بازرسی به روش مایعات نافذ (PT)

تست مایعات نافذ

تست مایعات نافذ یکی از متدهای تستهای غیر مخرب است که جهت مشخص کردن و تعیین اندازه و شدت عیوبی که به سطح راه دارند بکار گرفته می شود.

انجام این تست بر پایه خاصیت مویینگی مایعات استوار است. خاصیت مویینگی یک مایع هنگام تماس سطح آن با یک ماده جامد مشهود خواهد شد. در تست مایعات نافذ با نمایان کردن این خاصیت بر روی سطوح مواد و آشکار کردن نتایج آن وجود و شدت عیوب و نا پیوستگیهای سطحی نمایان می گردد.

فیزیک انجام تست:

خاصیت مویینگی یکی از مهمترین نیروهای طبیعت است. شدت این نیرو به عواملی همچون نیروی پیوستگی ، نیروی چسبندگی، کشش سطحی و ویسکوزیته مایعات بستگی دارد.خاصیت مویینگی هنگام وارد کردن یک نی در لیوان آب قابل مشاهده است.

مولکولهای آب به دلیل وجود نیروی چسبندگی بین مولکولهای آب و مولکولهای شیشه به دیواره آن می چسبند و آب شروع به بالا رفتن از نی می کند تا آنجا که نیروی پیوستگی برابر با کشش سطی گردد.

مایعات مورد استفاده در تستهای غیر مخرب دارای کشش سطحی کم با خاصیت مویینگی بالا هستند..

رابطه بین چند نیرو و اصل فیزیکی که در فیزیک این تست مورد توجه است در زیر آورده شده است.

هرچه نیروی مویینگی بیشتر باشد آنگاه:

نیروی چسبندگی بیشتر، نیروی پیوستگی کمتر، نیروی کشش سطحی کمتر، زاویه تماس کمتر و خیس کنندگی بیشتر خواهد بود.

نکته :

ویسکوزیته مواد دارای هیچگونه رابطه ای با مویینگی ( قدرت نفوذ مایعات جهت انجام تست ) ندارد بلکه بر روی سرعت نفوذ و عوامل مربوط به سرعت نفوذ موثر خواهد بود.

در تست مایعات نافذ، مایعی که دارای شرایط مناسب انجام تست می باشد بر روی سطح اعمال می گردد و بعد از اینکه زمان مناسب جهت نفوذ مایع با استفاده از خاصیت مویینگی آن به درون ناپیوستگیها داده شد، مایع نافذ به درون ناپیوستگیها نفوذ می کند.

بعد از گذشتن زمان مورد نیاز نفوذ مایع اضافه از روی سطح پاک می شود. عمل پاکسازی مایعات اضافه باید بگونه ای انجام شود که مایع نافذ درون ناپیوستگیها خارج نشود. در اینجا خاصیت مویینگی مجددا مورد استفاده قرار می گیرد و بعد از اعمال دولوپر مایع نافذ جذب آن شده و با ایجاد یک کنتراست مناسب اندازه ناپیوستگی مورد بررسی قرار میگیرد.

نکته :

به عمل خارج شدن مجدد مایع نافذ از درون ناپیوستگی اصطلاحا blottingگویند.

یکی از ویژگیهای این تست این است که بعد از عمل دولوپینگ اندازه عیب از اندازه حقیقی آن بزرگتر خواهد بود.

نکته:

بعضی از مایع های نافذ ( penetrate ) نیازی به اعمال دولوپر ندارند( مانند برخی از انواع فلوروسنت ).

موفقیت انجام تست نهایتا به دیده شدن علائم ناپیوستگیها بستگی دارد لذا در انجام تست مایعات نافذ جهت ایجاد کنتراست های متفاوت از رنگدانه هایی در مایع نافذ و یا از ذرات فلوروسنس درون مایع پنترنت بهره میگیرند.

مراحل انجام تست:

مراحل عمومی انجام تست مایعات نافذ را می توان به شش مرحله تقسیم کرد:

-تمیزکاری اولیه

-اعمال مایع نافذ

-برداشتن مایع نافذ اضافه

-اعمال دولوپر ( آشکار سازی )

-تفسیر

-پاکسازی نهایی سطح از مواد تست.

طبقه بندی مایعات نافذ از نظر رنگ:

-رنگی

-فلوروسنت

انواع فرآیندهای تست مایعات نافذ:

از نظر نوع مایع نفوذ کننده:

آندسته از مایع هایی که بدون استفاده از ماده اظافه دیگری خود به تنهایی توسط آب شسته می شوند به water washable معروفند.

گروهی که مایع نافذ با بکارگیری ماده دیگری جهت شستشو با آب آماده می شود Post emulsified نامیده می شوند.

گروهی که مایع نافذ درون یک حلال حل شده و از روی سطح برداشته می شود (( کاربردی در صنعت ایران )) solvent removed نام دارند.

این فرآیندها خود دارای نوع visible و Fluorescent می باشند.

عوامل موثر در انتخاب نوع فرآیند:

-حساسیت

-تعداد و اندازه قطعات

-شرایط سطحی

-حساسیت قطعه به آب و یا مواد خاص

-شرایط محیطی انجام تست

امکان انجام تست:

تست مایعات نافذ بر روی مواد غیر متخلخل و موادی که جاذب مایعات هستند( مانند چوب، سرامیکهای متخلخل، پارچه و ...) قابل اجراست . ای تست قابلیت شناسایی ناپیوستگیهایی را دارد که به سطح راه پیدا کرده باشند.

برخی از عیوبی که به خوبی قابل تشخیص اند:

ترکها – حفرات گازی – تست نشتی – ترکهای خستگی – کلدشاتها – عدم اتصال بین مواد – فورجینگ لپس – سیمس و ...

انواع مایع نافذ

مایعات نافذ از لحاظ نحوه پاک شدن از سطح و ماهیت رنگ آنها تقسیم بندی میشوند.

متداولترین مایعات نافذبا توجه به نحوه شستشوی آنها از سطح که مورد استفاده قرار می گیرندبقرار زیر می باشند:

سیستم قابل شستشو با آب(water washable)

ایــن سیستم که از مایعات دارای خاصیت فلورسانس و یا رنگی بهره می گیرد طوری طراحی شده که می توان مایع را مستقیماً ، به کمک آب، از سطح قطعه پاک کرد ، از اینرو فرآیند بازرسی سریع و از کارآئی بالائی برخوردار است. عملیات شستشوی سطح، به خصوص اگر با افشاندن آب انجام گیرد، باید کاملاً با دقت همراه باشد. در یک سیستم خوب و کارآمد، شرایط و عوامل موثر از قبیل فشار و دمای آب ، مدت زمان شستشو، شرایط سطحی قطعه و ویژگیهای مایع برای شسته شدن باید بهینه شوند. البته در این شرایط هم امکان شستشوی مایع درون عیوب کوچک منتفی نمی شود.

سیستم همراه با امولسیون سازی(post emulsifier)

اگر آشکارسازی عیوب کوچک سطحی ضرورت داشته باشد معمولاً از مایعات با حساسیت زیاد که با آب شسته نمی شوند استفاده می شود. این قبیل نافذها دارای پایه روغنی بوده و پاک کردن آنها احتیاج به انجام یک مرحله اضافی، یعنی امولسیون سازی ، دارد. ماده امولسیون ساز بعد از اعمال ماده نافذ و گذشت زمان کافی برای جذب آن در عیوب، افزوده میشود. مزیت اصلی این سیستم این است که ماده امولسیون ساز باعث حل شدن مازاد ماده نافذ در آب شده و شستشو با آب را امکان پذیر می کند. در صورتیکه فرآیند کار دقیقاً کنترل شود، ماده نافذ درون عیوب دست نخورده مانده و معمولاً عیوب کوچکی که، اغلب به خاطر شسته شدن ماده نافذ قابل تشخیص نیستند، با بکارگیری این روش قابل رویت خواهند بود.

علی رغم مزیت یاد شده، این سیستم به خاطر گران قیمت بودن مواد نافذ و امولسیون ساز و طولانی تر بودن زمان کار، روش بازرسی نسبتاً هزینه زا می باشد، و بکارگیری آن نیز به وسائل نقلیه بیشتر و فضای زیادتری دارد.

سیستم قابل شستشو با حلال(solvent)

اغلب ضرورت ایجاد می کند که تنها بخش کوچکی از سطح قطعه بازرسی شده و یا به جای انجام بازرسی در ایستگاههای آزمون متداول، اینکار " درجا " صورت گیرد. در اینگونه موارد از مایعات نافذ قابل شستشو با حلال استفاده میشود، و معمولاً برای تمیز کردن اولیه سطح و زدایش نافذ مازاد، از یک نوع حلال استفاده می شود.

مواد حلال به دو گروه قابل اشتعال و غیر قابل اشتعال تقسیم می شوند. تمیز کننده های قابل اشتعال از جنبه آتش سوزی خطرناک بوده ولی از هالوژن عاری می باشند، در حالیکه گروه دوم از حلال های هالوژنی می باشندو بنابراین به کار بردن آنها در فضای بسته (به خاطر سمی بودنشان) توصیه نمی شود.

مایعات نافذ از لحاظ مواد رنگی آن به دو نوع اصلی تقسیم می شوند:

مایع نافذ با زمینه رنگی

مایعات نافذ با زمینه رنگی معمولاً قرمز رنگ هستند. وقتی که روشنائی روز کافی است یا روشنائی مصنوعی لامپ موجود باشد و امکان استفاده از نور ماوراء بنفش به خاطر دسترسی به منبع آن نباشد از این نوع مایع نافذ استفاده میشود. برای مایع نافذ قرمز از ظهور پاششی سفید رنگ استفاده میشود زیرا در زمینه سفید علائم قرمز به وضوح مشخص می گردد. جای طبیعی استفاده از مایع نافذ با کنتراست رنگی در کارگاه است که در آن آزمایشات ساختمانی و جوشکاری انجام می گیرد. این مایع نافذ قابل شستشو با آب نیزمی باشد و برای ریخته گری خشن به ندرت از آن استفاده می شود.

مایع نافذ فلورسنت

بیشتر استفاده مایع نافذ فلورسنت در کارخانجات روی قطعات ریخته گری، آهنگری ، قطعات دقیق، آلياژ آلومینیوم ، فولادهای ضدزنگ و غیره انجام می گیرد. شستشوی مایع نافذ اضافی با آب بوده و از پاک کننده ها نیز میتوان استفاده نمود. مایع نافذ فلورسنت بیشتر از مایع نافذ زمینه رنگی، حساس بوده و ده برابر زمینه قرمز قابل دیدن است و این بخاطر آن است که بازرسی در اطاق تاریک انجام میگیرد و اپراتور عیوب درخشانی در زمینه سیاه و تاریک می بیند.

روش بکار بردن مایع نافذ

روشهای بکار گیری مایع نافذ مختلف بوده و بستگی زیادی به محیط کار دارد. معمولترین روش بکارگیری مایع نافذ زمینه رنگی با پاشش مخزن های کاری است (AEROSOL) . روش اعمال مایع نافذ اساسی نبوده و در حقیقت کاملاً می تواند مختلف و درهم باشد ، به شرطی که از خطر آلودگی مواد خارجی اجتناب شود. نحوه بکار بردن مایع نافذ وقتی که از مجموعه قابل حمل استفاده میشود، مهم نیست ولی باید تمام سطح ناحیه بازرسی به دقت ملاحظه شود.

3- پاک کردن مایع اضافی از روی سطوح

بعد از اینکه مایع نافذ در یک زمان قابل قبول بر روی سطح مورد آزمایش قرار گرفت، مقدار اضافی آن باید پاک شود. البته این امر نبایدبر مایع نافذی که داخل نواقص و عیوب نفوذ کرده تأثیرداشته باشد.

این امر حیاتی است که سطح نباید زیاد شسته شود تا داخل نواقص نیز پاک شده و مایع نافذ از آن خارج گردد. بهرحال بدون شستن درست و کافی مایع نافذ اضافی یک زمینه قوی باقی مانده و کنتراست و وضوح بین نواقص و سطح آزمایش را کاهش می دهد.

انتخاب نوع مایع نافذ و روشی که استفاده می شود بوسیله سه عامل زیر مشخص می شود:

الف – نوع نواقصی که انتظار می رود

ب - شکل هندسی قطعه کار

ج - برداشت سطح تمام شده قطعه کار (مقدار همواری)

حداقل اندازه نقص که میتواند بوسیله مایع نافذ فلورسنت عیب یابی شود بوسیله مقدار ناهمواری سطح قطعه کار محدود می شود.

ماده نافذ اضافی روی سطح قطعه، معمولاً با مالیدن پارچه ای پنبه ای و آغشته به حلال بر روی آن پاک می شود. در صورت امکان باید از تکنیکهای شستشوی سیلابی پرهیز شود، زیرا در اینصورت بیرون کشیده شدن نافذ از عیوب نیز متحمل خواهد بود. اگر این روش آزمون با دقت و رعایت دستورالعمل های لازم انجام گیرد دارای حساسیت چشمگیری خواهد بود. در عین حال باید توجه داشت که هزینه اعمال آن نسبتاً زیاد می باشد، زیرا قیمت مواد بالا و فرآیند کارگر طلب است.

4- ماده ظهور

مرحله ظاهر سازی بحرانی ترین بخش فرآیند بازرسی به شمار می رود. با به کارگیری ظاهر کننده های مناسب می توان عیوب مرزی را که در صورت بکارگیری ظاهر کننده نامناسب مشخص نمی شوند پیدا کرده و به وجود عیوب بسیار ریز پی برد. بعلاوه بکار بردن چنین موادی زمان بازرسی را در اثر شتاب دادن به پیدایش نشانه های سطحی عیوب کاهش خواهد داد.

به منظور دستیابی به شرایط بهینه بازرسی، مواد ظاهر کننده برای بکار بردن با نافذهای مشخص ساخته می شوند. از اینرو است که باید از ظاهر کننده ها و نافذهای دارای سازگاری استفاده شود، در غیراینصورت ممکن است ظاهر کننده هیچگونه تأثیری بر نافذ باقی نگذارد. برای آن که یک ظاهر کننده بتواند عملکرد مناسب داشته باشد،

ماده ظهور انواع مختلفی بشرح ذیل دارد که لازم است ترکیبی بهینه از شرایط و ویژگیهارا دارا باشد:

ماده ظهور پودر خشک

معمولاً ماده ظهور پودر خشک فلورسنت نمی باشد، سبک و کرکی بوده و خاصیت جذب بالائی داشته و به سطح فلزی خشک می چسبد، ولی به سطح خیس بهتر می چسبد . بنابراین بطورکلی برای خروج مایع نافذ از عیوب مناسب است.

پودر خشک در نور سفید به سختی دیده می شود، اما در اطاق تاریک زیر نور ماوراءبنفش کنتراست فلورسنت درخشانی دارد و بهمین علت برای سیستم فلورسنت مناسب نیست.

بعلت طبیعت جاذب الرطوبه آن اگر مقدار قابل ملاحظه ای استنشاق یا بلعیده شود، مجرای بینی، گلو را خشک می کند . مضر نیست اما ناراحتی ایجاد می نماید. کم و بیش بهتر است هنگام کار با آن احتیاط شود.

مایع ظهور بدون آب

این مایع را اغلب اوقات ماده ظهور باحلال معلق کننده مي نامند. معمولترین حلال تری طروانان 1-1-1 می باشد. اگر چه سلفور یا هالوژن آزاد با مواد قابل اشتعال همچون آستن و نفت نیز استفاده می شود.

این نوع ماده ظهور معمولترین ظهوری است که با مایع نافذ زمینه رنگی استفاده می شود این ماده یک زمینه سفید رنگ ایجاد می کند که عیوب را به آسانی قابل رویت می نماید.

مایع ظهور آبی

ماده ظهور آبی را میتوان بدو بخش قابل تعلیق و قابل حل تقسیم نمود. نوع قابل تعلیق آن بصورت پودر سفید خریداری شده و به نسبت درست مخلوط می گردند. مخلوط خیلی رقیق آن برای آزمایش فلورسنت استفاده میشود. مرتباً باید آنرا بهم زد تا مواد معلق یکنواختی خود را حفظ کنند.

نوع قابل حل، این نوع ماده ظهور در آمریکا کاملاً متداول است. اما در اروپا توجه کمی به آن نشان می دهند، بصورت دانه های ریز فروخته می شود. در حقیقت یک نوع نمک قابل حل در آب می باشد و وقتی با آب حل شد رنگ حصیری می گیرد.

اگر قطعه کار با مایع ظهور خیس شود و خشک گردد، سطح آن به سختی در نور عادی آشکار می گردد. این نوع ظهور محدود به فلورسنت می باشد.

پاشش ماده ظهور به روشهای گرد باد پودر خشک ، ایروسل یا پیستوله های بادی انجام می گیرد.

5- بازرسی

انجام بازرسی :

قطعه کار باید بمحض اعمال ماده ظهور بازرسی می گردد. مخصوصاً این عمل زمانی که از مایع ظهور معلق در حلال استفاده میشود ، ضروری است. مایع نافذ بعضی اوقات می تواند سریعاً از یک شکاف خارج شده و سوراخ و عیوب هم جوار خود را مسدود سازد. بازرسی قطعاتی که در داخل کابینت ماده ظهور زده میشوند و یا ماده ظهور آن آبی است، خیلی دشوار می باشد. بهرحال بعنوان یک اصل زمان ظهور از صفر تا 30 دقیقه تغییر میکند. بعضی بازرسان پیشنهاد می کنند زمان ده دقیقه برای ظهور کافی است، اما نظر عمومی بین 20 تا 30 دقیقه است. که رعایت آن رضایت بخش می باشد.

تمیز کاری و محافظت بعد از آزمایش

اغلب لازم است باقی مانده مواد آزمایش از قطعه کار تمیز شود . بهرحال در بعضی حالات وقتی که یک رنگ با کیفیت بالا برای سطح قطعه کار بکار می رود طبیعی است سطح آن از مایع نافذ و باقی مانده ماده ظهور زدوده شود.

برای زدودن مایع نافذ بهتر آنست که اول یک ضخامت تری از پوشش مایع ظهور غیرآبی اعمال شود و وقتی خشک شد با برس نرم برس زده شود و بالاخره در داخل حلال زداینده و شوینده غوطه ور ساخته یا به آن پاشیده شده تا کاملاً خیس شود.

اگر قسمتهای پیچیده ای مورد آزمایش قرار می گیرد ، باید با آب گرم مخلوط با حلال باقی مانده، مواد ظهور را پاک نمود. در قطعاتی که با روش فلورسنت آزمایش می شوند، از پودر خشک بعنوان ظهور استفاده می شود در آن صورت باید با هوا تمیز گردد. این عمل تمیزکاری با حلال سرد یا مایع داغ ضدگریس ممکن است دنبال گردد. یک نکته را به خاطر بسپاریم که زدودن جامدات با مایع و بخار ضد گریس دشوار است.

محافظت

وقتی بازرسی مایع نافذ کامل شد، سطح مورد آزمایش بطور ثابتی به آلودگی های خارجی آسیب پذیر است. در حقیقت بسیاری از آزمایشات ممکن است هزینه بالائی داشته باشند. محافظت حتی با روغن سبک ضد رطوبت از احتیاطات به جائی است . در این دفتر آموزشی روشهای مناسب محافظت بررسی نمی گردد و میدان عمل آن نیست. کافی است بگوئیم که محافظت با موادی که بکار می بریم باید سازگار باشد.

مزایا، محدودیت و دامنه کاربرد

با توجه به عدم نیاز به سیستم های الکترونیک، فرآیند آزمون با مایعات نافذ ساده و تجهیزات آن نیز در مقایسه با دیگر روشها ارزانتر می باشد. همچنین سازماندهی روشها و استــانداردهـــای بازرسی برای محصولات و فرآورده های گوناگون معمولاً ساده تر از روشهای پیشرفته تر است.

این روش را میتوان برای بازرسی تمام مواد، بجز مواد متخلخل، بکار گرفت و در برخی از موارد حساسیت آن از روش ذرات مغناطیسی هم بیشتر می باشد. روش مایعات نافذ برای قطعات به هر شکل و اندازه مناسب بوده و برای بازرسی کیفیت محصولات نیمه ساخته و کامل شده و همچنین بازرسی جریان عادی قطعات در زمان کار نیز مناسب می باشد. در این حالت بازرسی ممکن است درجا و بدون نیاز به پیاده کردن سازه های پیچیده انجام شود و یا مشتمل بر بازرسی قطعات پیاده شده غیرقابل دسترسی (پنهان) یک مجموعه، مثلاً قطعات موتور یک هواپیما در زمان تعمیر اساسی باشد.

محدودیت واضح و اصلی روش مایعات نافذ این است که تنها از عهده بازرسی عیوب سطحی بر می آید و عیوب زیر سطحی را باید با دیگر روشهای غیرمخرب تشخیص داد. دیگر عوامل موثر در محدودیت دامنه عملکرد این روش ناصافی سطح و متخلل بودن ماده است، بخصــوص تخــلخل می تواند نشانه هائی را، که هریک از آنها می توانند اشتباهاً یک نقص به حساب آیند، ایجاد نماید.ودیگر آنکه record دائمی ندارد.

رضا تقوی جلودار

منتظر نظرات امیدوار کننده شما...

بازرسی به روش مایعات نافذ (PT)

مطالب مشابه :

اينكوترمز چیست؟

دریافت گواهینامه استاندارد بین المللی ایزو 9001 از سوی بانک ملت

اسکناس صد دلاری جدید

پرداخت های خارجی با تاکید بر اعتبار اسنادی

بازرسی غیر مخرب (عمومی) به همراه شکل

سازمان تامین اجتماعی و بانکها

بازرسی مخازن تحت فشار

منشور اخلاقی بانک ملی-ملت-صادرات و انتشارات دانشگاه

بازرسی به روش مایعات نافذ (PT)