ما هو فحص الصبغة النافذة؟
فحص اختراق الصبغة (DPI)، والذي يُسمى أيضًا فحص اختراق السائل (LPI) أو اختبار الاختراق (PT)، هو أحد أقدم وأبسط طرق الفحص غير المدمر حيث يعود تاريخ أقدم إصداراته (باستخدام خليط الكيروسين والزيت) إلى القرن التاسع عشر.
يُستخدم فحص اختراق السائل للكشف عن أي انقطاعات متصلة بالسطح مثل الشقوق الناتجة عن التعب والإخماد والطحن، بالإضافة إلى الكسور والمسامية والاندماج غير المكتمل والعيوب في المفاصل.
مبادئ
تعتمد تقنية DPI على الخاصية الشعرية، حيث يخترق السائل منخفض التوتر السطحي الفجوات السطحية النظيفة والجافة. يمكن تطبيق المادة النفاذة على مكون الاختبار عن طريق الغمس أو الرش أو الفرشاة. بعد السماح بوقت اختراق كافٍ، تتم إزالة المادة النفاذة الزائدة، ويتم وضع المطور. يساعد المطور في سحب المادة النفاذة من العيب حيث يصبح المؤشر غير المرئي مرئيًا للمفتش. يتم إجراء الفحص تحت الأشعة فوق البنفسجية أو الضوء الأبيض، اعتمادًا على نوع الصبغة المستخدمة – فلورسنت أو غير فلورسنت (مرئية).
مواد
يتم تصنيف المواد المخترقة إلى مستويات حساسية. المواد المخترقة المرئية تكون عادةً حمراء اللون، وتمثل أقل حساسية. تحتوي المواد المخترقة الفلورية على صبغتين أو أكثر تتألقان عند إثارتهما بالأشعة فوق البنفسجية (UV-A) (المعروفة أيضًا باسم الضوء الأسود). نظرًا لأن فحص المواد المخترقة الفلورية يتم في بيئة مظلمة، وتصدر الأصباغ المثارة ضوءًا أصفر-أخضر لامعًا يتباين بشدة مع الخلفية المظلمة، فإن هذه المادة أكثر حساسية للعيوب.
عند اختيار مستوى الحساسية يجب مراعاة العديد من العوامل، بما في ذلك البيئة التي سيتم إجراء الاختبار فيها، واللمسة النهائية لسطح العينة، وحجم العيوب المطلوبة. يجب أيضًا التأكد من أن المواد الكيميائية للاختبار متوافقة مع العينة حتى لا يتسبب الفحص في تلطيخ دائم أو تدهور. يمكن أن تكون هذه التقنية محمولة تمامًا، لأنه في أبسط أشكالها يتطلب الفحص 3 علب رذاذ فقط، وبعض الأقمشة الخالية من النسالة، والضوء المرئي الكافي. الأنظمة الثابتة ذات محطات التطبيق والغسيل والتطوير المخصصة، أكثر تكلفة وتعقيدًا، ولكنها تؤدي إلى حساسية أفضل وإنتاجية أعلى للعينات.
تم تطبيق الصبغة الحمراء المخترقة
إزالة المواد المخترقة الزائدة
تم تطبيق المطور الأبيض
خطوات التفتيش
- التنظيف المسبق..
يتم تنظيف سطح الاختبار لإزالة أي أوساخ أو طلاء أو زيت أو شحم أو أي قشور فضفاضة يمكن أن تمنع المادة المخترقة من التسبب في عيب أو تسبب مؤشرات غير ذات صلة أو خاطئة. قد تشمل طرق التنظيف المذيبات أو خطوات التنظيف القلوية أو التنظيف بالبخار أو التفجير بالوسائط. الهدف النهائي من هذه الخطوة هو سطح نظيف حيث تكون أي عيوب موجودة مفتوحة على السطح وجافة وخالية من التلوث. لاحظ أنه إذا تم استخدام التفجير بالوسائط، فقد “يعمل” على الانقطاعات الصغيرة في الجزء، ويوصى بحمام النقش كعلاج بعد التفجير. - تطبيق المادة النفاذة..
يتم بعد ذلك تطبيق المادة النفاذة على سطح العنصر الذي يتم اختباره. ويُسمح للمادة النفاذة بـ “وقت بقاء” لتتغلغل في أي عيوب (عادةً من 5 إلى 30 دقيقة). ويعتمد وقت السكون بشكل أساسي على المادة النفاذة المستخدمة والمادة التي يتم اختبارها وحجم العيوب المطلوبة. وكما هو متوقع، تتطلب العيوب الأصغر وقت اختراق أطول. ونظرًا لطبيعتها غير المتوافقة، يجب توخي الحذر عند تطبيق مادة نفاذة قائمة على المذيبات على سطح سيتم فحصه باستخدام مادة نفاذة قابلة للغسل بالماء. - إزالة المادة النفاذة الزائدة..
ثم تتم إزالة المادة النفاذة الزائدة من السطح. يتم التحكم في طريقة الإزالة حسب نوع المادة النفاذة المستخدمة. الخيارات الشائعة هي القابلة للغسل بالماء، أو القابلة للإزالة بالمذيبات، أو القابلة للتحلل بعد الاستحلاب، أو القابلة للتحلل بعد الاستحلاب المحبة للماء. تمثل المستحلبات أعلى مستوى حساسية، وتتفاعل كيميائيًا مع المادة النفاذة الزيتية لجعلها قابلة للإزالة برذاذ الماء. عند استخدام مزيل المذيبات وقطعة قماش خالية من النسالة، من المهم عدم رش المذيب على سطح الاختبار مباشرة، لأن هذا يمكن أن يزيل المادة النفاذة من العيوب. إذا لم تتم إزالة المادة النفاذة الزائدة بشكل صحيح، فبمجرد تطبيق المطور، فقد يترك خلفية في المنطقة المطورة يمكن أن تخفي المؤشرات أو العيوب. بالإضافة إلى ذلك، قد ينتج عن هذا أيضًا مؤشرات خاطئة تعيق بشدة قدرتك على إجراء فحص سليم. - تطبيق المطور..
بعد إزالة المادة النفاذة الزائدة، يتم وضع مطور أبيض على العينة. تتوفر عدة أنواع من المطورات، بما في ذلك المطور الرطب غير المائي، والمسحوق الجاف، والمُعلق في الماء، والقابل للذوبان في الماء. يخضع اختيار المطور لتوافق المادة النفاذة (لا يمكن استخدام مطور قابل للذوبان في الماء أو قابل للتعليق مع مادة نفاذة قابلة للغسل في الماء)، وشروط الفحص. عند استخدام المطور الرطب غير المائي (NAWD) أو المسحوق الجاف، يجب تجفيف العينة قبل التطبيق، بينما يتم تطبيق المطور القابل للذوبان والقابل للتعليق مع بقاء الجزء مبللاً من الخطوة السابقة. يتوفر المطور الرطب غير المائي تجاريًا في علب رذاذ الهباء الجوي، وقد يستخدم الأسيتون أو الكحول الأيزوبروبيلي أو الدافع الذي هو مزيج من الاثنين. يجب أن يشكل المطور طلاءً شبه شفاف ومتساويًا على السطح.
يسحب المطور المادة النفاذة من العيوب إلى السطح لتشكيل مؤشر مرئي، يُعرف عادةً باسم النزيف. يمكن لأي مناطق تنزف أن تشير إلى الموقع والتوجه وأنواع العيوب المحتملة على السطح. قد يتطلب تفسير النتائج وتوصيف العيوب من المؤشرات الموجودة بعض التدريب و/أو الخبرة. - التفتيش..
سوف يستخدم المفتش ضوءًا مرئيًا بكثافة مناسبة (100 شمعة قدم أو 1100 لوكس هو المعتاد) للصبغة النافذة المرئية. الأشعة فوق البنفسجية (UV-A) بكثافة مناسبة (1000 ميكرو واط لكل سنتيمتر مربع هي الشائعة)، جنبًا إلى جنب مع مستويات الضوء المحيط المنخفضة (أقل من 2 شمعة قدم) لفحوصات النفاذ الفلوري. يجب أن يتم فحص سطح الاختبار بعد 10 إلى 30 دقيقة من وقت التطوير، حسب نوع المنتج. يسمح هذا التأخير الزمني بحدوث عملية النشاف. قد يلاحظ المفتش العينة لتكوين المؤشرات عند استخدام الصبغة المرئية. من الجيد أيضًا ملاحظة المؤشرات أثناء تشكلها لأن خصائص النزيف تشكل جزءًا مهمًا من تفسير وتوصيف العيوب. - التنظيف اللاحق..
غالبًا ما يتم تنظيف سطح الاختبار بعد الفحص وتسجيل العيوب، خاصةً إذا تم جدولة عمليات الطلاء بعد الفحص.
المميزات والعيوب
المزايا والعيوب الأساسية عند مقارنتها بأساليب الفحص غير المدمر الأخرى هي..
المزايا
- حساسية عالية (يمكن اكتشاف انقطاعات صغيرة).
- هناك عدد قليل من القيود المادية (يمكن فحص المواد المعدنية وغير المعدنية، والمغناطيسية وغير المغناطيسية، والموصلة وغير الموصلة).
- التفتيش السريع للمساحات والأحجام الكبيرة.
- مناسب للأجزاء ذات الأشكال المعقدة.
- تظهر المؤشرات مباشرة على سطح الجزء وتشكل تمثيلًا مرئيًا للخلل.
- محمول (المواد متوفرة في علب رذاذ الهباء الجوي)
- منخفضة التكلفة (المواد والمعدات المرتبطة بها غير مكلفة نسبيًا)
العيوب
- لا يمكن الكشف إلا عن عيوب الكسر السطحية.
- لا يمكن فحص إلا المواد ذات السطح غير المسامي نسبيًا.
- يعد التنظيف المسبق أمرًا بالغ الأهمية نظرًا لأن الملوثات قد تخفي العيوب.
- يجب إزالة تلطيخ المعدن الناتج عن التشغيل الآلي، والطحن، والرمل أو التفجير بالبخار.
- يجب أن يكون لدى المفتش إمكانية الوصول المباشر إلى السطح الذي يتم تفتيشه.
- يمكن أن يؤثر تشطيب السطح والخشونة على حساسية التفتيش.
- يجب إجراء عمليات متعددة والتحكم فيها.
- يجب تنظيف الأجزاء أو المواد المقبولة بعد ذلك.
- يجب التعامل مع المواد الكيميائية والتخلص منها بشكل سليم.
المعايير
المنظمة الدولية للمعايير (ISO)
- ISO 3452-1، الاختبار غير المدمر – الاختبار الاختراقي – الجزء 1. المبادئ العامة
- ISO 3452-2، الاختبارات غير المدمرة – الاختبار النافذ – الجزء 2.. اختبار المواد النافذة
- ISO 3452-3، الاختبار غير المدمر – الاختبار الاختراقي – الجزء 3.. كتل الاختبار المرجعية
- ISO 3452-4، الاختبار غير المدمر – الاختبار الاختراقي – الجزء 4.. المعدات
- ISO 3452-5، الاختبارات غير المدمرة – الاختبار النافذ – الجزء 5.. الاختبار النافذ عند درجات حرارة أعلى من 50 درجة مئوية
- ISO 3452-6، الاختبارات غير المدمرة – الاختبار النافذ – الجزء 6.. الاختبار النافذ عند درجات حرارة أقل من 10 درجات مئوية
- ISO 3059، الاختبار غير المدمر – الاختبار الاختراقي واختبار الجسيمات المغناطيسية – ظروف المشاهدة
- ISO 12706، الاختبار غير المدمر – الاختبار الاختراقي – المفردات
- ISO 23277، الاختبار غير المدمر للحام – الاختبار الاختراقي للحام – مستويات القبول
اللجنة الأوروبية للمعايير (CEN)
- EN 1371-1، التأسيس – فحص اختراق السوائل – الجزء 1.. قوالب الرمل والجاذبية والضغط المنخفض
- EN 1371-2، التأسيس – فحص اختراق السوائل – الجزء 2.. المسبوكات الاستثمارية
- EN 10228-2، الاختبار غير المدمر للتشكيلات الفولاذية – الجزء 2.. الاختبار الاختراقي
- EN 10246-11، الاختبار غير المدمر لأنابيب الصلب – الجزء 11. اختبار اختراق السوائل لأنابيب الصلب الملحومة وغير الملحومة للكشف عن عيوب السطح
الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM)
- ASTM E 165، الممارسة القياسية لفحص السوائل المخترقة للصناعة العامة
- ASTM E 1417، الممارسة القياسية لاختبار اختراق السوائل
الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME)
- قانون ASME للغلايات وأوعية الضغط، القسم الخامس، المادة 6، فحص السائل المخترق
- قانون ASME للغلايات وأوعية الضغط، القسم الخامس، المادة 24 طريقة الاختبار القياسية لفحص السائل المخترق SE-165 (متطابقة مع ASTM E-165)