روشهای آزمون غیرمخرب از منظر کاربرد به دستههای گوناگونی تقسیم میگردند که در این بخش به بررسی جزئیتر هریک از آنها پرداخته میشود:
1- تشخیص و ارزیابی نقایص
عبارات نامنظمی، ناپیوستگی و نقص هر سه میتوانند به جای یکدیگر برای توصیف یک پدیده در داخل قطعه به کار گرفته شوند؛ اما مشخصات فنی، نظام نامهها و کاربریهای محلی سبب ارائه تعاریف متفاوتی از این عبارتها میشوند. نقصی که غیرقابل پذیرش ارزیابی شده باشد معمولاً عیب نامیده میشود.
تشخیص نقایص معمولاً مهمترین کاربرد روشهای بازرسی غیرمخرب محسوب میگردد. در انتخاب روش مناسب برای تشخیص نقایص احتمالی موجود در داخل یک قطعه، باید چندین پارامتر مختلف را در کنار هم مورد توجه قرار داد:
- انواع نقایص احتمالی موجود در داخل قطعه
- اندازه و جهت گیری نقایص
- مکان پیشبینی شده نقایص در داخل قطعه
- اندازه و شکل قطعه مورد بررسی
- ویژگیهای فیزیکی ماده مورد ارزیابی
در کاربردهای عمومی معمولاً نوع، اندازه، جهتگیری و مکان نقص رد شدنی، غالباً توسط یک نظامنامه، استاندارد یا مجموعه الزامات تعیین میگردد. نظامنامه انجمن مهندسین مکانیک آمریکا برای مخازن تحت فشار، الزامات کمیسیون مقررات هستهای و یا نظامنامه انجمن جوشکاری آمریکا برای جوشکاری سازه از این قبیل مجموعهها میباشند.
پس از تعیین اندازه و جهتگیری عیوب، لازم است تا نوع عیوب احتمالی نیز تعیین گردد. به طور کلی عیوب را میتوان به دو نوع سطحی و حجمی تقسیم بندی نمود.
عیوب حجمی را میتوان توسط سه بعد یا حجم توصیف کرد. از انواع این عیوب میتوان به تخلخل، وجود ناخالصی در داخل ماده و یا سربارهها، حفرههای انقباضی و خوردگی پیتینگ اشاره نمود.
عیوب سطحی در یک بعد باریک و در بعد دیگر بزرگتر هستند. از جمله این عیوب میتوان به ترکهای صفحه ای، جدایش لایه ای، جدایش در اتصالات چسبی، ترکهای ناشی از عملیات حرارتی، ترکهای ناشی از خستگی و عدم ذوب کافی در اتصالات جوشی اشاره نمود.
عامل دیگری که در دستهبندی نقایص مورد توجه قرار میگیرد، مکان آنها در داخل قطعه میباشد. نقایص را از این منظر به سه دسته سطحی، زیرسطحی و داخلی تقسیمبندی میشوند. روشهای بازرسی چشمی و بازرسی با مایع نافذ تنها در شناسایی نقایص سطحی قابل کاربرد هستند. روشهای ذرات مغناطیسی و جریان گردابی علاوه بر شناسایی نواقص سطحی، قادر به شناسایی نواقص زیر سطحی نیز میباشند. در مقابل روشهای آزمون فراصوتی و پرتونگاری توانایی شناسایی نقایص عمقی در داخل قطعات را دارا میباشند.
آن گروه از مشخصههای ماده که ممکن است انتخاب روش بازرسی غیرمخرب را تحت تأثیر قرار دهند، شدیداً به روش خاص بازرسی غیرمخرب بستگی دارند. به عنوان مثال در بازرسی با استفاده از ذرات مغناطیسی قطعه باید فرومغناطیس باشد و یا در بازرسی با استفاده از جریان گردابی قطعه الزاماً باید رسانا باشد.
معمولاً مطلوب است که چندین روش بازرسی غیرمخرب با قابلیتهای تکمیلی در تشخیص نواقص مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان مثال، میتوان از روشهای فراصوتی و پرتونگاری همراه با یکدیگر استفاده نمود تا از تشخیص نقایص صفحهای و حجمی اطمینان حاصل نمود.
2- تشخیص و بررسی نشتی
از آنجایی که در بسیاری از قطعات به خصوص قطعات تحت فشار، آببند بودن مجموعه ضروری است، لذا استفاده از روشهای بازرسی غیرمخرب جهت شناسایی نشتی بسیار پرکاربرد میباشد.
روشهای مختلفی در تشخیص نشتی مورد استفاده قرار میگیرند. هریک از این روشها دارای محدوده کاربرد ویژهای هستند و لذا انتخاب روش مناسب صرفاً باید پس از تعیین فاکتورهای فنی مربوطه انجام گیرد.
3- اندازهگیری ابعاد
اندازهگیری ابعاد از دیگر جنبههای کاربردی آزمونهای غیرمخرب به شمار میرود. روشهایی از قبیل جریان گردابی، فراصوتی، هالوگرافی نوری و مترولوژی لکهای غالباً کاربردهای گستردهای در زمینه اندازهگیری ابعادی دارند
4- آزمون تعیین و بررسی مکان
تشخیص صحت انجام عملیات مونتاژ نیازمند روشی است که جاگیری دقیق قطعات در کنار یکدیگر را بررسی نماید. لزوم وجود این نوع از بازرسی، منجر به شکلگیری نوعی از آزمون غیرمخرب که به آن تعیین مکان میگویند شده است. معمولترین روشهای مورد استفاده در این زمینه روش پرتونگاری با اشعه ایکس، توموگرافی محاسباتی اشعه ایکس و پرتونگاری نوترونی میباشند.
5- آزمون شناسایی ساختار و ریز ساختار مواد
یکی دیگر از کاربردهای قابل توجه در روشهای غیرمخرب، شناسایی ریزساختار مواد میباشد که میتواند بدون آسیب رسیدن به قطعه انجام گیرد. این کار از طریق میکروسکوپی به روش همتاسازی انجام میگیرد. علاوه بر این امکان شناسایی ساختار ماده از طریق ارتباط دادن بین ساختار ماده و خواص فیزیکی قابل تشخیص با روشهای غیرمخرب نیز وجود دارد. به عنوان مثال بین ساختار چدن خاکستری و انرژی عبوری فراصوتی از آن ارتباط مناسب وجود دارد.
6- آزمون تخمین خواص فیزیکی و مکانیکی مواد
پدیدههای جریان گردابی، فراصوتی، رادیو گرافی اشعه ایکس، رادیو گرافی اشعه نوترونی و ترموگرافی همگی از خواص فیزیکی و مکانیکی مواد متاثر میشوند و به همین دلیل میتوان از این روشها در شناسایی خواص فیزیکی و مکانیکی مواد استفاده نمود. این مساله کاربرد رو به رشدی را برای روشهای آزمون غیرمخرب ایجاد نموده است.
7- آزمون تعیین بزرگی و توزیع تنش در داخل قطعات
با استفاده از روشهای کرنش سنجی مانند فوتوالاستیسیته میتوان توزیع کرنش در داخل قطعات را ارزیابی نمود. چنانچه رفتار تنش- کرنش ماده شناخته شده باشد میتوان مقادیر این کرنشها را به تنش تبدیل نمود.
امروزه تعدادی از روشها برای شناسایی تنشهای پسماند داخل قطعات توسعه یافته اند. از جمله این روشها میتوان به روش تفرق اشعه ایکس، روش فراصوتی و روشهای الکترومغناطیسی اشاره نمود.
8- آزمون بررسی عکس العمل دینامیکی و ارتعاشاتی قطعات و مجموعهها
رفتار دینامیکی مجموعهها را میتوان با استفاده از شتاب سنجها و یا ترانسدیوسرهای آکوستیک در حالی که قطعه تحت بارگذاری دینامیکی قرار دارد، مورد بررسی قرار داد. سیگنالهای دریافتی از سیستمهای دینامیک را میتوان به نویزهای ماشین، ارتعاشات و یا ناپایداری ساختاری مجموعه ارتباط داد. از ارزیابی این سیگنالها میتوان صحت قطعه و یا درستی مونتاژ مجموعه را نیز بررسی نمود.