روش‌های تست جوش: راهنمای جامع انواع تست‌های مخرب و غیرمخرب

آشنایی با روش‌های تست جوش یکی از مهم‌ترین مراحل کنترل کیفیت در صنعت جوشکاری است. اتصالات جوشی در سازه‌های مختلف از پل‌ها و ساختمان‌ها گرفته تا خطوط لوله و مخازن تحت فشار، نقش حیاتی در استحکام و ایمنی آن‌ها ایفا می‌کنند. عیوب جوش می‌تواند منجر به شکست‌های فاجعه‌بار، خسارات مالی و حتی تلفات جانی شود. به همین دلیل، انجام تست‌های دقیق و استاندارد برای اطمینان از کیفیت جوش ضروری است.

در این مقاله از پروولد ایران به بررسی جامع روش‌های مختلف تست جوش، مقایسه آن‌ها و کاربردهایشان در صنایع مختلف می‌پردازیم. هدف ما ارائه اطلاعاتی کاربردی و دقیق برای متخصصان، مهندسان و علاقه‌مندان به صنعت جوشکاری است.

طبقه‌بندی روش‌های تست جوش

تست جوش به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود: تست‌های غیر مخرب (NDT) و تست‌های مخرب (DT). این تقسیم‌بندی بر اساس تأثیر روش تست بر روی قطعه مورد آزمایش صورت می‌گیرد.

تست جوش غیر مخرب

تست جوش غیر مخرب امکان بررسی کیفیت جوش بدون آسیب رساندن به قطعه را فراهم می‌کند. این روش‌ها برای بازرسی قطعات در حال کار، محصولات نهایی و قطعاتی که نباید تخریب شوند، بسیار مناسب هستند. پنج روش اصلی تست جوش غیر مخرب عبارتند از:

بازرسی چشمی (VT)

بازرسی چشمی ساده‌ترین و پرکاربردترین روش تست جوش است. در این روش، بازرس با استفاده از چشم غیر مسلح یا ابزارهای ساده مانند ذره‌بین، به بررسی ظاهر جوش می‌پردازد. این روش برای تشخیص عیوب سطحی مانند ترک‌های سطحی، تخلخل، حفره، عدم پرشدگی و ناهمواری‌های سطحی مناسب است.

مزایای بازرسی چشمی:

• هزینه پایین
• سرعت بالا
• عدم نیاز به تجهیزات پیچیده
• قابلیت انجام قبل، حین و بعد از جوشکاری

محدودیت‌های بازرسی چشمی:

• محدود به عیوب سطحی قابل مشاهده
• وابستگی به مهارت و تجربه بازرس
• عدم توانایی در تشخیص عیوب داخلی

تست جوش PT (تست مایعات نافذ)

تست جوش PT یکی از روش‌های غیر مخرب است که برای شناسایی ناپیوستگی‌های سطحی مانند ترک‌ها، تخلخل‌ها و عدم ذوب‌های سطحی استفاده می‌شود. در این روش، یک مایع نافذ روی سطح جوش اعمال می‌شود و پس از زمان مشخصی، سطح تمیز شده و یک ماده ظاهرکننده روی آن پاشیده می‌شود. مایع نافذ باقی‌مانده در ناپیوستگی‌ها به سطح می‌آید و عیوب را نمایان می‌سازد.

مزایای تست جوش PT:

• هزینه نسبتاً پایین
• سهولت انجام
• حساسیت بالا به عیوب سطحی
• قابلیت استفاده برای انواع مواد فلزی و غیرفلزی

محدودیت‌های تست جوش PT:

• محدود به عیوب سطحی
• نیاز به تمیزکاری دقیق سطح قبل و بعد از تست
• عدم کارایی برای سطوح متخلخل
• ملاحظات زیست‌محیطی برای برخی مواد نافذ

تست جوش MT (تست ذرات مغناطیسی)

تست جوش MT روشی است که برای شناسایی ناپیوستگی‌های سطحی و نزدیک به سطح در مواد فرومغناطیسی استفاده می‌شود. در این روش، قطعه مغناطیس شده و ذرات آهن ریز (معمولاً به صورت پودر خشک یا معلق در مایع) روی سطح پاشیده می‌شوند. ناپیوستگی‌ها باعث ایجاد نشتی در میدان مغناطیسی شده و ذرات آهن در محل عیوب تجمع می‌کنند.

مزایای تست جوش MT:

• سرعت معاینه بالا
• هزینه نسبتاً پایین
• نیاز به حداقل آموزش
• قابلیت مشاهده مستقیم نتایج
• توانایی تشخیص عیوب زیرسطحی تا عمق محدود

محدودیت‌های تست جوش MT:

• محدود به مواد فرومغناطیسی
• نیاز به تجهیزات خاص برای قطعات بزرگ
• محدودیت در تشخیص عیوب عمقی
• نیاز به مغناطیس‌زدایی پس از تست

تست جوش UT (تست آلتراسونیک)

تست جوش UT از امواج صوتی با فرکانس بالا برای شناسایی عیوب داخلی استفاده می‌کند. در این روش، امواج صوتی به داخل قطعه فرستاده می‌شوند و بازتاب آن‌ها از سطوح داخلی و عیوب اندازه‌گیری می‌شود. تست جوش با امواج فراصوت قادر به تشخیص انواع عیوب داخلی مانند ترک‌ها، حفره‌ها، عدم ذوب و ناخالصی‌ها است.

مزایای تست جوش UT:

• توانایی تشخیص عیوب داخلی
• دقت بالا در تعیین موقعیت، اندازه و عمق عیوب
• قابلیت بررسی قطعات ضخیم
• عدم نیاز به تخلیه محل و ایمنی بالا
• امکان ثبت و ذخیره نتایج

محدودیت‌های تست جوش UT:

• نیاز به تخصص و آموزش بالا
• دشواری در تفسیر نتایج برای قطعات پیچیده
• محدودیت در بررسی مواد با دانه‌بندی درشت
• نیاز به دسترسی مناسب به سطح قطعه

تست جوش RT (تست رادیوگرافی)

تست جوش RT از اشعه ایکس یا گاما برای تصویربرداری از ساختار داخلی جوش استفاده می‌کند. در این روش، اشعه از قطعه عبور کرده و بر روی فیلم یا صفحه دیجیتال ثبت می‌شود. عیوب داخلی مانند تخلخل، ترک و ناخالصی‌ها به صورت سایه‌های تیره یا روشن در تصویر نمایان می‌شوند. تست جوش با اشعه X یکی از دقیق‌ترین روش‌های تشخیص عیوب داخلی است.

مزایای تست جوش RT:

• توانایی تشخیص انواع عیوب داخلی
• ثبت دائمی نتایج
• قابلیت بررسی انواع مواد و ضخامت‌ها
• دقت بالا در تشخیص عیوب

محدودیت‌های تست جوش RT:

• هزینه بالا
• خطرات تشعشع و نیاز به رعایت اصول ایمنی
• محدودیت در تشخیص عیوب صفحه‌ای موازی با اشعه
• زمان‌بر بودن فرآیند

تست‌های مخرب جوش

تست‌های مخرب برای ارزیابی خواص مکانیکی و متالورژیکی جوش استفاده می‌شوند. در این روش‌ها، نمونه‌هایی از جوش تهیه شده و تحت آزمایش‌های مختلف قرار می‌گیرند. این تست‌ها معمولاً برای تأیید روش‌های جوشکاری، ارزیابی مهارت جوشکاران و کنترل کیفیت نمونه‌های تولیدی انجام می‌شوند.

تست خمش جوش

تست خمش برای ارزیابی انعطاف‌پذیری و چقرمگی جوش استفاده می‌شود. در این آزمایش، نمونه جوش تحت نیروی خمشی قرار می‌گیرد تا زاویه مشخصی خم شود. عدم وجود ترک یا شکست در ناحیه جوش نشان‌دهنده کیفیت مناسب جوش است.

تست کشش جوش

تست کشش برای تعیین استحکام کششی جوش انجام می‌شود. در این آزمایش، نمونه استاندارد تحت نیروی کششی قرار می‌گیرد تا گسیخته شود. استحکام کششی، تنش تسلیم و درصد ازدیاد طول از نتایج این آزمایش هستند.

تست ضربه جوش

تست ضربه برای ارزیابی مقاومت جوش در برابر بارهای ضربه‌ای و تعیین چقرمگی آن استفاده می‌شود. آزمایش شارپی و ایزود از متداول‌ترین روش‌های تست ضربه هستند.

تست شکست

تست شکست برای بررسی مکانیزم شکست و تحلیل خستگی جوش استفاده می‌شود. این آزمایش اطلاعات ارزشمندی درباره علل شکست و راه‌های پیشگیری از آن ارائه می‌دهد.

مقایسه روش‌های تست جوش

مقایسه تست‌های جوش مختلف نشان می‌دهد که هر روش برای شناسایی نوع خاصی از عیوب مناسب‌تر است. انتخاب روش مناسب به عواملی مانند نوع ماده، ضخامت قطعه، نوع عیوب مورد انتظار، هزینه و زمان در دسترس بستگی دارد.

مقایسه تست جوش UT و RT

مقایسه تست جوش PT و MT

تست جوش PT و MT هر دو برای شناسایی عیوب سطحی استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌های مهمی دارند:

• تست جوش PT برای انواع مواد فلزی و غیرفلزی قابل استفاده است، در حالی که تست جوش MT فقط برای مواد فرومغناطیسی مناسب است.
• تست جوش MT قادر به تشخیص عیوب زیرسطحی تا عمق محدود است، اما تست جوش PT فقط عیوب باز به سطح را نشان می‌دهد.
• تست جوش PT نیاز به تمیزک