تست غیر مخرب (NDT) نقش ویژه‌ای در انواع بازرسی دارد و در بسیاری از بازرسی‌های صنعتی از انواع این تست استفاده می‌شود. پیشرفت روز افزون تکنولوژی و صنعت در کنار نیاز به سرعت ساخت بالا برای باقی ماندن در بازار رقابتی کنونی نیز باعث اهمیت بسیار زیاد آزمون‌های غیر مخرب شده است.
آزمون های غیرمخرب، به آزمون هایی اطلاق می شود که بدون ایجاد تداخل در عملکرد و یا ایجاد هر گونه آسیب به قطعه، امکان ارزیابی خواص ماده، قطعه و یا یک سیستم را فراهم می‌آورد. بعد از فرآیند ساخت هر قطعه و یا در فرآیند استفاده در ادوار مختلف برای اطمینان از صحت آن، باید قطعه یا سیستم مورد بازرسی قرار گیرد. امروزه در تمامی استانداردها در صنایع مختلف، بر الزام بازرسی غیرمخرب تاکید شده است، به خصوص در صنایعی که ایجاد عیوب در سیستم باعث ایجاد خسارات جانی و مالی زیادی می‌شود.
آزمون‌های غیرمخرب دارای کاربرد وسیعی در بسیاری از صنایع هستند. از آن جمله می‌توان موارد زیر را ذکر کرد:
- * مواد فلزی و غیر فلزی و کامپوزیت‌ها
* عیوب سطحی و غیر سطحی
- * قابل استفاده برای جوش، اتصالات، میله‌ها، مواد ریخته‌گری، مواد آهنگری، قطعات موتور و هواپیما، اجزای ساختمانی، بتن، و همچنین به صورت گسترده‌ای برای تشخیص عیوب مخازن تحت فشار و لوله‌های انتقال نفت و گاز
* برای تعیین ضخامت و خواص مواد
* برای پایش فرسودگی
تکنیک‌های مختلفی در NDT برای جمع‌آوری انواع مختلف داده‌ها استفاده می‌شود که هرکدام به ابزار، آموزش و آماده‌سازی خاص خود نیاز دارند. برخی از این تکنیک‌ها ممکن است امکان بازرسی کامل حجمی از یکشی را فراهم کنند، درحالی‌که برخی دیگر فقط امکان بازرسی سطحی را فراهم می‌کنند.
به روشی مشابه، برخی از روش‌های NDT بسته به نوع ماده‌ای که روی آن استفاده می‌شوند، درجات مختلفی از موفقیت را خواهند داشت، و برای مثال، برخی از تکنیک‌ها مانند ذرات مغناطیسی NDT، فقط بر روی مواد خاصی کار می‌کنند (یعنی آن‌هایی که می‌توانند مغناطیسی شوند).
انواع مختلف تست های غیر مخرب که در صنعت مورداستفاده قرار می‌گیرند عبارت‌اند از:
۱- بازرسی چشمی (Visual Testing- VT)
تست غیر مخرب بازرسی چشمی، عمل جمع‌آوری داده‌های بصری در مورد وضعیت مواد است. بازرسی چشمی ابتدایی‌ترین راه برای بررسی یک ماده یا شی‌ء بدون تغییر در آن است. بازرسی چشمی یکی از موثرترین روش‌ها جهت آشکارسازی عیوب ماکروسکوپی است. برای مثال ضعف در جوش که اکثر عیوب جوش ماکروسکوپی هستند مانند ترک‌های پنجه جوش، بریدگی کنارجوش، ناخالصی سرباره، نفوذ ناقص.
این روش به دو بخش تقسیم می‌شود:
۱-۱- بازرسی مستقیم: در این روش بازرس، به صورت مستقیم به سطح مورد بازرسی دسترسی دارد و تنها از ابزارهایی مثل گیج ها استفاده می‌کند.
۱-۲- بازرسی غیرمستقیم: در این روش برخلاف روش قبل بازرسی به صورت مستقیم به سطح مورد نظر دسترسی ندارد. در نتیجه باید از ابزارهایی مثل دوربین و یا پیریسکوپ (Periscope) استفاده کرد. همچنین لازم به ذکر است که مواردی همچون کیفیت سطح، شدت نور، کنتراست نور، تجربه بازرس و غیره بر روی نتیجه نهایی تأثیر می‌گذارد.
۲- مایع نافذ (Penetrant Testing – PT)
در تست مایع نافذ، یک مایع مخصوص روی سطح قطعه موردنظر ریخته می‌شود. مایع تمامی نقایص سطحی از جمله ترک، میکرو ترک و حفرات را پر می‌کند. سپس سایر بخش‌های قطعه از مایع نافذ پاکسازی می‌شود و پودر آشکار ساز به سطح قطعه اضافه می‌شود. رنگ حاصل از واکنش بین پودر آشکار ساز و مایع نافذ، تمامی عیوب سطحی ماده را آشکار می‌کند. عیوبی مانند شکستگی‌های مویی و انواع ترک های سطحی با این روش قابل تشخیص است.
مراحل انجام تست:
۱-۲- تمیز کاری: وجود آلودگی روی سطح قطعه کار مانع نفوذ مایع نافذ به داخل ترک و شکاف روی سطح می‌شود، لذا مهم است قبل از انجام آزمایش سطح از وجود آلودگی‌هایی مانند چربی ، زنگ زدگی و … پاک شود.
آغشته کردن سطح به مایع نافذ: پس از تمیز نمودن و خشک شدن قطعه سطح را به مایع نافذ آغشته می‌شود.
۲-۲- زمان توقف: در این مرحله، مدت زمانی بین ۵ تا ۶۰ دقیقه که بستگی به دو پارامتـــر سیالیت مایع نافذ و حساسیت آزمایش دارد، فرصت داده می‌شود تا مایع نافذ به داخل ترک و شکاف روی سطح نفوذ کند .
پاک نمودن مایع نافذ اضافی: پس از گذشتن زمان توقف ، باید سطح قطعه کار از مایع نافذ اضافی تمیز شود.
۳-۲- خشک کردن سطح: اگر چه خشک نمودن یا Drying سطح قبل از آغشته کردن سطح به مایع نافذ (مرحله ۲) انجام می‌شود اما خشک کردن سطح قبل از آغشته شدن سطح با مایع آشکارساز یا Developer اهمیت بیشتری دارد، چرا که وجود رطوبت روی سطح می‌تواند بر روی آزمایش تاثیر بگذارد .
۴-۲- آغشته کردن سطح با مایع آشکار ساز: با آغشته کردن سطح با مایع آشکارساز یا Developer، عیوب موجود در سطح قطعه مشخص می‌شوند.
۵-۲- مشاهده نتایج: پس از مدت زمان کوتاهی بــه تدریج مایع نافذ گیر افتاده درون ترک‌ها و شکاف‌های سطح جذب مایع آشکارساز یا Developer شده و تصویر ترک به رنگ قرمـز روی قطعه دیده خواهد شد .
۶-۲- پاک سازی نهایی: پس از رؤیت سطح قطعه و نتیجه گیری از انجام آزمایش و ثبت گزارش باید سطح قطعه از وجود آثار انجام آزمایش پاک شود .
۳- ذرات مغناطیس (Magnetic Testing – MT)
تست غیرمخرب ذرات مغناطیسی عمل شناسایی عیوب در یک ماده با بررسی اختلالات در جریان میدان مغناطیسی درون ماده است. همانطور که می دانیم میدان مغناطیسی مسیری را برای حرکت انتخاب می‌کند که در آن کمترین میزان مقاومت نسبت به میدان مغناطیسی موجود باشد. اصول کار آزمون ذرات مغناطیسی نیز دقیقا همین اصل می‌باشد بدین صورت که وجود عیب در قطعه باعث ایجاد تخلخل در میدان مغناطیسی می‌شود و ذرات مغناطیسی جذب این اختلال شده و عیب را آشکار می‌سازد.
برای انجام این تست ابتدا باید سطح مورد بازرسی کاملا تمیز شود و تمامی آلودگی‌ها از سطح زدوده شوند. سپس از اسپری کنتراست سطح، برای افزایش وضوح استفاده می شود.در نهایت پس از اعمال میدان مغناطیسی، نتیجه گیری بر اساس نشانه ها و رفتار ذرات مغناطیسی انجام می‌شود. لازم به ذکر است پس از انجام تست، بایستی قطعه مغناطیس زدایی گردد. چرا که جذب ذرات فلزی می‌تواند منجر به‌جذب رطوبت و ایجاد خوردگی موضعی شود. با اعمال میدان مغناطیسی مخالف، عملیات حرارتی و چکش‌کاری می‌توان قطعه را مغناطیس زدایی کرد.
۴- رادیوگرافی (Radiographic Testing – RT)
تست رادیوگرافی RT برای بازرسی اجزای مونتاژ شده و یافتن نقص در سازه‌های پیچیده استفاده می‌شود. در تست رادیوگرافی RT از اشعه الکترومغناطیسی با طول موج کوتاه به شکل فوتون‌های پر انرژی برای نفوذ در مواد و بازرسی عیوب سطحی و زیر سطحی استفاده می‌شود. این تست علاوه‌بر آنالیز سطحی، قابلیت تشخیص نقایص قطعه تا عمق مشخصی را هم دارد.
اساس بازرسی رادیوگرافی RT بر پایه اختلاف جذب انرژی تابش شده در داخل جسم است در این روش برای نفوذ اشعه به داخل جسم از پرتوهایی با انرژی بالا مانند پرتو ایکس و گاما استفاده می شود . با قرار دادن فیلم در زیر قطعه اشعه‌های فرستاده شده پس از عبور از داخل جسم اثر خودشان را روی فیلم باقی می‌گذارند و بازرس فیلم رادیوگرافی یا بازرس جوش با بازرسی این فیلم‌ها می‌تواند به عیوب احتمالی موجود در قطعه مانند تخلخل ، حبس ناخالصی و ترک و …. پی ببرد.
۵- التراسونیک (Ultrasonic Testing – UT)
از دیگر تست‌های غیر مخرب می‌توان به تست التراسونیک اشاره کرد. این روش از دقیق‌ترین روش‌های تشخیص عیوب به‌شمار می‌رود. در این نوع تست، امواج مافوق صوت در فرکانس‌های بالا به‌قطعه تابیده شده و تغییرات آن مانیتور می‌شود. به این ترتیب مکان دقیق نقایص، موقعیت‌یابی می‌گردد. در تست التراسونیک از مبدل متصل به دستگاه تشخیصی برای ارسال امواج صوتی به داخل ماده استفاده می‌شود و اغلب نیاز به استفاده از یک کوپلنت (مانند روغن یا آب) برای اتصال مبدل و جسم دارد، که باعث افزایش دقت در نتایج می‌شود. دو روش برای دریافت سیگنال وجود دارد. روش اول Reflection یا پالس اکو، که تنها یک مبدل سیگنــال را ارسال و دریافت می‌کند. اما در روش دوم با نام میرایی یا Attenuation یک مبدل سیگنــال را ارسال و مبدل دیگر آن را دریافت می‌کند. هر گونه تغییر غیر عادی در سیگنال نشان دهنده وجود عیب در داخل قطعه است. به‌کمک این تست، عیوبی مثل ترک‌ها، حفره‌های انقباضی، ذوب ناقص و منافذ قابل تشخیص است.
- ۶- انتشار آکوستیک (Acoustic Emission – AE)
تخلیه سریع انرژی از یک منبع متمرکز در درون جسم باعث ایجاد امواج الاستیک گذرا و انتشار آنها در ماده می‌شود. این پدیده را اکوستیک امیشن مینامند. تست اکوستیک امیشن یک تکنیک غیر فعال است که پالس‌های فراصوتی منتشر شده به وسیله منابع مختلف درون ماده را در لحظه وقوع آن تحلیل می‌کند. آکوستیک امیشن یا نشر آوایی یک روش تست غیر مخرب است که در آن سیگنال آکوستیک فرکانس بالا (در محدوده KHZ ۱۰ تا KHZ ۱۰۰ (گاهاً این فرکانس می‌تواند تا MHZ ۱ نیز باشد) به ماده اعمال می‌شود. نیروهای اعمال شده به قطعه باعث تحریک آن و ایجاد تنشهای مختلفی می‌شود. این تنشها باعث ایجاد منابعی می‌شود که امواج فراصوتی صادر می‌کنند. انتشار این امواج تا سطح قطعه یعنی جایی که سنسورها نصب شده اند ادامه مییابد و به وسیله سنسورها ثبت شده و به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می‌شود. در نهایت اطلاعات آماری نظیر مشخصات و موقعیت منابع، محاسبه شده و به صورت نمودارهای گرافیکی و عددی نمایش داده می‌شود تا مورد تفسیر قرار گیرند.
- ۷- جریان چرخشی (Eddy Current Testing– ET)
تست جریان گردابی نوعی بازرسی غیر مخرب است که برای کنترل کیفیت قطعات رسانا به کار می رود و یک روش الکترومغناطیسی است. تست جریان گردابی از لحاظ دقت و سرعت عمل، روش بسیار مناسبی در بررسی‌های غیر مخرب برای مواد رساناست و برای آشکار سازی عیوب و ناهمگنی‌های سطحی و زیر سطحی به کار می‌رود. یکی از مزایای تست جریان گردابی این است که وجود لایه‌های نازک رنگ، روغن و چربی روی سطح قطعه مزاحمت چندان زیادی را ایجاد نمی‌کند.
در تست ET جریان متناوب با محدوده فرکانس ۱ کیلوهرتز تا ۲ مگاهرتز از داخل یک پروب (یا سیم پیچ) عبور می‌کند که در اطراف خود جریان میدان مغناطیسی متناوب تولید می‌کند. هنگامی که این سیم پیچ به سطح یک قطعه هادی جریان الکتریکی نزدیک شود، در اثر القای الکترومغناطیسی، جریان گردابی در ماده مورد آزمایش القا می‌شود. حال وجود هر عیب یا ناپیوستگی در ماده سبب ایجاد اختلال در جریان گردابی می‌شود. عموما این جریان القایی موازی جهت پیچش سیم پیچ است. این جریان‌های گردابی به نوبه خود یک میدان مغناطیسی متناوب (در جهت مخالف) تولید می‌کنند که به وسیله تغییر ولتاژ در سیم پیچ ثانویه یا انحراف امپدانس (مقاومت ظاهری) در سیم پیچ اولیه شناسایی می‌گردند.
- ۸- التراسونیک آرایه فازی (Phased Array Ultrasonic Testing– PAUT)
ایده اصلی فناوری آرایه فازی اولتراسونیک از فناوری آرایه فازی امواج الکترومغناطیسی رادار می‌آید. رادار آرایه فازی از عناصر تشعشعی زیادی تشکیل شده است که در یک آرایه مرتب شده‌اند. مبدل آرایه فاز اولتراسونیک از تعداد زیادی ویفر پیزوالکتریک مستقل تشکیل شده است و هر واحد ویفر توسط یک سیستم الکترونیکی بر اساس قوانین و توالی‌های خاصی برای تنظیم موقعیت و جهت فوکوس کنترل و برانگیخته می‌شود. روش آرایه فازی (PA) در صنعت جوشکاری و اتصال قطعات به وسیله جوش دارای کاربرد فراوان است. با توجه به حساسیت جوش و پارامترهای مختلفی که بر کیفیت جوشکاری تأثیر می‌گذارد، عموماً از روش‌های مختلفی برای بازرسی جوش استفاده می‌شود. بازرسی جوش به روش Phased Array یکی از جدیدترین روش‌های بازرسی جوش است که دارای مزایای بسیاری نسبت به سایر روش‌های بازرسی است.
