تست های غیر مخرب که از آن‌ها تحت عنوان NDT نیز یاد می‌شود، روش‌هایی برای شناسایی عیوب در قطعات مهندسی هستند. این روش‌های بررسی غیر مخرب، بدون وارد آوردن آسیب به قطعه، عیوب درونی و سطحی آن را مشخص می‌کنند. به همین دلیل به آن‌ها تست غیرمخرب گفته می‌شود. در این مقاله انواع روش‌های بررسی غیر مخرب موردبررسی قرار خواهند گرفت.

 

تست غیر مخرب چیست ؟

تست های غیر مخرب یا NON- DESTRUCTIVE TESTING (NDT) یک تکنیک تست و تجزیه‌وتحلیل هستند که توسط صنعت برای ارزیابی خواص یک ماده، جزء، ساختار یا سیستم برای تفاوت‌های مشخصه یا ناپیوستگی‌ها و عیوب جوشکاری بدون آسیب رساندن به قطعه اصلی استفاده می‌شوند. NDT همچنین به‌عنوان معاینه غیر مخرب (NDE)، بازرسی غیر مخرب (NDI) و ارزیابی غیر مخرب (NDE) نیز شناخته می‌شود.

NDT اغلب به‌عنوان یک اصطلاح برای اشاره به روش‌های بازرسی غیر مخرب، ابزارهای بازرسی یا حتی کل حوزه بازرسی‌های غیر مخرب استفاده می‌شود. هدف اصلی NDT این است که اطمینان حاصل شود که زیرساخت‌های حیاتی به‌درستی نگهداری می‌شوند تا از حوادث فاجعه‌بار جلوگیری شود.

درحالی‌که روش‌های NDT معمولاً کاربرد صنعتی دارند؛ مانند بررسی نقاط ضعف در مخازن بخار مورداستفاده در یک پالایشگاه نفت، اما کاربرد در پزشکی نیز برخی از رایج‌ترین موارد استفاده از آن‌ها است.

به‌عنوان‌مثال، مادری که در انتظار انجام سونوگرافی برای بررسی سلامت نوزادش است، به‌عنوان یک مورداستفاده از NDT در نظر گرفته می‌شود. همچنین گرفتن عکس اشعه ایکس یا MRI برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد آسیب نیز نمونه‌هایی از این آزمودن‌های غیرمخرب هستند.

توجه به این نکته مهم است که NDT لزوماً به استفاده از ابزارهای خاص نیاز ندارد. به‌عنوان‌مثال، هنگامی‌که بازرسان در محیط‌های صنعتی بیرون یک مخزن تحت‌فشار را با چشم غیرمسلح خود بررسی می‌کنند، تحت عنوان NDT قرار می‌گیرد، زیرا آن‌ها در حال جمع‌آوری اطلاعات در مورد وضعیت دیگ بخار بدون آسیب رساندن به آن هستند. از سوی دیگر، استفاده از ابزار پیچیده‌ای مانند حسگر اولتراسونیک برای جستجوی نقص در یک ماده یا دارایی خاص نیز تست غیرمخرب نامیده می‌شود.

 

مقایسه تست غیر مخرب و تست مخرب

قبل از اینکه بیشتر از این پیش برویم، باید توضیح دهیم که روش‌هایی برای آزمایش مواد استفاده می‌شود که مواد آزمایش‌شده را تغییر می‌دهند یا حتی آسیب می‌زنند و از بین می‌برند. از این روش‌ها تحت عنوان تست مخرب یا بررسی‌های مخرب یاد می‌شود.

در آزمایش مخرب، ممکن است یک قطعه از مواد برای تجزیه‌وتحلیل خراشیده شود یا به نحوی در آن تغییراتی ایجاد شود. نمونه‌هایی از تست‌ های مخرب عبارت‌اند از:

جدایش ماکروسکوپی: برش ماکرو، بخش کوچکی از یک ماده جوش داده شده را با استفاده از پرداخت و حکاکی برای بررسی و آزمایش جدا می‌کند.

تست کشش: این روش یک تکنیک تست مخرب است که از کشش اعمال‌شده بر روی یک نمونه برای مشاهده واکنش آن در مقابل اعمال نیرو استفاده می‌کند. کشش را می‌توان برای آزمایش نیروها یا شرایط خاص یا آزمایش نقطه شکست مواد اعمال کرد.

تست خمش سه نقطه ‌ای: تست خم سه نقطه ‌ای، انعطاف‌پذیری (یا شکل‌پذیری) مواد را با نمونه‌برداری از آن به نام coupon و خم کردن آن در سه نقطه و تا یک زاویه مشخص بررسی می‌کند.

برخلاف تست ‌های مخرب، در بررسی‌ های غیر مخرب مواد دچار خراش، شکستگی و یا تغییر شکل دائم نمی‌شوند. بنابراین، روش انجام این روش‌ها به‌خوبی گویای نام انتخاب‌شده برای آن‌ها است.

 

استاندارد تست ‌های غیر مخرب

از تکنیک‌های NDT می‌توان برای انواع بازرسی‌ها استفاده کرد. اما برخی از مهم‌ترین کاربردهای تست های غیر مخرب، تاسیساتی مانند دیگ‌ها و مخازن تحت‌فشار هستند که اگر به‌درستی نگهداری نشوند، می‌توانند بسیار خطرناک باشند.

ازآنجایی‌که نگهداری صحیح از این تاسیسات برای ایمنی افرادی که در نزدیکی آنها کار می‌کنند (یا حتی از راه دور، وقتی صحبت از نیروگاه‌های هسته‌ای می‌شود) بسیار مهم است، اکثر کشورها قوانینی دارند که شرکت‌ها را ملزم می‌کنند هنگام انجام بازرسی‌ها از کدها و استانداردهای بازرسی خاصی پیروی کنند.

این استانداردها و کدها معمولاً مستلزم انجام بازرسی‌های دوره‌ای با پیروی از دستورالعمل‌های خاص هستند. برای اکثر دارایی‌هایی که بیشترین خطر را دارند، این بازرسی‌ها باید هم توسط یک بازرس معتبر انجام و تائید شود و هم توسط یک بازرس خبره که برای یک سازمان بازرسی رسمی کار می‌کند.

 

در اینجا متداول‌ترین سازمان‌هایی که در جهان برای ایجاد استانداردها و کدهای NDT دنبال می‌شوند، آورده شده‌اند:

• API (موسسه نفت آمریکا)
• ASME (انجمن مهندسین مکانیک آمریکا)
• ASTM (انجمن تست و مواد آمریکا)
• ASNT (انجمن آمریکایی برای آزمایش‌های غیر مخرب)
• COFREND (کمیته فرانسوی برای مطالعات تست غیر مخرب)
• گروه CSA (انجمن استانداردهای کانادا)
• CGSB (هیئت استانداردهای عمومی کانادا)

 

چرا باید از تست‌ های غیر مخرب استفاده کرد؟

در اینجا مهم‌ترین دلایل استفاده از NDT توسط بسیاری از شرکت‌ها در سراسر جهان آورده شده است:

صرفه‌جویی در هزینه

واضح‌ترین پاسخ به این سؤال این است که NDT جذاب‌تر از آزمایش مخرب است، زیرا به ماده یا شی‌ء موردبررسی اجازه می‌دهد تا سالم بماند و درنتیجه در هزینه و منابع صرفه‌جویی می‌کند.

ایمنی

NDT همچنین ازلحاظ ایمنی دارای اهمیت است، زیرا تقریباً تمام تکنیک‌های NDT (به‌جز آزمایش رادیوگرافی) برای افراد بی‌ضرر هستند.

بهره‌وری

روش‌ های تست غیرمخرب امکان ارزیابی کامل و نسبتاً سریع دارایی‌ها را فراهم می‌کنند، که می‌تواند برای اطمینان از ایمنی و عملکرد مداوم در یک محل کار بسیار مهم باشد.

دقت

روش‌های NDT دقیق و قابل پیش‌بینی ثابت شده‌اند. به‌طوری‌که شامل هر دو کیفیت موردنیاز مربوط به روش‌های تعمیر و نگهداری به‌منظور اطمینان از ایمنی پرسنل و طول عمر تجهیزات هستند.

آزمایش غیرمخرب مایه حیات یک تأسیسات است. تکنیک‌های NDT و نتایج قابل تکرار به تکنسین‌های آموزش‌دیده باتجربه و صداقت بستگی دارد. روش‌های NDT صنعتی و تفسیر نتایج توسط متخصصان معتبر انجام می‌شود.

تکنسین نه‌تنها باید در یک روش خاص NDT گواهینامه داشته باشد، بلکه باید بداند که چگونه تجهیزات مورداستفاده برای جمع‌آوری داده‌ها را به کار ببندد. درک توانایی‌ها و محدودیت‌های تجهیزات، تفاوت بین تصمیم‌گیری قبول یا رد یک بررسی و غیره از توانایی‌هایی است که یک بازرس کنترل کیفی باید از آن برخوردار باشد.

 

انواع تست های غیر مخرب

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:

• بازرسی چشمی (VT)
• تست اولتراسونیک (UT)
• تست رادیوگرافی (RT)
• تست جریان گردابی (ET)
• تست ذرات مغناطیسی (MT)
• انتشار آکوستیک (AE)
• تست مایع نافذ (PT)
• تست نشت (LT)

 

بازرسی چشمی (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.

نحوه انجام بازرسی چشمی

آزمایش بازرسی چشمی با چشم غیرمسلح و توسط بازرسان که به‌صورت بصری مواد یا تاسیسات را بررسی می‌کنند، انجام می‌شود. برای بازرسی چشمی داخل قطعات، بازرسان از چراغ‌قوه برای افزودن عمق به جسم موردبررسی استفاده می‌کنند.

بازرسی چشمی را می‌توان با ابزار RVI (Remote Visual Inspection) مانند دوربین بازرسی نیز انجام داد. برای قرار دادن دوربین در جای خود، بازرسان NDT ممکن است از یک ربات یا پهپاد استفاده کنند یا ممکن است آن را به‌سادگی از طناب آویزان کنند.

 

تست اولتراسونیک (UT)

تست غیر مخرب اولتراسونیک، فرآیند انتقال امواج صوتی با فرکانس بالا به مواد به‌منظور شناسایی تغییرات در خواص مواد است.

نحوه انجام تست اولتراسونیک

به‌طورکلی، تست اولتراسونیک از امواج صوتی برای تشخیص عیوب یا نقص در سطح مواد استفاده می‌کند. یکی از رایج‌ترین روش‌های تست اولتراسونیک، پالس اکو است. با استفاده از این تکنیک، بازرسان صداها را به مواد وارد می‌کنند و پژواک (یا بازتاب‌های صوتی) ناشی از نقص‌های روی سطح مواد را هنگام بازگرداندن آن‌ها به گیرنده اندازه‌گیری می‌کنند.

انواع مختلف تست اولتراسونیک شامل موارد زیر می‌شوند:

• تست التراسونیک آرایه فازی (PAUT)
• تست اولتراسونیک خودکار (AUT)
• پراش زمان پرواز (TOFD)

 

تست رادیوگرافی (RT)

تست غیر مخرب رادیوگرافی عمل استفاده از اشعه گاما یا ایکس بر روی مواد برای شناسایی عیوب است.

نحوه انجام تست رادیوگرافی

در تست رادیوگرافی، تابش از یک ایزوتوپ رادیواکتیو یا یک ژنراتور پرتو ایکس از طریق ماده مورد آزمایش و به یک فیلم یا نوعی آشکارساز دیگر هدایت می‌شود. خوانش های آشکارساز یک سایه نگار ایجاد می‌کند که جنبه‌های زیرین ماده بازرسی شده را نشان می‌دهد. آزمایش رادیوگرافی می‌تواند جنبه‌هایی از یک ماده را که تشخیص آن با چشم غیرمسلح دشوار است، مانند تغییرات در چگالی آن، آشکار کند.

 

تست جریان گردابی (ET)

تست غیرمخرب جریان گردابی نوعی آزمایش الکترومغناطیسی است که از اندازه‌گیری قدرت جریان‌های الکتریکی (که جریان گردابی نیز نامیده می‌شود) در میدان مغناطیسی اطراف مواد استفاده می‌کند. این امر، عیوب را در نقاط مختلف مواد شناسایی می‌کند.

نحوه انجام تست جریان گردابی

برای انجام تست جریان گردابی، بازرسان جریان‌های گردابی در میدان مغناطیسی اطراف یک ماده رسانا را بررسی می‌کنند تا وقفه‌های ناشی از وجود نقص در مواد را شناسایی کنند.

 

تست ذرات مغناطیسی (MT)

تست غیرمخرب ذرات مغناطیسی عمل شناسایی عیوب در یک ماده با بررسی اختلالات در جریان میدان مغناطیسی درون ماده است.

نحوه انجام تست ذرات مغناطیسی

برای استفاده از تست ذرات مغناطیسی، بازرسان ابتدا یک میدان مغناطیسی را در ماده‌ای القا می‌کنند که به‌شدت مستعد مغناطیسی شدن است. پس از القای میدان مغناطیسی، سطح ماده با ذرات آهن پوشانده می‌شود که اختلالاتی را در جریان میدان مغناطیسی آشکار می‌کند. این اختلالات نشانگرهای بصری را برای مکان‌های نقص در مواد ایجاد می‌کند. برای آشنایی با فلزات مغناطیسی به این صفحه مراجعه نمایید.

 

تست انتشار آکوستیک (AE)

آزمایش غیرمخرب آکوستیک، عمل استفاده از تشعشعات صوتی برای شناسایی عیوب احتمالی در یک ماده است.

نحوه انجام تست انتشار آکوستیک

بازرسانی که آزمایش‌های انتشار آکوستیک را انجام می‌دهند، در حال بررسی مواد برای انفجار انرژی صوتی هستند که انتشارات صوتی نیز نامیده می‌شود. این انتشارات صوتی ناشی از نقص در مواد است. شدت، مکان و زمان رسیدن این انتشارات صوتی را می‌توان بررسی کرد تا اطلاعاتی در مورد نقص‌های احتمالی در مواد آشکار شود.

 

تست مایع نافذ (PT)

تست غیر مخرب مایع نافذ به فرآیند استفاده از مایع برای پوشش دادن مواد و سپس جستجوی شکستگی در مایع برای شناسایی عیوب سطحی در مواد اشاره دارد.

نحوه انجام تست مایع نافذ

بازرسانی که آزمایش مایع نافذ را انجام می‌دهند، ابتدا مواد مورد آزمایش را با محلولی که حاوی رنگ قابل‌مشاهده یا فلورسنت است می‌پوشانند. سپس بازرسان هرگونه محلول اضافی را از سطح مواد پاک می‌کنند.

پس‌ازاین، بازرسان از یک آشکارساز برای بیرون کشیدن مایع نافذ از عیوب استفاده می‌کنند، سپس از نور ماوراءبنفش برای آشکار کردن عیوب (برای رنگ‌های فلورسنت) استفاده می‌کنند. برای رنگ‌های معمولی، رنگ در تضاد بین ماده نافذ و سازنده ظاهر می‌شود.

 

تست نشت (LT)

تست غیر مخرب نشتی به فرآیند مطالعه نشت در یک مخزن یا سازه به‌منظور شناسایی عیوب در آن اطلاق می‌شود.

نحوه انجام تست نشت

بازرسان می‌توانند با استفاده از اندازه‌گیری‌هایی که با فشارسنج، آزمایش حباب صابون یا دستگاه‌های گوش دادن الکترونیکی انجام می‌شود، نشت را در یک قطعه تشخیص دهند.

 

کاربرد تست های غیر مخرب

بسته به اینکه چقدر NDT را به‌طور گسترده تعریف می‌کنید، می‌توانید بگویید که تقریباً در هر صنعت در جهان از آن استفاده می‌شود، زیرا بازرسی‌های بصری (چه رسمی و چه گاه‌به‌گاه) تقریباً در هر محل کار به شکلی انجام می‌شود. همان‌طور که گفته شد، صنایع خاصی وجود دارند که به NDT نیاز دارند و فرآیندهای رسمی برای استفاده از آن دارند.

مهم‌ترین صنایعی که از تست های غیرمخرب استفاده می‌کنند عبارت‌اند از:

• نفت و گاز
• تولید برق
• مواد شیمیایی
• معدن
• هوافضا
• خودرو
• دریایی
• معدن

چگونه پهپادها می ‌توانند به NDT کمک کنند

در چند سال گذشته پهپادهای مجهز به دوربین به ابزار دیگری تبدیل‌شده‌اند که معمولاً در NDT برای جمع‌آوری داده‌های بصری استفاده می‌شود.
با توجه به محدودیت‌های این فناوری، برای مدتی پهپادها فقط می‌توانستند داده‌های بصری تکمیلی را برای بازرسان فراهم کنند، اما نمی‌توانستند جای بازرسانی را بگیرند که خودشان داده‌های بصری را جمع‌آوری می‌کنند.

بااین‌حال، با بهبود فناوری هواپیماهای بدون سرنشین، بازرسان توانسته‌اند از پهپادها بیشتر و بیشتر به‌عنوان ابزار RVI استفاده کنند، که در برخی موارد به‌طور کامل جایگزین نیاز آن‌ها به جمع‌آوری دستی داده‌های بصری می‌شود.

دو مورد از راه‌های اصلی کمک پهپادها به NDT عبارت‌اند از:

ایمنی

با حذف نیاز بازرسان به ورود به فضاهای خطرناک به‌منظور جمع‌آوری داده‌های بصری، پهپادها به بهبود ایمنی در محل کار کمک می‌کنند. برای بازرسی در فضای باز از تاسیساتی مانند خطوط برق یا برج‌ها، استفاده از پهپاد برای جمع‌آوری داده‌های بصری، مدت‌زمانی را که فرد برای حضور فیزیکی در هوا روی برج یا خط نیاز دارد، کاهش می‌دهد.

برای بازرسی‌های داخلی تاسیساتی مانند مخازن تحت‌فشار یا دیگ‌های بخار، استفاده از پهپاد مانند Elios 2 برای جمع‌آوری داده‌های بصری به این معنی است که بازرس مجبور نیست برای انجام این کار وارد یک فضای محدود شود و دوباره به کاهش چشمگیر قرار گرفتن در معرض خطر کمک می‌کند.

صرفه‌جویی در هزینه

پهپادها می‌توانند به شرکت‌ها کمک کنند تا ROI خود را در هر دو سناریوهای داخلی و خارجی بهبود بخشند، اما صرفه‌جویی به‌ویژه برای بازرسی‌های داخلی بسیار مهم است.

استفاده از یک پهپاد حرفه‌ای به‌جای فرستادن بازرس برای جمع‌آوری داده‌های بصری به‌صورت دستی به این معنی است که شرکت‌ها در عدم نیاز به ساخت و برداشتن داربست صرفه‌جویی می‌کنند و می‌توانند زمان‌های خرابی مرتبط با این الزامات را کاهش دهند.

 

سؤالات متداول

۱- تست غیر مخرب چیست؟

تست غیرمخرب (NDT) فرآیند بازرسی، آزمایش، یا ارزیابی مواد، اجزا یا مجموعه‌ها برای ناپیوستگی یا تفاوت در ویژگی‌ها بدون از بین بردن قابلیت سرویس‌دهی قطعه یا سیستم است. به‌عبارت‌دیگر، هنگامی‌که بازرسی یا آزمایش کامل شد، همچنان می‌توان از قطعه استفاده کرد.

۲- NDT برای چه مواردی استفاده می‌شود؟

تست غیر مخرب (NDT) یک تکنیک تست و تجزیه‌وتحلیل است که توسط صنعت برای ارزیابی خواص یک ماده، جزء، ساختار یا سیستم برای تفاوت‌های مشخصه یا عیوب و ناپیوستگی‌های جوشکاری بدون آسیب رساندن به قطعه اصلی استفاده می‌شود.

۳- انواع تست ‌های غیر مخرب کدام اند؟

بازرسی چشمی، تست التراسونیک، تست رادیوگرافی، تست جریان گردابی، تست ذرات مغناطیسی، تست انتشار آکوستیک، تست مایع نافذ و تست نشت