ما هي المعدات المستخدمة في الاختبارات غير الإتلافية؟

مقدمة:

يلعب الاختبار غير الإتلافي (NDT) دورًا محوريًا في مختلف الصناعات لضمان سلامة المواد والمكونات وموثوقيتها. وهو يُعنى بفحص وتقييم المواد والهياكل دون إحداث أي ضرر. تستخدم تقنيات الاختبار غير الإتلافي مجموعة واسعة من المعدات المصممة خصيصًا لفحص أنواع مختلفة من المواد، والكشف عن العيوب، وتقييم جودتها الشاملة. في هذه المقالة، سنستعرض أنواع المعدات المختلفة المستخدمة في الاختبار غير الإتلافي، وتطبيقاتها، وكيفية مساهمتها في الحفاظ على السلامة والموثوقية في مختلف الصناعات.

معدات الفحص بالموجات فوق الصوتية (UT)

يُعدّ الفحص بالموجات فوق الصوتية (UT) أحد أكثر تقنيات الاختبار غير الإتلافي استخدامًا، ويعتمد على انتشار موجات صوتية عالية التردد عبر المادة المراد فحصها. تُمكّن هذه الطريقة من الكشف عن العيوب الداخلية، مثل الشقوق والفراغات والشوائب. يتكون جهاز الفحص بالموجات فوق الصوتية من المكونات التالية:

1. المحولات:

تُعدّ المحولات جوهر أجهزة الفحص بالموجات فوق الصوتية، إذ تقوم بتوليد واستقبال هذه الموجات. كما أنها تحوّل الطاقة الكهربائية إلى اهتزازات ميكانيكية والعكس صحيح. وتشمل أنواع المحولات المستخدمة في هذا الفحص: محولات التلامس، ومحولات الغمر، ومحولات خط التأخير.

2. أجهزة الاستقبال النبضية:

تُنتج أجهزة الاستقبال النبضية نبضات كهربائية عالية الجهد تُحفز المحولات لإصدار موجات فوق صوتية. كما تستقبل الإشارات المُعادة من المحولات بعد تفاعلها مع المادة المراد اختبارها.

3. وحدات العرض:

تقوم وحدات العرض بتصوير الإشارات المستلمة، مما يسمح للفنيين بتفسير البيانات. وتُستخدم أجهزة الكشف عن العيوب بالموجات فوق الصوتية، وأجهزة راسم الإشارة، والأنظمة الحاسوبية بشكل شائع كوحدات عرض.

4. نباتات التلقيح:

تُستخدم مواد التوصيل، مثل الماء أو الجل، لضمان نقل الموجات فوق الصوتية بكفاءة بين المحول والمادة المراد اختبارها. فهي تساعد على التخلص من الفجوات الهوائية وتعزيز كفاءة التوصيل.

تُستخدم معدات الفحص بالموجات فوق الصوتية في العديد من الصناعات، بما في ذلك صناعات الطيران والفضاء، والنفط والغاز، والتصنيع، لفحص مواد مثل المعادن والمواد المركبة والسيراميك. وهي فعالة بشكل خاص في الكشف عن العيوب الخفية في اللحامات، وتقييم سماكة المواد، وتقييم سلامة المكونات الحيوية.

معدات اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT)

يُعدّ اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) طريقةً شائعة الاستخدام في الاختبارات غير الإتلافية للكشف عن العيوب السطحية والقريبة من السطح في المواد المغناطيسية الحديدية. ويعتمد هذا الاختبار على مبدأ تسرب التدفق المغناطيسي لتحديد العيوب. وفيما يلي المكونات الرئيسية لمعدات اختبار الجسيمات المغناطيسية:

1. نير مغناطيسي:

النير المغناطيسي عبارة عن أجهزة محمولة باليد تولد مجالاً مغناطيسياً في المادة المراد اختبارها. وهي تتكون عادةً من قلب على شكل حرف C مع ملف يمر من خلاله تيار كهربائي.

2. المساحيق المغناطيسية:

تُوضع مساحيق مغناطيسية، متوفرة بألوان مختلفة، على سطح المادة المراد اختبارها. وتُصنع هذه المساحيق عادةً من الحديد أو أكسيد الحديد أو مواد مغناطيسية حديدية أخرى.

3. مصابيح الأشعة فوق البنفسجية:

تُستخدم المصابيح السوداء لإحداث تباين بين المساحيق المغناطيسية وسطح المادة المختبرة. فهي تُصدر ضوءًا فوق بنفسجيًا، مما يُحسّن من وضوح مؤشرات الجسيمات المغناطيسية.

4. معدات تعليق الجسيمات:

تُستخدم معدات تعليق الجسيمات لخلط المساحيق المغناطيسية مع مواد حاملة، مثل الماء أو الزيت، لتكوين معلق. ثم يُوضع هذا المعلق على سطح المادة المراد اختبارها.

تُستخدم معدات الفحص المغناطيسي على نطاق واسع في صناعات مثل السيارات وتوليد الطاقة والبناء لفحص مكونات مثل الأنابيب والأعمدة واللحامات. وهي فعالة للغاية في الكشف عن الشقوق السطحية وأضرار الإجهاد وغيرها من العيوب التي قد تؤثر على السلامة الهيكلية للمادة.

معدات اختبار اختراق الصبغة (PT)

اختبار اختراق الصبغة (PT)، المعروف أيضًا باسم اختبار اختراق السائل (LPT)، هو طريقة اختبار غير إتلافية شائعة الاستخدام للكشف عن العيوب السطحية في المواد غير المسامية. يعتمد هذا الاختبار على مبدأ الخاصية الشعرية، حيث يُسحب سائل الاختراق إلى داخل العيوب السطحية. تشمل المعدات المستخدمة في اختبار اختراق الصبغة المكونات التالية:

1. المواد المخترقة:

المواد المخترقة عبارة عن أصباغ سائلة أو فلورية تُوضع على سطح المادة المراد اختبارها. تتميز هذه الأصباغ بخاصية الشعرية العالية، مما يسمح لها باختراق حتى أدق الشقوق السطحية.

2. المطورون:

المُظهِرات عبارة عن مساحيق أو معلقات خاصة تُطبَّق على السطح بعد أن يتغلغل المُخترق في العيوب. وهي تُساعد على سحب المُخترق المُحتبس، مما يُحسِّن من وضوحه.

3. عمال الإزالة:

تُستخدم مواد الإزالة لتنظيف سطح مادة الاختبار بعد عملية التحميض. فهي تزيل السائل المتغلغل الزائد، مما يقلل من التشويش الخلفي ويحسن دقة الفحص.

4. مصابيح الأشعة فوق البنفسجية:

تُستخدم مصابيح الأشعة فوق البنفسجية لاختبار اختراق المواد الفلورية. تُصدر هذه المصابيح إشعاعًا فوق بنفسجيًا، مما يجعل المادة الفلورية تتوهج بشدة ويزيد من وضوح العيوب.

تُستخدم معدات اختبار الاختراق على نطاق واسع في صناعات مثل الطيران والفضاء، والسيارات، والتصنيع لفحص مواد مثل المعادن والبلاستيك والسيراميك. وهي فعالة للغاية في تحديد الشقوق والمسامية وغيرها من عيوب السطح التي قد تؤثر على السلامة الهيكلية للمادة.

معدات الفحص الإشعاعي (RT)

يُعدّ الفحص الإشعاعي (RT) أحد أساليب الفحص غير المتلف (NDT) التي تستخدم إشعاعًا عالي الطاقة، مثل الأشعة السينية أو أشعة جاما، لفحص البنية الداخلية للمواد والكشف عن عيوبها. وهو مناسب بشكل خاص لفحص الأجسام السميكة أو الكثيفة. وفيما يلي المكونات الأساسية لأجهزة الفحص الإشعاعي:

1. مصادر الأشعة السينية أو أشعة جاما:

تُنتج مصادر الأشعة السينية أو أشعة غاما إشعاعًا عالي الطاقة يخترق المادة المراد اختبارها. وتُستخدم أنابيب الأشعة السينية والنظائر المشعة، مثل الكوبالت-60 والإيريديوم-192، بشكل شائع كمصادر للإشعاع.

2. مستقبلات الصور:

تلتقط مستقبلات الصور الإشعاع الذي يمر عبر المادة المختبرة وتشكل صورة. وتُستخدم الأنظمة القائمة على الأفلام، وألواح التصوير الشعاعي المحوسب، وأجهزة الكشف الرقمية كمستقبلات للصور.

3. لوحة التحكم وأجهزة التعريض:

تتيح لوحة التحكم للفنيين ضبط معايير التعريض، مثل شدة الإشعاع ومدة التعريض. وتضمن أجهزة التعريض، مثل الموازيات وكاميرات التعريض، محاذاة حزمة الإشعاع بشكل صحيح والسلامة.

4. شاشات الرصاص والمُجمِّعات الضوئية:

تُستخدم الشاشات الرصاصية والمُجمِّعات لتشكيل حزمة الإشعاع ومنع الإشعاع المتناثر من الوصول إلى مناطق غير مُستهدفة. وهي تُحسِّن جودة الصورة الشعاعية وتحمي العاملين من التعرض غير الضروري للإشعاع.

تُستخدم معدات التصوير الإشعاعي على نطاق واسع في صناعات مثل النفط والغاز، والفضاء، والطاقة النووية لفحص مواد مثل اللحامات، والمسبوكات، وخطوط الأنابيب. وهي فعالة بشكل خاص في الكشف عن العيوب الداخلية، مثل الفراغات، والشوائب، أو الشقوق، التي قد تؤثر على السلامة الهيكلية أو الوظيفية للمادة المختبرة.

معدات اختبار التيار الدوامي (ECT)

اختبار التيارات الدوامية (ECT) هو أسلوب اختبار غير إتلافي متعدد الاستخدامات يُستخدم للكشف عن العيوب السطحية والقريبة من السطح، بالإضافة إلى قياس سُمك المواد الموصلة. ويعتمد هذا الأسلوب على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي. وفيما يلي المكونات الرئيسية لجهاز اختبار التيارات الدوامية:

1. مجسات التيار الدوامي:

تُولّد مجسات التيارات الدوامية مجالات مغناطيسية متناوبة تُحفّز تيارات دوامية في المادة المراد اختبارها. وتُصنع هذه المجسات عادةً من ملفات ونوى من الفريت.

2. أجهزة القياس وتحليل الإشارات:

تقوم أجهزة متخصصة ومحللات إشارات بالكشف عن التغيرات في تدفق التيارات الدوامية الناتجة عن عيوب المواد وتحليلها. وتوفر هذه الأجهزة نتائج فورية ومعلومات تفصيلية حول حالة المادة المختبرة.

3. المعايير المرجعية:

تُستخدم المعايير المرجعية، مثل كتل المعايرة، لمعايرة معدات التيار الدوامي. وهي توفر حجم عيب معروف وموصلية للتحقق من أداء النظام.

4. معدات التيار الدوامي للمجال البعيد (RFEC):

تم تصميم معدات RFEC خصيصًا لفحص الأنابيب المغناطيسية الحديدية وإجراء عمليات فحص بدون تلامس للأسطح الداخلية والخارجية للأنبوب بحثًا عن العيوب.

تُستخدم أجهزة الفحص الكهروكيميائي في صناعات مثل الطيران والفضاء، والسيارات، والطاقة الكهربائية لفحص مواد مثل المعادن، والسبائك غير المغناطيسية، وحتى ألياف الكربون. وهي فعالة بشكل خاص في الكشف عن الشقوق السطحية، والتآكل، واختلافات سُمك المواد، مما يضمن السلامة والموثوقية العامة للمادة المختبرة.

في الختام، يستخدم الاختبار غير الإتلافي (NDT) مجموعة واسعة من المعدات المتخصصة لتقييم المواد والهياكل دون إحداث أي ضرر. ومن بين تقنيات الاختبار غير الإتلافي الشائعة: الاختبار بالموجات فوق الصوتية (UT)، والاختبار بالجسيمات المغناطيسية (MT)، والاختبار بالصبغة المتغلغلة (PT)، والاختبار الإشعاعي (RT)، والاختبار بالتيارات الدوامية (ECT)، ولكل منها مجموعة معدات خاصة بها. تُمكّن هذه الأدوات والتقنيات الصناعات من الحفاظ على السلامة، وتحسين الجودة، والكشف عن العيوب المحتملة في المكونات الحيوية. وباستخدام معدات الاختبار غير الإتلافي، تضمن الصناعات طول عمر وموثوقية الهياكل والآلات والمواد.

.