روش های پیشرفته آزمون های غیر مخرب

روش های پیشرفته آزمون های غیر مخرب

در سال­های اخیر تعداد زیادی از روش­های بازرسی غیر مخرب پیشرفته ایجاد شده است. این روش­ها امکان بازرسی از میزان زوال تجهیزات زیادی را فراهم کرده­اند. برخی از این روش­ها سریعتر بوده و جزئیات خیلی بیشتری نسبت به روش­های معمول را ارائه می­دهند. در مجموع، روش­های نوین نسبت به روش­های معمول حساسیت کمتری در نمایش نتایج بازرسی دارند. این روش­ها دارای ابزاری نیز می­باشند که قابلیت بازرسی از نقاط غیر قابل دسترسی را فراهم می­کنند.

Ultrasonic/Acoustic Techniques

  • Guided Wave – Teletest
  • Guided Wave – GUL Wavemaker
  • CHIME
  • LORUS
  • EMAT
  • Verkade
  • TOFD Fast Screening
  • M-Skip
  • Rapidscan
  • Acoustic Emission
  • Quantitative Acoustic Emission

Radiographic Techniques

  • Lixi
  • SCAR
  • ThruVu
  • Neutron Backscatter

Electromagnetic/Electrical Techniques

  • SLOFEC
  • Pulsed Eddy Current
  • Magnetic Flux Leakage
  • Magnetic Flux Leakage – Pipescan
  • Microwave

Thermal Techniques

  • Thermography

Other

  • Laser Shearography
  1. Long Range Guided Ultrasonic Wave Technique (Teletest)

 

در این روش به کمک سیگنال عبوری، امکان بازرسی حجم بزرگی از سیستم پایپینگ وجود دارد.

1

2

تجهیزات بازرسی به روش Teletest

 

 

 

 

 

 

 

 

 

با قرار دادن ردیفی از مبدل­های پیزوالکتریک در دور تا دور لوله و ارسال جریان در هر دو طرف آن، امکان بازرسی و ارزیابی 100% ضخامت لوله فراهم می­گردد.

 

3

دو نوع از سیگنال¬های بکار رفته در این روش

مبدل التراسونیک موج­های متقارنی از امواج را در سر تا سر طول لوله ارسال کرده و در اثر برخورد و بازتاب آن عیوب آشکار می­گردند. تغییر در ویژگی و طول مسافتی که امواج در اثر برخورد با عیوب ناشی از جوش و یا کاهش ضخامت طی می­کنند، منجر به ایجاد سیگنال­های برگشتی متفاوتی می­گردد.

4

نرم افزار روش Teletest برای نمایش نمودار فاصله اصلاح دامنه (DAC) جهت آنالیز

بازرسی ثانویه همچون RT و یا UT نیز برای بازرسی کمی نواحی خورده شده در کنار این روش استفاده می­گردد.

قابلیت­ها

  • کاربردها: خطوط انتقال و توزیع، پالایشگاه­ها، انشعابات در دریا، خطوط اسکله، خطوط متصل به مخازن، پایپینگ نیروگاهی، پایه­های مخازن کروی، هدر ها و اسکلت کشتی
  • دارای توانایی بازرسی در چند جهت، یعنی هم طولی و هم پیچشی
  • توانایی تشخیص نواحی مشکوک به خوردگی در اطراف لوله
  • بازرسی سریع داخل و خارج طولی لوله از نظر خوردگی
  • با توجه به شرایط، قابلیت آشکارسازی یزان فلز زوال یافته و ترک > 5%
  • آشکارسازی میزان کاهش سطح مقطع تا 9% با اطمینان بالا
  • مناسب برای بازرسی طولی جوش­ها (بزرگتر از 6m) و خطوط مستقیم (بدون وجود اتصالات T-شکل، خم و فلنج)
  • مناسب برای لوله­های استاندارد ASME: 38mm(1.5”)-1200mm(48”)، برای ابعادهای دیگر نیاز به تجهیزات بوده
  • قابلیت بازرسی تا ضخامت 80mm(3.15”)
  • نیازی به کوپلینگ ندارد
  • متریال­های قابل بررسی: فولادهای کربنی و کربن-منگنز، زنگ نزن آستنیتی و دوپلکس
  • بازرسی انواع لوله: بدون درز، جوشکاری شده بصورت دوار و طولی
  • انواع پوشش­ها: عایق فومی پلی اورتان، عایق Mineral wool، اپوکسی، اپوکسی تار، PVC، رنگ­ها. برای شرایط دارای ضخامت و دانسیته بالاتر پوشش بکار رفته، نتایج بازرسی تحت تاثیر قرار می­گیرد.
  • بطور کلی تا محدوده 60m (30m از هر طرف) را می­تواند بازرسی کند. تحت شرایط ایده­ال تا طول 350m از خطوط لوله از یک طرف را می­توان بازرسی کرد. طول لوله قابل بازرسی به چند عامل بستگی دارد که عبارتند از: تعدد عیوب، نوع پوشش و یا جنس آن.

محدودیت­ها

  • دسترسی مستقیم به 5m از لوله برای بازرسی
  • عدم کارایی بر فلنج­ها
  • بصورت عملی، در هر مرحله بازرسی تنها یک خم می­تواند در محدوده تحت ارزیابی باشد. برای بهینه کردن روش باید فواصل مابین هر دو خ را بازرسی کرد. از طرفی میزان قدرت موج بکار رفته نیز تاثیر گذار است.
  • لوله­های دارای ویسکوزیته بالا (برای مثال هیدروکربن­ها) منجر به تضعیف میزان قدرت موج و در نتیجه ایجاد اختلال در بازرسی می­گردند
  • لوله­های پوشش­دار نیز کار بازرسی را دچار مشکل می­کنند. بطور کلی پوشش­های ضخیم­تر و چگال­تر میزان سیگنال ارسالی را هر چه بیشتر تضعیف می­کنند. البته طبیعت و شرایط اتصال پوشش نیز مهم می­باشد.
  • بهترین شرایط کارایی این روش بازرسی طولی لوله روی زمین و بدون وجود فلنج می­باشد

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • نیاز به تماس مستقیم تجهیزات با لوله
  • نیاز به 100mm تمیزکاری در محل اتصال تجهیزات بازرسی به لوله
  • نوع پوشش بکار رفته
  • ویسکوزیته لوله
  • شکل لوله
  1. Guided Ultrasonic Wave Technique (Wavemaker)

در روش موج هدایت شده (UT) امکان بازرسی ناحیه بزرگی از پایپینگ بوسیله ایجاد سیگنال از یک نقطه فراهم می­باشد.

5

نحوه عملکرد روش Wavemaker

امواج هدایت شده (GW) در راستای لوله عبور کرده و موانع موجود در لوله را تشخیص می­دهد (با ایجاد تغییر در میزان موج بازگشتی). تغییر در ضخامت لوله نیز می­تواند منجر برگشت موج با دامنه متفاوتی از موج اولیه می­گردد. مبدل پیزوالکتریک پس از اتصال به لوله، امواج هدایت شده­ای را در طول و عرض لوله ایجاد کرده که منجر به بازرسی 100% آن می­گردد.

6

مبدل تولید امواج از رینگ

شماتیکی از نتایج حاصل از بازرسی Wavemaker نشان دهنده ارائه نتایج در هر دو طرف مبدل رینگی

شماتیکی از نتایج حاصل از بازرسی Wavemaker نشان دهنده ارائه نتایج در هر دو طرف مبدل رینگی

قابلیت­ها

  • بازرسی سریع داخل و خارج مقطع طولی لوله
  • قابلیت تصویر کردن نتایج و ضبط آن
  • با توجه به امکان استفاده از سیستم T-Scan در این روش، قابلیت بازرسی تیوب­های مبدل حرارتی فراهم شده است
  • قابلیت استفاده برای سیستم پایپینگ در زیر آب
  • با کمک دستگاه تولید کننده امواج هدایت شده G3 برای ارائه نتایج بازرسی می­توان میزان فلز از دست رفته و ترک­های با طول بزرگتر از 1% ضخامت را تشخیص داد. عیوب را تا 5% ضخامت فاصله از سطح نیز می­توان با اطمینان بالا بازرسی کرد.
  • با دستگاه G3 می­توان عیوب با ابعاد 0.1% از ضخامت را می­توان تشخیص داد.
  • مناسب بازرسی برای طول لوله، یعنی عدم وجود فلنج
  • مناسب برای بازرسی لوله­های با قطر: 16mm (3/4″) -1800 mm (72″) – برای بازرسی در ابعاد بزرگتر نیاز به تجهیزات (رینگ­) قابل انبساط می­باشد.
  • قابلیت بازرسی تا ضخامت 75mm (3″)
  • نیازی به کوپلینگ ندارد.
  • قابلیت بازرسی تمامی فلزات
  • انواع پوشش­ها: عایق فومی پلی اورتان، عایق Mineral wool، اپوکسی، اپوکسی تار، PVC، رنگ­ها. برای شرایط دارای ضخامت و دانسیته بالاتر پوشش بکار رفته، نتایج بازرسی تحت تاثیر قرار می­گیرد.
  • در شرایط ایده­ال تا 100m را می­توان با یک سیگنال بازرسی کرد.

محدودیت­ها

  • نیاز به دسترسی در سطح (360 degreed over 25cm axial length)
  • قابلیت بازرسی فلنج­ها وجود ندارد زیرا امواج را از خود عبور نمی­دهند.
  • در هر مرحله بازرسی تنها یک خم می­تواند بررسی گردد.
  • ویسکوزیته بالا لوله (برای مثال قیر) منجر به ایجاد اختلال در بازرسی می­گردد.
  • لوله­های حاوی پوشش سخت (قیر ضخیم) میزان انرژی امواج را کاهش می­دهد. شرایط پوشش و طبیعت چسبندگی آنها روی بازرسی تاثیرگذار است.

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • فرکانس موج التراسونیک بر روی تشخیص عیوب بزرگ و کوچک تاثیرگذار است، به هر حال فرکانس بالای موج دارای حساسیت بالاتری است.
  • نوع پوشش بکار رفته
  • ویسکوزیته لوله
  • شکل لوله
  1. CHIME(Creeping / Head wave Inspection Method)

یکی از روش­های UT با دامنه امواج متوسط و سرعت بالا می­باشد که برای بازرسی مخازن، پایپینگ و پلیت­ها بکار گرفته می­شود. کاربرد اصلی این روش بررسی خوردگی لوله­ها تحت ساپورت­ها و همچنین تجهیزاتی که در دسترس مستقیم نباشند، می­باشد (برای مثال خوردگی لوله­های تحت صفحات نازل­ها). با این روش می­توان خوردگی بوجود آمده در داخل و خارجی سطوح لوله­ها را ارزیابی کرد ولی داخل و یا خارج بودن آن قابل تشخیص نیست.

8

قابلیت­ها

روش CHMIE بوسیله دو پروب، امکان بازرسی کل متریال را فراهم می­کند (یک فرستنده و دیگری گیرنده). کفشک­های پروب CHMIE برای دریافت امواج بصورت زاویه­دار شده بوده که در سه حالت زیر می­باشند:

  1. امواج خزشی – امواج فشاری اسکن کننده سطح

9

2.توده امواج – امواج با دامنه کوتاه

10

3.   امواج بالاسری (یا امواج CHMIE) – امواج زاویه داری که در زاویه بحرانی °33 تولید می­شوند. موج خزشی زمانی که موج بالایی با سطح دورتر برخورد می­کند، ایجاد می­گردد. این شرایط در سطوح داخلی و خارجی تکرار می­گردد. موج­های خزشی ایجاد شده در سطح بوسیله دریافت کننده شناسایی می­شود. رابطه مستقیمی بین زمان ایجاد پیک­ها و ضخامت قطعه وجود دارد.

11

سیستم پیچیده انواع موج­ها، الگوی پیچیده­ای از سیگنال­ها را پدید می­آورد:

12

وجود تغییر در دامنه و زمان دریافت سیگنال بیانگر وجود عیب در متریال دارد. سیگنال­های A-Scan تحلیل شده و براساس دامنه سیگنال بصورت تصویر در می­آید (مشابه اطلاعات TOFD).

اگرچه این روش براساس ایجاد تصویر خروجی می­دهد ولی توانایی ایجاد ارزیابی عیوب بصورت نیمه کمی را دارد. سیگنال­ها را می­توان بصورت زیر دسته­بندی کرد:

  • کاهش ضخامت تا کمتر از 10%
  • کاهش ضخامت 40%-10%
  • کاهش ضخامت تا بیش از 40%

تغییر در سیگنا عبوری نیز بیانگر وجود عیب است. در صورتیکه تمامی سیگنال از بین برود یعنی عیب بزرگی وجود داشته و به راحتی قابل بررسی می­باشد. میزان کاهش سیگنال متناسب با سطح و عمق (یعنی حجم) عیب می­باشد، یعنی کاهش کمتر سیگنال متناسب با عیب کوچکتر و حجم بزرگتر عیب متناسب با کاهش بیشتر سیگنال می­باشد.

وجود دو پروب می­تواند برای تجهیزات حلقوی شکل (دور لوله) و یا خطوط مستقیم (در طول لوله) به کار آید. برای حالت حلقوی نسبت OD/ID≤1.19 باشد.

 

محدودیت­ها

  • برای بازرسی دور تا دور لوله، قطر آن باید بزرگتر از 75mm و نسبت OD/ID≤19 باشد در صورتیکه برای نسبت­های بزرگتر نیز این روش کارای دارد ولی نتایج حاصل قابل اطمینان نمی­باشند. برای امواج طولی، محدودیتی براساس قطر وجود ندارد.
  • در شرایط ایجاد امواج محوری، فاصله بین پروب فرستنده و گیرنده باید کمتر از 1m باشد. برای امواج حلقوی این فاصله باید کمتر از حدود 700mm باشد.
  • مناسب برای ضخامت­های 3-50mm
  • نتایج نیمه کمی دارد.
  • تنها مناسب برای متریال با دو دیواره موازی و یا نیمه موازی است.
  • برای ارزیابی عیوب کوچکتر و با توجه به میزان حساسیت موج التراسونیک نیاز به پروب CHIME با کریستال بزرگتر (معمولاً ≥15mm) می­باشد.
  • کاهش دامنه سیگنال خروجی CHMIE می­تواند ناشی از عوامل زیر باشد:
  1. فاصله بین لوله و ساپورت که منجر به خنثی کردن امواج خزشی می­گردد
  2. وجود پوشش
  3. عدم وجود زبری سطح مناسب در محل بازرسی و یا محل دریافت سیگنال
  4. کاهش و یا عدم اثر بخشی کوپلینگ پروب

مکانیزم­های فوق که منجر به کاهش سیگنال دریافتی می­گردند، ممکن است توانایی این روش را بخاطر تشخیص اشتباهی عیوب کاهش دهند (بصورت کاهش ضخامت نتایج ظاهر می­گردند). تجربه نشان داده است که توده امواج نسبت به سیگنال منفرد CHIME به موارد فوق حساسیت کمتری دارد.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • قابلیت دسترسی به اتصال پروب­ها به تجهیز مورد بازرسی.
  • تمیز کاری کافی بر روی لوله (حدود 100mm تا اطراف پروب)
  • سطوح باید از نظر بازرسی همچون شرایط آزمون UT آماده باشند.
  • برخی گزارش­ها از تحلیل بازرسی سطوح داخلی متریال، بیانگر کاهش کیفیت اطلاعات حاصل می­باشد. در این شرایط می­توان از روش pulse-echo (p-e) استفاده کرد ولی این روش قابلیت تشخیص عیوب خوردگی را ندارد.

 

 

 

4. LORUS (Long Range Ultrasonic System) Technique

 

در روش LORUS با امواج زاویه دارشده حساس، به همراه سیستم ثبت کننده التراسونیک، بازرسی انجام می­گردد. در این روش امواج التراسونیک برای دستیابی به مناطق غیر قابل دسترس، در چند زاویه به قطعه برخورد دارند. برای بازرسی مناطق خورده شده از روش pulse-echo استفاده می­شود. سیگنال­های بازگشتی در این روش قابلیت ثبت بصورت سه بعدی دارند. با ثبت ناحیه خورده شده، امکان محاسبه محل دقیق و میزان عیوب بوجود آمده از بررسی یک به یک تصاویر مهیا می­شود.

 

 

 

13

 

قابلیت­ها

این روش برای ارزیابی سریع مکان­هایی که به سختی در دسترس هستند بکار گرفته می­شود. برای مثال در شرایط ارزیابی خوردگی پلیت­های دوار مخازن نگهدارنده از این روش استفاده می­شود. با دسترسی به یک نقطه از محل مورد نظر، امکان بازرسی از ناحیه بزرگی غیر قابل دسترس فراهم می­شود. بازرسی ناحیه خورده شده تا فاصله زیادی (1m) امکان پذیر است. اسکنرهای تماسی دستی برای بازرسی مکان­های با دسترسی سخت، نتایج را به سرعت ارائه می­کنند.

  • محدوده بازرسی تا 1m
  • مناسب برای تمامی مخازن و با هر ابعادی
  • مناسب برای پلیت­های دوار با ضخامت 6-25mm
  • توانایی شناسایی خوردگی­های شدید (حفره دار شدن) و موضعی
  • تعیین و تخمین میزان خوردگی (ارائهcorrosion mapping )
  • مناسب برای محاسبه میزان رشد خوردگی
  • بررسی میزان تخریب ناشی از خوردگی

 

محدودیت­ها

  • بازرسی کامل کف مخازن امکان پذیر نیست.
  • جهت بالا و یا پایین بودن خوردگی قابل تمیز دادن نیست.
  • بازرسی سطوح باید در شرایط عاری از ناخالصی، سرباره جوشکاری، خوردگی و پوشش دهی (مگر اینکه پوشش به خوبی با سطح در تماس باشد) انجام گیرد.
  • شرایط نامناسب رینگ دوار بازرسی نیز در ارائه نتایج تاثیر گذار است.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • حذف نواحی خورده شده سطحی
  • شکل عیوب

 

 

 

 

5.  EMAT (ElectroMagnetic Acoustic Tranducers) Technique

 

یکی از انواع روش التراسونیک بوده که نیاز به مایع کوپلینگ ندارد. مبدل­های EMAT امواج التراسونیک را در قطعه تحت بازرسی ایجاد می­کنند. با توجه به نوع پیزوالکتریک، انواع امواج التراسونیک در داخل متریال تحت آزون قابل تولید می­باشد. یکی از مزیت­های این روش قابلیت کار کردن در دمای بالا می­باشد.

14

اصول عملکرد ایجاد امواج التراسونیک توسط EMAT

قابلیت­ها

– تجهیزات این روش در اتاقکی حدود 100ft محل آزمون قرار می­گیرند. این تجهیزات شامل فرستنده، گیرنده و صفحه نمایش ارائه نتایج می­باشد. خروجی این روش قابلیت پرینت شدن بصورت رنگی را دارد. اتصالات کابل مرکزی به روبات تجهیزات، امکان اسکن کردن ناحیه تحت آزمون را دارد. فرستنده بازرسی، قبل از انجام بازرسی، باید به کمک یک نمونه لوله استاندارد کالیبره گردد.

روبات این روش دارای دو فرستنده EMAT با قطر مختلف می­باشد. فرستنده­ها امواج را بصورت دوار و در هر دو جهت متریال اعمال می­کنند. بازرسی در این حالت بصورت عمودی و یا در راستای طولی لوله انجام گرفته تا نواحی خورده شده مشخص گردند.

تجهیزات اطلاعات دریافتی از انواع سیگنال را ثبت می­کنند. سپس خروجی آنالوگ از شرایط لوله و ساپورت آن ثبت می­گردد. با اعمال این روش، بازرسی سریعی از دور تا دور لوله انجام می­گیرد. عیوب در این روش به کمک محاسبه میزان اختلاف زمان عبور امواج از داخل ناحیه بدون ایراد و ناحیه حاوی مانع عبوری امواج تعیین می­گردند. بدین وسیله می­توان ناحیه بزرگی از لوله تحت بازرسی از نظر خوردگی قرار داد. از طرفی امکان بازرسی از ساپورت لوله­ها با این روش مهیا می­باشد.

 

 

 

 

 

15

شرایط عملکردی روش EMAT

16

 

محدودیت­ها

  • نتایج بازرسی قابلیت تمیز دادن داخل و یا خارج بودن عیوب سطح لوله را ندارد.
  • این روش تنها نتایج کیفی از میزان خوردگی ارائه می­دهد.
  • در این روش نیاز به ایجاد لایه فرومغناطیس برای اثر بخشی امواج التراسونیک می­باشد.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • فرستنده نیاز به 400mm×400mm تمیزی در اطراف آن دارد.
  • شرایط سطح
  • متریال و شرایط ساخت
  • شکل
  • دمای کاری

 

6. Verkade Ultrasonic CUS Technique

 

خوردگی در اطراف لوله زمانی رخ می­دهد که لوله در اثر دمای بالای کاری مقداری حرکت می­کنند. نیروهای سایشی بین لوله و ساپورت­ها منجر به حذف رنگ و ایجاد خوردگی ناشی از آب می­گردد. خوردگی در پایین ساپورت­ها (CUS) را می­توان بوسیله روش التراسونیک به کمک فرستادن امواج از یک طرف لوله و دریافت آن از طرف دیگر، مانیتور کرد.

روش بازرسی التراسونیک CUS در لوله به قطر 30”

روش بازرسی التراسونیک CUS در لوله به قطر 30”

امواج التراسونیک در دور تا دور لوله ایجاد شده و نتایج آن توسط آَشکارساز دریافت می­گردد. در صورتیکه عیبی موجود نباشد، پرتو دریافتی با همان قدرت اعمال شده در نمایشگر نشان داده می­شود. در صورت وجود عیب مقداری از امواج التراسونیک در جهاتی دیگر انعکاس یافته و لذا منجر به کاهش قدرت سیگنال دریافتی می­گردد.

الف) الگوی حرکتی امواج در حالت بدون وجود عیب، ب) الگوی حرکتی امواج در حالت وجود عیب

الف) الگوی حرکتی امواج در حالت بدون وجود عیب، ب) الگوی حرکتی امواج در حالت وجود عیب

قابلیت­ها

  • قابلیت کاربرد بر روی سطوح تا دمای 60°C
  • بازرسی در لوله­های با قطر 1”-48” (میزان عمق قابل بازرسی وابسته به سطح لوله و حتی وجود پوشش دارد.)
  • حسایت اندازه­گیری فرایند قابل انتخاب بوده
  • ضخامت، عمق خوردگی و محل عیوب با این سیستم قابل ارزیابی است.

 

محدودیت­ها

  • فرایند بازرسی می­تواند تحت تاثیر خوردگی داخلی و یا ناخالصی­ها قرار گیرد.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • لوله­ها حین بازرسی باید روی ساپورت قرار گیرند.
  • فاصله لوله­ها حین بازرسی باید 100mm باشد.
  • شرایط سطح
  • خوردگی داخلی

 

 

7.  TOFD Fast Screening Technique

 

روش و تجهیزات TOFD برای بازرسی جوش بکار گرفته می­شوند. در واقع روش TOFD قابلیت بازرسی عیوب دور از پروب را امکان­پذیر می­کند. برای بازرسی سطح بزرگی از قطعه از مبدل امواج استفاده می­شود. نرم افزار Shell Global Solutions برای تخمین ناحیه مورد نیاز برای نصب پروب جهت اندازه­گیری دقیق (یعنی پاسخ قایل ارزیابی ناشی از عیوب در اثر سیگنال برگشتی) و صحت عیوب (یعنی اندازه­گیری میزان خطای حاصل از نتایج اندازه عیب)، بکار گرفته می­شود. لذا این نرم افزار برای اتوماتیک کردن فرایند TOFD برای اندازه گیری زمان حرکت امواج، تبدیل و برگشت ناشی از برخورد با عیوب خوردگی استفاده می­شود.

محل قرارگیری پروب TOFD با استفاده از محاسبه مکان بازتاب امواج فشاری (CC) و امواج تبدیل شده (SC

محل قرارگیری پروب TOFD با استفاده از محاسبه مکان بازتاب امواج فشاری (CC) و امواج تبدیل شده (SC

مثالی از وجود کاهش سطح مقطع در اثر وجود عیب در قطعه

مثالی از وجود کاهش سطح مقطع در اثر وجود عیب در قطعه

قابلیت­ها

  • تجهیزات این روش دارای قابلیت تجزیه و تحلیل تصویری سیگنال­ها تا ضخامت 20-30mm و یا حتی ضخامت­های 100mm می­باشند.
  • تجهیزات بازرسی متناسب با میزان محل مورد نیاز برای نصب پروبتحت شرایط زیر مورد استفاده قرار می­گیرند:
  • 30mm برای ضخامت 20mm الی 80mm برای ضخامت 100mm
  • عمق قابل بازرسی با افزایش ضخامت، افزایش می­یابد (یعنی فرکانس بالاتر). مثلاً از 5mm برای ضخامت 20mm تا 2mm برای ضخامت 100mm.
  • برای قطعات با اشکال دوار، 5mm برای ضخامت 20-100mm.
  • وجود امواج جانبی در نزدیکی سطح برای بازرسی، خطای ناشی از وجود لایه رنگ را کاهش می­دهد.
  • این روش برای بازرسی خوردگی حفره دار شدنه مخازن پوشش دار ایده ال می­باشد (برای پوشش­های: roll bondor explosion bond type; not welded overlay)، نوعی محدودیت در محاسبه ضخامت کلی برای شرایطی که ضخامت پوشش به اندازه بحرانی 3mm وجود دارد، ایجاد می­شود.
  • قابل کاربرد برای فولادهای کربنی کم آلیاژ و آلیاژ شده بوده با اینکه حساسیت کمی کاهش می­یابد (پلیت متریال دارای ساختار هم محور و نه جوشکاری شده).
  • نحوه نتایج حاصل از بازرسی برخی عیوب با روش TOFD

    نحوه نتایج حاصل از بازرسی برخی عیوب با روش TOFD

    محدودیت­ها

    • این روش برای ضخامت­های پایین (کمتر از 15-20mm) مناسب نبوده زیرا بازده­ای تجهیزات کاهش یافته (عدم امکان استفاده از مزایای پرتوهای عمودی برای تعیین شماتیک خوردگی) و موج جانبی نزدیک سطح نیز قدرت تفکیک پایینی می­یابد (برای ضخامت کمتر از 6mm).
    • وجود پوشش بر روی صحت امواج جانبی دریافتی نمایشگر TOFD اثر منفی گذاشته و لذا می­تواند مانع ارزیابی سیگنال بازگشتی از عیوب گردد (و از طرفی می­تواند مانع اثر بخشی اتوماتیک کردن فرایند گردد).
    • ممکن است ناخالصی­ها موجود در متریال، به اشتباه ذرات خوردگی تشخیص داده شوند، بخصوص زمانیکه نزدیک به سطح داخلی قطعه باشند.

     

    الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

    متناسب با انواع پروب، شرایط بهینه عملکرد فرایند به شرح زیر می­باشد:

    • اسکنر دستی برای سطوح مناسب­تر می­باشد
    • اسکنر مکانیزه شده برای یک ناحیه مشخص (دسترسی به تمامی محل مورد بازرسی نباشد).
    • اسکنر مکانیزه با کنترل حرکت بصورت مغناطیسی برای اعمال به تمامی نقاط یک مخزن (بخصوص برای نقاط دور از دسترس)
اپراتور در حال نصب پروب TOFD، این روش برای سطوح عمودی و 20m2 بازرسی در روز مناسب می¬باشد

اپراتور در حال نصب پروب TOFD، این روش برای سطوح عمودی و 20m2 بازرسی در روز مناسب میباشد

8.  M-skip (Multi-Skip) Technique

 

یکی از روش­های التراسونیک با قدرت متوسط که توانایی بازرسی سریع مخازن، لوله­ها و پلیت­ها را دارد.

 

قابلیت­ها

روش M-Skip (Multi-Skip) از دو پروب زاویه دار جهت ایجاد امواج برشی تشکیل شده است که قابلیت عبور این امواج با حرکت به سطح و داخل قطعه از کاهش قدرت بازرسی جلوگیری می­کند. با محاسبه و آنالیز زمان حرکتی سیگنال­ها، اطلاعات کمی حاوی ضخامت و یا وجود عیوب بدست آید.

از طریق پروب­های مذکور، اندازه­گیری­های دقیقی به کمک میانگین ابعاد محاسبه شده امکان­پذیر می­باشد. در این روش نواحی دیگر همچون ساپورت و گیره­ها در اطراف لوله­ها، منجر به خطا در اندازه­گیری نمی­شوند. تغییرات بوجود آمده در سیگنال­های دریافتی (بصورت قدرت و یا زمان دریافت سیگنال) بیانگر وجود عیوب و یا کاهش ضخامت می­باشد.

از طرف دیگر عیوب سطحی و یا نزدیک به سطح پشتی نیز قابل ردیابی می­باشند. در برخی موارد نیز امکان بازرسی عیوب سطحی نیز وجود دارد. از نظر کلی در مقایسه با روش CHIME شرایط بهتری را برای بازرسی فراهم می­کند.

قابلیت بازرسی از سیستم پایپینگ را در شرایطی که حتی ساپورت­ها و دیگر موانع (همچون گیره­ها) نیز مشکلی ایجاد نکنند، فراهم می­کند. با توجه به فاصله 1m مابین پروب­ها، امکان بازرسی در این بازه را برای لوله­ها با هر قطری فراهم می­شود.

بازرسی از طریق اولین سه سیگنال ایجاد شده مابین پروب فرستنده و گیرنده در حضور عدم وجود عیوب

بازرسی از طریق اولین سه سیگنال ایجاد شده مابین پروب فرستنده و گیرنده در حضور عدم وجود عیوب

بازرسی از طریق اولین سه سیگنال ایجاد شده مابین پروب فرستنده و گیرنده در حضور عیوب

بازرسی از طریق اولین سه سیگنال ایجاد شده مابین پروب فرستنده و گیرنده در حضور عیوب

محدودیت­ها

روش M-Skip برای بررسی عیوب/ خوردگی بکار گرفته می­شود. مشخص است که اطلاعات کمی حاصل از این روش، یعنی بررسی عیوب و ضخامت قطعه در خطی مابین دو پروب امکان­پذیر است.

اسکن اطلاعات حاصل از عیوب از یک جهت منجر به عدم امکان بازرسی با از دیگر جهات می­گردد و لذا این نقیصه منجر به عدم امکان محاسبه عمق عیب می­گردد. در این شرایط کاهش ضخامت قطعه تنها بصورت عیوب خطی فرض می­گردد. از طرفی وجود عیب جداگانه در بین پروب­ها بصورت یک عیب خطی فرض می­گردد.

پروب­های فرستنده و گیرنده باید 1m از هم فاصله داشته باشند، این شرایط برای بازرسی تجهیزات با دیواره­های موازی و یا نسبتاً موازی مناسب بوده در حالیکه برای تجهیزات دوار نیز قابل استفاده می­باشد.

برای اطمینان از نتایج، بهتر است که بازرسی به روش UT نیز انجام گیرد.

برای شرایط بهینه در این روش، باید در محدوده­ای که بین دو پروب قرار می­گیرد ضخامت قطعه هیچگونه غیر هم ترازی نداشته باشد تا بصورت عیبی همچون کاهش ضخامت محاسبه گردد (برای مثال شروع و پایان نقاط اسکن لوله، روی ساپورت انجام گیرد).

بازرسی­های صورت گرفته توسط پروب­های این روش در هر دو حالت حرکت خطی و دوار امکان­پذیر است. پروب­های با زاویه کم برای حرکت دوار استفاده شده تا زاویه تقریباً ثابتی روی سطح داخلی قطر لوله داشته باشند.

وجود پوشش­ها می­تواند تاثیر محسوسی بر کیفیت و دامنه سیگنال­های M-Skip داشته باشند.این اثرات در کنار سیگنال­های بازتابی ناخواسته از پوشش­ها روی نتایج بازرسی تاثیر منفی دارند.

برای تجهیزات با ضخامت پایین (کمتر از حدود 10mm)، سیگنالی از عیوب منفرد دریافت نشده و لذا اطلاعاتی پیرامون این عیوب دریافت نمی­گردد.

تجربه نشان می­دهد که اطلاعات حاصل از عیوب در ضخامت­های بیش از 15mm قابل اطمینان می­باشند ولی به هر حال برخی از سطوح با شکل نامنظم منجر به کاهش ضخامت می­شوند، یعنی باعث حذف برخی از سیگنال­های دریافتی می­گردد ولی این امر بواسطه بهینه کردن پروب­ها قابل اصلاح است.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • دسترسی دستی به اتصال پروب و اسکنر
  • تمیزی کافی در محل اتصال پروب­ها و دیگر تجهیزات بازرسی (حدود 100mm اطراف آن)
  • ماکزیمم فاصله پروب­ها 1m
  • شرایط سطوح دارای کیفیتی همچون بازرسی UT

 

9.  Rapidscan Technique

 

یکی از روش­های التراسونیک با سرعت بالا و قابلیت استفاده از اسکنر نوع –C برای بازرسی سه بعدی عیوب می­باشد.

 

قابلیت­ها

  • ایجاد امواج التراسونیک در 128 مسیر بوسیله پروب
  • دارای انواع اسکن­های نوع A, B, C & D
  • توانایی بررسی اغلب عیوب صفحه­ای شکل
  • قابلیت بازرسی خوردگی فلزات (بصورت غیر قابل رویت، لایه لایه و بین لایه­ها) و ترک­ها
  • قابلیت استفاده برای بازرسی عیوب بوجود آمده در محل اتصال لایه­های کامپوزیت تحت بارهای ضربه­ای
  • قابل کاربرد برای بازرسی عیوب فایبرها و حفرات در محل­های اتصال
  • استفاده از لاستیک تایر برای کوپلینگ کردن شرایط مناسب را برای بازرسی پروب­ها فراهم می­کند.
  • پروب­های این روش قابلیت اتومات شدن دارند.
نمونه¬ای از تجهیزات این روش به همراه اسکنر آن

نمونه ای از تجهیزات این روش به همراه اسکنر آن

06

 

 

 

 

 

 

 

 

محدودیت­ها

  • تنها مناسب برای سطوح بزرگ
  • بیشترین کاربرد بررسی عیوب صفحه­ای آن در کامپوزیت­ها است.
  • کابل بین پروب و آشکارساز بیش از 10m نمی­تواند باشد.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • وزن تجهیزات 12 کیلوگرم و پروب 3 کیلوگرم است.
  • حداقل میزان شرایط لازم برای ایجاد کوپلینگ اسپری آب است.
  • جهت اسکن و سطح قطعه عمود بر هم می­باشند.

 

10.  Acoustic Emission Technique

 

در روش انعکاس صوتی (AE) از ایجاد امواج الاستیک عبوری با فرکانس بالا برای بازرسی استفاده می­شود که برای آنالیز کردن اطلاعات حاصل از آن، این سیگنال را بوسیله مبدل تبدیل به الکتریسیته می­کند. منبع این سیگنال خود متریال بوده و یا ممکن است ناشی از عیوب، ترک و خوردگی بوجود آمده در متریال باشد. سنسورهای AE برای آزمون نشتی­یابی سیستم­های تحت فشار نیز استفاده می­شود، سیگنال­های حاصل از این روش بصورت طبیعی پیوسته بوده و کار با آن را آسان ی­کند.

اصول کلی عملکرد روش آزمون انعکاس صدا

اصول کلی عملکرد روش آزمون انعکاس صدا

سنسور پیزوالکتریک مستقیماً به سطح قطعه وصل شده و یا در حالتیکه دما بالا باشد، “هدایت کننده امواج” را با جوشکاری به انتهای قطعه متصل می­کنند.

برای تشخیص محل عیب و یا منبع، در حین مانیتور کردن داده­ها، تجهیز باید تحت بار و یا شرایط عملکردی باشد. برای انجام آزمون در بازه زمانی کمتر، میزان تنش بالاتری نسبت به حالت معمول برای ایجاد شبیه­سازی شرایط کاری اعمال می­گردد. برای مخازن تحت فشار به نوعی شرایط تست هیدروستاتیک و یا پنوماتیک اعمال می­گردد. در صورتیکه در اثر اعمال تنش بالاتر خسارتی ایجاد نگردد می­توان مدت زمان آزمون را بیشتر کرد. انجام مانیتورینگ بازرسی حین شروع به کار و یا خاموش کردن سیستم کارخانه، شرایط مناسبی برای بررسی تجهیزات با ضخامت بالاتر و یا تحت دمای کاری بالاتر فراهم می­کند.

سیگنال­های دریافتی از سنیورها بوسیله یک آمپلی فایر اولیه در ابتدا تقویت می­شوند و لذا برخی از سیگنال­های اضافی نیز توسط خود سنسور حذف می­گردند. سیگنال مذکور به کمک AE دیجیتالی شده و “مشخصه­های” مورد نیاز آن استخراج می­گردد و پس از ارسال به نرم افزار نویزهای اضافی آن حذف و برای ارائه نتایج بصورت گراف آماد می­شود.

پارامترهای متناسب با هم همچون فشار و کرنش اندازه­گیری شده و برای برقراری ارتباط بین آنها توسط سیستم AE ثبت می­شوند. تجزیه و تحلیل اطلاعات سیستم­های AE معمولاً بر روی بوردهای خاص PLC، کامپیوترهای صنعتی و یا برخی نرم افزارهای خاص نصب می­شوند. روش AE براساس ثبت لرزها در مقیاس کوچک عمل می­کند و لذا کوچکترین امواج ارسالی از هر گونه منبعی به سنسور، بر اساس مدت زمان رسیدن آن تحت بررسی قرار می­گیرد. محل ارسال سیگنال ممکن است بصورت یک، دو و یا سه بعدی بوده که وابسته به سنسور می­باشد. روش­های آنالیز پیشرفته براساس نوع موج بکار برده می­شوند و لذا اطلاعات بیشتری درباره منبع و شکل آن بدست می­دهد لذا فاصله منبع تا محل دریافت سیگنال با آنالیز کردن حالت­های موج بدست می­آید، برای مثال این روش برای پلیت­ها قابل کاربرد است.

شرایط عملکرد تجهیزان روش AE

شرایط عملکرد تجهیزان روش AE

1

 

قابلیت­ها

  • با این روش می­توان عیوب فعال تحت شرایط آزمون را بررسی کرد.
  • بازرسی در چندین نقطه هم زمان می­تواند انجام گیرد لذا کارخانه در حالت عملکرد قابل بازرسی است.
  • امکان بازرسی برای نشت یابی در مخازن تحت فشار، تانک­ها و سیستم پایپینگ وجود دارد.
  • این روش ” non-invasive” می­باشد.
  • مشکلی در برابر وجود عایق لوله­ها و مخازن برای بازرسی ندارد.
  • ارزیابی سریعی از رفتار متریال تحت شرایط اعمال تنش همچون استحکام، میزان خشارت و شکست را می­دهد.
  • قابلیت ارائه نتایج شرایط جوش، خوردگی و عملکرد کارخانه در حالت عادی را دارد.
  • مطالعات نشان داده­اند که این روش قابلیت بازرسی مرحله به مرحله خوردگی کف مخازن اتمسفریک را دارد.
  • روشی با حساسیت بالا می­باشد.
  • در مقایسه با دیگر روش­های غیرمخرب، در این روش عیوب داخل قطعه همچون منبعی برای تولید سیگنال عمل می­کنند.
  • قابلیت بازرسی عیوب داخلی و خارجی
  • به جهت­گیری عیوب وابست نبوده ولی باید عیب تحت شرایط آزرآآتااتتنسیبنتیبنتاخحتبرستآزمون فعال باشند.

 

محدودیت­ها

  • وابسته به فعال بودن عیب حین بازرسی دارد.
  • این روش تنها خروجی کیفی داشته در صورتیکه دیگر روش­های غیرمخرب دارای نتیجه کمی می­باشد، یعنی روش AE نمایش­دهنده فعال بودن عیب دارد در حالیکه هدف از NDT تعیین ابعاد آن می­باشد. لذا این روش را باید برای آشکار کردن وجود عیب بکار برد.
  • حساسیت سیگنال به نویز بیانگر تاثیرگذاری محیط بر نتایج می­باشد. از آنجا که سیگنال­های AE خیلی ضعیف هستند نیاز به تجزیه و تحلیل فراوانی دارند. نویز زمینه نیز بر روی سیگنال خروجی اثر گذاشته و امکان تجزیه و تحلیل آن را با مشکل همراه می­کند.
  • سنسورها در مکان­های با نویز بالا تنها یکبار قابلیت ارائه مانیتورینگ همزمان داده ها را دارند.
  • محدوده تحت بازرسی فرستنده 5-10m می­باشد که وابسته به نویز محیط و یا فرکانس کاری سنسور دارد.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • فاصله بین نقاط اندازه­گیری وابسته به کاربرد آن دارد:

حدود 5m برای مناطق تحت تنش بالا، 3m برای خطوط اصلی انتقال بخار و 2.5m برای خطوط سرد.

  • اثرگذاری نویزهای موجود در کارخانه (معمولاً نویزهای با قابلیت عبور از متریال)
  • میزان کاهش امواج عبوری از متریال که قبل از مانیتورینگ منجر به حذف بخش و یا تمامی آن می­گردد
  • استانداردهای مرتبط با این روش بازرسی به شرح زیر است:

• ASME: V article 12 (AE on metallic vessels), V article 11 (AE on fibre reinforced vessels), V article 13 (continuous acoustic emission monitoring).

• ASTM: E1419-02 (AE testing of seamless gas bottles), E1139-02 (AE continuous monitoring), E1067-01 (AE testing of FRP vessels)

• BS EN 14584, BS EN 15495:2007 (AE testing of metal vessels)

 

 

11.  Quantitative Acoustic Emission Technique

 

تمامی روش­های تابش صوتی (AE) از یک منبع، بصورت سیگنال الکتریکی با امواج بالا جهت بازرسی استفاده می­شوند. این امواج الاستیک در اثر توزیع نامتقارن تنش ناشی از تغییر شکل و یا رشد ترک در متریال بوجود می­آیند.امواج الاستیک بصورت صوت و التراسونیک بوده و منبعی برای تولید سیگنال­های (AE) می­باشند.

دو نوع اصلی سیگنال­های AE عبارتند از: ناگهانی (impulse) و پیوسته.سیگنال­های پیوسته در اثر تغییر شکل پلاستیک در اطراف عیوب بوجود می­آیند. در صورتیکه حجم بیشتری از متریال تحت این نوع تغییر شکل قرار گرفته باشد، سیگنال­های AE با انرژی بالاتری تولید می­شوند.

سیگنال­های تکانه­ای AE در اثر وجود تغییر شکل­هایی همچون لغزش، حرکت نابجایی، رشد ترک، دو قلویی و استحاله فازی در فلزات بوجود می­آیند.

سیگنال­های تولیدی AE بر روی سطوح توزیع می­یابند و لذا محل مناسب نصب سنسورهای دریافت کننده و ثبت اطلاعات، روی سطح می­باشد. خروجی این سیگنال­ها ابتدا توسط یک آمپلی فایر اولیه تقویت شده و سپس آنالیز می­گردند.

در روش AE متدوال، تنها سیگنال­های تکانه­ای آنالیز می­شوند در صورتیکه QAE هر دو سیگنال تکانه­ای و پیوسته را آنالیز می­کند.

روش متداول AE تنها سیگنال¬های تکانه¬ای بالای خط قرمز را بررسی می¬کند در حالیکه روش QAE هر دو سیگنال را آنالیز می¬کنند (سیگنال¬های پیوسته و تکانه¬ای)

روش متداول AE تنها سیگنال¬های تکانه¬ای بالای خط قرمز را بررسی می¬کند در حالیکه روش QAE هر دو سیگنال را آنالیز می¬کنند (سیگنال¬های پیوسته و تکانه¬ای)

 

این امر نقطه ضعف بزرگ روش AE محسوب می­شود، زیرا در شرایطی که ترک وجود داشته باشد، انرژی اطراف ترک امواج را جذب کرده و تشخیص آن را غیرممکن می­کند. یعنی اینکه QAE می­تواند اطلاعات خیلی بیشتری از تجهیز تحت بازرسی را ارائه دهد. از طریق QAE می­توان مقادیر J-انتگرال را نیز محاسبه کرد (الگوی اطراف نوک ترک بیانگر میزان انرژی در واحد سطح می­باشد). اطلاعاتی همچون محل عیوب، انرژی ترک و میزان ترکز تنش نیز قابل ارزیابی می­باشند.

باید یادآوری کرد که QAE ابعاد عیب را اندازه­گیری نمی­کند بلکه جابجایی­های ناشی از تنش همچون رشد ترک و یا بارهای اعمالی نامناسب روی پایپینگ را مشخص می­کند.

 توزیع نرمال و سه بعدی از مراحل رشد ترک. مرحله 5، ترک به حالت ناپایدار رسیده است.


توزیع نرمال و سه بعدی از مراحل رشد ترک. مرحله 5، ترک به حالت ناپایدار رسیده است.

تشخیص تمرکز تنش و محل­های با بار اعمالی بیش از حد جهت بازرسی ساپورت­ها و گیره­ها کاربرد دارد. تخمین عمر باقیمانده و تعیین تعداد دفعات بازرسی مورد نیاز از دیگر خروجی­های این روش است.

از اینرو در کنار مزایای روش مرسوم AE، QAE اهداف دیگری را نیز ارائه می­دهد. لذا بدین وسیله می­توان ایمنی و حفاظت بیشتری در سیستم عایق کاری و اسکلت بندی تجهیزات فراهم کرد.

نحوه نصب تجهیزات بازرسی بعد نصب عایق¬ها

نحوه نصب تجهیزات بازرسی بعد نصب عایق ها

قابلیت­ها

  • قابلیت بازرسی عیوب داخلی و خارجی تجهیزات همچون ترک ها و تمرکز تنش
  • قابلیت بازرسی حین شرایط عملیاتی کارخانه و عدم نیاز به خاموشی
  • امکان پیش بینی عمر باقیمانده
  • امکان بازرسی و تعیین ترک­های خوردگی-تنشی (SCC) و مراحل اولیه خزش
  • بازرسی کامل از تجهیزات
  • امکان تعیین توزیع نامتقارن تنش در تجهیزات، مخصوصاً ساپورت­ها و گیره­ها

 

محدودیت­ها

  • تنها عیوب “فعال” قابل تشخیص هستند
  • برای اندازه­گیری ابعاد عیب نیاز به روش های متداول NDT و یا بررسی متالورژیکی می­باشد.
  • این روش دارای خروجی پیوسته و همزمان هنگام بازرسی ندارد. پس از نصب تجهیزات بازرسی، تعداد دفعات نمایش اطلاعات براساس خواسته کارفرما تعیین می­شود.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • نیاز به دسترسی کامل حین نصب تجهیزات بازرسی دارد. در حالت معمول، این روش حین کارکرد کارخانه انجام می­گیرد و معمولاً تجهیزات آن با طناب بسته می­شوند تا نیازی به نصب داربست نباشد.
  • نیازی به دسترسی به تجهیزات بازرسی نمی­باشد مگر اینکه خرابی رخ داده باشد.

 

12. Lixi Technique

 

در این روش با کمک تجهیزات رادیوگرافی، خوردگی لوله­ها در زمان کمی بازرسی می­شوند. کاربردهای اصلی آن CUI(Corrosion Under Insulation)  و بررسی خوردگی زیر پوشش بوده که مانع انجام فرایند پایپینگ می­گردد.

نحوه عملکرد این روش بوسیله قرار دادن ایزوتوپ گادولنیم-153 در یک سمت اسکنر C-arm و آشکارساز در طرف دیگر می­باشد. برای کاربرد مذکور سه روش ارائه داده است: the Profiler, the Gadscope & the Penetrator.

  • Lixi Profiler

پرتو تابشی مستقیماً به مرکز لوله هدایت شده تا هر دو ضخامت لوله را اندازه­گیری کند. اطلاعات این روش بصورت گراف ارائه می­شود. گراف خیلی سریع (در مدت زمان کم) و بصورت الکترونیکی توسط کامپیوتر حاضر می­گردد (نسبت به ارائه فیلم). اسکنر در طول لوله حرکت کرده و در هر قسمت ضخامت دیواره را با دقت اندازه­گیری می­کند. در لوله­های افقی این فرایند در سه مقطع انجام می­گیرد: 12 o’clock (0º)/6o’clock (180º), 45º /225º, 135º /315º (اگرچه این مقاطع وابسته به نقاطی هستند که انتظار می­رود خورده شده باشند).

تجهیزات روش Lixi Profiler

تجهیزات روش Lixi Profiler

 

  • Lixi Gadscope & The Lixi Penetrator

در روش Gadscope از رادیوایزوتوپ Gd-153 بعنوان منبع تابش استفاده می­شود. در حالت Penetrator از تیوب X-ray استفاده می­شود. در این دو روش، پرتو تابشی بصورت مماسی رفتار کرده و در زمان کمی سطح خارجی مقطع مورد نظر از لوله را (معمولاً در ساعت 6 از طول لوله) حتی در حضور عایق، بازرسی می­شود. روش Gadscope نسبت به Penetrator برای بازرسی لوله­های با قطر و دانسیته بالاتر بهتر عمل می­کند. این دو روش خروجی کیفی داشته اما می­توانند بصورت مکمل در کنار روش کمی Profiler و پس مشخص شدن محل خوردگی، بکار گرفته شوند.

 

قابلیت­ها

روش Profiler قابلیت بازرسی متریال­های فولادی تا ضخامت 50mm (25mm برای هر ضخامت) دارد.

این روش­ها از منابع تولید تابش دارای انرژی پایین می­باشند و لذا می­توان بدون ایجاد شرایط حفاظتی و با دسترسی مستقیم به تجهیزات، بازرسی انجام گیرد. در روش Profiler، ماکزیمم ضخامتی که اشعه قابلیت عبور از فولاد را دارد 50mm است اما پس از عبور 33mm، نتایج حاصل قابل اعتمادی نسبت به عیب نمی­دهد. با توجه به این موارد می­توان تا ضخامت 19mm از لوله را بازرسی کرد.

در روش Profiler میزان کاهش ضخامت اندازه­گیری شده و امکان بررسی تغییرات ابعادی متریال بین 1-3mm وجود دارد. این روش محل جوش­ها و انسداد لوله­ها را نیز مشخص می­کند.

زمان بازرسی کوتاه بوده و در ورژن­های جدید Profiler امکان حک کردن محل عیوب لوله توسط کامپیوتر فراهم شده است تا بتوان محل دقیق آنها را ثبت کرد. در یک مرحله بازرسی، اطلاعات روی جدول و صفحه بصورت همزمان تدوین می­شوند. در نرم افزارهای جدید Profiler توانایی اپراتور برای بازرسی ناحیه بزرگتری فراهم شده است تا آنالیز نتایج راحتر و در زمان کمتری انجام گیرد.

نمونه¬ای از خروجی اطلاعات بازرسی در این روش

نمونه¬ای از خروجی اطلاعات بازرسی در این روش

محدودیت­ها

  • Profiler دارای اسکنرهای نوع C در ابعاد مشخص 6”, 13” & 18” می­باشند.
  • Gadscope دارای ابعاد 24” می­باشد.
  • میزان تابش قابل جذب در هر قطعه وابسته به ضخامت، دانسیته (تخلخل) و عدد اتمی عناصر موجود در متریال دارد.
  • کد گذاری جهت تعیین محل عیب انجام نمی­گیرد. یعنی سیستم محل­های عیب را ثبت نمی­کند و تنها اپراتور حین بازرسی قادر به انجام این کار می­باشد.
  • در مقایسه با روش متداول رادیوگرافی توانایی کمی در تشخیص ترک­های باریک و عیوب منفرد کوچک دارد.
  • محدودیت­های دسترسی و شکل تجهیزات، امکان استفاده از آن را محدود می­کند.
  • شرایط تابش بوسیله عملیات یونیزاسیون در ایزوتوپ­ها برقرار است.
  • دسترسی به هر دو جهت تجهیز اساس انجام بازرسی بوده زیرا نتایج حاصل بوسیله عبور اشعه از تجهیزات انجام می­گیرد.
  • قابلیت تعیین محل خوردگی در داخل و یا خارج سطح وجود ندارد. امکان تشخیص کاهش ضخامت تنها از طریق اسکن “Slice” و بصورت عمود بر محل عیب امکان پذیر است.
  • در صورت وجود محصولات خوردگی نتایج بازرسی تحت تاثیر قرار می­گیرد. دانسیته پایین تیکه­های خورده شده بصورت کاهش ضخامت در ثبت نتایج اثر گذاشته اگرچه با اندازه­گیری­های بشتر امکان رفع این مشکل وجود دارد. تیکه­های خوردگی که به قطعه چسبیده باشند، قابل تشخیص نمی­باشند.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • تجهیزات باید در نزدیکی محل بازرسی باشند. بخاطر اینکه Profiler دارای منبع با تابش محدود می­باشد نیاز به دسترسشی مستقیم برای بازرسی دارد. دسترسی به تجهیزات برای اسکن نوع C سختتر می­باشد زیرا باید دسترسی به هر دو طرف تجهیز فراهم شود
  • در هنگام استفاده از Profiler باید مراقب بود تا زاویه 90 درجه ای روی قطعه برای بازرسی رعایت شود زیرا امکان ارائه نتایج در اندازه گیری ضخامت بالاتر از مقدار واقعی وجود دارد. امکان بروز این مشکل در اثر عایق کاری ضعیف روی لوله نیز بوجود می­آید و لذا باید جهت بازرسی این موارد را در نظر گرفت.

 

13.  SCAR Technique

 

یکی از روش­های رادیوگرافی با دامنه کاربرد در ناحیه کوچک بوده که از ایزوتوپ­های Iridium 192  یا  Selenium 75با قدرت 500Gbq استفاده می­کند.

پرتو تابش داده شده تنها به محل مورد نظر اعمال می­شود. اورانیوم تهی شده در غلاف فولادی نگهداری می­شود تا محیط اطراف ایمن بماند. از طرفی این غلاف فولادی برای همگرا کردن پرتوها نیز بکار می­آید. بدین وسیله تنها 2-5m اطراف ایزوتوپ دارای تشعشع بوده و لذا اپراتور تحت میزان کمی دز قرار می­گیرد.

تجهیزات سیستم SCAR

تجهیزات سیستم SCAR

 

قابلیت­ها

  • تشعشعات بوجود آمده در این روش نسبت به رادیوگرافی متداول ایمنی کار را بهبود بخشیده است. وجود غلاف همگرا کننده تابش، پرتو مورد نیاز را تنها بر نمونه اعمال کرده و از اینرو کنترل شرایط بازرسی راحتتر می­باشد.
  • تشعشعات بوجود آمده در روش متداول رادیوگرافی حدود 100m بوده در حالیکه در این روش تنها 3m می­باشد.
  • ایزوتوپ­ها هیچگاه از غلاف خارج نشده و لذا خطری ایجاد نمی­کند. شرایط داخل غلاف طوری طراحی شده است که با حرکت یک فنر، منبع برای انجام بازرسی وارد همگرا کننده غلاف شده و با اعمال فشار به محل اولیه خود برمی­گردد. با مشاهده هر گونه مشکل در اعمال فشار برای برگشت منبع، حرکت آن بصورت اتوماتیک عمل کرده و منبع به محل اولیه خود برمی­گردد.
  • گیره­ها و تجهیزات این روش برای لوله­ها 10-2000mm قابل استفاده است.
  • این روش سریع نبوده ولی نسبت به مدت زمان کلی که صرف انجام آن می­شود، تشعشعات کمتری بوجود می­آید.

 

محدودیت­ها

  • نسبت به رادیوگرافی متداول کندتر می­باشد.
  • نیاز به تمیزکاری کامل در اطراف لوله برای نصب تجهیزات دارد.
  • زمان نصب بالا

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • نیاز به دسترسی کامل برای نصب تجهیزات دارد. یکی از مزایای این روش قابلیت استفاده از طناب برای ایجاد دسترسی می­باشد.
  • یکی از محدودیت­های این روش، ضخامت­های قطعه قابل بررسی می­باشد که نوع منبع بکار گرفته شده وابسته است.
  • برای اعمال تابش نیاز به دسترسی بیش از یک نقطه داشته تا میزان تابش عبوری از قطعه اطمینان حاصل شود.
  • اگر چه میزان تشعشعات کم می­باشد ولی همچنان نیاز به بررسی محیط از نظر ایمنی و خطر دارد.
  • رادیوگرافی نمی­تواند ترک­های باریک و عیوب منفرد ریز را تشخیص دهد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 14.  ThruVu Technique

 

یکی از روش­های دیجیتالی رادیوگرافی بوده که از منبع همگرا کننده و سنسورهای کنار هم قرار گرفته تشکیل شده است.

 

قابلیت­ها

  • نتایج را بصورت تصویر دو بعدی نمایش داده و متناسب با شدت سیگنال دریافتی ضخامت را محاسبه می­کند و لذا می­توان بدین وسیله خوردگی و فرسایش داخل و خارج قطعه را بازرسی کرد.
نمایش نتایج با روش ThruVU. نواحی ساه رنگ مناطق خورده شده را نشان می-دهد.

نمایش نتایج با روش ThruVU. نواحی ساه رنگ مناطق خورده شده را نشان می-دهد.

  • قابلیت بازرسی لوله­های عایق کاری شده و بدون عایق با قطر 6”-36”

 

محدودیت­ها

  • برای سیستم­های لوله کشی افقی طراحی شده است. از سیستم حمل ریلی برای بررسی لوله­های افقی، عمودی و حتی خم­ها باید استفاده کرد.
نحوه حرکت اسکنر توسط ریل ISwT

نحوه حرکت اسکنر توسط ریل ISwT

 

نحوه بازرسی خم ها

نحوه بازرسی خم ها

  • طول قابل بررسی توسط منبع حداکثر 6m می­باشد.
  • اگرچه منبع درون همگرا کننده قرار می­گیرد ولی تشعشعات همچنان زیاد است.
  • برای مناطق دور از دسترسی همچون ساپورت­ها، بازرسی بصورت کامل انجام نمی­گیرد.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • از Ir-192 در یک طرف تجهیز بعنوان منبع استفاده می­شود و در طرف دیگر آشکارساز قرار می­گیرد.
  • نیاز به تمیزی 300mm اطراف منبع، 100mm اطراف آشکارساز و 25mm تمیزی جانبی
  • استفاده از ایزوتوپ Ir-192: <4 curies برای لوله­های تو خالی 4″ و حدود 80 curies برای لوله­های تحت سرویس 24”
12

حرکت دستگاه روی لوله 4” با عایق

 

 

میزان ناحیه تحت پوشش بازرسی براساس قطر لوله

میزان ناحیه تحت پوشش بازرسی براساس قطر لوله

قطر لوله روی میزان ناحیه تحت بازرسی تاثیر می­گذارد. شکل و جدول زیر نشان دهنده میزان ناحیه تحت بررسی براساس قطر لوله می­باشد

15.  Neutron Backscatter Technique

 

در این روش بازرسی براساس میزان پراش نوترونی توسط آب موجود (بخصوص میزان هیدروژن) انجام می­گیرد.

منبع رادیواکتیو (Am 241/Be  یا Cf 252) نوترون­های با انرژی بالا را به عایق ارسال می­کند. نوترون­ها توسط عناصر سبک وزن، بخصوص هیدروژن، کند شده و یا “moderated” می­شوند. برای مثال، رطوبت عایق همچون مقدار زیادی هسته­های هیدروژنی عمل کرده و تعداد نوترون­های کنده شده تحت شمارش را افزایش می­دهند.

آشکارساز CPN و نحوه بازرسی

آشکارساز CPN و نحوه بازرسی

 

16

آشکارساز رطوبت FORCE

آشکارساز رطوبت FORCE

قابلیت­ها

  • امکان تشخیص رطوبت در عایق­های حرارتی سیستم پایپینگ و مخازن را فراهم می­کند. این روش برای سیستم­های پوشش دهی فلزات نیز قابل استفاده است. بهترین شرایط برای ارزیابی رطوبت، وجود عایق­های چند سانتی متری می­باشد.
  • ابزار مورد استفاده در این روش بصورت Online امکان بازرسی در هر نقطه­ای را فراهم می­کند. آشکارسازها به وجود هیدروژن حساس بوده و لذا برای تشخیص وجود روغن و دیگر مایعات حاوی هیدورژن بالا قابل استفاده می­باشند.
  • آشکارسازها تنها آب­های موجود در نزدیکی خود را تشخیص می­دهند یعنی اینکه آبهای موجود در لوله­ها و مخازن تحت بازرسی، اثری روی نتایج ندارند. این امر تنها بوسیله پروب­های رطوبت سنج قابل تائید است.

 

محدودیت­ها

  • آموزش­های ویژه­ای جهت کار با این روش مورد نیاز است.
  • برای کار در خارج از سالن بازرسی و وجود بارش باران کارایی ندارد.
  • برای عایق­های فومی و پلاستیکی با هیدروژن بالا مناسب نمی باشد.
  • حساسیت بازرسی این روش در ضخامت­های بالا 50mm به شدت افت می­کند.
  • مشکلات حفاظتی و ایمنی زیادی بخاطر تشعشعات نوترونی به همراه دارد.
  • نیاز به مقطع خشکی از عایق دارد تا ابزار کالیبره شوند.

 

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • نیاز به دسترسی سطح خارجی عایق یا پوشش
  • تجهیزات بصورت دستی قابل جابجایی بوده و لذا برای شرایط دور از دسترس مشکلی بوجود نمی­آید. آشکارساز نیز می­تواند روی دست نصب گردد.
  • میزان هیدروژن متریال
  • ضخامت عایق
  • نوع نصب تجهیزات (فضای باز یا بسته)

16.  SLOFEC (Saturation Low Frequency Eddy Current) Technique

 

در این روش نتایج ناشی از زوال موضعی فلز بصورت تصویر ارائه می­شود.

مشابه روش نشت یابی از طریق ایجاد میدان مغناطیسی می­باشد ولی دارای دو تفاوت عمده است:

  • استفاده از میدان مغناطیسی قوی تر برای ایجاد میدان مغناطیسی اشباع شده
  • دارای سنسورهای فرکانس پایین eddy-current برای اندازه گیری میدان انحراف میدان مغناطیسی درون متریال نسبت به حالت MFL ( که در روش قبلی تنها نیمی از اثرات مذکور ثبت می­شود.)
تجهیزات روش SLOFEC

تجهیزات روش SLOFEC

 

قابلیت­ها

  • مناسب برای تصویر کردن نتایج بازرسی لوله­های با ضخامت بالا (< 30mm) و یا لوله­ها با ضخامت پایین و دارای لایه­های محافظ غیرفلزی تا 10mm (برای مثال، پوشش اپوکسی تقویت شده با فیبر شیشه)
  • در این روش ترکیبی از میدان مغناطیسی و میزان انحراف eddy-current استفاده می­شود تا تغییرات دانسیته میدان را در متریال ارزیابی کند. انجام بازرسی براساس تغییرات میدان درون متریال نتایج بهتری را نسبت به روش متداول MFL ارائه می­کند. استفاده از روش eddy-current امکان تجزیه و تحلیل فاز و دامنه سیگنال در شرایط گوناگون را فراهم می­کند.
  • مناسب برای بررسی عیوبی همچون خوردگی حفره دار شدن و خوردگی میکروبیولوژیکی موضعی می­باشد (که عمدتاً این خوردگی ها موضعی رخ داده برخلاف خوردگی یکنواخت که کمتر با این روش تحت بازرسی قرار می­گیرد). ذرات ریز منفرد نیز توسط این روش قابل ردیابی می­باشند.
  • نسبت به روش نشت یابی از طریق اعمال میدان مغناطیسی برای ضخامت­های بالا، دارای حساسیت بالاتری برای ارزیابی عیوب می­باشد.
  • مناسب برای متریال­های آهنی، غیرآهنی، لوله­ها، کف تانک­ها، مخازن.
  • قابلیت ارزیابی و تفکیک عیوب در داخل و یا خارج سطوح

 

محدودیت­ها

  • ضخامت تا 30mm و پوشش تا 10mm از کف تانک، مخازن و drums قابل ارزیابی اند.
  • ضخامت تا 25mm و پوشش تا 7mm از لوله و سیستم پایپینگ قابل ارزیابی اند.
  • برای تشخیص خوردگی بکار گرفته می­شود و امکان اندازه­گیری ضخامت را ندارد.
  • عیوبی که دارای طول ثابتی نبوده (طول بزرگتر از 300-400mm) به راحتی قابل شناسایی نیستند.
  • ارزیابی نهایی باید با روش متداول UT انجام گیرد.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • سنسورها برای بازرسی لوله به اسکنر وصل می­شوند. ابعاد OD تا 1” برای سطوح صاف و ضخامت 0-26mm قابل بازرسی­اند (حداکثر قطر میدان مغناطیسی 33mm).
  • اسکنرهای لوله برای مخازن کاربرد دارند.
  • اسکنرهای کف برای تانک کاربرد دارند.
  • حداقل آماده سازی سطوح قبل از اسکن کردن مورد نیاز است.
  • ضخامت لوله برای بازرسی باید 8-10mm باشد.
  • می­تواند تا دمای حدوداً 130°C به خوبی عمل کند.

17.  Pulsed Eddy Current (PEC) Technique

 

در این روش جریان پالسی از طریق کویل ایجاد می­گردد. وقتی که جریان برقرار می­شود، جریان گردابی درون متریال القا شده ولی با گذشت زمان شدت آن کاهش می­یابد. با اندازه­گیری نرخ کاهش جریان گردابی، ضخامت محاسبه می­گردد. ضخامت­های بالاتر منجر به کاهش هر چه بیشتر شدت این جریان می­شود.

شماتیکی از نحوه اندازه گیری روش PEC. در فاز اول سطح بالایی مغناطیسی شده و در فاز دوم میدان ثانویه ایجاد شده توسط جریان گردابی بازرسی را تکمیل می¬کند

شماتیکی از نحوه اندازه گیری روش PEC. در فاز اول سطح بالایی مغناطیسی شده و در فاز دوم میدان ثانویه ایجاد شده توسط جریان گردابی بازرسی را تکمیل میکند

شماتیکی از نحوه نفوذ جریان گردابی در فولاد. ابتدا جریان گردابی در سطح فولاد متمرکز می¬شود (مرحله 1)، سپس به داخل آن نفوذ می¬کند (مرحله 2 و 3) تا اینکه در نهایت به سطح پشتی می¬رسد (مرحله 4). وجود پوسیدگی بر سر راه بازرسی PEC منجر به دریافت سریعتر سیگنال می¬گردد

شماتیکی از نحوه نفوذ جریان گردابی در فولاد. ابتدا جریان گردابی در سطح فولاد متمرکز می¬شود (مرحله 1)، سپس به داخل آن نفوذ می¬کند (مرحله 2 و 3) تا اینکه در نهایت به سطح پشتی می¬رسد (مرحله 4). وجود پوسیدگی بر سر راه بازرسی PEC منجر به دریافت سریعتر سیگنال میگردد

 

قابلیت­ها

  • قابلیت استفاده برای بازرسی فولادهای کربنی و یا فلزات فرومغناطیس کم آلیاژ
  • بازرسی ضخامت­های 2-35mm و عایق تا ضخامت 200mm
  • قابلیت ارزیابی خوردگی فرسایشی، نرخ خوردگی و خوردگی زیر عایق
  • On stream
  • قابلیت استفاده روی هرگونه عایق غیرمغناطیسی (برای مثال: rockwool، بتن، foamglass، marine growth، آلودگی، پوشش و پوسیدگی)
  • قابل استفاده در رطوبت و زیر آب
  • قابلیت استفاده برای ورق­های Al، فولاد زنگ نزن یا گالوانیزه (تا 1mm)
  • عدم نیاز به آماده سازی سطحی
  • دقت بالای نتایج
  • نتایج قابل تکرار بوده و برای ارزیابی تا 2% خوردگی می­تواند بکار گرفته شود.
  • قابلیت شناسایی عیوب تا 50% ضخامت، برای مثال در عایق تا ضخامت 50mm، عیوب تا ابعاد 25mm را می­تواند تشخیص دهد.
  • روش PEC دارای تجهیزات نمایش دهنده برای نتایج بازرسی پوشش­ها و عایق­ها می­باشد ولی سریع عمل نمی­کند.

 

محدودیت­ها

  • میزان ضخامت قابل بازرسی توسط PEC متناسب با ناحیه در دسترس می­باشد، یعنی ناحیه­ای که جریان گردابی قابلیت برقراری دارد. اندازه این ناحیه متناسب با فاصله بین پروب و سطح فلز می­باشد. این ناحیه بصورت دایره­ای شکل بوده و قطر آن به فاصله بین پروب و سطح فولاد وابسته است. میزان ضخامتی که توسط PEC محاسبه می­شود، میانگین مقادیر اندازه­گیری شده ضخامت در سطوحی است که جریان گردابی عبور می­کند. لذا PEC تنها می­تواند میزان زوال ضخامت را بررسی کند و برای ارزیابی خوردگی موضعی همچون حفره­دار شدن مناسب نمی­باشد.
  • قابلیت تفکیک مشخصی بین عیوب داخلی و خارجی را ندازد.
  • نحوه عملکرد PEC نه تنها وابسته به ضخامت فولاد وابسته بوده، بلکه به خواص الکترومغناطیس (یعنی میزان رسانایی الکتریکی و مغناطیسی فولاد) نیز بستگی دارد. این خواص به گرید فولاد وابسته بوده و اغلب یک ذوب فولاد با ذوب دیگر در این خواص متفاوت می­باشد. برای اندازه­گیری دقیق ضخامت، ابزار PEC باید توسط قطعه­ای مشابه و یا فولادی از همان ذوب تحت بازرسی، کالیبره گردند.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • دسترسی با طناب امکان­پذیر است.
  • تمیزکاری به اندازه 5 برابر ضخامت عایق جهت اندازه مابین دو لوله مورد نیاز می­باشد.
  • جریان پالسی گردابی برای بازرسی نواحی بزرگی از خوردگی بکار می­آید (برای نواحی موضعی کارایی ندارد).
  • آنالیز اطلاعات نتایج این روش بازرسی مقدار میانگین ضخامت را از طریق میزان دسترسی پروب نشان می­دهد ولی عیوب منفرد و یا ذرات ریز مجزا را تشخیص نمی­دهد. در نواحی همراه با خوردگی حفره­دار، حداقل ضخامت بدست آمده کمتر از میانگین ضخامت حاصل از نتایج می­باشد.

مقدار ضخامت محاسبه شده از طریق PEC مقداری نسبی بوده و دارای مقادیری اختلاف در مکان­های بازرسی شده می­باشد. مقدار دقیق ضخامت در یک نقطه پس از کالیبره شدن بدست می­آید.

بازرسی حین کار تجهیزات با وجود عایق حرارتی. PEC دارای پروب قابل جابجایی بوده و نیازی به داربست زدن برای بازرسی نمیباشد

بازرسی حین کار تجهیزات با وجود عایق حرارتی. PEC دارای پروب قابل جابجایی بوده و نیازی به داربست زدن برای بازرسی نمیباشد

بازرسی حین کار تجهیزات با وجود عایق حرارتی. PEC دارای پروب قابل جابجایی بوده و نیازی به داربست زدن برای بازرسی نمیباشد

بازرسی حین کار تجهیزات با وجود عایق حرارتی. PEC دارای پروب قابل جابجایی بوده و نیازی به داربست زدن برای بازرسی نمیباشد

18. MFL (Magnetic Flux Leakage) Inspection Technique

 

این روش با القای میدان مغناطیسی در تجهیز تحت بازرسی انجام می­شود. در متریال بدون عیب، تغییری در میدان ایجاد نمی­گردد. ایجاد تغییراتی در خواص و یا شکل متریال (یعنی وجود عیب) منجر به نشت میدان مغناطیسی به خارج متریال می­گردد و این امر توسط سنسورهای Hall-effect روش MFL می­گردد.

اصول عملکرد روش MFL

اصول عملکرد روش MFL

قابلیت­ها

  • MFL یکی از روش­های مرسوم بازرسی برای کف و دیواره­های تانک­های نگهدارنده می­باشد. از طرفی برای بازرسی تیوب­های آهنی نیز کاربرد دارد.
  • قابلیت ارزیابی خوردگی، بخصوص حفره دار شدن، در متریال­های با ضخامت 20mm
  • قابلیت بازرسی از میان پوشش­های غیر هادی (ضخامت تا 6mm)
  • انجام بازرسی با سرعت 5m/sec
  • میزان حساسیت بازرسی تا 20% خوردگی کف تجهیز (با نظر کارفرما)
  • مناسب برای بازرسی تیوب­های مبدل حرارتی و بویلر، لوله­ها و مخازن (از جنس آهن)

 

محدودیت­ها

  • دارای نتایج کیفی بوده و برای ارائه کمی میزان زوال ضخامت نیاز به امواج التراسونیک دارد.
  • قابلیت تعیین بالا و یا پایین بودن جهت خوردگی را ندارد.
  • سایش منجر به کاهش ضخامت و فرسایش متریال قابل تشخیص نمی باشد.
  • شکل عیوب بر نحوه بازرسی تاثیرگذار است.
  • حساسیت سیستم تحت تاثیر سرعت اسکنر و شرایط سطح می­باشد.
  • تغییرات موضعی در میدان مغناطیسی نفوذ کرده می­تواند به عنوان عیب تشخیص داده شوند.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • دسترسی کامل به یک طرف تجهیز
  • تمیزکاری سطح: سطح تحت بازرسی باید از هر گونه آلودگی و ذرات ناخواسته پاک شود.
  • ناصافی سطح: شکل سطح بر نحوه بازرسی تاثیرگذار است.
تجهیزات بازرسی روش MFL

تجهیزات بازرسی روش MFL

19.  MFL Pipescan Technique

 

یکی از روش­های مناسب برای اسکن کردن لوله­ها در اقطار مختلف بصورت ثابت و متحرک می­باشد، یعنی اینکه با حرکت در طول سطح خارجی لوله، داخا و خارج آن را از نظر خوردگی حفره دار شدن بازرسی می­کند. در این روش از سیستم الکترونیکی با هشدار دهنده بر روی دست بازرس استفاده می­شود. این سیستم برای تشخیص عیوب دارای هشدار دهنده صوتی و تصویری (L.E.D) می­باشد.

تجهیزات بازرسی روش MFL

تجهیزات بازرسی روش MFL

 

 

قابلیت­ها

در این روش منشا داخلی و یا خارجی بودن خوردگی حفره دار شدن از سطح، توسط نمایشگر تصویر می­شود. این سیستم قابلیت اندازه گیری را ندارد.

 

محدودیت­ها

  • اسکنر طولی در این روش قابلیت بازرسی ناحیه کوچکی از یک طرف جوش دوار و یا بر روی فلنج را ندارد.
  • نواحی اطراف جوش طولی توسط این روش بازرسی نمی­شوند.
  • اسکنر این روش نمی­تواند نواحی حاوی خم، زانویی و محدوده­هایی به این شکل روی لوله را بازرسی کند.
  • بازرسی تا ضخامت 19mm و برای پوشش با ضخامت 6mm امکان پذیر است.
  • حداقل به 120mm تمیزی اطراف لوله نیاز است.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • نیاز به دسترسی کامل به سطح خارجی لوله
  • غیریکنواختی ضخامت رنگ (بخصوص در زیر لوله)، خوردگی شدید و عدم گردی منجر به تشخیص اشتباهی عیوب و یا مانع بازرسی می­گردند.
  • اسکنر تنها روی خط مستقیم قابلیت حرکت داشته و خم­ها و زانویی­ها را نمی­توان بازرسی کرد.
  • در تجهیزاتی که بصورت تدریجی ضخامت آنها کاهش یافته است، ممکن است عیوب ناشی از فرسایش قابل تشخیص نباشند.
  • شکل عیوب
  • حساسیت سیستم متاثر از سرعت حرکت اسکنر می­باشد، اپراتور باید این سرعت را بین 300mm/sec تا 500mm/sec نگهدارد.
  • این روش تنها دارای یک اسکنر می­باشد و برای ارزیابی کمی نیاز به بازرسی ثانویه دارد.
  • این روش برای لوله­ها با ضخامت 6-19mm کارایی دارد. حداکثر حساسیت وابسته به ضخامت است.

 


 20. Microwave Technique

 

سیگنال­های مایکرویو برای عبور از مواد غیر هادی و ارزیابی آنها بکار گرفته می­شوند اما توانایی عبور از متریال هادی را ندارند. مایکرویوها معمولاً برای اندازه گیری خواص دی الکتریک متریال غیر هادی استفاده می­شوند.

امواج مایکرویو از مبدل به نمونه تحت آزمون ارسال می­شود. سیگنال برگشتی ناشی از تغییرات ثابت دی الکتریک می­باشد (یعنی جائیکه عیوبی همچون ترک­ها، حفرات، ناخالصی­ها، لایه لایه شدگی و دیگر عیوب بوجود آمده باشند). امکان تنظیم دلخواه سرعت اسکن کردن و حرکت مبدل نسبت به نمونه وجود دارد.

در هر مرحله جمع آوری اطلاعات، نرم افزار ویژگی­های تصویر را برجسته می­کند. لذا از آنجا که این شرایط بصورت دیجیتالی برقرار می­شوند، نتایج اسکن ذخیره شده و پس از بررسی مجدد اطلاعات، نحوه تغییرات عیوب پس از گذشت زمان مشخص می­گردد. این اطلاعات به اندازه گیری نرخ رشد عیوب کمک کرده تا عمر بحرانی تجهیزات تعیین شود.

30

تجهیزات روش Microwave

قابلیت­ها

  • توانایی تشخیص عیوبی همچون لایه لایه شدگی، disband و خسارات ناشی از تنش ضربه­ای در متریال دی الکتریک همچون فیبر های تقویت شده پلیمری
  • قابلیت عملیاتی شدن این روش با دسترسی به یک و یا هر دو طرف تجهیز (بوسیله امواج بازتابی و یا انتقالی-عبوری)
  • امکان بازرسی از تمام حجم تجهیز

 

محدودیت­ها

  • عدم امکان بازرسی عیوب زیرسطحی فلز
  • امواج مایکرویو قابلیت عبور از لوله­های تعمیر شده را بطور کامل ندارند. ممکن است این امر ناشی از رسانایی فیبرکربنی CFRP باشد.
  • تنها مورد استفاده برای متریال­های غیر هادی
  • تاثیر گذاری رطوبت و مایعات بر نتایج

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • نیاز به دسترسی کامل برای نصب پروب و اسکنر
  • پارامتر اصلی مانع این روش هادی بودن متریال است زیرا مانع عبور جریان مایکرویو می­شود.

21.  Thermography Technique

 

Thermography برای اندازه گیری دمای سطح بکار گرفته می­شود. از دیگر کاربردهای این روش، اندازه گیری میزان آب موجود در عایق، میزان خسارت عایق در اثر اختلاف دمایی در نقاط مختلف سطح آن و تخمین میزان ماسه و ذرات موجود در لوله و مخازن می­باشد. از این روش برای اطمینان صحت از تجهیزات الکتریکی و آنالیز میزان ارتعاش می­باشد.

Thermography دمای سطح را بوسیله اندازه گیری شدت تابش فروسرخ حاصل از سطح کنترل می­کند. انرژی فروسرخ ناشی از ارتعاش و چرخش اتم­ها و مولکول­ها پدید می­آید. دمای بالاتر منجر به حرکت بیشتر اتم­ها و مولکول­ها و در نتیجه انرژی بالاتر فروسرخ می­گردد.این انرژی توسط دوربین­های تشخیص فروسرخ ثبت می­شوند. دوربین­ها توانایی مشاهده دما را ندارند، اما می­توانند تابش­های حرارتی ناشی از تجهیز را تشخیص دهند.وجود مقداری آب در عایق­ها منجر به توزیع دمایی مختلف گردیده (یعنی منجر به توزیع مختلف امواج فروسرخ شده) و لذا بازدهی این سیستم کاهش می­یابد.

 

نحوه بازرسی با روش Thermography

نحوه بازرسی با روش Thermography

قابلیت­ها

  • تشخیص میزان دما با دقت 1°C متناسب با دوربین و تجهیزات جانبی
  • پیکسل­های حرارتی دوربین (جهت تشخیص کوچکترین “نقاط گرم”) در محدوده 320*240 برای دوربین­های گران قیمت تا 16*16 برای شرایط معمولی
  • در صورت بکار گرفتن عکس استاندارد 20 درجه­ای IRISYS برای طول 5m، “نقاط گرم” را با دقت بالا می­توان برای هر 11cm در یک پیکسل مشاهده کرد.
  • دوربین Forward-Looking Infrared با قدرت تفکیک پایین می­تواند نقاط گرم 10mm در طول 5m ناحیه تحت آزمون را بازرسی کند (برای شرایط با قدرت تفکیک بالا، نقاط گرم 6mm نیز قابل تشخیص است).
  • دوربین­های با حساسیت حرارتی 02°C برای تصویرهای متحرک بکار گرفته می­شود.

32

محدودیت­ها

  • در اغلب اوقات، نتایج حاصل از بازرسی تحت تاثیر لوله­های داغ و پوشش­های نامناسب قرار می­گیرد. ترجیح بر این است که بازرسی پس از بارندگی شدید جهت حصول “بدترین شرایط” انجام گیرد. مقدار گرادیان دمایی بالایی بر روی سطح نیاز است تا خسارت ناشی از آن روی عایق تشخیص داده شود.
  • برای بازرسی CUI، گرادیان دمایی 30°C در طول عایق (بین لوله و محیط) جهت ارزیابی مطمئن مورد نیاز است.
  • این روش تنها برای وجود آب بکار می­آید. در اکثر تجهیزات گرم، امکان دارد عایق خیلی سریع خشک شده و لذا رطوبت به مدت کمی باقی بماند. لذا ناحیه دارای رطوبت/ عیب توسط دوربین فروسرخ قابل تشخیص نباشد.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • فاصله تاثیری بر اندازه گیری ندارد. در هر صورت، ابزار فروسرخ انرژی را به شکل نقاط گرد روی هدف اندازه می­گیرند و لذا فاصله بیشتر مابین هدف و سنسور منجر به تشکیل نقاط بزرگتر می­گردد. در نتیجه، این فاصله وابسته به اندازه تجهیز تحت بازرسی و فاصله تا آن تعیین می­گردد. دوربین Forward-Looking Infrared فاصله 10-12m را پیشنهاد می­کند. در صورت لزوم دوربین را می­توان روی وسیله حمل کننده نصب کرد.
  • قدرت تفکیک دوربین – تعداد پیکسل­ها در زمینه قابل تحت بازرسی است (Field of View). برخی از ابزار عکاسی حرارتی لنزهای با کانون ثابت را بکار می­گیرند و لذا پارامتر FOV عکاس با افزایش فاصله تا تصویرگر، افزایش می­یابد. برای عکاسی دقیق جهت اندازه دما، “نقاط گرم” نمایش داده شده باید یک پیکسل را کامل بپوشانند. اندازه پیکسل ارتباط مستقیمی با FOV دارد.
  • محدوده دمایی: دماهای قابل ارزیابی
  • حداکثر فاصله کاری
  • اثر و بازتاب نور خورشید روی هدف و اطراف تجهیز، نتایج را تحت تاثیر قرار می­دهد.

 

 

22.  Shearography Technique

 

یک روش نوری برای ارزیابی تغییرات کرنش سطحی ناشی از عیوب زیر سطحی می­باشد.

 

قابلیت­ها

این روش غیر تماسی بوده تا بتواند آنالیز ساختاری در محدوده بزرگی را سریع انجام دهد.

  • با استفاده از روش بازرسی بصورت تصویر لیزری و نقطه­ای، امکان تشخیص تغییر شکل روی سطح امکان پذیر است.
  • با استفاده از روش بازرسی نقطه­ای می­توان تغییرات کرنش ناشی از وجود عیوب زیر سطحی را تشخیص داد.

ابزار این روش می­توانند عیوب ساختارهای کامپوزیتی همچون لایه لایه شدگی، desbond، خسارت ناشی از تنش ضربه، حفرات، ناخالصی­ها، ترک­ها تشخیص دهند. با توجه به نوع پیوستگی ساختار و مکانیزم بار اعمالی می­توان تا عمق 100mm متریال را ارزیابی کرد. با توجه به نتایج حاصل از بازرسی تجهیزات، مهندسین و طراحان متوجه می­شوند که متریال تحت بار چگونه رفتار می­کنند. این اطلاعات به طراح تجهیزات کمک می­کند تا تغییرات لازم را در نظر گرفته و یا از بوجود آمدن مشکلات احتمالی جلوگیری کند.

 

اصول روش sheorography

امواج لیزری  بصورت تکفام (وج واحد) کاملاً مستقیم و از نظر فضایی و زمانی منسجم می­باشد. با این خواص، پس از حذف تمامی امواج انحرافی، می­توان میزان کرنش را محاسبه کرد. این عمل با بازتاب امواج لیزر از سطوح بوقوع می­پیوندد. اغلب سطوح برای این شرایط از صافی مناسبی برخوردار نیست. عدم صافی سطح منجر به تداخل امواج با یکدیگر و در نتیجه ایجاد اثر speckle می­گردد.

این سیستم بازرسی شامل یک برش دهنده تصویر، تفکیک کننده فازی، لنزهای تصویرساز و دوربین می­باشد. ناحیه کرنش یافته توسط عکس برداری از نقاط بدون تنش به عنوان تصویر مرجع و تصویرهای بعدی بدست می­آید. همزمان با اعمال تنش حرارتی و مکانیکی روی سطح، تغییرات فازی speckle متناسب با تنش بوجود می­آید. این مشخصه­ها در فیلم بازرسی مشخص می­شود.

قابلیت تشخیص محل و ظاهر عیوب با مطالعه نتایج را دارا می­باشد لذا برخی جابجایی­ها منجر به تغییر شکل­های ضعیفی شده که کرنش محسوب نمی­شوند، یعنی این روش به برخی اختلالات محیطی که در صنعت متداول هستند، حساس نمی­باشد.

امکان بازرسی عیوب در متریال­هایی همچون کامپوزیت­ها، Honeycomb و پلیت­های نازک با این روش امکان پذیر است.

کاربرد گسترده­ در صنعت خودروسازی/ هوا فضا داشته و از طرفی دارای کاربردهای زیر نیز می­باشد:

  • معدن- جهت بررسی شرایط ساخت و ساز، بصورت تصادفی و هر دو سال یکبار

بازرسی­های RNLI

  • ساختمان – اطمینان از پارامترهای طراحی و تقویت کننده ها

اطمینان از اتصالات

  • حمل و نقل – بازرسی از خطوط ریلی

اثرات محیطی

  • هوا فضا – بررسی استحکام اتصالات برای سازه­های کامپوزیتی
  • داروسازی – ارزیابی و بررسی طراحی ایمپلنت­های دندان

تحقیق و توسعه

  • تولید برق – بازرسی پره­های توربین گاز و باد

دیگر سیستم­ها

  • کارخانجات تولیدی – بررسی عیوب
  • تعمیرات – تائید کردن
  • ایجاد خسارت در سیستم حمل و مونتاژ
  • ارزیابی سالیانه – نحوه رشد عیوب/ RLP
  • بازرسی حین کار
1

(a) تجهیزات قابل حمل سیستم Shearography و (b) سیستم دیجیتالی Shearography

نقشه کرنش لیزری توسط مهندسی نوری لیزری

نقشه کرنش لیزری توسط مهندسی نوری لیزری

 

محدودیت­ها

  • حساس به ارتعاش اطراف سازه
  • عیوب تا عمق 50mm قابل تشخیص هستند. برخی از عیوب بزرگتر ممکن است در عمقی بیشتر تشخیص داده شوند.

 

الزامات این روش و پارامترهای تاثیرگذار

  • دسترسی به مکان­های محدود بوسیله آیینه امکان پذیر می­شود.
  • استفاده بهینه از این روش وابسته به نوع عیب، متریال، مقدار و جهت برش، مسیر اعمال نیرو و شدت لیزر می­باشد.

 

Recent Posts

Leave a Comment