چشم انسان در سالمترین وضعیت خود قادر است اجسام و علائم را تا اندازه معینی ببیند. یک چشم سالم قادراست یک شیء به تقریبا3/0 میلیمتر را ببیند، اما حفره های بسیار ریز و یا ترک های بسیار بسته، با چشم دیده نمیشوند. در این مقاله با روش بازرسی با مواد نافذ آشنا میشوید. در این روش بسیاری از این نوع نواقص ریز شناسایی میگردند.
در صنعت روش های غیر مخرب مختلفی برای شناسایی عیوب محصولات در زمان تولید و یا قطعات در حال سرویس وجود دارد.یکی از این روش ها بازرسی با مایعات نافذ است، که تحت عنوان (Testing Penetrant=T.P ) شناخته میشود.
بازرسی با مواد نافذ روشی است که برای شناسایی نواقص بسیار ریز که به سطح راه دارند مانند ترک وحفره ها در نمونه های غیر اسفنجی حفره دار مورد استفاده قرارمیگیرد. در این روش از یک ماده نافذ روی سطح استفاده میشود و به دلیل خاصیت مویینگی وارد نواقص ریز سطحی میشود. این ماده رنگی محبوس شده در نقص طی مراحل بعدی مجدداً بر روی سطح تمیز شده کشیده میشود و به راحتی توسط بازرس دیده میشود.در اواخر قرن هجدهم قطعات راه آهن برای اولین بار با این روش بازرسی شدند.
ابتدا قطعات را به روغن سوخته، آغشته میکردند و پس از گذشت مدتی سطح آلوده را پاک کرده و محلول گچ و الکل را روی سطوح تمیز شده به کار میبردند.پس از خشک شدن سطح، روغن سیاه رنگ وارد شده به درون ترک و نواقص به سطح نمونه که دارای یک زمینه سفید نیز بود کشیده شده و به راحتی قابل شناسایی بودند. این روش تحت عنوان (نفت زدن و سفید کردن) شناخته میشدکه به مرور با ایجاد تغییرات در ساخت مواد نافذ و افزایش ویژگیهای آن، به بازرسی با مواد نافذ امروزی تبدیل شد.
ویژگی های یک ماده نافذ خوب
یک ماده نافذ خوب که میتواند عملکرد خوبی در شناسایی نواقص داشته باشد،باید دارای ویژگیهای فیزیکی زیر باشد:
1.کشش سطحی بالا (جمع شدن مایع روی سطح به شکل ورق های کشسان).
2.خاصیت ترکنندگی بالا (گسترش و پخش شدن مایع روی سطح با زاویه کم).
3.گرا روی (Viscosity )کم (مقاوم به جاری شدن).
4.خاصیت مویینگی بالا (نفوذ و جاریشدن در منافذ باریک)
5.شفافیت رنگ (رنگ با خاصیت درخشندگی بالا).
6.حل کنندگی بالا (قابلیت حل کردن ناخالصی های درون نقص).
ایمنی در بازرسی در مایعات نافذ
در بازرسی با مواد نافذ، موارد زیر را همیشه در نظر داشته باشید.
1.مواد نافذ سمی و اشتعال زاست.
2.مواد نافذ تأثیر نامطلوب روی پوست و چشم دارد.
3.نور فرابنفش برای پوست و چشم مضر میباشد.
4.محل بازرسی باید دارای تهویه و شیر آب برای شستشو چشم و پوست باشد.
تمیزکاری سطح قطعات
در بازرسی با روش مواد نافذ، تمیزکاری، که اولین مرحله بازرسی نیز میباشدبسیار مهم و تأثیرگذار میباشد.
در این مرحله باید تمام پوشش های سطحی مانند چربی، رنگها، اکسیدهای سطحی و… از روی سطح قطعات برداشته شود. چون میتوانند سبب بسته شدن دهانه عیب شده و از نفوذ مایع نافذ به درون عیب جلوگیری کنند.
چندین نکته:
در بازرسی با مواد نافذ نباید سطح نمونه دارای چربی یا هرگونه پوشش یا رنگ نکته باشد.
روش تمیزکاری باید با توجه به جنس نمونه و با دقت انتخاب شود تا آسیبی به کارایی قطعه وارد نیاید.
در روش های تمیزکاری با آب، نمونه باید حتما به اندازه کافی خشک شود زیرا آب مانع ورود مواد نافذ به نقص میگردد.
زمان اسکان چیست؟
پس از اعمال مواد نافذ روی نمونه مدت زمانی معین این مواد باید روی نمونه باقی بماند که به آن زمان اسکان یا (Time Dwell )گفته میشود این زمان بستگی به عواملی چون جنس نمونه، حساسیت و نوع نقص متفاوت میباشد. زمان اسکان براساس جداول ثبت شده استاندارد یا کارخانه سازنده مواد نافذ صادر میشود.
جهت بررسی خوردگی و عیوب ریز به ویژه حفره ها به زمان بیشتری نیاز میباشد.زمان اسکان فلزات فولادی معمولا بیشتر از فلزات رنگی میباشد. زمان اسکان ممکن است از 5 دقیقه الی چند ساعت و بستگی به متغیرهای فوق متفاوت باشد.
دسته بندی مواد نافذ از نظر نوع تمیزکاری ماده نافذ بر روی سطح نمونه:
1.مواد نافذ قابل شستوشو با آب (Washable Water) : مواد نافذی هستندکه باید با آب تمیز شوند. این نوع ماده ممکن است با پارچه آغشته به آب و یا فشار آب شسته شوند. این نوع مواد از حساسیت کمی برخوردار هستند. ولی مزیت آن برای قطعات با شکل پیچیده که تمیزکاری آن سخت است مناسب میباشد،همچنین برای خطوط تولید مناسب میباشد.
2.مواد نافذ قابل شستشو با حلال(Removable Solvent) : مواد نافذی هستندکه ابتدا پارچه را به حلال آن آغشته و سپس سطح نمونه با آن تمیز میشود. از این مواد اغلب برای قطعات کوچکتر و یا خارج از آزمایشگاه استفاده میشود و از نوع قابل شستوشو با آب حساستر میباشد. توجه داشته باشید که از پاشش این حلال روی نمونه، به دلیل امکان شستن ماده نافذ در نواقص سطحی پرهیز گردد.
3.مواد نافذ قابل شستشو پس از معلق سازی (Post ـ Emulsifiable) :مواد نافذی هستند که در دو مرحله تمیز میشوند، ابتدا پس از گذشت زمان ماندگاری ماده نافذ روی سطح، یک مایع معلق ساز روی آن زده میشود و پس ازگذشت زمانی معین، با آب شسته میشوند.
توجه: زمان ماندگاری ماده تعلیق ساز طبق دستورالعمل سازنده ماده اجرا شود معمولا حدود 5 دقیقه میباشد در غیر این صورت ممکن است مواد نافذ درون نقص نیز شسته شود. این نوع مواد اغلب جهت قطعات حساس تر مورد استفاده قرار میگیرند.
آشکارسازها (Developrs)
پس از تمیزکاری مواد نافذ از روی سطح نمونه و خشک کردن آن باید از آشکارسازاستفاده شود. نقش آشکارساز بیرون کشیدن مواد نافذ حبس شده در نقص به سطح نمونه و پخش آن روی سطح میباشد. آشکارساز به خاطر داشتن رنگ سفیدمیتواند زمینه خوبی برای نشان دادن نقص رنگی حاصل از مواد نافذ باشد. لذا باعث افزایش دید و وضوح میگردد
انواع آشکارساز
1.آشکارساز خشک (Developer Dry)
این نوع آشکارساز به صورت پودر تولید میشود.
این نوع آشکارساز بایستی معمولاروی قطعات خشک اعمال گردد اما از حساسیت لازم برای بازرسی قطعات حساس برخوردار نمیباشد.
2.آشکارساز (Developer Wet)
این نوع آشکارساز پس از مرحله زدودن مواد نافذ اعمال میگردد. ممکن است از نوع محلول در آب و یا به صورت معلق در آب باشد. این نوع آشکارساز برای قطعات در خطوط بازرسی با مواد نافذحساس توصیه نمیشود. این نوع آشکارساز معمولا در خطوط بازرسی و به صورت مخزنی استفاده میشود. قطعات در مایع آشکارساز غوطه ور و پس ازخشک کردن بازرسی میگردند.
3.آشکارساز تر با پایه حلال (Developer Solvent Wet)
این نوع آشکارساز از حساسیت بیشتری نسبت به انواع ذکر شده فوق میباشد. سریعترخشک میشود و برای هر دو نوع ماده نافذ از نوع مرئی و فلورسانس موجود میباشد.
بازرسی (Inspection)
پس از گذشتن زمان ماندگاری ماده آشکارساز روی نمونه مورد بازرسی قرار میگیرد.قطعه بستگی به نوع ماده نافذ استفاده شده مرئی یا فلورسانس در زیر نور مناسب قرار گرفته و مورد بازرسی قرار میگیرد. نواقص شناسایی شده بر روی نمونه با مارکر علامت زنی شده و نتایج بازرسی در فرم مربوطه ثبت میگردند.علائم نقص در بازرسی با مواد نافذ ممکن است نواقص به صورت گرد یا خطی به صورت گرد دیده میشوند. ترک و سایرعیوب حفرهای معمولا نواقص مشابه به صورت خطی یا منقطع دیده میشوند.
