بخشی از مقاله
چکيده
با توجه به تفاوت هايي که ميان آزمون ١ و ارزيابي ٢ غير مخرب وجود دارد، در اين مقاله ابتدا يک مقايسه اجمالي ميان آزمون و ارزيابي غير مخرب انجام شده و در ادامه انواع فرآيندهاي غير مخرب از نظر نياز به تماس يا عدم تماس با سطح قطعه مورد بررسي قرار گرفته است . سپس به بررسي فرآيندهاي غير تماسي "اينتر فتومتري هولوگرافيک ٣" و "ترموگرافي اينفرارد٤"و مقايسه ميان آنها پرداخته و در پايان نيز يک مطالعه موردي از قطعه اي که روي آن ارزيابي هاي فوق انجام شده است ، براي مفايسه دو روش آورده شده است .
واژههاي کليدي : اينتر فتومتري هولوگرافيک ، ترموگرافي اينفرارد، آزمون و ارزيابي غير مخرب .
-١ مقدمه
با استفاده از NDT1 يا آزمون هاي غير مخرب مي توان انواع عيوب را که در ساختار مواد ، کشف و بررسي کرد و البته اين آزمون را بدون صدمه وارد کردن يا ايجاد خلل در کار قطعۀ مورد تست انجام داد. اما NDE يا ارزيابي غير مخرب مواد در حين توليد براي ارزيابي خواص فيزيکي و مکانيکي، بازرسي کلي تلرانس ها، تراز بودن قطعات، بررسي هاي دوره اي رشد صدمات و عيوب براي تعمير و نگهداري محصولات و همچنين براي اطمينان عملکرد درست آنها استفاده مي شود.
معمولاً براي اثبات کيفيت طراحي، قطعات را تحت آزمون هاي مخرب قرار مي دهند، که با استفاده از NDE ديگر نيازي به بررسي مخرب آنها نيست . مواد، توليدات و ابزارهايي که داراي مشکلي در طراحي هستند يا نمي توانند وظيفه خود را به عنوان يک مادة صنعتي به دليل وجود عيوب ايفا کنند، نيازمند اين هستند که يک تعمير اساسي رويشان انجام شود که مسلماً بسيار پر هزينه است . چرا که چنين عيوبي باعث از کار افتادگي و شرايط نا امن کاري براي چنين قطعاتي مي شود و در صورت آزمون و ارزيابي هاي غير مخرب در زمان طراحي، توليد و بعد از آن ، چنين مشکلاتي پيش نخواهد آمد.
٢- انواع فرايندهايNDT.E
در يک تقسيم بندي کلي اين فرايندها را به دو گروه تقسيم مي کنند: فرايندهاي تماسي و فرايندهاي غيرتماسي فرايندهاي تماسي شامل آزمون هاي مايع نافذ(PT)، ذرات مغناطيسي(MT)، امواج مافوق صوت(UT) و... مي باشد. براي انجام اين فرايندها بايد به قسمت مورد نظر دسترسي داشت . از جمله فرايندهاي غير تماسي مي توان به اينترفرومتري هولوگرافيک (-HI T.E) و فرايند ترموگرافي اينفرارد(IR-T.E) اشاره کرد. در اين فرايندها ديگر نيازي به دسترسي کامل به قطعه مورد نظر نيست .
٣- فرايند ترموگرافي با استفاده از پرتو اينفرارد(IR-T.E) اين فرآيند براي محيط هاي صنعتي بسيار مناسب است . اگر چه برخي از آنها به تحريک خارجي نياز ندارد . بنابراين براي بازرسي هواپيماها بعد از فرود ودر زماني که دماي آنها بالاست مناسب بوده و بدين ترتيب بيشترين کاربرد آن در صنايع هوا و فضا است . فرآيند ترموگرافي به يک منبع خارجي از انرژي نياز دارد تا بتواند تفاوت ميان دماي قسمتهاي معيوب و سالم را در ساختار دروني قطعات تشخيص دهد[١].
تشکيل تصوير با استفاده از پرتوي اينفرارد انجام مي شود. براي محاسبه ي ميزان انرژي گرمايي که از شي مورد آزمايش متصاعد مي شود مي توان از دوربين هاي حساس به گرما استفاده کرد. انرژي گرمايي, نامرئي است زيرا طول موجش بسيار زياد تر از آن است که بتوان با چشم غير مسلح آن را تشخيص داد. اين طول موج قسمتي ازطيف امواج الکترمغناطيسي مي باشد که ما از آن به عنوان انرژي گرمايي ياد مي کنيم . برخلاف نور مرئي , هرچيزي گرما توليد مي کند (بادماي بالاتر از k٠)، حتي اجسام خيلي سرد، تکه هاي يخ
شکل ١- فرآيند حرارت سنجي[١]
نيز از خود امواج اينفرارد گسيل مي دهند. وقتي دماي اجسام را کمي بالاترمي بريم اجسام امواج اينفرارد از خود گسيل مي دهند.
امواج اينفرارد به ما کمک مي کنند تا آنچه را که با چشم معمولي نمي توانيم ببينيم با اين روش کاملا مشخص شود[١]. دوربين هاي ترموگرافي، تصاوير امواج اينفرارد نامرئي را، آشکار مي کنند و از اين امواج يک تصوير تشکيل مي دهند. البته اين امواج در صورتي ايجاد مي شوند که انرژي گرمايي در جسم حضور داشته باشد[٢]. بنابراين با استفاده از اين دوربين ها مي توان به صورت کاملاً غير تماسي به بررسي تجهيزات پرداخته و حتي دماي دقيق آنها را تشخيص داد[٣].هر چيزي قبل از اينکه در آن تغيير فرم صورت پذيرد، گرم مي شود[٣] و بنابراين استفاده از اين دوربين ها بسيار مقرون به صرفه بوده و ارزش ابزارهاي تشخيص در بسياري از برنامه هاي کاربردي گوناگون است . در بسياري از صنايع ، سعي شده است تا بازدة توليد در حد زيادي افزايش يابد، که با استفاده از روش هايي مثل مديريت انرژي، توسعۀ کيفيت محصولات، افزايش ايمني کارکنان و کاربردهاي جديد دوربين هاي اينفرارد، اين اهداف قابل دسترسي است . انواع روشهاي ترموگرافي بشرح زير است : الف - ترموگرافي غير فعال هدف ما از ترموگرافي معمولي، اندازه گيري دماي سطح اجسام است .
اما ترموگرافي غيرفعال مي تواند بدون هيچ گونه تماس، اطلاعاتي را در رابطه با سطح اجسام، دريافت کند.در اين روش تنها از حرارت خود جسم استفاده مي شود و نيازي به تحريک خارجي ندارد[٧]
ب ترموگرافي گذرا
اين روش براي تسخيص عيوب واقع در عمق اجسام با انتقال حرارت پائين قابليت دارد. نمونه اي را براي مدت زمان طولاني در کوره حرارت مي دهند (دمايي که با عث خرابي قطعه نشود در حدود C °٥٠).سپس ، نمونه به دماي اتاق آورده شده و همزمان با دوربين اينفرارد تحت بررسي قرار مي گيرد. چون نمونه ، حرارتش را از طريق همرفت و تابش از دست مي دهد، سطحش سرد مي شود. حرارت از مرکز جسم به سطح آن راه از طريق هدايت راه پيدا مي کند. يک عيب معمولاً براي جريان گرما، يک مانع محسوب مي شود. که اين باعث توزيع غير هموژن (غير يکنواخت ) حرارت در سطح نمونه خواهد شد و اين پديده توسط دوربين اينفرارد کاملاً تشخيص داده مي شود. در مقايسه با متدهاي دمايي ديگر. در واقع با اين روشها پيدا کردن عيوب در عمق اجسام را در کمترين زمان ممکن کرده است [٧].
شکل ٢- نحوه عملکرد فرايند حرارت سنجي[٦]
٤- فرايند اينترفرومتري هولوگرافيک (HI-T.E)
٤- ١- هولوگرام و هولوگرافي
هولوگرام عبارت است از الگوي تداخل امواج نور که روي يک فيلم مناسب تشکيل تصوير سه بعدي مي دهند، اين تصوير جزئيات کاملتري از جسم ارائه مي دهد[٢]. همچنين به فرايند تهيه يک تصوير هولوگرام، هولوگرافي مي گويند
