روش تست مایع نافذ (PT)

دامنه کاربرد تست مایع نافذ (PT)

در مقالات گذشته با عیوب جوش و بازرسی چشمی آنها در سوله سازی آشنا شدیم. در این مقاله به بررسی روش تست مایع نافذ یا همان تست PT (Penetrant testing)  می پردازیم. در مراحل ساخت سازه فلزی باید جوش ها مورد آزمایش و ارزیابی قرار گیرند و در بازرسی چشمی جوش، آزمایش مایع نافذ بسیار کاربردی است و به پیدا کردن عیوب مختلف کمک بسیاری می کند. واحد کنترل کیفیت و بازرسین جوش در شرکت‌های سوله سازی و اسکلت فلزی با استفاده از اسپری های مخصوص از این روش بهره می گیرند تا بتوانند مواردی که نیاز به اصلاح دارند را شناسایی کنند.

دامنه كاربرد: تمامي مواد غير متخلخل – عيوب سطحي راه به در(عيوبي كه به سطح راه دارند)

PT، تست ساده به لحاظ تجهيزات و نحوه اجراست ولي تفسير نتايج تست احتياج به تجربه و دقت بالايي دارد. بر روي مواد اوليه، قطعات نيم ساخته، محصولات نهايي سوله و يا قطعات تحت سرويس قابل انجام است. اين تست بر اساس قابليت مويينگي انجام مي گردد به اين صورت كه يك ماده نافذ رنگي به داخل ناپيوستگي وارد شده و سپس با استفاده از يك ماده ظاهر كننده مشخصه‌اي از عيب را بر روي سطح ظاهر مي كند.

مراحل انجام تست همانطور كه در شكل 1 نشان داده شده شامل چهار مرحله اصلي است:

تميزكاري سطح سازه یا قطعه

سطح تست بايد عاري از هرگونه آلودگي، چربي، كثيفي، زنگار، رنگ و پوسته باشد. از آنجايي كه اساس اين تست بر نفوذ مايع نافذ به داخل دهانه باز عيوب است، هر گونه آلودگي  يا كثيفي كه از اين امر مانع شود باعث ناقص ماندن كار مي شود، بنابراين تميزكاري صحيح سطح در بخش تمیزکاری از اهميت بالايي برخوردارست.

روش های تميزكاری در شرکت‌های ساخت سوله

مكانيكي : مانند استفاده از Wire Brush يا ساينده هاي چرمي و يا Abrasive grit blasting. براي پوسته ها و زنگ زدگي هاي سخت استفاده مي شود. تا آنجا كه ممكن است نبايد از اين روش استفاده كرد چرا كه احتمال بسته شدن دهانه عيب و يا پر شدن ناپيوستگي  بسيار زياد است.

شيميايي : مواد پاك كننده اسيدي و بازي، براي چربي ها، روغن و لايه هاي نازك زنگ استفاده مي شوند.

حلال ها : اغلب در سايت ها استفاده مي شود. براي پاك كردن چربي و كثيفي هايي كه سخت به سطح نچسبيده اند، استفاده مي شود.

چربي زدايي با بخار : براي سطح خيلي چرب و گريسي

تميزكاري اولتراسونيك : معمولا به همراه يك روش ديگر مثلا” حلال، استفاده مي شود براي بهبود تميزكاري و كاهش زمان

بعد از تميزكاري، حتما” سطح تست بايد خشك شود تا بقايا مواد تميز كننده خود به عنوان یك مانع براي ماده نافذ عمل نكنند.

پوشاندن سطح تست با ماده نافذ : با استفاده از غوطه وري يا اسپري كردن ماده نافذ، سطح تست از ماده نافذ پوشانده مي شود. مدت زمان لازم براي نفوذ (dwell time) به عوامل مختلفي بستگي دارد از جمله نوع ماده، دستورالعمل سازنده، دما و رطوبت ماده تست و محيط، سياليت ماده و نوع عيب احتمالي. به طور معمول حداقل زمان 5 دقيقه در نظر گرفته مي شود. (در صورتي كه توصيه اي از سوي سازنده ماده ارائه نشده باشد)

ماده نافذ به دو نوع اصلي تقسيم مي شوند:

• چشمي – Visible : بازرسي در روشنايي محيط و يا نور مرئي
• فلورسنت- Fluorescent : براي بازرسي زير نور UV

هركدام از انواع بالا با توجه به چگونگي تميزكاري ماده نافذ اضافي از سطح، خود مي توانند به سه دسته زير تقسيم شوند:

• Water Washable : قابل شستشو با آب
• Solvent removable : قابل شستشو با حلال
• Post emulsifiable : Emulsifier يا ميكسر ساز وجود ندارد و براي حذف نافذ اضافي از روي سطح، از يك ماده Emulsifier استفاده مي شود که با مايع نافذ يك مخلوطي را بوجود می آورند كه با آب قابل پاك شدن باشد. Emulsifierها به دو نوع ليپوفيليك (Lipophilic) و هيدروفيليك (Hydrophilic) تقسيم مي شوند.

تميزكاري ماده نافذ اضافي : بعد از گذشت زمان نفوذ، ماده نافذ روي سطح بايستي پاك شود. بسته به نوع ماده نافذ، روش تميزكاري انتخاب مي شود: آب، حلال و يا emulsifier. آنچه مهم است اين است كه كه شستشوي بيش از حد ممكن است ماده نافذ داخل ناپيوستگي ها را نيز از بين ببرد و يا بالعكس شستشوي ناقص باعث توليد زمينه نامناسي نمايد كه مشخصه مربوط به عيب بعد از فرايند ظهور مشخص نباشد.

به عنوان نمونه تميزكاري با حلال به گونه زير انجام مي گردد:

ابتدا با پارچه تميزي (بدون پرز)سطح تست از مايع نافذ پاك شده سپس پارچه آغشته به حلال (مثلا” تينر) بر روي سطح چند بار كشيده به نحوي كه ماده نافذي به چشم ديده نشود. شايد لازم باشد اين كار چند بار تكرار شود. بايستي دقت شود هيچ گاه پاشيدن مستقيم حلال بر روي سطح تست مجاز نيست. در آخرين مرحله از يك پارچه تميز ديگر براي تميز كاري نهايي استفاده مي شود. براي خشك شدن سطح نيز كافي است كمي زمان داده شود تا حلال اضافي احتمالي بخار شود.

در موارد ديگر شايد لازم باشد از يك جريان هواي گرم براي خشك كردن سطح سازه نيز استفاده شود. در صورت استفاده از آب، دماي آب بايستي بين 16 تا 43 درجه سانتيگراد باشد.

استفاده از ظاهر كننده(developer) – بازرسي (Inspection) : بسته به نوع ماده ظاهر كننده، خشك ، آبي (Aqueous) يا غير آبي (Non-aqueous)، يا قطعه در ماده غوطه ور شده يا ماده ظاهر كننده بر روي سطح اسپري شده و يا پاشيده مي شود. باید يك فيلم نازكي از ماده ظاهركننده بر روي سطح قرار گيرد. ظاهركننده نوع Aqueous را ميتوان بر روي سطح غير خشك هم اعمال كرد ولي براي دو نوع ديگر بايد سطح خشك شده باشد.

بعد از پاشيدن يا اسپري ماده ظاهركننده به محض خشك شدن حلال يا آب، زمان ظهور آغاز مي شود. زمان ظهور نصف زمان لازم براي نفوذ در نظر گرفته مي شود. لازم است بازرسي و بررسي اينديكيشن هاي توليدي بلافاصله بعد از پاشيدن ماده ظهور صورت گيرد. گاهي اوقات ميزان خروج ماده نافذ رنگي از يك عيب خطي به گونه اي است بعد از گذشت زمان كمي يك مشخصه گرد بر روي سطح به جا مي گذارد و در صورتي كه بازرسي با تاخير انجام شود ممكن است تفسير اشتباه صورت بگيرد.

در صورتي كه از روش فلورسنت استفاده شود، بايد بازرسي زير نور UV صورت گيرد. حداقل شدت نور مرئي يا نور UV مورد نياز نيز بر اساس استاندارد يا كد مرجع تعيين مي گردد.

تفسير و ارزيابی

سه دسته مشخصه ممكن است ظاهر شود:

• مشخصه هاي غلط (False indication): در اثر تميزكاري نامناسب مواد نافذ اضافي بر روي سطح ظاهر مي شوند.

• مشخصه هاي نامربوط (Non relevant Indication): مشخصه هايي كه به خاطر شكل هندسي يا ويژگي فيزيكي قطعه ظاهر مي شود و به عيب يا ناپيوستگي ارتباط ندارد. مثل رزوه هاي دنده يا پوسته روي سطح سوله و …

• مشخصه هاي صحيح (Relevant Indication): ناشي از يك عيب يا ناپيوستگي بوده و با توجه به ماهيت و اندازه و يا تعداد آن مطابق با استاندارد مرجع در مورد رد يا قبولي قطعه تصميم گيري مي شود.

مشخص هاي خطي يا كشيده مربوط به عيوب خطي بوده كه بسته به پروسه توليدي نوع عيب را بايستي مشخص كرد به عنوان مثال در پروسه جوشكاري، ترك ها سطحي جوش و يا ناخالصي هاي كشيده و يا برش هاي كناره جوش مي توانند به اين شكل ظاهر شوند. در پروسه هاي شكل دادن نظير نورد و يا فورج نيز ترك ها و پارگي ها، درز ها به اين صورت ظاهر مي گردند. مشخصه هاي گرد نيز مربوط به عيوبي نظير تخلخل، حفرات و ناخالصي هاي گرد مي باشند كه بيشتر در پروسه هاي جوشکاری و ريخته گري بروز مي كنند.

تميزكاری نهايی

با توجه به اينكه ممكن است وجود مواد تست تاثير منفي بر روي سطح قطعه گذاشته و يا در كاركرد نهايي آن خللي ايجاد كند، بعد از انجام آزمايش بايستي سطح تست با روش مناسبي تميز گردد. به طور كلي كليه مراحل پنجگانه ارائه شده در نمودار شكل 2 نشان داده شده است.

مزايا روش تست مايع نافذ

• نياز به برق ندارد
• اجراي ساده در سايت ساخت یا نصب سوله
• با حساسيت قابل تغيير
• ماهيت و مراحل ساده
• محدوديتي با شكل، اندازه و جنس قطعه ندارد.
• تكرار پذيري خوبي ندارد

محدوديت ها روش تست مايع نافذ

• فقط عيوبي كه به سطح راه دارند را آشكار مي سازد
• تفسير نتايج به مهارت نياز دارد
• در مورد مواد متخلخل يا قطعات متالورژي پودر با دانسيته كم قابل انجام نيست.

میزان آزمایش PT در مقررات ملی ساختمان و سوله سازی

در فصل آخر مبحث دهم از کتاب مقررات ملی ساختمان که به الزامات ساخت، نصب و کنترل سازه‌های فلزی اختصاص داده شده است، میزان آزمایش  PT و همچنین موارد استفاده از آن ذکر شده است. طبق جدول 10-4-4 این مبحث از آزمایش PT در موارد ذیل استفاده می کنیم:

1. جوش گوشه بال به جان و سخت کننده ها.
2. جوش های گوشه اتصالات مهاربندها واتصالات تیر به ستون.

همچنین میزان این آزمایش طبق جدول 10-4-4 که در شکل زیر نشان داده شده است باید رعایت شود.

اهمیت تست مایع نافذ (PT) در ساخت سوله و سازه فلزی

با توجه به اینکه در ساخت ستون و رفتر و اجزای دیگر که از ورق ساخته می شوند نیاز به جوشکاری با طول زیاد دارد و طبق آیین نامه مقررات ملی ساختمان جوشکاری گوشه بال به جان و سخت کننده ها نیاز به آزمایش تست PT دارد، واحد کنترل کیفیت در شرکت ساخت سوله اقدام به انجام این تست بر روی قطعات مختلف سوله می کند.

شرح این آزمایش و نتایج حاصل از آن در جداولی تحت عنوان مستندات پروژه ثبت و بایگانی می شود. در صورتی که واحد کنترل کیفیت پس از انجام تست PT متوجه وجود عیوب جوشکاری در قطعه ای شود، این عیوب باید اصلاح شود و پس از تایید بازرس جوش (واحد کنترل کیفیت) آن قطعه مجوز رفتن به مرحله تمیزکاری مجدد و رنگ آمیزی را خواهد گرفت. در شرکت ساخت سوله و اسکلت فلزی تست PT یکی از  ابزار های موجود برای بهبود و ارتقاء سطح کیفی جوشکاری و درنتیجه تولید با کیفیت محصول است. این تست در قطعات اصلی سوله مثل ستون، رفتر، وال پست، تیرهای سردری و جرثقیل و همچنین بادبند ها انجام می گیرد. به طور کلی در قطعاتی که جوش گوشه جان به بال وجود دارد و یا ورق های سخت کننده جوش داده می‌شود و همچنین در اتصالات مهاربندها که جوش گوشه داریم از تست PT استفاده می شود.

در این مقاله ابتدا به معرفی تست مایع نافذ (PT) پرداختیم و در ادامه نحوه انجام تست و ارزیابی آن را توضیح دادیم و در آخرهم از اهمیت و مزایای  انجام تست PT در شرکت سوله سازی و اسکلت فلزی سخن گفتیم. اگر درمورد عیوب جوشکاری و انواع آن و همچنین بازرسی چشمی جوش نیاز به یادگیری دارید به مقالات قبلی سایت شرکت سوله کاوه پارس مراجعه کنید. هدف از ارائه این مقالات افزایش سطح آگاهی و اطلاعات شما در زمینه هایی است که در ساخت سوله و سازه های فولادی نیاز به دانستن آنها دارید.

اگر میخواهید بدانید سوله چیست، مقاله زیر را مطالعه کنید تا با روند ساخت سوله ارزان در شرکت سوله سازی آشنا شوید.