تحقیق مقاله روش های تست غیرمخرب و انتخاب روش مناسب برای هر صنعت

تعریف تست غیر مخرب :

تست غیر مخرب، آزمونی است که پس از انجام آن :

1 ) قطعه خوب و بد (مطلوب و مردود) کاملاً از هم متمایز شوند.

2 ) شکل هندسی قطعه و ماهیت ساختاری آن هیچ گونه تغییری پیدا نکند و یا بعبارت بهتر قطعه پس از آزمون کاملاً قابل استفاده باشد.

لزوم تست غیر مخرب از دیدگاه اقتصادی :

بر خلاف تصور اولیه تست غیر مخرب فقط در آخر خط و هنگام فرستادن قطعه به استفاده کننده، انجام نمی شود. بلکه ممکن است در چند مرحله در خط تولید انجام شود مثلاً :

الف : تست کالای ورودی

1 ) روی مواد نیمه ساخته ورودی بهخط برای حصول اطمینان ازسلامت آنها (نظیر ورق، میلگرد، مقاطع، لوله، سیم و غیره)

بطور مثال در صنعت تولید پیچ اگر میلگردهای ورودی، تست غیر مخرب شوند وقسمت های ترک دار میلگرد جدا شود و برای فورج یا ماشینکاری مورد استفاده قرار نگیرد مقدار زیادی صرفه جویی از نظر عدم اتلاف وقت و مواد خواهد شد و در نتیجه «قیمت تمام شده» کاهش خواهد یافت.

2 ) روی قطعت وارده به کارخانه اتومبیل سازی قبل از مونتاژ : نظر بر این که هر اتومبیل تا مقدار معینی کیلومتر تحت گارانتی است لذا تعئیض قطعات اشکال دار به کارخانه ضرر میزند اگر قبل از مونتاژ این قطعات جدا شود حتی میتوان آنها را به فروشنده برگردانده و قیمت آنها را نیز مطالبه نمود.

تست های غیر مخرب فرآیندی :

 در طول خط تولید هر جا که فرآیندی انجام می شود بلافاصله می توان تست غیر مخرب انجام دادهو به فرایند بعدی گذر کرد. مثلاً :

1 ) در صنعت فورج لازم است قطعات پس از فورج تنش گیری شوند تست سختی سنجی با «ادی کارنت» با سرعت زیاد و بدون کوچکترین اثری روی قطعه انجام می شود که یک تست فرآیندی است. تست های فرآیندی از این نظر اقتصادی است که می توان قطعات معیوب را اصلاح نمود و یا از انجام بقیه فرآیندها در طول خط تولید بر روی یک قطعه معیوب خودداری نمود.

ج ) تست نهائی

عبارتست از یک یا مجموع چند نوع تست غیر مخرب برای ارسال قطعه به مصرف کننده. اگر اینجا تست انجام نشود قطعات معیوب از سوی مشتری برگشت داده خواهد شد و در نتیجه :

1 ) اعتبار و نام شرکت خدشه دار خواهد شد.

2 ) فروشنده باید هزینه های ارسال و برگشت را بپردازد.

3 ) برای مبلغ پرداخت شده بابت قیمت کالا باید سود مشارکت (خسارت) پرداخت نمود. بنابراین اقتصادی تر آنست که خود سازنده تست نهایی انجام داده و از این خسارات جلوگیری نماید.

لزوم تست های غیر مخرب از دیدگاه ایمنی :

در برخی صنایع، نظیر صنایع هسته ای (نیروگاههای هسته ای)، حمل ونقل هوایی، صنایع دفاع، هر نوع عیبی در یک قطعه ممکن است به فاجعه ای جبران ناپذیر در سطح ملی و حتی جهانی منجر شود، امروزه این مسأله با سرعت زیادی به صنایع دیگری نظیر صنایع شیمیایی، صنایع حمل و نقل (بزرگراه ها، راه آهن و مترو، کشتی، صنعت گردشگردی) تسری پیدا کرده است.

علاوه بر مسأله ایمنی جان انسان ها و مسأله آلودگی محیط زیست، پی آمدهای اقتصادی این فاجعه ها نیز بسیار گران بوده و هزینه سرسام آوری را بر دولت ها تحمیل می کند به همین دلیل دیدگگاه های اقتصادی و دیدگاه با سرعت زیادی در حال همگرایی هستند (در حال تبدیل به یک مفهوم واحد هستند.)

جدول انواع روشهای تست غیرمخرب با ذکر مزایا و معایب آنها

ردیف

نام روش

مزایا

معایب

1

تست چشمی (دید آزمایی)

1 ) ارزان 0در صورت استفاده از کامپیوتر، نرم افزار و میکروسکوپ نسبتاً گران)

1 ) کند

2 ) فقط سطح خارجی

3 ) نیازمند به سطح خارجی تمیز

4) غیردقیق

2

تست شنیدآزمایی

1 ) ارزان (در صورت استفاده از تقویت کننده صوتی کامپیوتر، نرم افزار تحلیل نسبتاً گران)

1 ) کند

2 ) غیردقیق

3

تست نشت سیالات و تست هیدرواستاتیک (تست فشار)

1 ) ارزان

1 ) خیلی کند

2 ) فقط عیوبی که به اصطلاح «راه بدر»هستند، مشخص می شوند.

3 ) فقط برای اشکال به خصوصی از قطعه قابل اجراست.

4 ) فشار ممکن است سوراخ را ببندند.

4

تست نفوذ مایعات

1 ) نسبتاً ارزان

1 ) کند

2 ) بیشتر برای سطوح نسبتاً صاف قابل اجرا است.

5

تست میدان مغناطیسی

1 ) نسبتاً ارزان

1 ) کند

2 ) فقط فلزات

3 ) فقط فلزات فرومغناطیسی (پایه آهن، نیکل و ... )

6

تست جریان های القاء شده (ادی کارنت)

1 ) سریعترین روش تست غیرمخرب

2 ) دقت بالا (قادر به تشخیص معایب ریز )

1 ) نسبتاً گران

2 ) فقط عیوب سطحی و زیر سطحی (منجر به سطح یا حداکثر 3 میلی متر پائین تر از سطح ) (در شرایط خاصی تا 5 میلی متر هم می توان تست کرد)

3 ) فقط فلزات (هادی برق)

7

فراوانی (التراسونیک)

2 ) دقت بالا

1 ) نسبتاً گران ( هم از نظر سرمایه گذاری و هم مواد مصرفی)

2 ) نیازمند به مایع یا ژل کوپلاژ و در نتیجه وضعیت افقی

3 ) سرعت متوسط

4 ) سطح خارجی را تا عمق حدوداً یک میلی متر نمی بیند

8

تست پرتونگاری با اشعه X

1 ) دقت فوق العاده زیاد

1 ) خیلی گران (مخصوصاً برای نوع بدون فیلم و مجهز به نرم افزار پردازش تصویر)

2 ) مسائل بهداشت صنعتی (حفاظت از اشعه )

3 ) نیازمند به متخصصین (مفصر فیلم – اپراتور ورزیده – تعمیر کار متخصص)

4 ) کند (در صورت استفاده از فیلم)

9

تست پرتو نگاری با اشعه

1 ) دقت زیاد

1 ) قیمت متوسط

2 ) سرعت کم

3 ) نیازمند به فیلم و ظهور و ثبوت

4 ) نیازمند به مفسر فیلم

10

تست های در حال تحقیق (مایکرویو، لیزر ... )

-

-

تست های چشمی (دید آزمایی)

این روش طبیعی ترین و قدیمی ترین تست غیر مخرب می باشد. برای انجام بازدید چشمی باید سطح بیرونی قطعه را تا آخرین حد ممکن تمیز کاری نمود ولی روش تمیز کاری نباید به گونه ای باشد که باعث اشتباه شود مثلاً روشهای شات بلاست و شات پینیگ «SHOT PINING» باعث می شود بعضاً عیوب پوشیده شود و از دید مخفی شود.

معمولاً تست چشمی باید توسط افراد با تجربه انجام پذیرد ولی عیب این کار در آن است که افراد با تجربه معمولاً دارای سن بالا هستند و در نتیجه دید چشم های آنها 100 درصد نیست بنابراین افرادی که در قسمت بازدید چشمی مشغول اند باید هر شش ماه یکبار معاینه چشم پزشکی به عمل آوردند.

بازدید چشمی با استفاده از «بزرگنمایی» نیز صورت می گیرد. ساده ترین سیستم بزرگنما یک ذره بین با بزرگنمایی تا 80 برابر و یک چراغ نورتاب برای روشن کردن کامل و یک گیرواره (فیکسچر) برای قرار دادن قطعه در زاویه و وضعیت مشخص می باشد. پیچیده ترین آنها نیز میکروسکوپ با قدرت بزرگنمایی زیاد و نرم افزارهای خاصی است که با استفاده از کامپیوتر سطح را تفسیر و در صورت وجود عیب آن را گزارش می نمایند. (نرم افزار تحلیل تصویر)

در مبحث دید آزمایی بحث دیگر استفاده از سوندهای نوری برای دیدن سطوح حفره هایی است که مستقیماً قابل دیدن نیستند مثلاً از سوراخ شمع می توان یک سوند نوری (لاپارسکوپ) را به درون سیلندر اتومبیل فرستاد و سطح داخلی آن را روی صفحه مانیتور دید. این سوند از یک لوله فیبر نوری برای نورتابی و لوله دیگری برای انتقال بازتاب به یک دوربین تلویزیونی (Video Camera) تشکیل یافته است.

 تست نشت سیالات :

 با ذکر چند مثال این روش تشریح می شود.

 1 ) تست هیدرواستاتیک لوله در کارخانه تولید لوله :

 ابتدا دو سرلوله پخ زده شده و کاملاً صاف می شود دو مخروط از دو طرف لوله را گرفته و فشار می دهند و مخلوط آب و صابون (روغن) به درون لوله پر می کنند سپس فشار هوای فشرده روی این مایع سوار می شود و در نتیجه اگر سوراخی روی لوله وجود داشته باشد آب و صابون بیرون می زند.

 2 ) تست نشت گازوئیل از درپوش آلومینیومی اتوکلاو :

 قسمت مقعر درپوش اتوکلاو که از آلومینیوم ریخته گری شده است با گازوئیل پرشده و مدت چند ساعت به حال خود رها می شود در صورت تخلل در سطح بیرونی (محدب) علائم روغن ظاهر می شود.

 3 ) تست رادیاتورهای شوفاژ و رینگ های فولادی چرخ اتومبیل که پس از تولید عیناً مثل پنچرگیری (آپاراتی ها) تست می شود.

 تست نفوذ مایعات :

 برای این آزمون از سه نوع ماده شیمیایی که امروزه به صورت فیکساتور (پاشنده) عرضه می شود استفاده می شود :

 1 ) ماده اول : رنگ نفوذ کننده (تو شونده )

 2 ) ماده دوم : محلول پاک کننده رنگ (پاکنده)

 3 ) ماده سوم : محلول ظاهر کننده رنگ (پدیدنده)

 ابتدا مایع اول روی سطح پاشیده می شود سپس با مایع دوم رنگ پاک می شود در مرحله سوم مایع ظهور پاشیده می شود تا رنگ های شیارها و ترک ها ظاهر شده و عیان شود. در ایران عمدتاً قالب سازی ها برای ترک یابی کفه های قالب قبل از ماشین کاری (فرز – اسپارک ها و برش با وایرکات ) استفاده می کنند.

 پیشگفتار :

 در تدوین این جزوه نکات زیر درنظرگرفته شده است :

 1 ) تکنیک ادی کارنت «جریانهای القائی سرگردان» تکنیکی است برقی و دستگاه آن دستگاهی است. «برقی - الکترونیکی» اما کاربران «استفاده کنندگان» آن عمدتاً متخصصین مواد «متالوژی» و یا متخصصین «مکانیک» هستند. لذا جزوه به نحوی نوشته شده است که برای کاربران به سادگی قابل درک باشد.

 2 ) در کارخانجات در بخش کنترل یا تضمین کیفیت از دیپلم هنرستان «فنی – حرفه ای» تا کارشناس ارشد متالوژی یا مکانیک کار می کنند. این جزوه طوری نوشته شده که برای پایین ترین رده تحصیلات یعنی دیپلم فنی قابل استفاده باشد.

 «آنو» معادل اصطلاح انگلیسی[1] NDT

 مرکب از حروف اول جمله «آزمون نا ویراستار» عبارت است از آزمون «تست» قطعات تولید شده در خط تولید یک کارخانه به نحوی که آن قطعه تغییر شکل یا ماهیت نداده و در صورت خوب بودن جواب آزمون، کاملاً قابل استفاده باشد.

 «بنو» مرکب از حروف اول جمله «بازرسی ناویراستار» و معادل اصطلاح انگلیسی NDI [2]عبارتست از بازرسی تاسیسات و وسایل نقلیه (نظیر نیروگاههای اتمی، زیردریایی ها، هواپیماها، خطوط راه آهن، اسکله ها و سکوهای دریایی و ... )

 بدون آن که در شکل و ماهیت اجزا آنها تغییری حاصل شود.

 «آزنو» معادل اصطلاح انگلیسی NDEX [3]متشکل از حروف اول جمله «آزمایش ناویرانساز» عبارتست از آزمایش قطعات دستگاهها بدون باز کردن یا تغییر شکل و تغییر ماهیت آنها (مانند تست قطعات ترمز خودروی در حال کار )

 «ارزنو» معادل اصطلاح انگلیسی[4] NDE متشکل از حروف اول جمله «ارزیابی ناویرانساز» مجموعه روشهای آنو، بنو و آزنو را از ارزنو می نامند.

 «آو» معادل اصطلاح انگلیسی DT [5]متشکل از حروف اول جمله «آزمون ویرانساز» عبارتست از روشی برای تست قطعات است که شکل و ماهیت قطعات را تغییر می دهد.

 کنترل کیفیت بهسنجی : " QC"[6] عبارتست از کنترل کیفیت قطعات تولید شده براساس استاندارد تعاریف معین.

 تضمین کیفیت بهبانی "QA"[7] : عبارتست از مجموعه روشهایی است که اجازه نمی دهد به هیچ وجه محصول معیوب به مصرف کننده تحویل شود.

 فصل دوم – آج :

 در این جزوه یکی از روشهای «آنو» به نام «آزمون جریانهای القاء شده سرگردان» مورد بررسی قرار گرفته است علامت اختصاری آن در انگلیسی ET[8] و در فارسی «آج» می باشد. استفاده از این تکنیک فقط در مورد فلزات امکان پذیر است زیرا تنها فلزات می توانند هدایت کننده جریان برق باشند.

 با استفاده از آج دو نوع آزمون در صنعت می توان انجام داد :

 الف ) آزمون جور کردن یا طبقه بندی کردن (Material Sorting)

 این تست به این معناست که قطعاتی را از نظر خواص متالوژی آن نظیر «سختی» ، «چکش خواری» ، «تنش های داخلی » وفرمولاسیون «ترکیب متالوژیکی» بخواهیم جور کنیم به طورمثال فرض کنید قطعاتی را از چدن چکش خوار به روش ریخته گری تولید می کنیم سختی قطعه طبق توصیه استانداردهای مربوطه در گستره مشخصی مورد قبول است و خارج از این گستره، قطعه ضایعاتی محسوب می شود.

 اگر بخواهیم همه قطعات تست شوند تا کیفیت تک تک آنها تضمین شده باشد. به روش آو (آزمون ویرانساز) باید گویی را بر قسمت خاصی با نیروی ثابت فشار دهیم و میزان فرو رفت (تغییر شکل) را اندازه بگیریم. (عملاً قطر دایره فرو رفت را در سطح فلز )

 اولاً : این کار ممکن است قطعه را غیرقابل استفاده سازد. زیرا محل اندازه گیری سختی باید سنگ زده شود.

 ثانیاً : هزینه آزمون بالا خواهد بود.

 ثالثاً : وقتی که برای هر قطعه صرف می شود آن چنان زیاد است که عملاً کار را غیرممکن می سازد یعنی اگر 5000000 قطعه را با این روش تست کنیم و هر قطعه با دو سنگ زنی، جاگذاری در پرس، وارد آوردن فشار، خارج کردن قطعه، اندازه گیری قطردایره فرو رفت و تعیین خوب و بد مثلاً 6 دقیقه طول بکشد ( عملاً 10 دقیقه طول می کشد ولی ما فرض کرده ایم که پرسنلی کاملاً ورزیده و تمرین کرده با سرعت زیاد این کار را انجام می دهند).

دقیقه 000/000/3 = 000/500 × 6

ساعت 000/50 = 60 ÷ 000/000/3

روز 250/6 = 8 ÷ 000/50

 با احتساب ضریب بهره وری 80 درصد :

روز 7500 = 8/0 ÷ 250/6

 اگر هر سال را 250 روز حساب کنیم (با جمعه ها و تعطیلات)

سال 30 = 250 ÷ 7500

 بنابراین تست قطعات فوق در عرض یکسال (فرض شده است که تولید 000/250 خودرو نیاز به 000/500 عدد قطعه فوق دارد ) با ایستگاه تست امکان پذیر است. با دستگاه ادی کارنت و سیستم مکانیکی اتومانیک می توان زمان تست را تا کسری از دقیقه کاهش داد (مثلاً 20 ثانیه یا 3/1 دقیقه) که در این صورت یک ایستگاه با 2 شیفت کار کافی خواهد بود.

به علت عدم تماس مکانیکی سنسور دستگاه ادی کارنت با قطعه، سرعت تست در این روش بسیار بالاتر است لذا این بزرگترین مزیت تست ادی کارنت است.

 رابعاً : با روش سنتی فقط سختی جاهای محدودی از قطعه را می توان سنجدی (محل هایی که بتوان آن را سنگ زد و زیر آن نیز در قطعه صاف باشد) و از آن گذشته فقط و فقط سختی سطحی را می توان سنجید نه سختی لایه های پایین تر از سطح را.

[1]  . N . D . T = NON DESTRUCTIVE TEST

[2]  . N . D . I = NON DESTRUCTIVE INSPECTION

[3]  . NDEx = Non Destructive Examination

[4]  . NDE = Non Destructive Evaluation

[5]  . DT = Destructive Test

[6]  . QC = Quality Control

[7]  . QA = Quality Assurance

[8]  . ET = Eddy current Test