آزمایش مایع نافذ یا PT روش دیگری از آزمایش های NDT برای شناسایی عیوب سطحی و همچنین عیوب زیرسطحی است که به سطح راه دارند. آزمایش PT بهترین روش برای بازرسی انواع ترک های سطحی، تخلخل، تورق، عدم اتصال در جوش یا لبه های باز و هرگونه نشتی در جوش مخازن ذخیره و تیوب ها است. امروزه در صنایع مختلف، آزمایش PT بطور موفقیت آمیزی بر روی فلزات آهنی و غیر آهنی، سرامیک ها، قطعات متالورژی پودر، قطعات جوشکاری شده، شیشه ها و برخی پلاستیک ها استفاده می شود.
آزمایشPTچیست؟
در تست PT یک مایع نافذ برای مدت زمانی مشخص، به سطح جسم مورد نظر اعمال می شود. این مایع نافذ به علت پدیده مویینگی به داخل عیوب باز سطحی نفوذ می کند. در مرحله بعد مایع اضافی از روی سطح برداشته می شود. سپس سطح خشک شده و ماده آشکارساز جذب می شود و نیز موقعیت، اندازه و ماهیت ناپیوستگی در صورت وجود آشکار می گردد. بنابراین آزمایش PT با مشاهده سطح قطعه و دیدن کنتراست رنگی که بین مایع نافذ باقی مانده که از درون عیب به بیرون کشیده شده و سطح قطعه انجام می گیرد. باید مراقب بود که اجزای شیمیایی مایع نافذ و ماده آشکارساز بر قطعه مورد آزمایش اثر منفی نگذارد.
اساس کار آزمایشPT
به طور مختصر تست PT دارای مراحل زیر است:
- مایع نافذ در مدت زمان مشخص روی قطعه اعمال می شود.
- مایع نافذ با قابلیت مویینگی در عیب نفوذ می کند.
- مایع نافذ اضافی از روی سطح برداشته می شود.
- سطح خشک می شود و ماده ظاهر کننده اضافه می شود.
- ماده آشکارساز سبب جذب مایع نافذ اضافی که در داخل عیوب باقی مانده می شود.
- حضور، موقعیت، اندازه و نوع عیب مشخص می گردد.
اجزای آزمایشPT
مایع نافذ (Penetrant)
برای دستیابی به حساسیت مورد نیاز در تست PT ، از مایعات با قابلیت نفوذ خوب و دارای رنگدانه های مناسب استفاده می گردد. این مایعات به وضوح در نور سفید و یا ماورای بنفش قابل رویت هستند. مقدار مایع نافذی که وارد ناپیوستگی های سطحی خیلی ریز می شود، بسیار کم است. اما در عین حال باید قابلیت رویت ماده نافذ در هنگام خروج از ناپیوستگی ها بسیار زیاد باشد. مایعات نافذ قابل شست و شو با آب به راحتی از سطح نمونه به وسیله جریان آهسته آب برداشته می شوند. انواع دیگر مایعات نافذ نیز وجود دارند که به وسیله حلال های منحصر بفرد خود شسته می شوند. در میان سیستم های مایعات نافذی که در تست PT مورد استفاده قرار می گیرند، سیستم مایعات نافذ فلوئورسنت، حساسترین نوع است. زمان لازم برای نفوذ مایع نافذ در آزمایش PT، با شرایط زیر تغییر می کند:
- نوع مایع نافذ مورد استفاده
- نوع قطعه مورد بازرسی
- میزان حساسیت مورد نظر
- نوع عیبی که باید بررسی گردد
مواد آشکارساز (Developer)
در آزمایش PT دو نوع ماده آشکارساز وجود دارد. نوع اول ” خشک ” است که شامل ماده پودری با رنگ روشن است. ماده آشکارساز خشک بعد از برداشتن مایع نافذ اضافی روی سطح و خشک کردن آن، به سطح اعمال می شود. نوع دوم، ماده آشکازساز “مرطوب” است. این مواد مورد استفاده در تست PT نیز به شکل پودری هستند. با این تفاوت که این پودر در یک مایع مناسب مانند آب یا در یک حلال فرار، معلق است.
کاربرد آزمایشPT
همانطور که گفته شد امروزه تست PT یکی از پرکاربردترین روش‌های ارزیابی غیر مخرب در صنایع است. محبوبیت آزمایش PT را می توان به دو عامل اصلی نسبت داد: سهولت نسبی استفاده و انعطاف پذیری
تست PT می تواند برای بازرسی همه ی مواد (به جز موادی که سطح آن سخت و یا متخلخل باشد) به کار رود. آزمایش PT می تواند در طیف وسیعی از کاربردها از صنایع خودرو گرفته تا قطعات یدکی هواپیما اعمال شود. از طرفی مایعات نافذ را می توان با یک اسپری یا یک تکه پنبه به سطح اعمال کرد. بنابراین مشکلی برای بازرسی قطعات خیلی کوچک یا خیلی بزرگ وجود نخواهد داشت.
مزایای تست PT
- این روش دارای حساسیت بالا به ناپیوستگی های سطحی کوچک است.
- بخش‌هایی از قطعات با اشکال هندسی پیچیده به طور معمول بازرسی می شوند.
- نشانه‌های عیوب به طور مستقیم و در همان لحظه بر روی سطح قطعه تولید می شوند.
- قوطی‌های اسپری مایع نافذ و ماده ظاهر کننده را بصورت پرتابل و قابل حمل می سازند.
- تجهیزات مرتبط تست PT نسبتا ارزان هستند.
معایب تست PT
- فقط نقص ها و ناپیوستگی های سطح را تشخیص می دهد.
- برخلاف بازرسی UT و بازرسی RT، آماده سازی اولیه ی سطح در تست PT مهم است. چراکه وجود هر نوع آلودگی می تواند نقص را پنهان کند.
- نیاز به یک سطح نسبتا صاف و بدون منفذ دارد.
- تمیز کاری بعدی نیز برای حذف مواد شیمیایی اعمال شده لازم است.
- اقدامات احتیاطی برای دست زدن به مواد شیمیایی لازم است. (سمی بودن و آتش زایی)
برخی از عیوبی که تست PT توانایی بالایی در نمایان ساختن آن ها را دارد، عبارتند از:
- ترک خستگی
- ترک کوئنچ
- ترک سخت کاری سطحی
- شکست های سطحی حاصل از ضربه
- تخلخل ها
- ذوب ناقص، نفوذ ناقص و آثار گذرها در جوشکاری
روش های پیشرفته آزمایشPT
جالب است بدانید امروزه، خلاقیت هایی نیز در آزمایش PT شده است که در ادامه به دو مورد از آنها اشاره می کنیم:
- پمپاژ مایع به روش فراصوتی
در این روش برای غلبه بر محدودیت های احتمالی، از امواج فراصوتی با یک فرکانس بهینه به عنوان وسیله ای برای پمپاژ مایع نافذ فلوئورسنت به مکان هایی که امکان نفوذ مایع نبوده استفاده نمود. فرکانس های پایین سبب ایجاد قدرت نفوذ بیشتر می شوند،اما باید به این نکته توجه نمود که فرکانس های زیر ۲۰ کیلوهرتز، امواج را به مرز شنوایی می رساند که می تواند سبب آسیب رسیدن به گوش انسان شود.
- بازرسی از راه دور لوله کشی های راکتور با استفاده از آزمایش PT
برای شناسایی ناپیوستگی های سطحی در لوله کشی های رآکتور هسته ای با تشعشعات رادیواکتیو از وسایل ویژه ای استفاده می شود. دو مشکل اساسی در بازرسی مایع نافذ تجهیزات هسته ای وجود دارد. یکی عدم دسترسی کافی و مناسب برای اپراتورها و بازرس ها و دیگری وجود میدان های تشعشع رادیواکتیو قوی در مناطق مورد بازرسی.
برای غلبه بر این مشکلات، وسایل ویژه ای برای بازرسی سطوح خارجی لوله کشی های راکتور هسته ای از راه دور موجود است. این وسایل ابتدا سطح مورد بازرسی را تمیز نموده و سپس مایع نافذ را اعمال می کنند. در مرحله بعد مایع نافذ اضافی را برداشته و ماده آشکارساز اعمال می شود. در نهایت نیز تصویری از اثرات مایع نافذ که بر روی سطح به جا گذاشته شده است به وسیله فیبر نوری به یک صفحه نمایش رنگی انتقال می یابد.
جمع بندی
آزمایش PT نشانه هایی از عیوب با سطح بالایی از کنتراست بین نشانه‌ها و پیش‌زمینه قطعه ایجاد می کند. این ویژگی منحصر بفرد تست PT به بازرس کمک می‌کند که به راحتی متوجه عیوب شود ، همچنین امتیازات و کاربردهایی که در این مقاله برای این روش ذکر گردید، همواره تضمین کننده اعتبار این روش در صنایع مختلف است.
