادی با سطح نسبتاً غیر متخلخل قابل بازرسی هستند.

     قبل از تمیز کردن بسیار مهم است زیرا آلاینده ها می توانند عیوب را بپوشانند.

     لکه گیری فلزات حاصل از ماشینکاری، سنگ زنی، و سنگ ریزه یا انفجار بخار باید حذف شود.

     بازرس باید دسترسی مستقیم به سطح مورد بازرسی داشته باشد.

     پرداخت سطح و زبری می تواند بر حساسیت بازرسی تأثیر بگذارد.

     چندین عملیات فرآیندی باید انجام و کنترل شوند.

     پس از تمیز کردن قطعات یا مواد قابل قبول مورد نیاز است.

     حمل و نقل شیمیایی و دفع مناسب مورد نیاز است.

استانداردها

سازمان بین المللی استانداردسازی (ISO)

     ISO 3452-1، تست غیر مخرب – تست نفوذ – قسمت 1. اصول کلی

     ISO 3452-2، تست غیر مخرب – تست نفوذ – قسمت 2: آزمایش مواد نافذ

     ISO 3452-3، تست غیر مخرب – تست نفوذ – قسمت 3: بلوک های تست مرجع

     ISO 3452-4، تست غیر مخرب – تست نفوذ – قسمت 4: تجهیزات

     ISO 3452-5، تست غیر مخرب – تست نفوذ – قسمت 5: تست نفوذ در دماهای بالاتر از 50 درجه سانتیگراد

     ISO 3452-6، تست غیر مخرب – تست نفوذ – قسمت 6: تست نفوذ در دماهای کمتر از 10 درجه سانتیگراد

     ISO 3059، تست غیر مخرب – تست نفوذ نافذ و تست ذرات مغناطیسی – شرایط مشاهده

     ISO 12706، تست غیر مخرب – تست نفوذی – واژگان

     ISO 23277، تست غیر مخرب جوش – تست نفوذی جوش – سطوح پذیرش

کمیته اروپایی استانداردسازی (CEN)

     EN 1371-1، پایه گذاری – بازرسی مایع نافذ – قسمت 1: ماسه، قالب گرانشی و قالب های ریخته گری فشار کم

     EN 1371-2، بنیانگذاری – بازرسی نافذ مایع – قسمت 2: ریخته گری سرمایه گذاری

     EN 10228-2، آزمایش غیر مخرب آهنگری فولادی – قسمت 2: آزمایش نفوذ نافذ

     EN 10246-11، آزمایش غیر مخرب لوله های فولادی – قسمت 11: آزمایش نفوذ مایع لوله های فولادی بدون درز و جوش داده شده برای تشخیص عیوب سطح

انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM)

     ASTM E 165، تمرین استاندارد برای معاینه مایع نافذ برای صنعت عمومی

     ASTM E 1417، تمرین استاندارد برای تست مایع نافذ

انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME)

     کد دیگ بخار و مخزن تحت فشار ASME، بخش V، هنر. 6، آزمایش مایع نافذ      کد دیگ بخار و مخزن تحت فشار ASME، بخش V، هنر. 24 روش تست استاندارد برای بررسی مایع نافذ SE-165 (یکسان با ASTM E-165)