دوره سطح دو آزمون غیر مخرب (NDT) با تمرکز بر RT، UT، MPT، PT، VT، RTFI، PAUT، QA/QC و جوشکاری - آخرین آپدیت

دوره جامع سطح II آزمون‌های غیرمخرب (NDT) برای جوشکاری پایپینگ و تعمیرات اساسی

آزمون‌های غیرمخرب (NDT) سطح II: دوره کامل برای یادگیری RT، UT، MPT، PT، VT، RTFI در جوشکاری و NDT در بخش تضمین کیفیت/کنترل کیفیت (QA/QC) صنایع نفت و گاز.

آزمون‌های پیشرفته اولتراسونیک (PAUT) و زمان پرواز پراکندگی (TOFD): برای پایپینگ، خطوط لوله، نیروگاه‌ها، تأسیسات هسته‌ای، خورشیدی، هیدروژنی، انرژی بادی، انرژی‌های سبز، سکوهای فراساحلی، سر چاه، مجموعه چاه، نفت خام، بازرسی، خوردگی، تست هیدرو، سندبلاست و نقاشی، مشخصات رویه جوشکاری (WPS)، گزارش صلاحیت رویه (PQR)، تست جوشکار (WQT)، بازرس جوش، بازرس پایپینگ، بازرس پوشش، استانداردها (ASME B31.3، B31.1، Section IX، VIII، II Part A, C)، API 1104، AWS، BGAS، PCN، CSWIP 3.1، CSWIP 3.2، NACE، IMIR، فایل حلقه، تست فشار، تست کشش، تست خمش، تست ضربه چارپی، تست چقرمگی، فرآیندهای جوشکاری، عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT)، پیش‌گرمایش، دمای بین لایه، تست پنوماتیک، الکترود، IBR، مصاحبه، تعمیرات اساسی (Shutdown)، سختی‌سنجی، گازدهی (Purging)، تمیزکاری با پیگ (Pigging)، نقاشی، حفاظت کاتدی، تابش (Radiation)، نقشه‌های P&ID، سایت، کارگاه، ساخت، اسپول (Spool)، اتصالات (Fitting)، مشاغل حوزه خلیج فارس، اسیدشویی و غیرفعال‌سازی (Pickling Passivation)، SMAW، GTAW، SAW، سیم پرکننده، ساپورت (Support)، نقشه‌های ایزومتریک، فیت‌آپ (Fit up)، کنترل کیفی.

پیش‌نیازها: مهندسان مکانیک فعال در صنایع نفت و گاز، نیروگاه‌ها، خطوط لوله، ساخت‌وساز فراساحلی، تعمیرات اساسی (Shutdown) و نگهداری.

نقش مهندس تضمین کیفیت/کنترل کیفیت (QA/QC) در جوشکاری پایپینگ صنایع نفت و گاز

آموزش‌های NDT و جوشکاری برای یافتن شغل و افزایش دانش بسیار مفید هستند.

جوشکاری و NDT بخش کلیدی در پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و خطوط لوله بین‌شهری هستند.

آموزش آنلاین QA/QC باعث صرفه‌جویی در زمان و یادگیری بیشتر می‌شود.

آزمون اولتراسونیک (UT)

• مرور کلی: از امواج صوتی با فرکانس بالا برای تشخیص کاهش ضخامت، خوردگی و ترک در مواد استفاده می‌کند، به‌ویژه در پایپینگ، مخازن تحت فشار و تانک‌ها.

• اهمیت: اندازه‌گیری دقیق ضخامت را فراهم کرده و عیوب داخلی نامرئی در سطح را تشخیص می‌دهد.

آزمون رادیوگرافی (RT)

• مرور کلی: از اشعه X یا اشعه گاما برای ایجاد تصاویری از ساختار داخلی مواد استفاده می‌کند. برای بازرسی اتصالات جوشی و تشخیص عیوب داخلی مؤثر است.

• اهمیت: می‌تواند ترک‌ها، حفره‌ها یا سایر عیوب داخلی را تشخیص دهد، به‌ویژه در اجزای حیاتی که تحت بار هستند.

آزمون ذرات مغناطیسی (MPI)

• مرور کلی: عیوب سطحی و زیرسطحی در مواد فرومغناطیسی را تشخیص می‌دهد. قطعه مغناطیس شده و ذرات مغناطیسی ریز اعمال می‌شوند. در صورت وجود ترک یا عیب، ذرات تجمع یافته و نشانه قابل مشاهده‌ای ایجاد می‌کنند.

• اهمیت: برای تشخیص ترک‌های سطحی در اجزای فلزی مانند پایپینگ، مخازن و قطعات سازه‌ای بسیار مؤثر است.

آزمون جریان گردابی (Eddy Current Testing)

• مرور کلی: از القای الکترومغناطیسی برای تشخیص ترک‌های سطحی و تخریب مواد استفاده می‌کند. معمولاً در ساختارهای دیواره نازک و مواد غیرآهنی کاربرد دارد.

• اهمیت: ایده‌آل برای تشخیص ترک‌ها، خوردگی و تغییرات در خواص مواد، به‌ویژه در لوله‌های مبدل حرارتی.

آزمون انتشار صوت (Acoustic Emission Testing)

• مرور کلی: صدای امواج تنشی تولید شده توسط ترک‌ها، نشتی‌ها یا سایر عیوب تحت فشار را پایش می‌کند. به‌طور خاص برای ساختارهای بزرگ مانند راکتورها یا خطوط لوله مفید است.

• اهمیت: پایش در زمان واقعی را فراهم می‌کند و می‌تواند ترک‌ها یا نشتی‌های فعال را تشخیص دهد و امکان نگهداری پیشگیرانه را قبل از خرابی فاجعه‌بار فراهم کند.

ضخامت‌سنجی (Thickness Gauging)

• مرور کلی: ضخامت دیواره مواد را برای تعیین میزان خوردگی اندازه‌گیری می‌کند. ضخامت‌سنج‌های اولتراسونیک معمولاً برای این منظور استفاده می‌شوند.

• اهمیت: به پایش خوردگی و فرسایش کمک می‌کند که می‌تواند قدرت پایپینگ، تانک‌ها و مخازن را در طول زمان کاهش دهد.

هدف RT در پالایشگاه‌های نفت و گاز

• بازرسی جوش‌ها: RT به‌طور گسترده برای بررسی کیفیت و یکپارچگی جوش‌ها در خطوط لوله، تانک‌ها و مخازن تحت فشار استفاده می‌شود و مشکلاتی مانند ترک، تخلخل، همجوشی ناقص یا نفوذ ناکافی را تشخیص می‌دهد.

• خوردگی و عیوب مواد: به شناسایی خوردگی، فرسایش و سایر تخریب‌های مواد که ممکن است در طول زمان رخ دهد، به‌ویژه در محیط‌های فشار بالا یا دمای بالا، کمک می‌کند.

• تشخیص نشتی: RT می‌تواند ترک‌ها یا حفره‌های کوچکی را که ممکن است منجر به نشتی در سیستم‌های حیاتی شوند، تشخیص دهد.

• صدور گواهینامه و انطباق: RT اغلب بخشی از فرآیندهای کنترل و تضمین کیفیت است که اطمینان حاصل می‌کند تجهیزات استانداردهای صنعتی مانند کدهای ASME (انجمن مهندسان مکانیک آمریکا) یا API (مؤسسه نفت آمریکا) را برآورده می‌کنند.

کاربرد در اجزای مختلف

• پایپینگ: در سیستم‌های پایپینگ پالایشگاه، RT به ارزیابی اتصالات جوشی، یکپارچگی مواد لوله و هرگونه سایش یا عیب ناشی از فشار داخلی و شرایط جریان کمک می‌کند.

• تانک‌ها: RT برای بازرسی جوش‌های تانک (مثلاً برای تانک‌های ذخیره‌سازی نفت خام یا محصولات تصفیه شده) استفاده می‌شود و از نظر نشتی، ترک یا کیفیت ضعیف جوش بررسی می‌شود.

• مخازن تحت فشار: مخازن تحت فشار که برای نگهداری گازها یا مایعات تحت فشار طراحی شده‌اند، نیاز به بازرسی دقیق دارند. RT اطمینان حاصل می‌کند که جوش‌های مخزن سالم بوده و عاری از عیوب داخلی هستند که می‌توانند منجر به خرابی فاجعه‌بار شوند.

فرآیند آزمون رادیوگرافی (RT)

• آماده‌سازی: منطقه مورد بازرسی تمیز می‌شود و در صورت نیاز (بسته به ماده) ممکن است قطعه پیش‌گرم شود. یک فیلم رادیوگرافی یا آشکارساز دیجیتال در طرف مقابل جوش یا منطقه تحت آزمایش قرار می‌گیرد.

• نوردهی: یک منبع تابش (معمولاً اشعه X یا اشعه گاما) به سمت قطعه هدایت می‌شود. تابش از ماده عبور کرده و فیلم یا آشکارساز الگوی تشکیل شده توسط هرگونه عیب داخلی را ثبت می‌کند.

• تحلیل فیلم: پس از نوردهی، فیلم رادیوگرافی ظهور داده می‌شود (در مورد RT مبتنی بر فیلم) و تصاویر برای شناسایی عیوب تحلیل می‌شوند. در RT دیجیتال، تصاویر روی کامپیوتر مشاهده می‌شوند.

ملاحظات ایمنی

• ایمنی تابش: از آنجایی که RT شامل قرار گرفتن در معرض تابش یونیزان است، برای محافظت از کارگران و محیط زیست باید پروتکل‌های ایمنی دقیقی رعایت شود. رادیوگرافرها از محافظ، لباس‌های محافظ و فاصله برای به حداقل رساندن قرار گرفتن در معرض استفاده می‌کنند.

• مقررات: RT در صنایع نفت و گاز از دستورالعمل‌های نظارتی سختگیرانه، مانند دستورالعمل‌های انجمن تست‌های غیرمخرب آمریکا (ASNT)، آژانس بین‌المللی انرژی اتمی (IAEA) و سازمان ایمنی و بهداشت شغلی (OSHA) پیروی می‌کند.

استانداردها و کدها

• استانداردهای رایج مورد استفاده برای RT عبارتند از:

  • ASME BPVC Section V: دستورالعمل‌هایی برای RT مخازن تحت فشار ارائه می‌دهد.

  • API 1104: مختص جوشکاری خطوط لوله و آزمون رادیوگرافی.

  • ASTM E94/E142: دستورالعمل‌هایی برای رویه‌های RT و تفسیر نتایج.

مزایای RT در بازرسی پالایشگاه‌ها و مخازن تحت فشار

• حساسیت بالا: عیوب داخلی را که در سطح قابل مشاهده نیستند، تشخیص می‌دهد.

• سوابق دائمی: رادیوگراف‌ها سابقه بصری دائمی از بازرسی را فراهم می‌کنند.

• مؤثر برای هندسه‌های پیچیده: RT برای بازرسی اشکال پیچیده مانند جوش‌ها در مخازن تحت فشار و سیستم‌های پایپینگ مناسب است.

• نتایج قابل سنجش: RT داده‌های کمی در مورد اندازه، مکان و جهت عیب ارائه می‌دهد.

محدودیت‌های RT

• مواد ضخیم: RT ممکن است برای مواد بسیار ضخیم کمتر مؤثر باشد، زیرا تابش ممکن است به اندازه کافی عمیق نفوذ نکند.

• هزینه و راه‌اندازی: تجهیزات RT می‌توانند گران باشند و زمان راه‌اندازی برای هر تست نسبتاً طولانی است.

• محدود به 2 بعدی: رادیوگرافی سنتی تصویری دو بعدی ارائه می‌دهد که تفسیر عیوب سه بعدی را بدون بازرسی بیشتر دشوار می‌کند.

هدف UT در پالایشگاه‌های نفت و گاز

• بازرسی جوش: UT برای بازرسی اتصالات جوشی در خطوط لوله، مخازن تحت فشار و تانک‌ها استفاده می‌شود. به شناسایی عیوبی مانند ترک، تخلخل، همجوشی ناقص و نفوذ ناکافی کمک می‌کند.

• اندازه‌گیری ضخامت: UT به‌طور معمول برای اندازه‌گیری ضخامت دیواره لوله‌ها، تانک‌ها و مخازن تحت فشار، به‌ویژه در مناطقی که مستعد خوردگی یا فرسایش هستند، استفاده می‌شود. این امر برای حفظ یکپارچگی این اجزا تحت فشار بسیار مهم است.

• پایش خوردگی: با گذشت زمان، خوردگی می‌تواند ضخامت لوله‌ها و تانک‌ها را کاهش دهد و منجر به نشتی یا خرابی احتمالی شود. UT وسیله‌ای برای پایش و ارزیابی منظم اتلاف مواد ناشی از خوردگی فراهم می‌کند.

• مشخصه‌یابی مواد: UT به تأیید ترکیب مواد، از جمله بررسی ناهمگنی‌های مواد یا تفاوت در ضخامت که می‌تواند نشان‌دهنده مشکلات اساسی باشد، کمک می‌کند.

کاربرد در اجزای مختلف

• پایپینگ: UT به‌طور گسترده در سیستم‌های پایپینگ پالایشگاه برای تشخیص نازک شدن دیواره، خوردگی، ترک و سایر انواع تخریب مواد استفاده می‌شود. همچنین برای ارزیابی جوش‌ها، به‌ویژه برای مناطق تحت تنش بالا استفاده می‌شود.

• تانک‌ها: در تانک‌های ذخیره‌سازی (مورد استفاده برای نفت خام یا محصولات تصفیه شده)، UT برای بازرسی یکپارچگی دیواره‌های تانک، به‌ویژه در مواردی که خوردگی یا سایش به دلیل تماس با مواد شیمیایی یا نوسانات فشار بیشتر مشهود است، استفاده می‌شود.

• مخازن تحت فشار: مخازن تحت فشار که برای عملیات پالایشگاه حیاتی هستند، نیاز به بازرسی اولتراسونیک منظم دارند تا اطمینان حاصل شود که دیواره‌ها و جوش‌های آن‌ها عاری از عیوبی است که می‌تواند منجر به خرابی فاجعه‌بار شود. UT برای تشخیص خوردگی داخلی یا ترک، به‌ویژه در مناطق با دسترسی دشوار، ایده‌آل است.

فرآیند آزمون اولتراسونیک (UT)

• آماده‌سازی: سطح قطعه مورد آزمایش تمیز می‌شود تا تماس مناسب بین ترانسدیوسر (پروب اولتراسونیک) و ماده تضمین شود. در صورت لزوم، یک عامل کوپلینگ (مانند ژل یا آب) برای اطمینان از انتقال مؤثر امواج صوتی اعمال می‌شود.

• انتشار امواج صوتی: یک ترانسدیوسر امواج صوتی با فرکانس بالا را منتشر می‌کند که از طریق ماده منتشر می‌شوند. این امواج از ویژگی‌های داخلی مانند عیوب یا دیواره پشتی ماده منعکس می‌شوند. سپس ترانسدیوسر امواج صوتی منعکس شده را دریافت می‌کند.

• تحلیل: زمان لازم برای بازگشت امواج صوتی اندازه‌گیری می‌شود. این زمان برای محاسبه فاصله تا هرگونه عیب داخلی یا اندازه‌گیری ضخامت ماده استفاده می‌شود. داده‌ها به صورت A-scan (دامنه در مقابل زمان)، B-scan (نمای مقطع) یا C-scan (نمای صفحه) نمایش داده می‌شوند.

انواع کلیدی UT

• UT پالس-اکو: رایج‌ترین نوع UT مورد استفاده در نفت و گاز، که در آن ترانسدیوسر هم امواج اولتراسونیک را منتشر و هم دریافت می‌کند. این روش بازتاب امواج صوتی از هرگونه ویژگی داخلی مانند عیوب یا دیواره پشتی را تشخیص می‌دهد.

• UT انتقال از طریق: شامل ارسال امواج صوتی از طریق ماده و دریافت سیگنال در طرف مقابل است. این روش در نفت و گاز کمتر رایج است اما می‌تواند برای برخی کاربردها استفاده شود.

• زمان پرواز پراکندگی (TOFD): این روش برای تشخیص ترک‌ها، به‌ویژه آن‌هایی که عمود بر سطح قرار گرفته‌اند، بسیار مؤثر است و برای ارزیابی جوش‌ها در تجهیزات فشار بالا استفاده می‌شود.

• آرایه فاز اولتراسونیک (Phased Array UT): یک روش پیشرفته‌تر که از عناصر متعددی در ترانسدیوسر برای ارسال و دریافت امواج اولتراسونیک در زوایای مختلف استفاده می‌کند. این امر نمای جامعی از جوش یا ماده در حال آزمایش ارائه می‌دهد و می‌تواند حساسیت تشخیص را بهبود بخشد.

مزایای UT

• عمق نفوذ: UT می‌تواند مواد با ضخامت‌های مختلف را ارزیابی کند، که آن را برای لوله‌ها و مخازن تحت فشار با دیواره‌های ضخیم مناسب می‌سازد.

• حساسیت بالا: UT در تشخیص عیوب داخلی کوچک مانند ترک، حفره یا شمول مؤثر است که ممکن است در سطح قابل مشاهده نباشند.

• اندازه‌گیری دقیق ضخامت: UT برای اندازه‌گیری ضخامت دیواره، به‌ویژه در مناطقی که خوردگی یا فرسایش ممکن است رخ دهد، ایده‌آل است.

• نتایج در زمان واقعی: UT بازخورد در زمان واقعی ارائه می‌دهد که برای بازرسی‌های مداوم بدون نیاز به توقف طولانی مدت ارزشمند است.

• عدم نیاز به آماده‌سازی سطح: برخلاف روش‌هایی مانند رادیوگرافی، UT نیازی به عاری بودن ماده از پوشش یا رنگ ندارد، اگرچه سطوح تمیز دقت بهتری را تضمین می‌کنند.

محدودیت‌های UT

• وضعیت سطح: UT به کوپلینگ خوب بین ترانسدیوسر و سطح متکی است، بنابراین سطوح ناهموار یا پوشش‌دار ممکن است کیفیت نتایج را کاهش دهند.

• مهارت اپراتور: تفسیر دقیق نتایج UT نیاز به اپراتورهای ماهر دارد تا اطمینان حاصل شود که داده‌ها به درستی تحلیل شده و تصمیم صحیح گرفته می‌شود.

• محدودیت هندسی: هندسه‌های پیچیده یا مناطق با انحنای بالا ممکن است بازرسی با UT را چالش‌برانگیز کنند، زیرا امواج صوتی ممکن است به‌طور یکنواخت منتشر نشوند.

• نیاز به دسترسی: در حالی که UT همه‌کاره است، برخی مناطق ممکن است دسترسی دشواری داشته باشند و نیاز به تجهیزات تخصصی مانند پروب‌های دوربرد یا خزنده (crawler) داشته باشند.

مزایای UT در بازرسی‌های نفت و گاز

• تشخیص زودهنگام: UT به تشخیص زودهنگام مشکلات احتمالی کمک می‌کند و امکان نگهداری به‌موقع را قبل از تبدیل شدن به خرابی‌های عمده فراهم می‌آورد.

• کارایی: بازرسی‌های UT را می‌توان در محل انجام داد و زمان توقف را در مقایسه با سایر روش‌ها مانند رادیوگرافی که ممکن است نیاز به ظهور و پردازش فیلم داشته باشند، به حداقل می‌رساند.

• مقرون‌به‌صرفه بودن: اگرچه هزینه اولیه تجهیزات UT می‌تواند قابل توجه باشد، اما صرفه‌جویی بلندمدت از اجتناب از توقف‌های برنامه‌ریزی نشده و تعمیرات، UT را به گزینه‌ای اقتصادی تبدیل می‌کند.

تست کشش (تست مقاومت کششی)

• هدف: تست کشش برای اندازه‌گیری پاسخ یک ماده به نیروی کششی تک‌محوری انجام می‌شود. این تست خواص مکانیکی کلیدی مانند مقاومت تسلیم، مقاومت کششی نهایی، ازدیاد طول و مدول الاستیسیته را تعیین می‌کند.

• روش: یک نمونه کشیده می‌شود تا بشکند و میزان نیرو و ازدیاد طول (کشیدگی) ماده اندازه‌گیری می‌شود. این داده‌ها به ارزیابی نحوه رفتار ماده تحت تنش در حین عملیات کمک می‌کنند.

• ارتباط: این تست برای تعیین اینکه آیا مواد مورد استفاده در خطوط لوله و مخازن تحت فشار می‌توانند فشارهای عملیاتی و تنش‌های مکانیکی را بدون شکست تحمل کنند، مهم است.

تست ضربه (تست چارپی یا ایزود)

• هدف: تست ضربه توانایی جذب انرژی یک ماده را در طول بارگذاری ناگهانی یا ضربه ارزیابی می‌کند. این تست برای تعیین چقرمگی و شکنندگی استفاده می‌شود.

• روش: یک نمونه استاندارد با چکش در سرعت مشخص ضربه می‌خورد و انرژی جذب شده توسط ماده در طول شکست اندازه‌گیری می‌شود.

• ارتباط: تست ضربه برای اطمینان از اینکه مواد در کاربردهای حیاتی، مانند پایپینگ و اجزای سازه‌ای، به دلیل شکست ترد در دماهای پایین یا تحت شرایط بارگذاری ناگهانی، دچار شکست نمی‌شوند، حیاتی است، به‌ویژه در محیط‌های فراساحلی که مواد در معرض شرایط سخت قرار دارند.

سختی‌سنجی

• هدف: تست‌های سختی‌سنجی مقاومت یک ماده را در برابر فرورفتگی یا خراش سطحی اندازه‌گیری می‌کنند. روش‌های مختلفی مانند راکول، برینل یا ویکرز برای تعیین مقادیر سختی استفاده می‌شوند.

• روش: یک فرورونده سخت تحت بار مشخص بر روی سطح ماده فشرده می‌شود و اندازه یا عمق فرورفتگی اندازه‌گیری می‌شود.

• ارتباط: سختی‌سنجی برای ارزیابی خواص ماده که بر مقاومت در برابر سایش تأثیر می‌گذارند، استفاده می‌شود و به تعیین اینکه آیا ماده می‌تواند شرایط ساینده رایج در خطوط لوله، پمپ‌ها و سایر ماشین‌آلات در بخش نفت و گاز را تحمل کند، کمک می‌کند.

هدف تست کشش

هدف اندازه‌گیری توانایی ماده در برابر نیروهایی که سعی در جدا کردن آن دارند و به دست آوردن خواص کلیدی مانند مقاومت کششی، ازدیاد طول و مدول یانگ است. داده‌های حاصل از تست کشش برای انتخاب مواد، کنترل کیفیت و اهداف طراحی در کاربردهای مهندسی ضروری است.

مراحل کلیدی در تست کشش

1. آماده‌سازی نمونه:

   • ماده مورد آزمایش به شکل استاندارد شده، معمولاً یک نمونه شکل استخوان سگ (با بخش میانی کاهش یافته)، برش داده می‌شود تا ماده در ناحیه مرکزی و نه نزدیک گیره‌ها بشکند.
   • ابعاد استاندارد شده نمونه (مانند طول، عرض و ضخامت) توسط سازمان‌های تست مانند ASTM (انجمن آمریکایی تست و مواد) یا ISO (سازمان بین‌المللی استاندارد) تعریف می‌شود.

2. راه‌اندازی تست:

   • نمونه بین دو گیره (یا فک) دستگاه تست قرار می‌گیرد. این گیره‌ها نمونه را محکم نگه می‌دارند در حالی که نیرو اعمال می‌شود.
   • تست معمولاً با استفاده از یک دستگاه تست جهانی (UTM) یا دستگاه تست کشش انجام می‌شود که می‌تواند نیروی کششی دقیق را اعمال کرده و ازدیاد طول را اندازه‌گیری کند.

3. اعمال نیرو:

   • یک نیروی کششی با افزایش تدریجی با نرخ ثابت (نرخ کرنش) به نمونه اعمال می‌شود که نمونه را کشیده می‌کند.
   • نیروی اعمال شده و ازدیاد طول نمونه در طول تست به‌طور مداوم اندازه‌گیری می‌شوند.

4. جمع‌آوری داده:

   • بار (نیرو) اعمال شده به نمونه و ازدیاد طول (جابجایی) نمونه ثبت می‌شود.
   • همانطور که تست پیش می‌رود، ماده تغییر شکل می‌دهد و داده‌ها بر روی یک منحنی تنش-کرنش رسم می‌شوند که اطلاعات ارزشمندی در مورد خواص مکانیکی ماده ارائه می‌دهد.

5. شکست:

   • تست تا زمانی ادامه می‌یابد که نمونه شکسته شود و مقاومت کششی نهایی (UTS) به دست آید. این حداکثر تنشی است که ماده می‌تواند قبل از شکست تحمل کند.

اندازه‌گیری‌ها و خواص کلیدی حاصل از تست کشش

1. تنش:

   • تنش، نیرو بر واحد سطح اعمال شده به ماده است. این به صورت زیر محاسبه می‌شود: σ = F/A
   • σ تنش بر حسب مگاپاسکال (MPa) یا پوند بر اینچ مربع (psi) است.
   • F نیروی اعمال شده (بر حسب نیوتن یا پوند نیرو) است.
   • A مساحت مقطع نمونه (بر حسب mm² یا in²) است.

2. کرنش:

   • کرنش، مقیاس تغییر شکل (ازدیاد طول) بر واحد طول ماده است. این به صورت زیر محاسبه می‌شود: ε = ΔL / L₀
   • ε کرنش (بدون ابعاد) است.
   • ΔL تغییر طول نمونه است.
   • L₀ طول اولیه نمونه است.

3. منحنی تنش-کرنش:

   • منحنی تنش-کرنش نمایش گرافیکی رابطه بین تنش و کرنش هنگام اعمال نیروی کششی فزاینده به ماده است. این منحنی بینش‌های حیاتی در مورد رفتار مکانیکی ماده را ارائه می‌دهد.

   منحنی معمولاً دارای مناطق کلیدی زیر است:

   • منطقه الاستیک: بخش خطی اولیه منحنی، که در آن ماده به‌طور الاستیک تغییر شکل می‌دهد. هنگام برداشتن بار به شکل اولیه خود باز می‌گردد.
   • نقطه تسلیم: نقطه‌ای که در آن ماده شروع به تغییر شکل پلاستیک (تغییر شکل دائمی) می‌کند.
   • مقاومت کششی نهایی (UTS): حداکثر نقطه روی منحنی، که در آن ماده می‌تواند بالاترین تنش را قبل از شکست تحمل کند.
   • نقطه شکست: نقطه‌ای که در آن ماده می‌شکند یا از هم گسیخته می‌شود.

4. مقاومت تسلیم (یا تنش تسلیم):

   • مقاومت تسلیم، تنشی است که در آن ماده شروع به تغییر شکل پلاستیک (دائمی) می‌کند.
   • این معمولاً با شناسایی نقطه‌ای که منحنی تنش-کرنش از خطی بودن منحرف می‌شود (نقطه تسلیم) تعیین می‌شود.

5. مقاومت کششی نهایی (UTS):

   • مقاومت کششی نهایی، حداکثر تنشی است که ماده می‌تواند قبل از خرابی (شکست) تحمل کند.
   • این بالاترین نقطه در منحنی تنش-کرنش است و ظرفیت ماده برای مقاومت در برابر کشش را نشان می‌دهد.

6. ازدیاد طول:

   • ازدیاد طول، میزان کرنش (تغییر شکل) است که ماده قبل از شکست تحمل می‌کند. این معمولاً به صورت درصدی از طول اصلی بیان می‌شود: ازدیاد طول (%) = (ΔL / L₀) × 100
   • ازدیاد طول بینشی در مورد انعطاف‌پذیری ماده، یا توانایی آن در تغییر شکل پلاستیک قبل از شکست، ارائه می‌دهد.

7. مدول الاستیسیته (مدول یانگ):

   • مدول الاستیسیته (E) معیاری برای سفتی ماده است. این به صورت شیب منحنی تنش-کرنش در منطقه الاستیک محاسبه می‌شود: E = σ / ε
   • این نشان می‌دهد که ماده تحت تنش معینی چقدر کشیده یا فشرده می‌شود و یک خاصیت مهم برای طراحی سازه‌ها و اجزای مکانیکی است.

8. نسبت پواسون:

   • نسبت پواسون (ν) معیاری برای تمایل ماده به انقباض در جهت‌های عمود بر نیروی اعمالی هنگام کشیده شدن است. این به عنوان نسبت کرنش جانبی به کرنش محوری تعریف می‌شود.

استانداردهای تست کشش

تست کشش توسط استانداردهای بین‌المللی مختلفی برای اطمینان از سازگاری و قابلیت اطمینان نتایج، حاکم می‌شود. برخی از استانداردهای کلیدی عبارتند از:

• ASTM E8 / E8M: روش‌های تست استاندارد برای تست کشش مواد فلزی.

• ISO 6892: مواد فلزی – تست کشش در دمای اتاق.

• BS EN ISO 527: پلاستیک‌ها – تعیین خواص کششی.

خلاصه پارامترهای کلیدی تست کشش

• مقاومت تسلیم: تنشی که ماده شروع به تغییر شکل پلاستیک می‌کند.

• مقاومت کششی نهایی (UTS): حداکثر تنشی که ماده قبل از شکست می‌تواند تحمل کند.

• ازدیاد طول: مقیاس میزان کشیدگی ماده قبل از شکست.

• مدول الاستیسیته: معیاری برای سفتی ماده.

• منحنی تنش-کرنش: نمایش گرافیکی که نشان می‌دهد ماده چگونه به تنش اعمالی پاسخ می‌دهد.

تست خمش

تست خمش یک روش تست تخریبی پرکاربرد در صنعت نفت و گاز (و بسیاری از صنایع دیگر) برای ارزیابی انعطاف‌پذیری، انعطاف‌پذیری و سلامت مواد، به‌ویژه اتصالات جوشی و فلزات پایه است. این تست به‌ویژه برای ارزیابی کیفیت جوش‌ها مفید است که برای یکپارچگی اجزایی مانند پایپینگ، تانک‌های ذخیره‌سازی، مخازن تحت فشار و ساپورت‌های سازه‌ای حیاتی است.

جزئیات تست خمش

هدف تست خمش

• ارزیابی یکپارچگی جوش: تست خمش معمولاً بر روی نمونه‌های جوش داده شده برای بررسی اینکه آیا جوش به‌درستی انجام شده است، انجام می‌شود. این تست به تشخیص عیوب مانند ترک، تخلخل، همجوشی ناقص و زیرکشی که ممکن است در سطح جوش قابل مشاهده نباشند اما می‌توانند بر استحکام و عملکرد ماده تأثیر بگذارند، کمک می‌کند.

• بررسی انعطاف‌پذیری و نرمی مواد: این تست به ارزیابی توانایی ماده برای تحمل تغییر شکل پلاستیک بدون شکست کمک می‌کند. این امر به‌ویژه برای پایپینگ و مخازن تحت فشار که تحت تنش در حین عملیات قرار می‌گیرند، مهم است.

• تعیین سلامت مواد: تست خمش با اعمال نیروهای خمشی بر روی قطعات ریخته‌گری، آهنگری و جوش‌ها، به شناسایی عیوب داخلی مانند حفره‌ها یا شمول‌ها کمک می‌کند که ممکن است این نقص‌ها را آشکار سازد.

روش تست خمش

1. آماده‌سازی نمونه

   • نمونه معمولاً به صورت یک کوپن تست استاندارد (مانند یک صفحه صاف یا بخشی از لوله) طبق استانداردهای مربوطه مانند ASTM E190، ISO 5173 یا ASME BPVC آماده می‌شود.
   • اندازه و شکل قطعه تست به ضخامت ماده و الزامات خاص تست بستگی دارد.

2. انواع تست‌های خمش

   • تست خمش رو (Face Bend Test): سمت محدب نمونه (سمتی که تحت کشش قرار می‌گیرد) خم می‌شود. این تست معمولاً برای تست اتصالات جوشی که روی آن‌ها جوش در سمت بیرونی خمش قرار دارد، استفاده می‌شود.
   • تست خمش ریشه (Root Bend Test): سمت مقعر نمونه (سمتی که تحت فشار قرار می‌گیرد) خم می‌شود. این تست معمولاً برای تست پاس ریشه یک اتصال جوشی استفاده می‌شود، جایی که نواقص مانند عدم نفوذ یا همجوشی ضعیف بیشتر احتمال دارد یافت شوند.
   • تست خمش جانبی (Side Bend Test): ترکیبی از خم‌های رو و ریشه که یکپارچگی کل جوش را بررسی می‌کند.

3. فرآیند خمش

   • نمونه بین دو تکیه‌گاه (که به عنوان غلتک یا میل شناخته می‌شوند) قرار داده می‌شود و یک نیرو از طریق تکیه‌گاه سوم (معمولاً یک رم یا پرس هیدرولیک) اعمال می‌شود. نیرو باعث خم شدن نمونه می‌شود. بار به‌تدریج افزایش می‌یابد تا زمانی که ماده به حداکثر حد خمش خود برسد.
   • نمونه تا زاویه‌ای مشخص، معمولاً 180 درجه یا 90 درجه، بسته به استاندارد تست یا ماده مورد آزمایش، خم می‌شود.

4. ارزیابی نتایج

   • پس از تست، نمونه به‌صورت بصری برای عیوبی مانند ترک، تغییر شکل یا پارگی در سطح یا درون ناحیه جوش‌خورده بررسی می‌شود.
   • سطح قابل قبول تغییر شکل بدون شکست (ترک خوردگی، پارگی یا سایر عیوب) بر اساس نوع ماده، ضخامت و الزامات کد یا مشخصات است.
   • تشکیل ترک: هر ترکی که در طول خمش ظاهر شود ممکن است نشان‌دهنده کیفیت جوش ضعیف یا انعطاف‌پذیری ناکافی ماده باشد.
   • نمونه تست باید قادر به خم شدن بدون ترک خوردگی یا شکستن در شعاع خمش باشد. اگر ماده شکسته شود یا عیوب دیگری از خود نشان دهد، نمونه در تست رد شده است.

استانداردهای تست خمش

استانداردهای مختلف ممکن است جزئیات تست خمش را تعیین کنند، از جمله اندازه نمونه، رویه خم کردن و نتایج قابل قبول:

• ASTM E190: راهنمای استاندارد برای تست خمش مواد

• ASTM A370: روش‌های تست استاندارد و تعاریف برای تست مکانیکی محصولات فولادی (شامل تست خمش)

• ISO 5173: مواد فلزی - تست خمش برای اتصالات جوشی - رویه برای محصولات تخت

• ASME BPVC Section IX: صلاحیت جوشکاری (برای مخازن تحت فشار و پایپینگ استفاده می‌شود)

مزایای تست خمش

1. ساده و قابل اعتماد: تست خمش ساده و انجام آن با تجهیزات نسبتاً ساده آسان است و آن را به روشی قابل اعتماد برای ارزیابی عملکرد مواد تبدیل می‌کند.

2. مؤثر برای جوش‌ها: این تست به‌ویژه برای بررسی کیفیت جوش‌ها در صنعت نفت و گاز، جایی که اتصالات جوشی برای استحکام و یکپارچگی خطوط لوله، مخازن تحت فشار و سایر سازه‌ها حیاتی هستند، مفید است.

3. تشخیص عیوب پنهان: تست خمش می‌تواند عیوب داخلی (مانند عدم همجوشی، تخلخل، ترک) را که ممکن است از طریق بازرسی بصری قابل مشاهده نباشند، آشکار کند.

4. نمایش واقعی شرایط سرویس: از آنجایی که بسیاری از سازه‌ها، مانند خطوط لوله، در حین عملیات نیروهای خمشی را تجربه می‌کنند، این تست تقریب خوبی از نحوه رفتار مواد و جوش‌ها تحت تنش‌های عملیاتی ارائه می‌دهد.

محدودیت‌های تست خمش

1. ماهیت تخریبی: از آنجایی که یک تست تخریبی است، نمونه را فدا می‌کند، به این معنی که تنها تعداد محدودی نمونه را می‌توان تست کرد.

2. برای همه مواد مناسب نیست: برخی مواد، به‌ویژه مواد ترد (مانند فولادهای کربن بالا، آلیاژهای خاص)، ممکن است در طول تست خمش زودتر بشکنند و آن را در ارزیابی خواص این مواد کمتر مؤثر کنند.

3. فقط عملکرد کلی را نشان می‌دهد: در حالی که تست خمش ارزشمند است، اطلاعات دقیقی در مورد همه مکانیزم‌های شکست احتمالی ارائه نمی‌دهد. ممکن است برای ارزیابی جامع‌تر مواد، تست‌های اضافی (مانند تست کشش یا تست ضربه) مورد نیاز باشد.

معیارهای پذیرش برای تست خمش

• طول ترک: به‌طور کلی، یک ترک قابل قبول در نظر گرفته می‌شود اگر از طول مشخصی (به‌عنوان مثال، 1.5 برابر ضخامت ماده برای اتصالات جوشی) فراتر نرود.

• انعطاف‌پذیری: نمونه باید بدون ترک خوردگی یا شکستن خم شود، و هرگونه ترک نباید به نواحی حیاتی مانند منطقه متأثر از حرارت (HAZ) جوش گسترش یابد.

• عدم شکست کامل: ماده نباید در اثر خمش به چندین قطعه بشکند. یک ترک جزئی که فراتر از محدوده‌های قابل قبول گسترش نمی‌یابد، بسته به ماده و کد مورد استفاده، ممکن است همچنان قابل قبول تلقی شود.

کاربردهای تست خمش در صنعت نفت و گاز

1. تست خطوط لوله: تست‌های خمش به‌طور مکرر بر روی جوش‌های خطوط لوله برای اطمینان از اینکه اتصالات می‌توانند تنش‌های عملیاتی و نیروهای خارجی را تحمل کنند، استفاده می‌شوند.

2. مخازن تحت فشار و تانک‌ها: جوش‌ها در مخازن تحت فشار، تانک‌های ذخیره‌سازی و سایر اجزای حیاتی اغلب تحت تست خمش قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود که می‌توانند یکپارچگی را تحت فشار حفظ کنند.

3. سازه‌های فراساحلی: در سکوهای نفتی و تأسیسات فراساحلی، تست خمش مواد و جوش‌ها برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان در محیط‌های دریایی خشن، حیاتی است.

4. تجهیزات و ماشین‌آلات: تست خمش بر روی اجزای مختلفی مانند شیرها، پمپ‌ها و ساپورت‌های سازه‌ای اعمال می‌شود تا استحکام و دوام آن‌ها را تحت بارهای خمشی تأیید کند.

تست ماکرو (Macro Test) جوش

تست ماکرو جوش نوعی تست تخریبی است که نمای دقیقی از ساختار داخلی جوش و منطقه متأثر از حرارت (HAZ) ارائه می‌دهد. این تست برای بررسی کیفیت کلی جوش با ارائه یک نمای مقطعی از اتصال استفاده می‌شود. این امر امکان ارزیابی عوامل کلیدی مانند نفوذ، همجوشی، تخلخل، شمول‌ها، ترک‌ها و یکپارچگی کلی جوش را فراهم می‌کند.

اهمیت تست ماکرو در جوشکاری

• ارزیابی نفوذ جوش: به تعیین اینکه آیا جوش به اندازه کافی در ماده پایه نفوذ کرده است تا پیوند قوی ایجاد کند، کمک می‌کند.

• شناسایی عیوب: می‌تواند عیوب پنهان مانند شمول‌ها، تخلخل یا ترک‌ها را که ممکن است در سطح جوش قابل مشاهده نباشند، آشکار کند.

• تأیید کیفیت جوش: نشانه‌ای از اینکه آیا جوش استانداردهای لازم برای استحکام، کیفیت و یکنواختی را برآورده می‌کند، ارائه می‌دهد.

• ارزیابی منطقه متأثر از حرارت (HAZ): امکان بررسی HAZ را برای اطمینان از اینکه حرارت ماده اطراف را تضعیف نکرده است، فراهم می‌کند.

مراحل درگیر در تست ماکرو

1. آماده‌سازی نمونه:

   • یک نمونه جوش کوچک (اغلب بخشی بریده شده از جوش) برای بازرسی از اتصال جوشی استخراج می‌شود.
   • نمونه معمولاً عمود بر جهت جوش بریده می‌شود تا نمای مقطعی واضحی به دست آید.
   • لبه‌های نمونه اغلب پردازش و اسیدکاری می‌شوند تا ساختار جوش به‌طور واضح‌تری نمایان شود.

2. پردازش (Polishing):

   • نمونه با استفاده از درجات فزاینده مواد ساینده، پردازش می‌شود تا سطحی صاف ایجاد شود.
   • این فرآیند نواقص را از بین می‌برد و جزئیات میکروسکوپی جوش را قابل مشاهده‌تر می‌کند.

3. اسیدکاری (Etching):

   • پس از پردازش، نمونه معمولاً با استفاده از یک محلول شیمیایی یا اسید اسیدکاری می‌شود تا ریزساختار جوش و ماده پایه نمایان شود.
   • اسیدکاری به برجسته کردن خط جوش، منطقه متأثر از حرارت (HAZ) و فلز پایه کمک می‌کند و باعث می‌شود عیوب یا ناهنجاری‌ها برجسته شوند.

4. بازرسی بصری:

   • نمونه اسیدکاری شده تحت یک ذره‌بین یا میکروسکوپ بررسی می‌شود تا ویژگی‌های مهمی مانند موارد زیر شناسایی شوند:
     • شکل و اندازه خط جوش
     • همجوشی بین فلز جوش و فلز پایه
     • عمق نفوذ جوش
     • تخلخل و سایر عیوب داخلی
     • مشخصه‌های منطقه متأثر از حرارت (HAZ)

5. ارزیابی:

   • کیفیت جوش بر اساس موارد زیر ارزیابی می‌شود:
     • نفوذ جوش: نفوذ کافی برای اطمینان از استحکام اتصال لازم است.
     • همجوشی: همجوشی مناسب بین فلز جوش و فلز پایه بدون هیچ ناحیه جوش‌نخورده.
     • وجود عیوب: به دنبال عیوب داخلی مانند ترک، شمول یا تخلخل باشید.
     • منطقه متأثر از حرارت: HAZ باید بررسی شود تا اطمینان حاصل شود که ماده با حرارت بیش از حد تحت تأثیر منفی قرار نگرفته است، که می‌تواند استحکام ماده را کاهش دهد.

ویژگی‌های کلیدی مورد توجه در تست ماکرو

• نفوذ جوش: عمقی که فلز جوش با ماده پایه همجوشی پیدا کرده است. نفوذ ناکافی می‌تواند منجر به اتصال ضعیف شود.

• شکل و اندازه خط جوش: یک خط جوش یکنواخت و سازگار برای استحکام و ظاهر زیباشناختی مهم است.

• همجوشی: میزان همجوشی فلز جوش با فلز پایه، تضمین‌کننده پیوند قوی.

• تخلخل/شمول‌ها: وجود حفره‌ها یا گازهای گیر افتاده در داخل جوش که می‌تواند جوش را تضعیف کند.

• ترک‌ها: ترک‌ها در جوش یا منطقه متأثر از حرارت می‌توانند یکپارچگی اتصال را به خطر بیندازند و ممکن است منجر به شکست شوند.

• منطقه متأثر از حرارت (HAZ): این ناحیه از فلز پایه است که توسط حرارت فرآیند جوشکاری تغییر کرده است. رشد بیش از حد دانه‌ها در HAZ می‌تواند منجر به کاهش استحکام و چقرمگی شود.

مزایای تست ماکرو

• بازرسی داخلی دقیق: امکان بازرسی ساختار داخلی جوش را فراهم می‌کند که از طریق بازرسی بصری به‌تنهایی امکان‌پذیر نیست.

• تضمین کیفیت: به اطمینان از اینکه جوش استانداردهای لازم برای نفوذ، همجوشی و استحکام را برآورده می‌کند، کمک می‌کند.

• تشخیص عیوب زیرسطحی: تست ماکرو به تشخیص عیوبی که ممکن است در سطح قابل مشاهده نباشند اما می‌توانند بر عملکرد جوش تأثیر بگذارند، کمک می‌کند.

• ارزیابی منطقه متأثر از حرارت: بینش حیاتی در مورد اینکه آیا HAZ به‌طور نامطلوب تحت تأثیر حرارت بیش از حد قرار گرفته است که می‌تواند استحکام ماده را کاهش دهد، ارائه می‌دهد.

محدودیت‌های تست ماکرو

• ماهیت تخریبی: از آنجایی که از ساختار جوش داده شده نمونه گرفته می‌شود، تست ماکرو یک روش تست تخریبی است، به این معنی که نمونه برش داده شده و آماده می‌شود، که می‌تواند استفاده از آن را برای اجزای حیاتی که نیاز به تست غیرمخرب دارند، محدود کند.

• زمان‌بر: فرآیند آماده‌سازی و تجزیه و تحلیل نمونه ماکرو می‌تواند زمان‌بر باشد، که ممکن است همیشه در محیط‌های تولید با سرعت بالا عملی نباشد.

کاربردهای رایج تست ماکرو

• صلاحیت جوش: برای تأیید اینکه یک رویه جوشکاری استانداردهای لازم را برآورده می‌کند.

• انتخاب مواد: اطمینان از اینکه مواد انتخاب شده برای جوشکاری مناسب هستند، به‌ویژه هنگام تست آلیاژها یا مواد جدید.

• بازرسی جوش‌های حیاتی: برای جوش‌های حیاتی ایمنی در صنایعی مانند نفت و گاز، هوافضا، ساخت‌وساز و کشتی‌سازی، که کیفیت جوش‌ها ضروری است.

• تست خستگی و استحکام: تست ماکرو می‌تواند به ارزیابی یکپارچگی سازه‌ای جوش‌هایی که در معرض بارگذاری دینامیکی یا چرخه‌ای قرار خواهند گرفت، کمک کند.

تست شکست جوش

تست شکست جوش یک نوع تست مکانیکی است که برای ارزیابی چقرمگی و استحکام یک اتصال جوشی تحت تنش و ارزیابی نحوه رفتار جوش هنگام مواجهه با شکست یا خرابی استفاده می‌شود. این تست معمولاً برای ارزیابی کیفیت اتصال جوشی انجام می‌شود و اطمینان حاصل می‌کند که الزامات یکپارچگی سازه‌ای و ایمنی را برای کاربردی که در نظر گرفته شده است، برآورده می‌کند.

هدف تست شکست جوش

هدف اصلی تست شکست، ارزیابی موارد زیر است:

1. یکپارچگی جوش: توانایی جوش برای مقاومت در برابر ترک خوردگی و خرابی تحت شرایط بارگذاری.

2. چقرمگی جوش: توانایی ماده در جذب انرژی و تغییر شکل پلاستیک قبل از شکست (یعنی توانایی مقاومت در برابر شکست ترد).

3. تضمین کیفیت: تأیید اینکه جوش حاوی عیوبی (مانند ترک، حفره، تخلخل) نیست که می‌تواند منجر به شکست تحت تنش شود.

اسیدشویی و غیرفعال‌سازی (Pickling and Passivation)

اسیدشویی و غیرفعال‌سازی فرآیندهای ضروری برای حفظ مقاومت در برابر خوردگی و ظاهر زیباشناختی اتصالات جوشی فولاد ضد زنگ (SS) هستند. این فرآیندها به‌ویژه پس از جوشکاری اهمیت دارند زیرا حرارت جوشکاری می‌تواند باعث اکسیداسیون و تشکیل مناطق متأثر از حرارت (HAZ) شود که می‌تواند مقاومت ماده را در برابر خوردگی به خطر بیندازد.

1. فرآیند اسیدشویی (Pickling Process)

اسیدشویی یک فرآیند تمیزکاری شیمیایی است که برای حذف اکسیدها، پوسته ها و سایر آلودگی‌ها از سطح فولاد ضد زنگ پس از جوشکاری استفاده می‌شود. حرارت تولید شده در طول جوشکاری می‌تواند منجر به تشکیل یک لایه اکسید نازک (که معمولاً "رنگ حرارتی" یا "پوسته جوش" نامیده می‌شود) در سطح جوش شود. اسیدشویی این لایه اکسید و سایر آلودگی‌های سطحی را حذف می‌کند.

هدف اسیدشویی

• حذف لایه اکسید: فرآیند جوشکاری یک لایه اکسید یا رنگ حرارتی ایجاد می‌کند که می‌تواند مقاومت به خوردگی ماده را کاهش دهد. اسیدشویی این اکسید را حذف کرده و قابلیت فولاد ضد زنگ را برای مقاومت در برابر خوردگی بازیابی می‌کند.

• تمیز کردن سطح: بقایای شار جوشکاری، روغن‌ها و سایر باقی‌مانده‌های پس از جوشکاری را حذف می‌کند.

• آماده‌سازی برای غیرفعال‌سازی: اسیدشویی معمولاً با فرآیند غیرفعال‌سازی برای افزایش مقاومت به خوردگی ماده دنبال می‌شود.

رویه اسیدشویی

1. آماده‌سازی:

   • محل اتصال جوش را برای حذف هرگونه کثیفی، روغن یا گریس با استفاده از محلول چربی‌زدا یا حلال تمیز کنید.
   • از عدم وجود هرگونه زباله یا آلودگی در سطح قبل از اعمال محلول اسیدشویی اطمینان حاصل کنید.

2. محلول اسیدشویی:

   • رایج‌ترین محلول‌های اسیدشویی مورد استفاده برای فولاد ضد زنگ شامل مخلوطی از اسید نیتریک (HNO₃) و اسید هیدروفلوئوریک (HF) است. غلظت معمول برای محلول‌های اسیدشویی 10-20% اسید نیتریک با 1-5% اسید هیدروفلوئوریک است.
   • خمیرها یا ژل‌های اسیدشویی تجاری نیز برای کاربردهای موضعی و استفاده بر روی سطوح عمودی یا بالای سر در دسترس هستند.

3. کاربرد:

   • محلول اسیدشویی را مستقیماً روی محل اتصال جوش و نواحی متأثر از حرارت اعمال کنید. این کار را می‌توان با استفاده از برس، اسپری یا غوطه‌وری، بسته به تجهیزات و اندازه جوش انجام داد.
   • اجازه دهید محلول اسیدشویی برای مدت زمان مشخصی (معمولاً حدود 10-30 دقیقه) بماند تا لایه اکسید و سایر آلودگی‌ها را حل کند.

4. آبکشی و خنثی‌سازی:

   • پس از اینکه محلول اسیدشویی کار خود را انجام داد، محل اتصال جوش را با آب به‌طور کامل بشویید تا اسید باقی‌مانده حذف شود.
   • در صورت لزوم، اسید باقی‌مانده را با محلولی از بی‌کربنات سدیم (جوش شیرین) و آب خنثی کنید.

5. خشک کردن:

   • محل اتصال جوش را با یک پارچه تمیز و بدون پرز یا هوای فشرده کاملاً خشک کنید.

احتیاط‌ها

• ایمنی: هم اسید نیتریک و هم اسید هیدروفلوئوریک بسیار خورنده و سمی هستند، بنابراین باید از تجهیزات حفاظتی (مانند دستکش، عینک و لباس مقاوم در برابر اسید) استفاده شود. در منطقه با تهویه مناسب کار کنید یا از سیستم‌های استخراج دود مناسب استفاده کنید.

• نگرانی‌های زیست‌محیطی: دفع صحیح محلول‌های اسیدشویی و اسیدهای مصرف شده باید مطابق با مقررات زیست‌محیطی انجام شود.

2. فرآیند غیرفعال‌سازی (Passivation Process)

غیرفعال‌سازی فرآیندی است که با ایجاد یک لایه اکسید نازک و محافظ بر روی سطح، مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ را افزایش می‌دهد. برخلاف اسیدشویی که اکسیدها را حذف می‌کند، غیرفعال‌سازی یک لایه اکسید جدید و پایدارتر (معمولاً از اکسید کروم) ایجاد می‌کند که بسیار در برابر خوردگی مقاوم است.

هدف غیرفعال‌سازی

• بهبود مقاومت در برابر خوردگی: غیرفعال‌سازی مقاومت طبیعی فولاد ضد زنگ را در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی، به‌ویژه در محیط‌های تهاجمی (مانند محیط‌های اسیدی یا دریایی) افزایش می‌دهد.

• بازیابی فیلم غیرفعال: لایه اکسید کروم که به فولاد ضد زنگ مقاومت به خوردگی آن را می‌دهد، می‌تواند در طول جوشکاری آسیب ببیند. غیرفعال‌سازی به بازیابی این لایه به حالت اولیه آن کمک می‌کند.

• بهبود ظاهر زیباشناختی: این فرآیند همچنین ظاهر فولاد ضد زنگ را با ایجاد یک پرداخت تمیز و براق بهبود می‌بخشد.

رویه غیرفعال‌سازی

1. آماده‌سازی:

   • محل اتصال جوش را مانند اسیدشویی تمیز کنید. اطمینان حاصل کنید که سطح از روغن‌ها، گریس‌ها و آلودگی‌ها عاری است.
   • در صورت انجام اسیدشویی قبل از غیرفعال‌سازی، محلول اسیدشویی باقی‌مانده را حذف کنید.

2. محلول غیرفعال‌سازی:

   • رایج‌ترین محلول غیرفعال‌سازی اسید نیتریک است (معمولاً غلظت 20-30%). اگرچه اسیدهای دیگر مانند اسید سیتریک گاهی اوقات، به‌ویژه در فرآیندهای سازگارتر با محیط زیست، استفاده می‌شوند.
   • محلول‌های مبتنی بر اسید سیتریک کمتر تهاجمی هستند و برای مواد حساس یا در مواردی که فرآیند ملایم‌تر ترجیح داده می‌شود، استفاده می‌شوند.

3. کاربرد:

   • محلول غیرفعال‌سازی را روی محل اتصال جوش اعمال کنید یا قطعه فولاد ضد زنگ را برای مدت زمان مشخصی (معمولاً 20-30 دقیقه، بسته به غلظت و اثر مورد نظر) در محلول غوطه‌ور کنید.
   • محلول با سطح واکنش نشان داده و باعث تشکیل یک لایه اکسید کروم نازک می‌شود.

4. آبکشی و خشک کردن:

   • پس از اتمام فرآیند غیرفعال‌سازی، محل اتصال جوش را با آب دیونیزه به‌طور کامل بشویید تا اسید باقی‌مانده حذف شود.
   • محل اتصال جوش را با یک پارچه تمیز و بدون پرز یا با هوای فشرده خشک کنید.

5. تست اختیاری:

   • در برخی موارد، ممکن است پس از غیرفعال‌سازی، یک تست شکست آب برای اطمینان از تشکیل صحیح لایه غیرفعال انجام شود. اگر آب روی سطح جمع شود، لایه غیرفعال سالم است. اگر آب پخش شود، ممکن است لایه ناقص یا بی‌اثر باشد.

احتیاط‌ها

• ایمنی: مانند اسیدشویی، باید از تجهیزات حفاظتی مناسب (PPE) مانند دستکش، عینک و لباس مقاوم در برابر اسید استفاده شود. در منطقه با تهویه مناسب کار کنید تا از استنشاق بخارات جلوگیری شود.

• ملاحظات زیست‌محیطی: از دفع صحیح محلول‌های غیرفعال‌سازی مصرف شده، مطابق با دستورالعمل‌های زیست‌محیطی محلی، اطمینان حاصل کنید.

مزایای اسیدشویی و غیرفعال‌سازی

• مقاومت در برابر خوردگی بهبود یافته: این دو فرآیند با هم، مقاومت طبیعی خوردگی فولاد ضد زنگ را به‌ویژه در محیط‌های تهاجمی، بازیابی یا افزایش می‌دهند.

• ظاهر بهبود یافته: هر دو فرآیند ظاهر فولاد ضد زنگ را با حذف رنگ حرارتی و سایر نواقص سطحی بهبود می‌بخشند.

• عمر طولانی‌تر: با محافظت از سطح در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی، اسیدشویی و غیرفعال‌سازی می‌توانند عمر سازه جوش داده شده را افزایش دهند.

• ایمنی و انطباق: در صنایعی مانند فرآوری مواد غذایی، داروسازی یا نیروگاه‌های هسته‌ای، فولاد ضد زنگ باید استانداردهای بهداشتی و ایمنی سختگیرانه را برآورده کند. غیرفعال‌سازی به اطمینان از عاری بودن ماده از آلودگی‌ها کمک می‌کند.

گازدهی (Purging) در جوشکاری فولاد ضد زنگ

گازدهی در جوشکاری فولاد ضد زنگ (SS) یک فرآیند حیاتی است که کیفیت جوش را تضمین می‌کند، به‌ویژه برای پاس ریشه و نواحی گازدهی پشتی، که در آن‌ها اکسیداسیون و آلودگی بیشتر مستعد وقوع است. گازدهی فرآیند حذف اکسیژن از ناحیه جوش برای جلوگیری از اکسیداسیون یا تغییر رنگ جوش است که می‌تواند یکپارچگی فولاد ضد زنگ را به خطر بیندازد. هدف ایجاد یک محیط کنترل شده در اطراف منطقه جوش است، معمولاً با استفاده از گاز بی‌اثر مانند آرگون یا نیتروژن.

چرا گازدهی در جوشکاری فولاد ضد زنگ مهم است

فولاد ضد زنگ، به‌ویژه هنگام جوشکاری با فرآیندهایی مانند TIG (گاز خنثی تنگستن) یا MIG (گاز خنثی فلز)، می‌تواند به‌شدت نسبت به اکسیداسیون حساس باشد، به‌ویژه در سمت ریشه و پشت جوش. اکسیداسیون می‌تواند منجر به چندین مشکل جوشکاری شود:

• تخلخل: هوای به دام افتاده در جوش می‌تواند باعث ایجاد سوراخ‌های کوچک در جوش نهایی شود.

• تغییر رنگ: اکسیداسیون می‌تواند ظاهری تیره و سوخته روی جوش باقی بگذارد و رسیدن به الزامات زیبایی یا تمیزکاری را دشوار کند.

• کاهش استحکام: وجود اکسیدها می‌تواند استحکام و مقاومت به خوردگی جوش را کاهش دهد.

انواع روش‌های گازدهی در جوشکاری فولاد ضد زنگ

1. گازدهی ریشه

   • هدف: جلوگیری از اکسیداسیون در سمت ریشه جوش (داخل لوله یا تیوب) که جوش به فلز پایه می‌رسد.
   • نحوه انجام:
     • در گازدهی ریشه، از یک گاز خنثی، معمولاً آرگون، برای پر کردن داخل لوله یا تیوب استفاده می‌شود. این کار اکسیژن را جابجا کرده و از اکسیداسیون در حین جوشکاری جلوگیری می‌کند.
     • از یک پلگ گازدهی یا آب‌بند برای نگهداری گاز در داخل لوله یا تیوب استفاده می‌شود و اطمینان حاصل می‌شود که کل سطح داخلی لوله محافظت می‌شود.
     • جوشکاری از خارج انجام می‌شود، در حالی که گاز خنثی از ریشه در برابر اکسیداسیون محافظت می‌کند.
   • مواد مورد استفاده: گاز آرگون معمولاً برای گازدهی استفاده می‌شود زیرا خنثی است و با فولاد ضد زنگ واکنش نمی‌دهد. در برخی موارد، ممکن است از مخلوطی از آرگون و نیتروژن برای بهبود فرآیند گازدهی استفاده شود.

2. گازدهی پشتی (برای جوشکاری لوله)

   • هدف: محافظت از پشت جوش در جوشکاری لوله، جلوگیری از اکسیداسیون و اطمینان از استحکام جوش.
   • نحوه انجام:
     • گازدهی پشتی معمولاً هنگام جوشکاری لوله‌ها، به‌ویژه برای فرآیندهایی مانند جوشکاری TIG استفاده می‌شود. این اطمینان حاصل می‌کند که پشت جوش، جایی که اکسیژن ممکن است باعث اکسیداسیون یا همجوشی ضعیف شود، تمیز و بدون آلودگی باقی می‌ماند.
     • یک کیسه گازدهی یا پلگ گازدهی در یک انتهای لوله قرار داده می‌شود و یک گاز خنثی (آرگون) از انتهای دیگر لوله پمپ می‌شود تا اکسیژن را حذف کرده و از اکسیداسیون در طول فرآیند جوشکاری جلوگیری کند.
   • گاز گازدهی: آرگون رایج‌ترین گاز مورد استفاده به دلیل خواص خنثی آن است، اما نیتروژن گاهی برای بهبود فرآیند در شرایط خاص اضافه می‌شود.

3. سدهای گازدهی (Purge Dams)

   • هدف: جداسازی نواحی مورد نظر برای گازدهی و مهار گاز خنثی.
   • نحوه انجام:
     • سدهای گازدهی، دستگاه‌های باد شونده یا مکانیکی هستند که در لوله یا کانال‌ها قرار داده شده و نواحی گازدهی را آب‌بندی می‌کنند. این سدها به هدایت و مهار گاز گازدهی (آرگون یا نیتروژن) در اطراف ناحیه جوش کمک می‌کنند.
   • مواد مورد استفاده: سدهای گازدهی معمولاً از مواد بادوام و غیر واکنشی مانند سیلیکون یا لاستیک ساخته می‌شوند.

4. بالشتک‌های گازدهی یا کیسه‌های گازدهی

   • هدف: ایجاد یک آب‌بندی در داخل لوله یا مخزن برای نگهداری گاز گازدهی در محل جوشکاری.
   • نحوه انجام:
     • بالشتک‌های گازدهی (کیسه‌های باد شونده) یا کیسه‌های گازدهی (ساخته شده از پلاستیک انعطاف‌پذیر) در لوله قرار داده شده، باد می‌شوند و بر دیواره‌های لوله فشرده می‌شوند تا گاز را مهار کنند.
     • پس از باد شدن، گاز خنثی (معمولاً آرگون) به داخل لوله تغذیه می‌شود، هرگونه اکسیژن را جابجا کرده و یک محیط بدون اکسیژن در اطراف ناحیه جوش ایجاد می‌کند.
   • مواد مورد استفاده: معمولاً سیلیکون یا لاستیک برای بالشتک‌ها یا پلی‌اورتان برای کیسه‌های گازدهی، بسته به قطر لوله و الزامات فشار.

5. محفظه‌های گازدهی برای جوش‌ها در سازه‌های بزرگتر

   • هدف: برای سازه‌ها یا مخازن بزرگتر، ممکن است از یک سیستم گازدهی پیشرفته‌تر، مانند محفظه گازدهی، برای اطمینان از اینکه ناحیه جوش فاقد اکسیژن باقی می‌ماند، استفاده شود.
   • نحوه انجام:
     • در این مورد، ممکن است از یک محفظه برای جداسازی بخش خاصی از یک سازه یا مخزن بزرگتر استفاده شود. گاز مهار شده و به داخل محفظه پمپ می‌شود تا اطمینان حاصل شود که ناحیه اطراف جوش فاقد اکسیژن باقی می‌ماند.
   • مواد مورد استفاده: معمولاً از محفظه‌های فولادی یا آلومینیومی برای ایجاد یک آب‌بندی هوابند استفاده می‌شود و اجازه می‌دهد گاز گازدهی در اطراف ناحیه جوش نگهداری شود.

کنترل جریان و فشار گاز گازدهی

• جریان گاز: گاز خنثی باید به‌آرامی و به‌طور مداوم جریان یابد تا از تلاطم جلوگیری شود که می‌تواند هوا را وارد ناحیه جوش کند. جریان باید فقط به اندازه‌ای باشد که اکسیژن را جابجا کند، بدون اینکه لوله یا قطعه کار را بیش از حد تحت فشار قرار دهد.

• کنترل فشار: فشار گاز گازدهی باید پایش و کنترل شود. فشار بیش از حد می‌تواند باعث آسیب به قطعه کار شود، در حالی که فشار ناکافی اکسیژن را به‌طور مؤثر جابجا نمی‌کند.

زمان گازدهی و جریان گاز

• زمان گازدهی: مدت زمان لازم برای گازدهی ناحیه جوش به اندازه لوله یا قطعه کار، نرخ جریان گاز خنثی و ظرفیت سیستم بستگی دارد. برای لوله‌های با قطر کوچک، گازدهی ممکن است تنها چند دقیقه طول بکشد، اما برای لوله‌های بزرگ یا مخازن، ممکن است زمان قابل توجهی طول بکشد.

• نرخ جریان: نرخ جریان گاز خنثی باید تنظیم شود تا از گازدهی مناسب اطمینان حاصل شود. این نرخ باید کافی باشد تا تمام اکسیژن را جابجا کند اما نه آنقدر بالا باشد که باعث تلاطم یا از دست دادن کنترل گاز شود.

مزایای گازدهی در جوشکاری فولاد ضد زنگ

1. جلوگیری از اکسیداسیون: مهم‌ترین مزیت جلوگیری از اکسیداسیون یا رسوب کاربید کروم در پشت جوش است که مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ را به خطر می‌اندازد.

2. افزایش استحکام جوش: گازدهی مناسب تضمین می‌کند که هیچ آلودگی در جوش وجود ندارد که می‌تواند استحکام کلی اتصال را تضعیف کرده و یکپارچگی سازه‌ای آن را کاهش دهد.

3. کیفیت زیباشناختی: گازدهی تغییر رنگ یا لکه‌های ناخوشایند را روی جوش از بین می‌برد، که به‌ویژه در صنایعی که ظاهر حیاتی است (مانند صنایع غذایی و دارویی) مهم است.

4. افزایش مقاومت در برابر خوردگی: با جلوگیری از اکسیداسیون، گازدهی تضمین می‌کند که جوش خواص ذاتی مقاوم در برابر خوردگی ماده را حفظ می‌کند.

چالش‌های گازدهی فولاد ضد زنگ

1. هزینه: گازدهی می‌تواند به هزینه کلی یک کار جوشکاری به دلیل نیاز به تجهیزات اضافی مانند کیسه‌های گازدهی، پلگ‌های گازدهی و گاز اضافه شود.

2. زمان‌بر: بسته به اندازه قطعه کار، فرآیند گازدهی ممکن است زمان ببرد که می‌تواند بر بهره‌وری تأثیر بگذارد.

3. مصرف گاز: مدیریت جریان گازهای خنثی و اطمینان از استفاده کارآمد از آن‌ها برای جلوگیری از اتلاف غیرضروری مهم است.

• دوره سطح II NDT

• گواهینامه آموزش NDT

• دوره تست رادیوگرافی RT

• گواهینامه تست اولتراسونیک UT

• دوره تست ذرات مغناطیسی MPT

• گواهینامه تست نافذ PT

• دوره تست بصری VT

• تست اولتراسونیک آرایه فاز PAUT

• دوره TOFD

• دوره تست جریان گردابی

• گواهینامه تست نشتی

• تصویربرداری رادیوگرافی در زمان واقعی RTFI

• دوره NDT برای مهندسان

• تکنسین تست‌های غیرمخرب

• روش‌ها و تکنیک‌های NDT

• آموزش پیشرفته NDT

• صلاحیت سطح II NDT

• برنامه‌های گواهینامه NDT

• اولتراسونیک آرایه فاز سطح II

• آموزش NDT RT UT MPT PT

• تست جریان گردابی سطح II

• دوره تست اولتراسونیک سطح II

• آموزش تست نشتی NDT

• تکنسین گواهی شده NDT

• گواهینامه رادیوگرافی سطح II NDT

• آزمون و تکنیک‌های NDT

• آموزش تست اولتراسونیک TOFD

• دوره NDT برای کاربردهای صنعتی

• توسعه حرفه‌ای تست‌های غیرمخرب

• گواهینامه سطح II تست جریان گردابی

• دوره QA QC برای نفت و گاز

• آموزش QA QC صنعت نفت و گاز

• دوره تضمین کیفیت جوشکاری

• آموزش عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT)

• دوره پیش‌گرمایش و ورودی حرارت بین لایه

• گواهینامه QA QC پایپینگ

• دوره بازرسی پایپینگ نفت و گاز

• NDT برای جوشکاری و پایپینگ

• QA QC در ساخت و ساز و پایپینگ نفت و گاز

• آموزش تکنیک‌های گازدهی و جوشکاری

• QA QC برای بازرسی جوشکاری

• ساخت و ساز و نصب QA QC

• نقشه‌های طراحی برای صنعت نفت و گاز

• گواهینامه بازرسی جوشکاری و پایپینگ

• دوره جوشکاری نفت و گاز

• دوره جامع QA QC جوشکاری و پایپینگ

• گواهینامه کنترل کیفیت نفت و گاز

• کنترل کیفیت در ساخت پایپینگ

• آموزش NDT برای جوشکاری و پایپینگ

• گواهینامه عملیات حرارتی پس از جوش

• گواهینامه بازرسی جوشکاری و QA QC

• آموزش ساخت و ساز و نصب نفت و گاز

• QA QC برای جوشکاری صنعتی

• تکنیک‌های بازرسی جوشکاری برای نفت و گاز

• NDT برای پایپینگ و جوشکاری نفت و گاز

• عملیات حرارتی در جوشکاری برای نفت و گاز

• QA QC در صنعت ساخت و جوشکاری

• رویه گازدهی و جوشکاری در نفت و گاز

• فرآیند QA QC ساخت و ساز نفت و گاز

• طراحی و کنترل کیفیت جوشکاری و پایپینگ