آیا می‌دانستید نادیده‌گرفتن یک ترک کوچک در جوش می‌تواند هزینه‌ای میلیونی برای صنایع ایجاد کند؟ بسیاری از پروژه‌های صنعتی به‌دلیل بی‌توجهی به Welding Test دچار نقص‌های خطرناک می‌شوند. افرادی که با انواع روش تست جوش آشنایی ندارند، ممکن است سازه‌ای ضعیف و ناایمن بسازند.
اگر می‌خواهید جوش‌هایی بدون نقص و مطمئن داشته باشید، ادامه این مطلب را از دست ندهید.
شناخت کامل انواع روش تست جوش و تأثیر آن در دوام سازه‌ها
در نمایندگی شرکت گام الکتریک، Weld Testing قطعات صنعتی با روشهای پیشرفته التراسونیک و مغناطیسی انجام می‌شود تا حتی کوچک‌ترین ترک‌های سطحی و داخلی پیش از بهره‌برداری نهایی شناسایی شوند. چنین تست‌هایی با جلوگیری از بروز ترک‌های رشد یافته در خطوط تولید یا خطوط انتقال، نقش حیاتی در افزایش ایمنی ایفا می‌کنند.
کاربردهای پیشرفته تست اولتراسونیک (UT) در صنعت جوشکاری
در روش جوشکاری با استفاده از امواج صوتی با فرکانس بالا، می‌تواند عیوب داخلی را در فلزات شناسایی کند. ویژگی اصلی آن توانایی تشخیص ترک‌های عمیق و نقایص ساختاری بدون آسیب به قطعه است.
در صنایع نفت و گاز، این روش برای کنترل کیفیت جوش در لوله‌های انتقال و مخازن تحت فشار استفاده می‌شود. برای مثال، استفاده از تست UT در پروژه‌های دریایی به شناسایی زودهنگام ترک‌های داخلی کمک می‌کند و از شکست‌های خطرناک جلوگیری می‌کند.
از مزایای دیگر این روش می‌توان به امکان تست از یک طرف قطعه، دقت بالا در اندازه‌گیری ضخامت، و قابلیت تشخیص تغییرات ساختاری اشاره کرد. این موارد باعث شده‌اند که UT یکی از روشهای اصلی در انواع روش Weld Testing به‌شمار رود.
مراحل دقیق اجرای تست مخرب بر روی نمونه‌های جوشکاری شده
اجرای تست‌های مخرب در ارزیابی خواص مکانیکی جوش تا حد شکست یا تغییر شکل تحت بررسی قرار می‌گیرد. هدف، تعیین مقاومت، انعطاف‌پذیری، چقرمگی و سایر ویژگی‌های فیزیکی و ساختاری فلز جوش‌خورده است.
در پروژه‌هایی مانند ساخت مخازن تحت فشار یا سازه‌های فلزی بزرگ، تست مخرب برای اطمینان از کیفیت فرآیند جوشکاری اجرا می‌شود. این تست‌ها معمولا به‌صورت نمونه‌برداری انجام می‌شوند و نمونه‌ها پس از آزمون دیگر قابل‌استفاده نیستند. در ادامه به مراحل دقیق این تست‌ها اشاره می‌شود:
- آماده‌سازی انواع روش تست جوش: بریدن بخشی از قطعه و آماده‌سازی آن با شکل و ابعاد مشخص برای تست
- اجرای آزمون کشش یا خمش: بررسی عملکرد نمونه تحت نیروی کششی یا خمشی تا نقطه شکست
- آزمون ضربه‌ای (Impact test): سنجش مقاومت قطعه در برابر ضربه ناگهانی در دمای مشخص
- سختی‌سنجی (Hardness test): اندازه‌گیری مقاومت سطح فلز در برابر نفوذ یک جسم سخت
- بررسی ریزساختار (Metallographic analysis): تحلیل ساختار میکروسکوپی و ناحیه جوش با استفاده از میکروسکوپ نوری یا الکترونی
نحوه انجام آزمون کشش، ضربه و سختی‌سنجی در تست مخرب
در روش کشش (Tensile Test)، نمونه جوش در دستگاه مخصوص قرار می‌گیرد و نیروی کششی به‌صورت پیوسته اعمال می‌شود تا زمانی که شکست رخ دهد. با اندازه‌گیری نیروی نهایی و تغییر طول نمونه، پارامترهایی مثل مقاومت کششی نهایی، حد تسلیم و درصد تغییر طول به دست می‌آید.
تست ضربه (Impact Test) مانند آزمون شارپی (Charpy Test)، با پرتاب یک پاندول به نمونه‌ای که شکاف V یا U شکل دارد، میزان جذب انرژی در هنگام شکست را اندازه‌گیری می‌کند. این انرژی نشان‌دهنده چقرمگی ماده است.
در سختی‌سنجی (Hardness Test)، سوزن یا توپک سخت روی سطح فلز فشار داده می‌شود. روشهای متداول شامل ویکرز (Vickers)، برینل (Brinell) و راکول (Rockwell) هستند. این تست‌ها برای تعیین مقاومت سطحی در برابر خراش و نفوذ اهمیت دارند.
استفاده از تکنیک‌های ترکیبی در انواع روش تست جوش برای شناسایی عیوب داخلی
با توجه به اینکه هیچ روش NDT به‌تنهایی قادر به شناسایی همه نوع عیب نیست، ترکیب فناوری‌های مکمل می‌تواند یک دید کلی و دقیق‌تر از وضعیت داخلی جوش ارائه دهد. برای درک بهتر این موضوع، در ادامه به برخی از روشهای ترکیبی و ویژگی‌های آن‌ها اشاره می‌شود:
- استفاده همزمان از TOFD (Time of Flight Diffraction) و PAUT برای بررسی دقیق عمق، عرض و طول ترک‌ها
- ترکیب تست UT با MT (Magnetic Particle Testing) برای تحلیل همزمان ترک‌های سطحی و حجمی
- اتصال داده‌های ECA با ACFM برای شناسایی ترک‌های زیر لایه پوشش‌ها یا رنگ
- تحلیل چندلایه‌ای نتایج از PAUT، TOFD و تصویربرداری ماتریسی برای ساخت مدل سه‌بعدی جوش
- اجرای A/B Testing برای مقایسه دو نمونه مشابه و تحلیل علل تفاوت نتایج
کاربرد تکنولوژی‌های TOFD و PAUT در ارزیابی حجمی جوش‌ها
فناوری TOFD یکی از دقیق‌ترین روشهای تست اولتراسونیک است که از دو حسگر (فرستنده و گیرنده) استفاده می‌کند. این روش از موج دیفراکت‌شده از لبه ترک برای اندازه‌گیری ابعاد دقیق آن بهره می‌برد.
در مقابل، تکنولوژی PAUT با استفاده از آرایه‌ای از کریستال‌های اولتراسونیک، امکان تهیه تصویر سه‌بعدی از داخل قطعه را فراهم می‌کند. این تصویرسازی کمک می‌کند تا موقعیت، جهت و عمق عیب به‌صورت دقیق مشخص شود.
مقایسه جامع فناوری‌های نوین در پایش پیشرفته جوش‌ها
یکی از نمونه‌های رایج در کاربردهای صنعتی، استفاده از الکترود استیل 308 در جوشکاری فولاد ضد زنگ است که به دلیل حساسیت بالا، نیازمند تست‌های دقیق غیر مخرب و مخرب است.در بررسی کیفیت جوش، انتخاب ابزار دقیق برای پایش بسیار مهم است. فناوری‌های نوین مانند TOFD، PAUT، ECA و ACFM هرکدام نقاط قوت و کاربردهای خاص خود را دارند.
فناوری TOFD در شناسایی عمق ترک‌ها بسیار دقیق عمل می‌کند، اما برای سطوح با پوشش مناسب نیست. در عوض، ACFM قادر است حتی از پشت پوشش‌های ضخیم ترک‌های سطحی را شناسایی کند. فناوری ECA برای بررسی ناپیوستگی‌های سطحی بسیار سریع و دقیق است و PAUT برای ارزیابی ساختارهای پیچیده حجمی مناسب‌ترین گزینه به‌حساب می‌آید.
مقایسه روش U با سایر روشهای متداول اولتراسونیک
اما UT بدر مقایسه با سایر تکنیک‌های پیشرفته مانند PAUT و TOFD محدودیت‌هایی دارد. برای مثال، در روش UT دستی، دقت کار وابسته به مهارت اپراتور و زاویه تماس حسگر با سطح است.
درحالی‌که در PAUT، تصویر سه‌بعدی از جوش به‌دست می‌آید و تحلیل دقیق‌تری ممکن می‌شود. از سوی دیگر، TOFD در تحلیل ابعاد دقیق ترک‌های داخلی عملکرد بسیار دقیق‌تری دارد. اما برای پروژه‌هایی که حجم کار بالا و دسترسی محدود است، ذ ساده گزینه‌ای سریع، کم‌هزینه و کارآمد به‌حساب می‌آید.
جمع بندی
انواع روش تست جوش می‌توانند با شناسایی مشکلات پنهان، از بروز خسارت‌های سنگین جلوگیری کنند. روشهای غیر مخرب مانند تست جریان گردابی (Eddy Current) و TOFD (روش زمان پرواز) برای دقت بالا مناسب هستند.اگر به دنبال اجرای تست ایمن، حرفه‌ای و بدون خطا هستید برای آشنایی با معیارهای انتخاب اپراتور و روش مناسب، از مطالب تحلیلی دیگر در سایت بازرگانی ابراهیمی استفاده کنید.
سوالات متداول
- تست جوش UT برای چه نوع پروژه‌هایی مناسب است؟
برای پروژه‌هایی که نیاز به شناسایی ترک در عمق زیاد دارند، مانند مخازن فشار یا لوله‌های گاز، تست UT (فراصوت) گزینه‌ای مطمئن است. - آیا می‌توان از یک روش تست برای همه قطعات استفاده کرد؟
خیر، هر قطعه با توجه به ضخامت، جنس و شرایط محیطی نیاز به روش خاصی دارد. ترکیب چند تست در پروژه‌های حساس پیشنهاد می‌شود. - فرق بین تست ذرات مغناطیسی MT و مایع نافذ PT در چیست؟
MT برای قطعات آهنی کاربرد دارد و ترک‌های سطحی را نشان می‌دهد. PT برای قطعات غیرفلزی و غیرآهنی نیز قابل استفاده است.
