كيفية إجراء اختبارات NDT؟

مقدمة

يُعدّ الاختبار غير الإتلافي (NDT) جانبًا بالغ الأهمية في مراقبة الجودة وضمانها في مختلف الصناعات، بما في ذلك التصنيع والبناء والفضاء. تتيح طرق الاختبار غير الإتلافي تقييم وتحليل المواد والمكونات دون إتلافها أو المساس بسلامتها، مما يضمن مطابقة المنتجات للمعايير المطلوبة وسلامتها للاستخدام. في هذه المقالة، سنستعرض طرق الاختبار غير الإتلافي المختلفة وكيفية إجرائها، لنقدم لكم فهمًا شاملًا لعملية الاختبار غير الإتلافي.

الفحص البصري

غالباً ما يكون الفحص البصري الخطوة الأولى في عملية الاختبارات غير الإتلافية. وهو يتضمن فحصاً بصرياً مباشراً لسطح أو المظهر الخارجي للمكون أو الهيكل. هذه الطريقة بسيطة نسبياً وتعتمد على خبرة الفاحص لتحديد أي عيوب أو تشوهات مرئية. يمكن إجراء الفحص البصري باستخدام أدوات متعددة، منها العدسات المكبرة، والمناظير الداخلية، وأنظمة التصوير الرقمي.

أثناء الفحص البصري، يفحص الفاحص المكون بدقة، باحثًا عن علامات الشقوق أو التآكل أو عدم انتظام السطح أو أي مؤشرات أخرى للتلف. في بعض الحالات، قد تُستخدم تقنيات متخصصة مثل اختبار اختراق الصبغة أو فحص الجسيمات المغناطيسية لتعزيز اكتشاف العيوب. يُعد الفحص البصري خطوة أولية أساسية في عملية الاختبارات غير المتلفة، إذ يوفر أساسًا لمزيد من الاختبارات والتقييمات.

اختبار الجسيمات المغناطيسية

يُعدّ اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) طريقةً غير إتلافية تُستخدم للكشف عن العيوب السطحية والقريبة من السطح في المواد المغناطيسية الحديدية. ويعتمد هذا الاختبار على مبدأ التمغنط والكشف البصري عن تشوهات المجال المغناطيسي الناتجة عن العيوب. ويُستخدم اختبار الجسيمات المغناطيسية على نطاق واسع في صناعات مثل السيارات والفضاء وتوليد الطاقة.

تتضمن عملية اختبار الجسيمات المغناطيسية الخطوات التالية:

1. المغنطة:

يتم مغنطة العينة أو المكون باستخدام مصدر مجال مغناطيسي. ويمكن تحقيق ذلك من خلال المغنطة المباشرة، حيث يمر التيار عبر المكون، أو باستخدام نير كهرومغناطيسي أو مغناطيس دائم.

2. استخدام الجسيمات المغناطيسية:

تُطبَّق الجسيمات المغناطيسية الحديدية على سطح المكون الممغنط. وعادةً ما تكون هذه الجسيمات معلقة في سائل أو تُطبَّق على شكل مسحوق جاف. تلتصق هذه الجسيمات بتشوهات المجال المغناطيسي الناتجة عن العيوب، مما يجعلها مرئية تحت ظروف إضاءة مناسبة.

3. التصور:

يتم فحص السطح تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية أو الضوء الأبيض مع استخدام مواد خلفية متباينة. يسهل التعرف على العيوب لأنها تتسبب في تركيز الجسيمات المغناطيسية، مما يُحدث مؤشرات مرئية.

يُعدّ اختبار الجسيمات المغناطيسية طريقة بالغة الحساسية قادرة على الكشف عن الشقوق السطحية الضحلة، والمسامية، والشوائب، وحتى شقوق الإجهاد. وهي طريقة فعّالة من حيث التكلفة وغير تداخلية لفحص المواد المغناطيسية الحديدية.

الفحص بالموجات فوق الصوتية

يُعدّ الفحص بالموجات فوق الصوتية (UT) تقنيةً شائعة الاستخدام في الاختبارات غير الإتلافية، حيث تستخدم موجات صوتية عالية التردد للكشف عن العيوب الداخلية وتحديد خصائص المواد. وتُعتبر هذه الطريقة فعّالة بشكل خاص في فحص المسبوكات واللحامات والمكونات الأخرى التي قد تؤثر عيوبها الداخلية بشكل كبير على سلامتها الهيكلية.

أثناء اختبار الموجات فوق الصوتية، يُستخدم محوّل طاقة لإدخال موجات فوق صوتية إلى المادة المراد اختبارها. تنتقل هذه الموجات عبر المادة وتنعكس أو تضعف بفعل العيوب الداخلية أو الخارجية. يستقبل محوّل الطاقة أيضًا الموجات المنعكسة ويحولها إلى إشارات كهربائية، والتي تُحلل بعد ذلك بواسطة أجهزة متخصصة.

يُمكن للفحص بالموجات فوق الصوتية توفير معلومات قيّمة حول حجم العيوب وشكلها وموقعها واتجاهها. كما يُمكن استخدامه لقياس سُمك المواد وتحديد خصائصها، مثل المرونة وسرعة الصوت. يُعدّ الفحص بالموجات فوق الصوتية طريقةً متعددة الاستخدامات في الاختبارات غير الإتلافية، ويمكن إجراؤه يدويًا باستخدام أجهزة محمولة، أو باستخدام أنظمة آلية لزيادة الدقة والكفاءة.

الفحص بالأشعة السينية

يُعدّ الفحص الإشعاعي (RT)، المعروف أيضاً باسم فحص الأشعة السينية، تقنيةً من تقنيات الفحص غير المتلف (NDT) تستخدم الإشعاع النافذ لفحص البنية الداخلية للمواد والمكونات. ويمكن لهذه الطريقة الكشف عن نطاق واسع من العيوب، بما في ذلك الشقوق والفراغات والشوائب واختلافات الكثافة.

تتضمن عملية الفحص الإشعاعي الخطوات التالية:

1. التعرض:

يُستخدم مصدر إشعاع مُتحكم به، مثل جهاز الأشعة السينية أو مصدر أشعة غاما، لتعريض المادة المراد اختبارها. يمر الإشعاع عبر المادة، وتتحدد كمية الإشعاع التي تصل إلى الفيلم أو الكاشف بكثافة المادة ووجود العيوب فيها.

2. تكوين الصورة:

يُكوّن الإشعاع الذي يمر عبر المادة صورة كامنة على فيلم أو كاشف رقمي. وتتشكل هذه الصورة نتيجةً لامتصاص الإشعاع بشكل تفاضلي من قِبل المادة المختبرة.

3. التفسير:

ثم يقوم مترجم الأشعة المؤهل بفحص الفيلم أو الصورة الرقمية لتحديد وتقييم أي مؤشرات على وجود عيوب.

يُعدّ الفحص الإشعاعي طريقة موثوقة للكشف عن العيوب في مجموعة واسعة من المواد وبسماكات مختلفة. ويُستخدم على نطاق واسع في صناعات الطيران والفضاء، والبتروكيماويات، واللحام، حيث تتطلب المكونات الحيوية فحصاً دقيقاً للكشف عن أي عيوب محتملة.

اختبار الاختراق

اختبار الاختراق، المعروف أيضاً بفحص الاختراق بالصبغة أو اختبار الاختراق بالسوائل، هو أسلوب اختبار غير متلف يُستخدم للكشف عن العيوب السطحية في المواد غير المسامية. ويُستخدم بشكل أساسي لفحص المعادن والسيراميك والبلاستيك بحثاً عن الشقوق والمسامية وغيرها من العيوب السطحية.

تتضمن عملية اختبار الاختراق الخطوات التالية:

1. التنظيف:

يتم تنظيف سطح مادة الاختبار جيدًا لإزالة أي أوساخ أو شحوم أو ملوثات أخرى قد تتداخل مع عملية الفحص.

2. تطبيق المادة المخترقة:

يُوضع سائل نافذ، عادةً ما يكون صبغة ملونة أو صبغة فلورية، على السطح. ويُترك السائل النافذ لفترة محددة، مما يسمح له بالتغلغل في أي عيوب سطحية بفعل الخاصية الشعرية.

3. إزالة المادة المخترقة الزائدة:

بمجرد انتهاء وقت الانتظار، تتم إزالة المادة المخترقة الزائدة بعناية من السطح، تاركة فقط المادة المخترقة محصورة في العيوب.

4. تطبيق المطور:

يتم وضع مادة تطوير بيضاء مسحوقية على السطح، والتي تعمل كطبقة ماصة، حيث تسحب المادة المخترقة المحتجزة من العيوب.

5. التصور:

يُبرز المُطوّر المادة المُخترقة، مما يجعل المؤشرات مرئية وسهلة الكشف في ظل ظروف الإضاءة المناسبة. ويفحص المُفتش السطح بحثًا عن أي مؤشرات للعيوب.

يُعد اختبار الاختراق طريقة حساسة قادرة على كشف حتى أصغر العيوب السطحية. ويُستخدم على نطاق واسع في صناعات الطيران والفضاء والسيارات والتصنيع، وخاصةً للمكونات التي تتطلب مستوى عالٍ من الفحص البصري.

ملخص

ختاماً، يُعدّ الاختبار غير الإتلافي عملية بالغة الأهمية لضمان جودة وسلامة المواد والمكونات. يوفر الفحص البصري تقييماً أولياً للعيوب السطحية، بينما يقدم اختبار الجسيمات المغناطيسية، والاختبار بالموجات فوق الصوتية، والاختبار الإشعاعي، واختبار الاختراق معلومات أكثر تفصيلاً حول العيوب الداخلية والسطحية.

يعتمد اختبار الجسيمات المغناطيسية على المغنطة والكشف البصري عن تشوهات المجال المغناطيسي، بينما يستخدم اختبار الموجات فوق الصوتية موجات صوتية عالية التردد للكشف عن العيوب. أما اختبار الأشعة السينية فيستخدم الإشعاع النافذ لفحص البنية الداخلية للمواد، ويستخدم اختبار الاختراق الأصباغ لتحديد العيوب السطحية.

من خلال دمج أساليب الاختبار غير الإتلافي هذه في إجراءات مراقبة الجودة، تستطيع الصناعات تعزيز السلامة، وخفض التكاليف، وتقليل مخاطر الأعطال. يتيح اختبار الاختبار غير الإتلافي تحديد العيوب المحتملة قبل أن تؤدي إلى عواقب وخيمة، مما يضمن موثوقية وأداء مختلف المنتجات والهياكل.

.