انواع تست جوش

انواع تست جوش

چرا تست جوش اینقدر مهم است؟

انواع تست جوش کاری یکی از اساسی ترین فرآیند های اتصال در صنایع مختلف، از ساختمان سازی و خودرو سازی گرفته تا هوافضا و نفت و گاز، محسوب می شود.

اما همانقدر که جوشکاری اهمیت دارد، اطمینان از کیفیت و یکپارچگی اتصالات جوش داده شده نیز حیاتی است.

تصور کنید یک سازه فلزی عظیم یا یک خط انتقال لوله گاز دچار نقص جوش شود، عواقب آن می تواند فاجعه بار باشد.

اینجاست که تست جوش وارد میدان می شود.

هدف اصلی تست جوش، شناسایی عیوب احتمالی، تضمین استحکام مکانیکی، و اطمینان از مطابقت با استاندارد ها و مشخصات فنی است.

در این مقاله جامع، به بررسی انواع تست های جوش، اعم از مخرب و غیر مخرب، کاربرد های آن ها، و اهمیتشان در صنعت خواهیم پرداخت.

تست های غیر مخرب ( Non-Destructive Testing-NDT )  : بازرسی بدون آسیب

انواع تست جوش های غیر مخرب ( NDT ) روش هایی هستند که بدون تخریب یا آسیب رساندن به قطعه جوش داده شده، به بررسی عیوب سطحی و زیر سطحی آن می پردازند.

این روش ها به دلیل حفظ یک پارچگی قطعه، در بسیاری از صنایع کاربرد گسترده ای دارند.

بازرسی چشمی ( Visual Testing-VT )

• تعریف و هدف: ارزیابی اولیه و سطحی عیوب، تفسیر کیفیت سطحی و وجود ترک های سطحی یا عمقی، بریدگی لبه ها، تخلخل سطحی، ناهواری ها و ناهنجاری های ابعادی.
• الزامات استاندارد: اکثر استاندارد های NDT از جمله  ISO 9712 ASTM E264 ASTM E165 نسبت به آموزش فرد بازرسی، تجهیزات نور پردازی، و روش ثبت نتایج سفارش می دهند.
• ابزار ها و تجهیزات:

چشم بازرسی یا میکروسکوپ های بزرگنمایی برای بررسی دقیق

چراغ های کارگاهی با شدت نور مناسب ( مثلا نور روز یا نور سرد )

ذره بین های ساده و صنعتی با زوایای مختلف ( 10* تا 30* )

گیج های جوشکاری برای تعیین پهنای قوسی و برش های سطح

کیت ثبت گزارش بازرسی و چک لیست ها

• معیار های پذیرش: وجود ترک های سطحی بزرگ یا ترک های ریز سطحی که می توانند به ترک های داخلی منجر شوند، بریدگی های کناره، ارزیابی هم ترازی و پلامپ های سطحی، تروتختی و عیوب پیچیده.
• مزایا و محدودیت ها:

مزایا: ساده، سریع، ارزان، بدون نیاز به تجهیزات تخصصی پیچیده.

محدودیت ها: فقط عیوب سطحی یا قابل رویت، برخی عیوب داخلی را پشش نمی دهد.

• مثال های کاربرد:

بازرسی اولیه جوش های گروه های صنعتی ساختمان، پروژه های سازه ای و اسکلت های فولادی.

بررسی سطحی در خطوط لوله نفت و گاز برای ترک های سطحی قبل از عملیات فشار بالا.

تست مایعات نافذ ( Liquid Penetrant Testing-PT-PL )

• مفاهیم پایه:

PT به مایع ننافذ رنگی یا فلورسنت و توسعه دهنده نیاز دارد تا عیوب سطحی مانند ترک ها، فرورفتگی ها حفرات سطحی را آشکار کند.

فرآیند به شش مرحله اصلی تقسیم می شود: تمیز کاری سطح، اعمال مایع نافذ، زمان نفوذ، پاک سازی اضافی، اعمال توسعه دهنده، دیده شدن عیوب با نور مناسب و تفسیر نتایج.

• مواد شیمیایی:

مایع نافذ با فرکانس های رنگی یا فلورسنت

یا محصولات متنوع مانند قرمز رنگی، آبی، یا رنگ های فلورسنت با نور UV

• توسعه دهنده: پودر یا مایع توسعه که مایع نافذ را به سطح عیوب می کشاند.
• مراحل اجرایی:

تمیزکاری سطح تا رسیدن به سطح فلزی خام و تمیز

• تعرفه انتخاب مواد: آب دوست یا روغن دوست بسته به سطح کار
• زمان نفوذ: معمولا از چند دقیقه تا چندی ساعت بسته به ماده و دمای سطح
• پاک سازی: حذف مایع نافذ اضافی با روغن های بی اثر یا مخصوص
• توسعه و نمایش: استفاده از توسعه دهنده و بازدید با نور مناسب یا دستگاه های فلورسنت
• پذبرش و ارزیابی:

وجود علائم در سطح که نشان دهنده ترک یا حفره است

شدت و ابعاد عیوب با مقیاس و نسبت های استاندارد

• مزایا و محدودیت ها:

مزایا: قابلیت آشکار سازی عیوب سطحی با وضوح بالا و مناسب برای مواد غیرمتخلخل

محدودیت ها: فقط عیوب سطحی یا نزدیک به سطح قابل تشخیص، نیاز به تمیزکاری گسترده سطح

• کاربرد های گسترده:

بازرسی جوش های پروتئینی و اتصالات فلزی در صنایع ساختمانی و عمرانی

بازرسی خطوط لوله و مخازن تحت فشار برای ترک های سطحی

تست ذرات مغناطیسی ( MT-Magnetic Particle Testing )

• اصول کار:

برای مواد مغناتیسی ( مانند فولاد های کربنی و آلیاژ های آهنی ) استفاده می شود.

ایجاد میدان مغناطیسی در قطعه، ایجاد عیوب به عنوان نقاط جمع شدگی ذرات مغناطیسی که با نوار های مغناطیسی یا پودر مغناطیسی پودر می شوند.

هرگونه عیب در سطح یا نزدیک سطح، خطوط میدان را منحرف  می کند و ذرات مغناطیسی را به درستی اعمال کرد.

• الزامات تجهیزات:

منبع میدان مغناطیسی ( الکترو مغناطیسی یا وریافت کننده )

پودر یا مایع مغناطیسی برای نمایش عیوب مبدل های نور یا چشمی برای بررسی حضور ذرات در اطراف عیب

• روش اجرا:

MT حتما باید سطحی و سطحی عمقی باشد.

اعمال میدان مغناطیسی اولیه، بررسی با پودر و یا مایع مغناطیسی

• مزایا و محدودیت ها:
• مزایا: سرعت بالا، هزینه مناسب، قابلیت تشخیص عیوب سطحی و نزدیک به سطح در مواد آهنی

محدودیت ها: تنها برای مواد فرومغناطیسی، محدودیت در عمق نفوذ عیوب

• کاربرد های رایج:

بازرسی چرخ های صنعتی، لوله ها، جوش های فولادی با ضخامت های مختلف

کنترل های کیفی در کارخانه های فولاد سازی و صنایع ساختمانی

نکات مهم راجب آرماتور بندی ساختمان کلیک کنید

تست های مخرب ( Destructive Testing-DT ) فداکاری برای اطلاعات کامل

برخلاف NDT، تست های مخرب شامل تخریب کامل یا جزئی قطعه جوش داده شده برای ارزیابی دقیق خواص مکانیکی و متالوژیکی آن است.

این تست ها معمولا روی نمونه های آزمایشی یا قطعاتی که می توانند فدا شوند، انجام می گیرند.

تست کشش ( Tensile Testing )

هدف و اهمیت:

انواع تست جوش تعیین استحکام کششی، تسلیم و ازدیاب طول جوش در مقایسه با پایه فلز ارزیابی توانایی تحمل بار های لوپ یا بارگذاری های غیرمتناسب.

نمونه گیری:

انواع تست جوش نمونه ها معمولا به فرم آداپته یا استاندارد های مشخص شده در استاندارد های ملی و بین المللی ساخته می شوند.

محل نمونه معمولا در ناحیه جوش، یا منطقه اثر حرارت است.

تجهیزات:

دستگاه کشش با سرعت بارگذاری مشخص، و سیستم اندازه گیری نیرو و تغییر شکل

تجهیزات صوتی یا تصویری برای ثبت ناپیوستگی ها در طول آزمایش

معیار های ارزیابی:

استحکام کششی

استحکام تسلیم

درصد ازدیاب طول و انرژی جذب

نتایج کاربردی:

مقایسه با مشخصات طراحی و استاندارد های مهندسی

تعیین قابلیت سازه برای بهره برداری در خدمات محیطی و دمایی خاص

تست خمش ( Bend Testing )

هدف و اهمیت:

ارزیابی شکل پذیری و مقاومت جوش در برابر ترک های خمشی و عمر خمشی در طول خدمات

روش اجرایی:

نمونه های جوش خورده به شکل تیغه یا دایره به بتن و خم میشوند.

بررسی سطح خم و ایجاد ترک برای مقایسه با استاندارد

پارامتر های کلیدی:

زاویه خم، قطر خم، و ابعاد نمونه

میزان چسبندگی بین WN و پایه

کاربرد ها:

بررسی استحکام و دوام جوش های بزرگ در سازه های فولادی

تست سختی ( Hardness Testing )

هدف و مفهوم:

ارزیابی مقاومت جوش و مناطق مجاور آن، به ویژه منطقه متاثر از حرارت

روش های رایج:

راکول

برینل

ویکرز

اجرا:

انتخاب روش بسته به مواد و ضخامت

قالب گیری و اندازه گیری دقیق شاخص سختی در WM و HAZ

کاربردها:

ارزیابی تغییرات سختی پس از عملیات حرارتی و فرآیند های جوشکاری

اطمینان از عدم افزایش غیر یکنواختی های سختی که ممکن است منجر به ترک یا شکست شود.

نکات عملی در اجرای تست ها

استاندارد ها و رویکرد ها:

استفاده از استاندارد های بین المللی و سایر استاندارد های مرتبط برای بازرسان و روش های بازرسی

تعیین روش NDT یا  DT مطابق با ضخامت، نوع ماده، و الزامات طراحی

نقش ماموریت و نگهداری تجهیزات:

نگهداری منظم تجهیزات NDT و صدور گواهی تجهیزات

آموزش بازرسان و صدور گواهی سلامت فنی

ایمنی و محیط زیست:

رعایت پروتکل های ایمنی تابش در RT، استفاده از تجهیزات حفاظت فردی در MT و PT

مدیریت پسماند های مواد شیمیایی یا مایعات نافذ و توسعه دهنده ها

مدیریت داده و ثبت گزارش:

ثبت دقیق نتایج با استفاده از چک لیست های استاندارد و نرم افزار های مدیریت بازرسی

مستند سازی نتایج، تصاویر، نقشه های عیب، و تفسیر های فنی برای ارزیابی های بعدی

قوانین نظام مهندسی راجب ساختمان

استراتژی های ترکیبی تست جوش

رویکرد چند گانه:

ترکیب NDT و DT برای به دست آوردن تصویر جامع از کیفیت جوش

سطح پوشش بازرسی:

تعیین میزان بازدید بهینه برای نمونه های تولیدی 100 درصد یا نمونه های تصادفی با درصد های قابل قبول.

مهندسی فشار ایمنی:

براساس الزامات ایمنی، ایمنی کارکنان و حفاظت از محیط، اقدامات لازم برای آزمایش های DT و RT انجام می شود.

نتیجه گیری: ترکیبی از دقت و اطمینان

انتخاب نوع تست جوش، چه مخرب و چه غیر مخرب، به عوامل متعددی از جمله نوع ماده، ضخامت قطعه، الزامات طراحی، استاندارد های صنعتی، و حساسیت کاربرد نهایی بستگی دارد.

در بسیاری از موارد، ترکیبی از هر دو نوع تست برای اطمینان کامل از کیفیت جوشکاری مورد استفاده قرار میگیرد.

تست های NDT امکان بازرسی 100 درصد قطعات تولیدی را بدون آسیب فراهم می کنند، در حالی که تست های DT اطلاعات دقیق و عمیقی در مورد خواص مکانیکی و متالوژیکی جوش ارائه می دهند.

با پیشرفت فناوری، روش های تست جوش نیز همواره در حال بهبود و توسعه هستند.

اما هدف نهایی همیشه یکسان باقی می ماند:  تضمین ایمنی، قابلیت اطمینان، و دوام اتصالات جوش داده شده در تمامی صنایع.

درک عمیق از انواع تست جوش نه تنها برای مهندسان و بازرسان جوش ضروری است، بلکه به افزایش کیفیت کلی محصولات و سازه ها در سطح جهانی کمک شایانی میکند.