بسیاری از سازه های کوچک و بزرگی که در اطراف خود می بینید به وسیله جوشکاری ساخته شده اند، اما آیا تا به حال از خود پرسیده اید که مهندسی طراحی و ایمنی این سازه ها چقدر در اهمیت امروزه آنها تاثیر دارد؟

بسیاری از سازه های کوچک و بزرگی که در اطراف خود می بینید به وسیله جوشکاری ساخته شده اند، اما آیا تا به حال از خود پرسیده اید که مهندسی طراحی و ایمنی این سازه ها چقدر در اهمیت امروزه آنها تاثیر دارد؟ آیا می دانستید که استاندارد های ایمنی و سنجش استحکام سازه های فلزی به صورت جهانی تدوین می شود و در بیشتر کشورهای دنیا مشابه به هم هستند؟ انواع بازرسی جوش به ویژه بازرسی غیر مخرب مانند تست ut جوش، تست جوش pt و... اهمیت زیادی در این موضوع دارند که به آن می پردازیم.

جوشکاری و بازرسی

سازه ها با یک فرآیند ساخت که از گرمای شدید برای ذوب فلز و سایر مواد جوشکاری می شوند. ترکیب یک فلز پایه یا اصلی با یک ماده پرکننده در حوضچه جوش صورت می گیرد. وقتی این حوضچه خنک شود، به قطعه دوم متصل شده تا اتصالی ایجاد شود که به خودی خود قوی تر و محکم تر از ماده اصلی و اولیه است.

بسیاری از این سازه های اغلب بزرگ در صنایع هوافضا، پارک های تفریحی، خودرو سازی،  ساخت و ساز، زیر ساخت ها، نظامی، تولید، راه آهن، کشتی ها و قایق ها قرار دارند. حساسیت این صنایع بسیار بالا بوده و در بیشتر موارد جان انسانها و سرمایه های زیادی در آنها به صورت مستقیم در ارتباط می باشد.

اهمیت بازرسی جوش از نظر استاندارد

به همین منظور سازمان استاندارد صنایع نامبرده را موظف به رعایت استانداردهای AWS-QC1 و CSWIP-3.1 برای بررسی جوش این سازه ها به منظور تحمل وزن، استحکام، طول عمر و …. کرده است.

برای این کار بازرسی جوش از تمام اتصالات مهم این سازه ها توسط بازرسان جوش صورت می گیرد. بازرسی جوش انواع مختلفی دارد از جمله بازرسی قبل از جوشکاری (Before the Weld)، بازرسی در حین جوشکاری (During the Weld) و بازرسی بعد جوشکاری (After the Teld) که پرکاربردترین آنها بازرسی بعد از اتمام جوشکاری است.

انواع روش‌های بازرسی جوش

بازرس برای بازرسی جوش از دو روش آزمایش مخرب (DT) و آزمایش‌ غیر مخرب (NDT) استفاده می کند. کاربرد و زمان استفاده از این تست ها بستگی به شرایط مختلفی دارد که در ادامه به توضیح آن می پردازیم.

بازرسی جوش به روش مخرب

سه آزمون در روش مخرب استفاده می شود که به صورت مستقیم ویژگی های آهن را مورد بررسی قرار می دهد. در تست خمش میزان ارتجاعی یا خم شدگی فلز و قسمت جوش سنجیده می شود. در دو آزمون دیگر میزان کشش و مقاومت در برابر ضربه مورد بازرسی قرار می گیرد.

آزمایش‌های غیر مخرب (NDT)

همانطور که از اسم آن پیداست در این روش بازرسی جوش از تست هایی که آسیبی به سازه وارد نمی کنند استفاده می شود. انواع تست غیر مخرب عبارت است از:

۱) بازرسی چشمی جوش (VT)

۲) تست جوش pt

۳) بازرسی جوش با مواد مغناطیسی (MT)

۴) بازرسی جوش رادیوگرافی (RT)

۵) تست ut جوش یا بازرسی جوش التراسونیک (UT)

البته این روش ها دارای محدودیت‌های زیر نیز هستند:

۱) سرعت پایین

۲) پر هزینه بودن

۳) ارائه اطلاعات فقط مربوط به نمونه‌ها

بازرسی با مایع نافذ (PT)

تست جوش pt با مایع نافذ که به آن تست PT نیز می گویند، برای آشکار‌سازی نقص‌هایی است که در سطح جوش هستند و به سطح قطعه کار راه پیدا کرده‌اند مورد استفاده قرار می گیرد.

این روش مبتنی بر جذب موئینگی مایع به درون نقص بوده و بدین صورت پس از نمایان شدن، تمامی ناپیوستگی‌های سطحی جوش با چشم به راحتی دیده خواهد شد. روش تست جوش pt با مایع نافذ، علاوه بر بازرسی جوش در بازرسی قطعه‌های ریخته‌گری شده، قطعات نورد و… به کار استفاده می‌شود و محدودیتی برای اندازه ابعادی سازه وجود ندارد. این روش پنج مرحله اساسی دارد و عبارتند از:

۱) آماده‌سازی سطح و پاکسازی

۲) اعمال مواد نفوذ‌کننده

۳) صبر کردن تا نفوذ کردن مایع نافذ

۴) اعمال مواد آشکار ساز

۵) بررسی نتایج و پاک کردن قطعه

برخی از عیوب جوش مانند ترک‌های عمقی، تخلخل در داخل جوش و… که به سطح قطعه راه پیدا نکرده‌اند با روش تست جوش pt قابل مشاهده نخواهند بود. عیوب خیلی کوچک که ماده نافذ به داخل آن نفوذ نکرده است یا به قدر کافی نفوذ نمی‌کند پیدا نمی‌شوند اما معمولاً استفاده از مواد خوب نافذ و آشکار ساز تا حدی این ریسک را کم می‌کند. تست جوش pt برای برخی از قطعات جوشکاری شده با هندسه پیچیده، قطعات دارای سطح زبر و قطعات کامپوزیت جوشکاری شده مناسب نیستند.

تست ut جوش (UT)

تست غیر مخرب التراسونیک یا تست ut جوش، یکی دیگر از روش‌های متداول در بازرسی جوش است. تست UT مخفف کلمه انگلیسی Ultrasonic Test می‌باشد. کلمه التراسونیک از دو واژه الترا + سونیک تشکیل شده است؛ الترا در کلمه التراسونیک به مفهوم زیاد و سونیک معنی امواج صوتی یا ارتعاش اشاره دارد.

ارتعاشات مافوق صوت با التراسونیک به نوساناتی گفته می‌شود که فرکانس آن‌ها بیش از حداکثر فرکانسی است که گوش انسان قادر به شنیدن آن است. زیرا گوش انسان قادر به شنیدن نوسانات بین ۱۵ بار در ثانیه الى ۲۰٬۰۰۰ بار در ثانیه (هرتز) می‌باشد.

نوسانات بالای ۲۰٬۰۰۰ بار در ثانیه را ارتعاشات مافوق صوت می‌نامند. چون ارتعاشات مافوق صوت به آسانی در جامدات منتشر می‌گردند در نتیجه اگر ارتعاش مافوق صوتی به سطح یک جسم جامد اعمال گردد در قسمت درونی آن با سرعتی که بستگی به فشردگی و جنس آن جسم دارد منتشر گردیده و هرگاه به مانع یا سطح جداکننده‌ای برخورد نماید بازتاب آن منعکس خواهد شد در نتیجه می‌توان با ضبط این بازتاب‌ها به وسیله دستگاه‌های مخصوص به نواقص درونی و نیز به ضخامت جسم پی برد.

تست ut جوش را می‌توان به علت ویژگی‌های بنیادی‌اش برای آزمایش قطعات مختلف ساخته شده فلزی و غیرفلزی مانند: بازرسی جوش، بازرسی قطعه‌های آهنگری یا ریخته‌گری شده، ورق، لوله، پلاستیک، سرامیک و… به کار برد.

آزمایش با تست ut جوش التراسونیک با استفاده از یک مبدل پیزوالکتریک که امواج صوتی با فرکانس بالا تولید می‌کند انجام می‌شود. موج‌های فراصوتی از داخل قطعه مورد آزمایش عبور داده می‌شوند و با هرگونه تغییر محیط ناشی از وجود عیب در داخل قطعه منعکس می‌شوند و امواج منعکس شده به صورت برجستگی‌هایی نسبت به خط مبنا بر روی صفحه نمایش دستگاه ظاهر می‌شوند. 

اگر شما نیز بخواهید برای سازه های فلزی مجوز بهره برداری استاندارد را دریافت کنید باید به درخواست خود را به شرکت های بازرسی تجهیزات جوش بسپارید. شرکت هایی مانند نیک بینش کارن،‌ ایمن سازان راهور ، البرز ایمن بازرس و..