رفتن به مطلب

عيوب و تست هاي غير مخرب جوش - Nondestructive Testing


ارسال های توصیه شده

0602.jpg

 

عمليات جوشکاري، يکي از پرکاربردترين روشهاي صنعتي و بسيار مهم اتصال فلزات به يکديگر مي باشد. اين روش به طور بسيار گسترده در ساخت تجهيزات صنعتي بکار گرفته مي شود. قوانين و دستورالعملهاي متعددي جهت انجام و کنترل کيفيت اتصالات جوشي تدوين گرديده و بکار گرفته مي شوند. از اين منظر در اين نوشتار، به صورت اجمالي به روشهاي اصولي و پايه ي ارزيابي جوش و نيز نواقص عمده ي جوش و نحوه ي تشخيص بوسيله ي تست هاي غيرمخرب آنها پرداخته مي شود.

تست هاي غيرمخرب (Nondestructive Testing) مجموعه اي وسيعي از تفکيکهاي تحليل و آناليز در علوم مهندسي است که در آن خواص مواد مورد ارزيابي قرار گرفته بدون اينکه آسيبي به قطعه اصلي برسد.از آنجا که بررسي خواص جوش و کيفيت آن پس از عمليات جوشکاري از اهميت ويژه اي برخوردار است و مي بايست بدون تخريب اتصال به ماهيت آن پي برد، روشهاي غيرمخرب تعيين کيفيت جوش کاربرد وسيعي داشته و تنها راه عملي جهت صحه گذاري سلامت جوشکاري به شمار مي رود.

از اين جمله مي توان پس از تست هاي ديداري(VT) به آزمون مايع نافذ(PT)، تست ماوراء صوت (UT)، پرتوسنجي يا راديوگرافي(RT)، تست ذرات مغناطيسي(MT) و نهايتاً تست Eddy Current اشاره نمود.

تست ديـــــداري

 

از تست ديداري(Visual Inspection (VI يا به عبارتي ديگر مشاهده ي چشمي کيفيت بر اساس تجربه بيشتر از ساير تستهاي غير مخرب استفاده مي شود. اين روش ساده، سريع، آسان و ارزان بوده و به سرعت به نتيجه مي رسد. حتي اگر بخواهيم از روشهاي ديگر غير مخرب براي تست جوش استفاده کنيم بايد ابتدا يک (VI) خوب روي جوش انجام داده باشيم. اغلب ضروري است که جوش از نظر ترکهاي ريز هم تست شود. براي اين مورد هم روش(VI) کاربرد دارد و با استفاده از وسايل دقيق مثل دوربينهاي CCD، کامپيوترها و ميکرو مي توان جوش را از اين نظر به دقت و با کمترين هزينه مورد بازرسي قرار داد.

VI کاربرد وسيعي در تست جوش و مواد ريخته گري شده دارد. چه در زمان جوشکاري و چه بعد از آن VI روي جوش انجام مي شود اما يکي از ضعفهاي اين روش در تشخيص ايراد و ترک جوش در زير سطح است.

تأثيـر پارامتـرهاي جـوشکاري

 

پارامترهاي جوشکاري نظير شدت جريان، ولتاژ يا طول قوس و سرعت پيشرفت جوشکاري متغييرهايي هستند که مي توانند بر شکل ظاهري جوش، راندمان و سهولت عمليات، و حتي کيفيت مهندسي جوش اثر مهمي داشته باشند. به همين جهت مي توان تأثيرات پارامترهاي ناصحيح را در بخش عيوب متالورژيکي مورد بررسي قرار دارد.

شکل روبرو اثر شدت جريان، ولتاژ و سرعت جوشکاري را بر روي ظاهر جوش نشان مي دهد. (D-1)شدت جريان کم گرده ي جوش بي قاعده بوجود آورده که بالاي سطح کار قرار مي گيرد. شدت جريان زياد، ايجاد ذوب کامل کرده اما توأم با ترشح زياد ذرات است و موجب سوراخ شدن و سوختن موضع جوش مي شود. ولتاژ کم، گرده ي جوش بي قاعده و بدون نفوذ کافي توليد مي کند و تمايل به محبوس کردن سرباره در جوش افزايش مي هد. ولتاژ زياد همراه با ترشح بوده و تمايل به جذب ازت از هوا در جوش زياد مي گردد،که نتيجه آن ايجاد حباب يا خلل و فرج در جوش است.

(D-2)، سرعت زياد توليد گرده جوش باريک و لاغر کرده و احتمالاً زير برش يا سوختگي در کناره ي جوش بوجود مي آيد. سرعت کم، توليد حوضچه ي جوش بزرگ کرده که کنترل آن ساده نخواهد بود و مذاب به اطراف جاري مي شود (به ويژه در وضعيت هاي غير مسطح).

0602_2.jpg

عيـوب جـوشکاري

در اثر حرارت ناشي از قوس الکتريکي قسمتي از فلز قطعه کار در زير قوس ذوب شده و همراه با قطرات مذاب حاصل از الکترود، حوضچه ي جوش را تشکيل مي دهد. همراه با حرکت قوس در مسير اتصال، اين حوضچه در زير قوس حرکت مي کند و در اثر دور شدن منبع حرارت هدايت شده از حوضچه جوش گرم مي شود. طبيعي است اين لايه هرچه به حوضچه ي جوش نزديک تر باشد با درجه حرارت بالاتري گداخته مي شود. ضخامت لايه مذکور که تحت تأثير حرارت فوق، تغييراتي در آن بوجود مي آيد متفاوت است و به عواملي نظير: شدت و قدرت حرارتي قوس، سرعت جوشکاري، ضريب هدايت حرارتي، جنس قطعه کار، ضخامت قطعه، درجه حرارت آن، طرح اتصال و بعضي فاکتورهاي ديگر بستگي دارد. اين لايه به منطقه مجاور خط جوش يا متأثر از جوش Heat Affected Zane موسوم است.

در مطالعات و بررسي هاي خواص مهندسي و عيوب متالورژيکي جوش بايد هر دو منطقه ي فوق يعني فلز جوش و منطقه ي مجاور آن در نظر گرفته شود. چرا که در بعضي موارد مشکلات در منطقه مجاور جوش به مراتب بيشتر از فلز جوش مي باشد.

بطور کلي توليد جوش ايده آل بدون هيچگونه عيبي تقريباً غير ممکن است و معمولاً جوش ها داراي معايبي مي باشند که تا حد معيني بنا به حساسيت کاربردي موضع اتصال قابل چشم پوشي است و معمولاً بازرسين کنترل کيفيت از طريق آزمايش هاي مختلف ميزان اين عيب را با استانداردهاي مربوطه مقايسه کرده و آنها را قبول يا رد مي کنند.

عيوب و مشکلات مي توانند ناشي از طرح اتصال نامناسب، انتخاب غلط مواد مصرفي (فلز قطعه کار و الکترود)، پارامترهاي جوشکاري نامتناسب، عدم مهارت جوشکار، نحوه سرد شدن و بالنتيجه ساختار ميکروسکوپي جوش و منطقه ي مجاور آن و وضعيت بد لبه سازي و سطح مورد اتصال باشد. اين عيوب در هر نوع فلز و آلياژ، با توجه به ضخامت و طرح اتصال آنها متفاوت است، علاوه براين گاهي چند عيب با هم ظاهر شده که تشخيص و بررسي آنها چندان آسان نيست. با اين مقدمه به معايبي که اغلب پيش مي آيد در ادامه اشاره مي شود.

 

 

 

لکـه قـوس - Arc Strikes

معمولاً جوشکارهاي مبتدي و بي دقت براي شروع قوس با الکترود دستي، ابتدا الکترود را بر روي سطح کار در يک يا چند نقطه بطور لحظه اي مي کشند تا بدين ترتيب قوس هاي موقتي ايجاد شده و با گرم شدن نوک الکترود، تشکيل قوس در محل شروع عمليات جوشکاري آسان شود. نقاط تماس لحظه اي الکترود با سطح کار بصورت لکه هايي ديده مي شود که در حقيقت لايه نازکي از سطح کار مي باشد که در اثر ايجاد قوس موقت ذوب و سپس سريعاً سرد شده است. سطح اين لکه ها در زير ميکروسکوپ داراي ترک هاي ريز و ساختار ترد مي باشد. علاوه بر آن بعلت عدم ايجاد سر باره و هاله ي گاز محافظ در اين لکه ذوب شده، جذب اکسيژن و نيتروژن هم مشاهده شده و ذرات اکسيد و احياناً خلل و فرج نيز ديده شده است. اين لکه ها علاوه بر اينکه موجب زشتي ظاهري سطح کار مي شود اگر در نقاط حساس تحت تمرکز تنش قرار گيرد مي تواند منشاء شروع ترک هاي بزرگتر و احياناً پارگي و شکستگي قطعه کار شود. جوشکار ماهر و با دقت عمل گرم کردن نوک الکترود را بر روي قراضه اي که در نزديکي نقطه شروع عمليات جوشکار است انجام مي دهد. شکل زير نمايي از اين عيب را نشان مي دهد.

0602_3.jpg

 

 

 

 

 

 

خلل و فرج يا حفره ها - Porosity

اين حفره ها در جوش به فرم چند نوع مختلف ظاهر مي شود:

1. خلل و فرجي که در چند سانتي متر اوليه شروع جوشکاري پديد مي آيد، اين نقص بعلت فقدان سرباره کافي، واکنش اکسيژن زدايي مواد موجود در پوشش، شروع قوس غلط و نيز رطوبت در الکترود مي باشد شکل (روبرو).

اين نوع خلل و فرج را مي توان به چند روش کاهش داد، نصب قطعه اضافي در کنار مسير جوشکاري و شروع جوشکاري بر روي آن و سپس قطع کردن آن و يا تکنيک يک گام عقب (back step) در اينخصوص به کار گرفته مي شود. در اين روش يعني نقطه شروع کمي عقب تر از محل شروع واقعي بوده و سپس به محل شروع واقعي برگشت داده مي شود.

 

 

 

 

2.خلل و فرجي که در حين انجماد پيدا مي شود و ممکن است در سرتاسر جوش ديده شود. اين عيب خود داراي دو شکل کروي بصورت مجموعه اي و سوراخهاي کرمي (Worm-Holes) يا(Blow Holes) ديده مي شود شکل (روبرو). نشانگر وجود بعضي گازها در مذاب محلول بوده که در درجه حرارت هاي بالا مقدار حلاليت نسبت به درجه حرارت هاي پايين بيشتر است. نمونه اي از اين نوع گازها هيدروژن مي باشد که حاصل از منابع مختلف رطوبت يا چربي هاست. مکانيزم جوانه زدن، رشد کردن و شناور شدن حبابهاي گازي و تئوري هاي مربوطه در حوصله ي اين نوشتار نيست.

ازت، گاز CO و SO2 (ناشي از گوگرد زياد) هم مي تواند موجب وقوع اين نوع حفره ها شود. حفره ها گاهي تا روي سطح جوش هم ادامه يافته و مشهود مي باشند. بطور کلي وجود ناخالصي ها در فلز قطعه کار نظير گوگرد و فسفر، کثيفي سطح و لبه ي مورد اتصال (چربي، زنگ زدگي، رنگ)، رطوبت زياد در الکترود، طول قوس زياد، شدت جريان زياد، سرعت جوشکاري بالا، حرکت هاي موجي و زيگزاکي زياد، الکترود معيوب از نظر لخت بودن قسمتهايي از آن و يا جوشکاري در شرايط جوي نامساعد عوامل تشديد کننده وقوع خلل و فرج در جوش مي باشد.

 

0602_5.jpg

0602_4.jpg

راههاي جلوگيري و کاهش حفره ها

1. تميز کردن سطح لبه مورد اتصال

2. گرم و خشک کردن الکترود قبل از استفاده

3. انتخاب طول قوس مناسب و پارامترهاي ديگر جوشکاري

4. تغيير در تکنيک جوشکاري

5. تغيير الکترود (داراي مواد اکسيژن زداي بيشتر)

فقدان ذوب کامل و يا نفوذ ناقص - (Inadequate Joint Penetration) يا (Incomplete Fusion)

اين عيب علاوه بر تضعيف اتصال، مي تواند موضعي براي تمرکز و تشديد تنش بوجود آورده و احتمالاً منجر به ترک برداشتن و گسيختگي اتصال شود. اين عيب مي تواند به شکلهاي گوناگون از قبيل فقدان نفوذ در کناره ها، فقدان نفوذ بين پاس ها، فقدان نفوذ ريشه جوش و نفوذ ريشه اي ناقص در جوشهاي دو طرفه ديده شود. اين عيب متأثر از چندين فاکتور است که مهمترين آنها حرارتِ ورودي (Heat Input) کم به موضع اتصال است. بعنوان مثال افزايش شدت جريان الکتريکي باعث عميق تر شدن نفوذ اتصال مي شود.اين دسته عيوب مي توان به LOP يا (Lack of Penetration) فقدان نفوذ کافي و LOF يا (Lack of Fusion) فقدان همجوشي کافي اشاره نمود. فاکتورهاي ديگر که قابل کنترل هستند، سرعت پبشرفت جوشکاري، قطب الکترود نوع پوشش الکترود، طرح اتصال و زاويه الکترود با سطح کار و تکنيک عمليات مي باشد. گاهي اوقات وضعيت سطح لبه ي قطعه مورد اتصال نظير پوسته اکسيدي ضخيم مي تواند سبب عمق نفوذ کم يا ناقص شود.

ذرات سرباره محبوس شده - Slag Inclusions

وجود هرنوع ذرات غير فلزي محبوس در فلز جوش باعث بروز اين عيب مي شود. منبع اين ذرات لزوماً نبايد از پوشش الکترود يا سرباره بوده و ممکن است حاصل واکنش هاي مختلف سرباره گاز-مذاب باشد. شکل و فرم اين ذرات شبيه است به آنچه که در قطعات ريختگي ديده مي شود و معمولاً بصورت کروي با قطرهاي مختلف نمايان مي شود. مقدار کم اين ذرات تأثير چنداني بر روي خواص مکانيکي ندارد اما در مقدار زياد بويژه ابعاد بزرگ و احياناً کشيده شده (طويل) بر روي خواص مکانيکي خصوصاً مقاومت ضربه اي تأثير قابل ملاحظه دارد. نفوذ پوسته ي شکسته شده الکترود به مذاب، استفاده از الکترودي که قسمتي از روپوش آن ريخته شده است، ورود هوا در اثر سهل انگاري جوشکار و حرکات نا مناسب الکترود، عدم دقت در تميز کردن سرباره در انتهاي هر پاس يا در تعويض هر الکترود يا گوشه ها و زواياي پاس قبلي (بويژه در پخ هاي V با زاويه ي کوچک) عوامل بوجود آورنده ي اين عيب مي باشند.

سوختن يا بريدگي کناره اي يا زير برش - Under-Cut

در حين ايجاد اتصالات با روشهاي ذوبي بويژه با قوس الکتريکي، فلز اصلي در سرتاسر ديواره و مسير اتصال ذوب شده و زبانه اي را بوجود مي آورد. در صورتي که از جريان زياد در عمليات جوشکاري استفاده شود، اين امر باعث ايجاد ناحيه ي ذوب شده در فلز پايه و نهايتاً مشاهده ي شکاف در اين ناحيه مي گردد. عواملي مانع از پر شدن کامل گوشه ها و لبه هاي اين شکاف مي شود که به صورت منقطع يا پيوسته با عمق کم يا زياد در سرتاسر مسير اتصال مشاهده مي شود.

در بسياري موارد به نظر مي رسد که اين حجم کوچک باقي مانده و پر نشده در کنار لبه ي جوش نمي تواند اهميت چنداني داشته باشد. اما بايد توجه داشت که چون حجم مذکور بصورت شکاف با زاويه عميق مي باشد، هنگاميکه موضع اتصال تحت تنش قرار مي گيرد مي تواند موجب تمرکز تنش شده و منجر به شروع شکستگي اتصال از آن محل شود.

 

اين عيب در اتصالاتي که در شرايط خستگي يا تنش هاي سيکلي قرار مي گيرد مي بايست مورد توجه قرار گرفته و بايد حتماً با ذوب و رسوب مقدار ديگري از فلز پر و برطرف شوند. دلايل بوجود آمدن اين عيب عبارتند از: سرعت جوشکاري بالا، الکترود باريک، سرباره با ويسکوزيته زياد، جهت نيروي قوس نادرست (زاويه الکترود) و حرکت هاي نا مناسب الکترود. براي رفع آن حرکت هاي زيگزاکي مناسب با مکث هاي کوتاه در کناره هاي لبه اتصال و کاهش سرعت پيشرفت جوشکاري ساده ترين راه است.

 

0602_6.jpg

ترشح يا جرقه - Spatter

قطرات ريز فلز را که در ناحيه ي جوش در اثناي جوشکاري به اطراف پرتاب مي شود جرقه يا ترشح مي گويند. اين قطرات ممکن است از حوضچه ي جوش يا غالباً از نوک الکترود ناشي شده باشد. ايجاد پل در فاصله ي قوس و انفجار آن، گاز اضافي ايجاد شده در اثر سريع شدن مذاب، واکنش بين برخي عناصر در فلز مذاب نظير گوگرد با بعضي گازهاي اتمسفر اطراف حوضچه جوش نمونه هايي از واکنش هاي جرقه زا مي باشند. در بعضي موارد جرقه هاي درشت در اثر طول قوس اضافي و جرقه هاي ريز ناشي از شدت جريان اضافي ايجاد مي شود. جرقه ها غالباً در هوا اکسيده و سرد شده و نهايتاً بر روي سطح مي افتد که در اين صورت، لکه هايي را ايجاد مي کنند. جرقه هاي چسبيده بر روي سطح کار بر روي نقاط دورتر از مسير جوشکاري راحت تر تميز مي شوند، اما جرقه هاي نزديک را به سختي مي توان پاک کرد.

جرقه علاوه بر ايجاد مشکلات براي جوشکار نظير سوزاندن پوست و لباس، ظاهر جوش را خراب کرده و در بعضي موارد ممکن است اثرات منفي تري شبيه لکه ي قوس هم داشته باشد، تنظيم پارامترهاي جوشکاري و احياناً تغيير نوع الکترود تدابير مفيدي براي کاهش اين گونه ترشح هاست.

سر رفتن - Over Lapping

بيرون افتادگي فلز جوش از شکاف يا دهانه ي اتصال و يا جاري شدن مذاب به اطراف لبه اتصال را سر رفتن(Over Lapping) مي گويند. اين عيب در اثر سرعت پيشروي کم جوش، زاويه ي اشتباه الکترود و استفاده از الکترود بزرگ با حوضچه جوش روان به وقوع مي پيوندد؛ که براي جلوگيري از آن، سرعت جوشکاري و زاويه ي الکترود بايد اصلاح شود.

 

عيب ديگري که دلايلي شبيه مورد ياد شده دارد نفوذ اضافي (Excessive Penetration) به معني جاري شدن مذاب در پشت درز جوش و برآمدگي اضافي در اين ناحيه است. اين عيب ناشي از سرعت آهسته جوشکاري، حرارتِ ورودي زياد و يا طرح نامناسب لبه سازي مي باشد.

 

0602_7.jpg

ترک برداشتن يا ترکيدگي - Cracking

ترک برداشتن جوش يا منطقه ي مجاور آن احتمالاً يکي از مهمترين، حساسترين و مضرترين عيوب در جوشها هستند. از يک طرف احتمال وقوع آن در طيف وسيعي از فولادها، و فلزات و آلياژهاي غير آهني وجود دارد، از طرفي ديگر اين موضوع تا حدي پيچيده است چون اولاً شکل ها، ابعاد، جهت ها و اندازه هاي مختلف داشته و ثانياً در محل هاي مختلف فلز جوش، خط ذوب و منطقه مجاور جوش ايجاد مي گردد. از همه مهمتر، دلايل گوناگوني از قبيل ترکيب شيميايي مواد مصرفي جوشکاري، پارامترهاي جوشکاري، طراحي قطعه و محل اتصال، شرايط عملي و تکنيکي جوشکاري مي تواند عوامل تشديد کننده يا تقليل دهنده وقوع ترکيدگي باشد. انواع گوناگون ترک برداشتن در مناطق مختلف عبارتند از:

1. ترک برداشتن در حوضچه يا دهانه انتهايي فلز جوش (Weld Metal Cracking)

2. ترک برداشتن عرضي در فلز جوش (Weld Metal Transverse Cracking)

3. ترک برداشتن عرضي مجاور جوش (H. A. Z Transverse Cracking)

4. ترک برداشتن طولي يا ميان خطي در فلز جوش (Center Line Cracking)

5. ترک برداشتن زبانه يا گوشه اي (Toe Cracking)

6. ترک برداشتن زير فلز جوش (Under Bead Cracking)

7. ترک برداشتن ريشه فلز جوش (Weld Metal Root Cracking

 

0602_8.jpg

 

 

 

  • Like 1
لینک به دیدگاه

بطور کلي ترکهايي که در حين انجماد اتفاق مي افتند به ترکهاي گرم(Hot Cracking) يا بالاي خط انجماد(Super Solidus Cracking) و آنهايي که پس از سرد شدن يا انجماد و گاهي اوقات چندين روز بعد از جوشکاري بوجود مي آيند به ترکهاي سرد (Cold Cracking) يا زير خط انجماد (Sub Solidus Cracking) موسوم هستند. اين تَرکها ممکن است آنقدر توسعه يابند که با چشم قابل رويت باشند اما در بيشتر موارد نياز به روش هاي خاص براي مشاهده و مطالعه آنها است.

 

يکي از عوارض مهم اين تَرکها غالباً شکسته شدن قطعه بدون تغيير فرم پلاستيکي مي باشد که اصطلاحاً به آن شکست ترد يا (Brittle Fracture) گفته مي شود. اين نوع شکست در ابتدا کُند بوده و پس از رشد تا حد معيني (حد بحراني طول ترک) پيشرفت بسيار سريع بوده و تا چند متر در ثانيه مي رسد. اين ترک حتي بدون نياز به تنش اوليه ادامه يافته و در زماني کوتاه سريعاً پيشرفت مي کند. در نتيجه در اين مرحله فرصت براي جلوگيري از شکستگي و گسيختگي کامل اتصال کم است.

مکانيزم ترک برداشتن گرم و سرد و توضيحات جزئي در مورد شرايط لازم براي انواع ترک برداشتن با زبان ساده در چند جمله مشکل است. بطور کلي دو شرط يا حالت لازم است تا در حين انجماد در جوش ترکيدگي ايجاد شود. اولاً بايد نرمي و انعطاف پذيري (Ductility) فلز به اندازه کافي نباشد، ثانياً تنش کششي ايجاد شده بين کريستال هاي جامد ناشي از انقباض، از تنش شکست (Fracture Stress) فلز در آن درجه حرارت تجاوز کند. بعضي ناخالصي ها نظير سولفورها تشديد کننده ترک برداشتن گرم مي باشند. در فلزات مختلف حساسيت در مقابل ترک برداشتن گرم متفاوت بوده و در فلزات بسيار حساس شيب استحکام نسبت به درجه ي حرارت کم و دامنه ي درجه حرارت تردي (Brittle Temperature Range) زياد مي باشد.

ترک برداشتن سرد معمولاً در عرض دانه ها ادامه يافته و ممکن است چندين ساعت يا روز پس از جوشکاري مشاهده شود. در اينجا سريع سرد شدن و ايجاد بعضي فازهاي ترد همراه با حضور هيدروژن (تردي هيدروژني) مي تواند عوامل مؤثر در وقوع اين گونه ترک شود. اين نوع ترک برداشتن هم در جوش و هم در منطقه مجاور جوش H. A. Z. بوجود مي آيد. بعنوان مثال در جوشکاري فولادهاي پر کربن و ضخيم ايجاد ساختمان ترد و شکننده سمنتيت در منطقه مجاور خط جوش براحتي شرايط وقوع ترک برداشتن زير فلز جوش را فراهم مي کند. همچنين در فولادهاي آلياژي با استحکام بالا حضور هيدروژن عامل بسيار مؤثر در وقوع اين گونه ترکهاي سرد مي باشد.

پاشش رنگ - Liquid Penetrant Testing

Liquid Penetrant Testing (LPT) يکي از روشهاي NDT مي باشد که توانايي تشخيص ترکهاي سطحي و همچنين آن دسته از ترکهاي زير سطحي که تا سطح جوش پيشرفت کرده اند را دارد. اين روش در حين جوشکاري براي پاس ريشه و پاسهاي ديگر نيز بکار مي رود. در اين روش مايع مخصوص روي سطح جوش پاشيده مي شود. اين مايع در روي سطح پخش شده و وارد ترکهاي سطحي جوش مي شود. پس از اين عمليات مايع اضافي از روي سطح برداشته مي شود. نهايتاً سطح خشک شده و ماده ديگري به سطح پاشيده مي شود. رنگي که در مرحله ي اول پاشيده شده با اين ماده ترکيب شده و محل اندازه و نوع ترک مشخص مي شود.

اين روش بهترين روش مورد قبول براي تشخيص انواع ترکها، Porosity، LOP و ناهمگوني ها بوده و با موفقيت روي مواد فلـزي و غير فلـزي، سراميکـها و شيـشه ها و ... آزمايش شده است.

تست راديو گرافي - Radiography Testing

روش معمول راديوگرافي به اين صورت است که يک شيء تحت تشعشع پرتوهاي X يا گاما قرار مي گيرد و آن قسمت از اشعه که توسط شيء جذب نشده باشد روي يک فيلم تصوير مي شود.

فيلم راديو گرافي يک سايه ي دو بعدي از شيء بوده و تغييرات چگالي، ضخامت و ... در نقاط مختلف جسم، در آن مشخص مي شود. از اين منظر از روشهاي راديوگرافي و تفسير فيلمهاي آن مي توان کيفيت جوش را به صورت غير مخرب مورد بررسي قرار داد.

تفسير راديو گرافي جوش - Radiograph Interpretation Welds

علاوه بر تهيه عکس راديوگرافي با کيفيت بالا، شخص با مشاهده عکس راديوگرافي بايد توانايي و مهارت گزارش و ارزيابي عکس را داشته باشد. ارزيابي عکس راديوگرافي در سه مرحله صورت مي گيرد:

1 - کشف

2 - تفسير و گزارش

3 - ارزيابي

هر سه مرحله ي مذکور نياز به هوشمندي در مشاهده ي شخص دارد. هوشمندي در مشاهده به معناي تحليل کردن يک الگوي مشخص در عکس راديوگرافي است. توانايي در گزارش ترک ها و ايرادهاي جوش در عکس راديوگرافي بستگي به عوامل ديگري همچون نحوه ي تابش نور و تجربه فرد در تشخيص انواع ايرادها دارد. در مطالب زير سعي شده است انواع ترکها و ايرادهاي جوش که قابل تشخيص در عکس راديوگرافي هستند ذکر شود.

انواع نا پيـوستگي هـاي جوش - Discontinuities

ناپيوستگي ها شامل بريدگي و قطع شدن ساختار يک ماده در يک نقطه است. ناپيوستگي ها مي توانند در فلز پايه، ماده جوش يا ناحيه تحت تأثير حرارت اتفاق بيافتد. ناپيوستگي هاي زير نمونه اي از اتمام انواع جوشکاري است.

Cold Lap

حالتي است که در آن ماده ي جوش به طور مناسب با فلز پايه با پاس جوش قبل (Cold Lap Interpass) ترکيب نشده است. در اين حالت قوس نتوانسته است فلز پايه را به اندازه کافي ذوب کند و تنها باعث شده است که گدازه ي جوش در فلز پايه جريان پيدا کند بدون اينکه قيد لازم و کافي را ايجاد کند.

Porosity

نتيجه گير کردن گاز در مرحله انجماد فلز است.

(Porosity) مي تواند اشکال مختلفي در عکس راديوگرافي داشته باشد ولي اغلب به صورت لکه هاي گرد و تيره به تنهايي يا بصورت دسته و رديف ديده مي شوند. بعضي اوقات اين لکه ها بلندتر مي شوند و به نظر مي رسد که کشيده شده اند. اين به آن دليل است که گاز در حال خروج بوده است و فلز در حالت مايع و گداخته، لذا در اين بين به دام افتاده است. اين نوع (Porosity) تحت عنوان(Wormhole Porosity) نيز شناخته مي شود.

Cluster Porosity

زماني اتفاق مي افتد که روکش الکترودها با رطوبت هوا واکنش دهند. رطوبت توسط گرما به گاز تبديل شده و هنگام جوشکاري در فلز مذاب گير مي افتد. (Cluster Porosity) مانند (Porosity) در عکس راديوگرافي ظاهر مي شود با اين تفاوت که لکه ها در اين حالت به يکديگر نزديکتر مي باشند.

Slag Inclusions

زماني اتفاق مي افتد که مواد جامد غير فلزي در فلز جوش يا بين فلز جوش و فلز پايه وارد شده و هنگام جوشکاري گير مي افتند. در عکس راديوگرافي به شکل اشکال تيره، بريده بريده و نامتقارن در جوش يا در راستاي آن ديده مي شود.

Incomplete Fusion

شرايطي است که در آن فلز جوش به طور مناسب با فلز جوش ترکيب نشده است نحوه تشخيص به طوري است که اغلب در فرم يک خط يا خطوط تيره مشاهده مي شود. اين خطوط در جهت خط جوش در لبه هاي اتصال قرار گرفته اند.

LOP , IP

هنگامي اتفاق مي افتد که فلز جوش نتوانسته است در فلز پايه نفوذ کند. اين مورد يکي از بيشترين موارد قابل اعتراض به نحوه ي جوشکاري است. کمبود نفوذ اجازه ي افزايش طبيعي تنش را در نقطه جوش مي دهد و باعث رشد ترکها مي شود. نحوه ي تشخيص آن در عکس راديوگرافي به اين گونه است که يک ناحيه تيره داراي لبه هاي و در مرکز به صورت خط مستقيم صاف ديده مي شود.

Internal Concavity

يا (Suck back) شرايطي است که در آن فلز جوش هنگام سرد شدن منقبض شده است و در قسمت ريشه جوش به سمت بالا حرکت کرده است. در عکس راديوگرافي بسيار شبيه به LOP است با اين تفاوت که خط داراي لبه هاي ناهموار است، پهناي بيشتري داشته و در مرکز جوش ديده مي شود.

Root or Internal Undercut

مبين فرسايش فلز پايه در نزديکي ريشه ي جوش است. در عکس راديوگرافي بصورت يک خط ناهموار تيره با فاصله اي نسبت به خط مرکز جوش ديده مي شود.

Crown or External Undercut

اين نوع عيب مبين فرسايش فلز پايه در نزديکي بالا (آخرين پاس) جوش است. در عکس راديوگرافي بصورت يک خط ناهموار تيره در راستاي لبه ي خارجي جوش ديده مي شود. اين خطوط مانند آنچه که در LOP مشاهده مي شود به صورت مستقيم نمي باشد.

 

0602_10.jpg

Offset or Mismatch

مربوط به شرايطي است که دو قطعه جوشکاري به طور مناسب تنظيم نشده اند. در عکس راديوگرافي تفاوت رنگ قابل توجهي ديده مي شود. تفاوت رنگ در اثر اختلاف در ضخامت است. خط مستقيم تيره بدليل ناتواني فلز جوش در نفوذ پديد آمده است.

Inadequate Weld Reinforcement

هنگامي است که ضخامت فلز جوش کمتر از ضخامت قطعات جوشکاري شده باشد. تشخيص آن بسيار ساده است زيرا نقاطي که با اين مشکل همراه باشند در عکس راديوگرافي بسيار تيره تر از نقاط ديگر ديده مي شوند.

Excess Weld Reinforcement

هنگامي اتفاق مي افتد که گرده جوش در بعضي نواحي بيشتر از حد مجاز طراحي باشد. در عکس راديوگرافي به شکل يک ناحيه روشن در جوش ديده مي شود. با استفاده از تست ديداري (VI) اين نقص جوش براحتي قابل تشخيص است.

Cracks

تنها زماني در عکس راديو گرافي قابل مشاهده مي باشند که ترکها در جهتي رشد کرده باشند که تفاوت ضخامت بطور موازي با پرتوهاي اشعه X بوجود آمده باشد. در عکس راديوگرافي به شکل خطوط ناهموار و اغلب تيره ديده مي شوند. ترکها گاهي نيز بصورت ادامه ي (Porosity) و يا Inclusion ها ديده مي شوند.

 

0602_11.jpg

تست ذرات مغناطيسي - Magnetic Particles

ابتدا قطعه جوشکاري شده تحت تأثير ميدان مغناطيسي قرار مي گيرد. سپس ذرات آهن که با ماده رنگي پوشانده شده اند روي سطح جوش پاشيده مي شوند. اين ذرات تحت اثر مغناطيسي قرار گرفته و روي سطح ترک قرار گرفته در شرايط وجود نور مناسب مشخص مي شود.

  • Like 1
لینک به دیدگاه

ليستي از عيوب جوشکاري و علل رخداد آنها

 

وجود روغن، گرد و خاک زياد و ساير آلودگي ها روي سطح جوشکاري

نامناسب بودن الکترود ممکن است به ميزان بيشتري Mn و Si در ترکيب شيميايي نياز باشد

مشکل در پوشش جوشکاري به وزيدن باد

استفاده از نازل کوچک و نامناسب

عدم وجود گاز کافي و يا بيش از حد مورد نياز در پروسه ي جوشکاري

عدم برداشت ناخالصي ها در بين پاسهاي جوشکاري

وجود سرباره يا Slag بيش از اندازه در الکترودهاي پوشش دار Prosity

شکاف جوش خيلي باريک مي باشد

شدت جريان يا خيلي زياد بوده يا خيلي کم

عدم نفوذ کافي ناحيه ي مذاب جوش LOP

ولتاژ يا شدت جريان خيلي پايين است

قطبيت نادرست

سرعت جوشکاري کم

دامنه ي نوسان يا حرکت زيگزاکي مشعل جوشکاري خيلي زياد يا خيلي کم است

وجود لايه ي اکسيد بيش از حد بر ناحيه جوشکاري LOF

سرعت پيشروي جوشکاري خيلي زياد است

ولتاژ جتوشکاري زياد است

شدت جريان بيش از حد است Undercutting

ترکيب شيميايتي نا مناسب سيم جوشکاري

Bead جوش خيلي کوچک است

کيفيت کم موتدي که جوش مي شوند Cracking

نقص در سيستم تغذيه ي سيم جتوشکاري

نقص در سيستم تغذيه ي گاز محافظ Unstable Arc

ولتاژ جوشکاري بسيار پايين است

وجود ناخالصي و آلودگي در ناحيه جوشکاري عدم امکان شروع

مناسب جوشکاري

بجاي Co2 از ArO2 و يا ArCo2 استفاده شود

بايد نفوذ He را کاهش داد

ولتاژ قوس خيلي کم است وجود Spatter

خيلي زياد

شدت جريان زياد است

سرعت پيش روي کم است

عرض ريشه ي جوش زياد است

بجاي Co2 از ArO2 و يا ArCo2 استفاده شود Burn Trough

ولتاژ يا شدت جريان خيلي پايين است

گستردگي طول رياد الکترود جوشکاري

قطبيت نادرست

شکاف ناحيه ي اتصال خيلي نازک استConvex Bead

 

منبع:تكنولوژي نفت و گاز

  • Like 1
لینک به دیدگاه
×
×
  • اضافه کردن...