ادامه بازرسی بروش فاز ارای

سکن هاي الکترونیک :
مجموعه اي از کریستالهاي این اسکن الکترونیک را تولید می کنند ( شکل 2) می توان 128 عدد از کریستالها را در
کنار هم داشته باشیم که در گروههاي 8 تا 16 تایی فعال باشند . اسکن الکترونیکی قابلیت پوشش دهی سریع قطعات را با
می B-Scan داشتن کوچکترین نقطه کانونی فراهم می کند . اگر کریستالها بصورت خطی و تخت باشند اسکن را با نام
شناسیم . اگر کریستالها داراي انحنا باشند اسکن نیز به صورت منحنی وار انجام خواهد شد . حرکت براي اسکن هاي خطی
بصورت مستقیم صورت می گیرد . بعنوان مثال توانائی برنامه ریزي براي براي تست تجوش با ایجاد موج عرضی ( برشی ) با
معمولی شده است . UT زاویه هاي 45 درجه و 60 درجه را دارد که همین خاصیت باعث رقابت آن اسکن الکترونیک ( خطی )
: ( Sectarian Scan) اسکن مدور باعث (Delay time) در این حالت نیز کریستالها به همان حالت قبل هستند اما با ایجاد تغییرات در زمان تاخیر بوجود آمدن صوت تحت زاویه هاي متفاوت می شود ( شکل 3 ) حرکت در این حالت نیز بصورت مستقیم برنامه ریزي شده است . کاربردي که این روش دارد براي اسکن کردن قطعاتی مورد استفاده قرار می گیرد که داراي اجزا ء غیر قابل دسترس در توربین ) که با این روش هم می توان یک Blade براي تست کردن می باشند .( به عنوان مثال اسکن کردن ریشه
تا ± از قطعه بدست آورد و هم عیوب احتمالی داخل آنرا مشخص نمود . با این روش می توان صوت را تحت زاویه هاي 20
تولید نمود و به داخل قطعه فرستاد که در این حالت کاملاً به فرکانس تولیدي کریستالها و فضاي بین آنها بستگی دارد ± 80.
نمایش شماتیک یک اسکن مدور استفاده شده در رولور توربین
ترکیب اسکن ها:
ترکیب اسکن خطی و مدور باعث ایجاد تصویري ترکیبی خواهد شد ( شکل 4) همچنین مطلوب ترین زاویه ها را می
توان انتخاب کرد تا بهترین و کاربردي ترین تصاویر را جهت بهترین ارزیابی ها تولید کند . براي بازرسی جوش ه ا معمولاً
زوایاي معینی مورد نیازند که بر اساس پروفایل جوش انتخاب می شنود . براي اینگونه کاربردها مهمولاً زاویه هاي مشخصی از
پرتو هاي صوتی برنامه ریزي می شوند تا با توجه به ظاهر جوش و محل آن مورد استفاده قرار گیرند .
شکل( 4) بالا : اگر اولتراسونیک براي اسکن هاي خطی و مدور – پایین : تصویر اولنراسونیک بدست آمده از ترکیب کلیه
اطلاعات با یکدیگر
از اسکن خطی استفاده می کنند . در این حالت پروپ بصورت خطی به دور و Phased Array سیستم هاي چند پروپی و
یا در طول جوش حرکت می کند تا هر یک از کریستالها مشاحت مشخصی از جوش را اسکن نمایند . همین حالت باعث می
بر روي جوش هاي خطی از نظر Phased Array ها ي تک پروپی بسیار بالا باشد . آزمون UT از AUT شود که سرعت
قاعده مطابق یا قوانین سیستم چند پروپی است ، در حالی که در این حالت حتی بسیار کوچکتر نیز می باشد ، و به علاوه
را Set up می باشد . بسیار ساده تر می توان تنظیمات AUT بصورت قابل ملاحظه اي انعطاف پذیرتر از Phased Array
تغییر داد و یا می توان از فایلهاي قبلی براي کارهاي در دست اقدام استفاده نمود ، همچنین امکان استفاده از دسته پرتو هاي
صوتی بسیار بیشتر نیز فراهم است .
براي التراسونیک ASME ارزیابی استاندارد راههاي فراوانی براي تشخیص و درك این موضوع که اولتراسونیک چگونه عیوب را شناسایی می کند و اندازه سنجی می کند امتحان شده است . بسیاري از این روشها ابتدا توسط صنایع هسته اي مورد تحقیق قرارگرقته اند . گسترده ترین و پر بود که در برگیرنده 30 تیم کاري و تعداد زیادي از قطعات PISC II هزینه ترین تحقیقات و کوشش ها مربوط به برنامه رویه هاي اجرائی مرتبط ، تکنیک هاي جایگزین ) انجام ) ASME ضخیم بود . بسیاري از بازرسی ها با استفاده از استانداردمی شود . با اطلاعات بدست آمده می توان در مورد احتما تشخیص عیوب و یا تک نیک هاي قابل استفاده جهت عیب یابی بحث و تبادل نظر کرد . و سایر اینگونه برنامه ها و تلاش ها کمک شایانی به ارزیابی ها و تکنیک ها و رویه ها اجرائی می کند . PISC برنامه را به عنوان تکنیکی می توان د رنظر گرفت که با انواع روش ها و رویه ها اجرائی ( پروسیجر ها ) می تواند Phased Array کار کند . اولتراسونیک اتوماتیک مشخصاً از زمانی پیشرفت کرد که کوشش هاي هسته اي از سال 1980 در حال انجام بود که بدست آوردن اطلاعات (Tandem , TOFD) حاصل آن تولید کریستالهاي متمرکز ،بهبود رویه هاي اجرائی و تکنیک ها بهتر و تصاویر بهتر می باشد .
راههاي انجام بازرسی :
استفاده نماید . براي اینکار ASME می تواند از استاندارد Phased Array بر اساس انعطاف پذیري موجود
می توان بازرسی را به 3 بخش تقسیم کرد.
: ASME CC 2235 TOFD 1. اسکن بر اساس
است . براي بازرسی مناسب باید منطقه مرده Phased Array با استفاده از TOFD ساده ترین راه حل ایجاد اسکن خطی
و روش TOFD در خارج و داخل مخزن مشخص شود . مراکز تحقیق وتوسعه به ترکیب TOFD با روش (Dead Zone )
معتقد هستند بازرسی به این طریق نیازمند تعداد محدودي از وسائل و تجهیزات است . Pulse -Echo
:Phased Array 2. بازرسی به روش
ASME Sec V به منظور اسکن جوش ها جهت پوشش دادن خواسته هاي P.A این روش با استفاده از قابل انعطاف بودن
انجام شود . اسکن خطی در طول جوش انجام می شود و کریستالها نیز اسکن الکترونیکی (خطی ) را به منظور پوشش دادن
ممکن است جهت دیدن بعضی از عیوب TOFD پروفایل جوش از چند زاویه انجام می دهند . در کنار اسکن هاي معمولی و
براي یافتن pitch-catch خاص به روشهاي خاصی نیز سطح جوش را اسکن کنیم . (بعنوان مثال اسکن عرضی و یا روش
عیوب عمودي)
ECA براي Phased Array 3. بازرسی به روش
که به مکانیک شکست نیز نامیده می شود.) Engineering Critical Assessment یا ECA : (توضیح
به دقت بالایی نیاز داریم بنابراین بازرسی قابل اعتمادي نیز باید انجام دهیم . به همین Fitness for Purpose گاهی براي
میتوان سیستم هایی با تنظیمات دلخواه را طراحی کرد که بصورت ترکیبی باشند اما هر Phased Array خاطر توسط روش
یک از متدهاي مورد استفاده در این ترکیب خود بصورت کاملاً مجزا و مستقل عمل نمایند و تمامی سطوح را پوشش دهند
(سطح خارجی، سطح داخلی ، دیواره هاي میانی، عیوب عرضی) بعلاوه استفاده از تکنیک هاي خاص تفرق براي اندازه سنجی
می توان استفاده کرد. این سیسم ها قابلیت دادن بیشترین احتمال عیب را در قطعه با بالاترین سرعت می دهند.
(ASME Sec شکل 5 در زیر روش اسکن الکترونیکی (خطی) را جهت پوشش دادن نیازمندیهاي خواسته شده در استاندارد
45 اسکن در حال انجام است . با انتخاب º,60º را نمایش می دهد . در این حالت مشاهده می شود که تحت زاویه هاي V)
تمامی امواج در اشکال مختلف تصویر نهایی با کنار هم قرار دادن اطلاعات ساخت می شود.
شکل 5: حرکت پروب و پرتو دهی تحت دو زاویه و اسکن خطی نتایجی که از روي آزمایش اولتراسونیک یک مخزن تحت فشار معمولی بدست آمده در شکل 6 نمایش داده شده است . این  از قسمت هاي " بالا و کنار " بدست آمده است . به علاوه دو تصویر از روش º,60º نتایج از ترکیب اسکن تحت زاویه نیز آمده است. TOFDاز همان جوش TOFD شکل 6: چپ تصویر " بالا – کنار" از یک جوش بهمراه عیب راست: اسکن به روش مقدار اطلاعات بدست ، (Zone Discrimination , TOFD , Raster) سرعت اسکن به عواملی بستگی دارد: نوع اسکن آمده حین اسکن ،تعداد پالس ها، . . .
سیستم هاي جانبی و کمکی اولتراسونیک
1. اسکنرهاي دستی:
اینها نیز مانند مخازن تحت فشار انواع مختلفی دارند . ساده ترین آنها اسکنر دستی است که در شکل زیر نمایش داد ه شده
و یا سایر پروب ها . این اسکنر مطابق TOFD بوسیله این اسکنر می توان از یک جفت کریستال است فاده نمود بعلاوة
و مخازن نازك مورد استفاده قرار می گیرد. Raster می باشد و براي تست به شیوه ASME CC 2235
-2 اسکنر با کمربند:
از ین نوع اسکنر می توان جهت خطوط لوله و مخازنی استفاده نمود که قطر آنها حداکثر 105 متر می باشد . بطور قطع
استفاده از این نوع اسکنر در مخازن قطور بسیار مشکل خواهد بود . شکل 8 نمایش دهندة یک لوله جوش خورده با اتصال
است که در حال بازرسی شدن می باشد. سرعت حرکت این نوع اسکنر از اسکنر دستی بیشتر است. Girth

Girth

نتیجه گیري:
امروزه براي تست جوش بسیاري از مخازن بکار می رود و قطعاً داراي (AUT) اولتراسونیک به روش اتوماتیک
مزایاي قابل اعتنایی نسبت به رادیوگرافی دارد:
- نیاز به تمهیدات ایمنی ندارد.
- به سرعت پس از جوشکاري می توان تست را شروع کرد.
- احتمال عیب یابی بالا
- امکان عمق یابی و ارتفاع سنجی عیوب
- امکان استفاده از نتایج در تحلیل هاي مورد نیاز در مکانیک شکست.
نیز داراي پتانسیل خوبی جهت بازرسی جوش مخازن تحت فشار دارد: Phased Array
را دارد. ASME Sec V مورد نظر Raster اسکن ،TOFD - قابلیت انجام دو شیوه
- سرعت بازرسی از تمامی روش هاي قبلی بالاتر است.
- اکثر قطعات در هر موقیعتی که باشند قابلیت تست شدن را دارند.
- امکان بازرسی و تحلیل از هر نقطه دلخواه فراهم است.
- تنها محدودیت این شیوه قیمت بالاي تجهیزات آن و کمبود اپراتور ماهر و آموزش دیده است.

بازرسی بروش التراسونیک Phased Array

بازرسی مخازن تحت فشار با استفاده از التراسونیک به روش
Phased Array
ارائه دهنده یک مزیت تکنیکی در بازرسی جوش در مقایسه با روش قدیمی اولتراسونیک است . Phased Array تکنولوژي
توانائی راهنمائی شدن ،اسکن کردن ، پیچ خوردن و متمرکز شدن را بصورت الکترونیکی Phased Array پرتو صوتی در
دارد .توانایی راهنمائی شدن پرتو ،زاویه هاي پرتوهاي انتخابی را بگونه اي هدایت می کند که در حین حرکت بصو ت عمود به
قابل بیان است. LOF بعضی عیوب قابل پیش بینی برخورد کرده و آنها را نمایان سازد که این امر خصوصاً در مورد
یا در حالت خطی ) این قابلیت را دارد که به سرعت جوش ها را پوشش دهد . اسکن زاویه اي ( که Liner ) اسکن الکترونیکی
کلی از جوش ها (Map) بیان می گردد ) این توانائی را دارد که یک نقشه Azimuthally یا Sectional معمولاً بصورت
این (Electronic Focusing) تحت زاویه مناسب بدست دهد تا اکثر عیوب احتمالی در آن دیده شود . تمرکز الکترونیکی
قابلیت را ایجاد می کند که شکل و اندازه عیوب در محلهایئی که انتظار داریم را نمایش بدهد . در ه رحال تکنیک
قابلیت عیب یابی را در حداقل زمان ممکن را دارد . Phased Array
مقاله حاظر نحوه بازرسی جوش هاي مخازن تحت فشار را مورد بررسی قرار می دهد . این تکنیک داراي مزایاي بهتري نسبت
می باشد . براي بازرسی مقاطع ضخیم از نماهاي " بالا – کنار- انتها – " و « حتی در حالت اتو ماتیک آ UT به شیوه معمولی
استفاده می کنیم . البته سایرنماها نیز قابل استفاده هستند . "TOFD – یا " بالا – کنا
قابل انجام هستند به این صورت که با افزودن دسته پرتوصوتی براي Phased Array بازرسی هاي خاص به راحتی به روش
پوشش دادن س طح بیشتري از جوش ، تحت زاویه گوناگون ، بازرسی هاي متقارن و یا حتی تست توسط چند تست توسط چند
انجام می شوند . به همین منظور سیستم ها و تجهیزات مناسب این روش ها نیز (Tandem Probe ) پروب پشت سر هم
نیازمند اندازه سنجی بسیار دقیق می باشیم بطور کلی تکنیک Fitness For Service قابل استفاده هستند . براي حالت
قابلیت کنار هم گذاردن نتایج هر یک از حالت ذکر شده بالا در کنار هم را نیز دارد . Phased Array
مقدمه :
انواع مختلفی از مخازن تحت فشار در صنایع مختلفی از جمله پتروشیمی ، صنایع دفاعی ، نفت و گاز ، انرژي اتمی و صنایع
عمومی استفاده می شوند . این مخازن معمولاً از ورق هاي فولادي ( معمولاً فولادهاي فریتی ) که بهم جوش خورده اند
ساخته می شوند . اما متاسفانه جوشکاري همواره با ایجاد عیب می باشد که تعمییرات و در بعضی مواقع خرابی کامل آن باعث
هدر رفتن زمان می شود که بسی اري از تخریب ها نیز ناگهانی ایجاد می شوند . معمولاً جهت بازرسی عیوب جوش از استاندارد
براي (Article استفاده می شود که بخش 4و 5 آن ( 4,5 ASME Sec. استفاده می شود . براي این منظور از 5 ASME
بازرسی جوش مخازن تحت فشار .
چرا التراسونیک :
رادیو گرافی مدتها به عنوان اصلی ترین پروسه بازرسی مخازن تحت فشار به حساب می آمد . اما رادیوگرافی داراي معایب
معین و فراوانی است : بسیار خطرناك است ، کارکنان هنگام انجام آن نباید در محل حضور داشته باشند ،مخزن جهت آزمایش
باید به محلی بی خطر حمل بشود ،رادیوگرافی در حین انجام پروسه تولید را به تاخیر می اندازد و مرحله پروسس و تفسیر آن
را دارد که در راستاي LOF نیز زمان بر است ، رادیوگرافی فقط زمانی توانائی اندازه گیري نمایش عیوبی مانند ترك ویا
مناسبی قرار گرفته باشد ، رادیو گرافی توانایی اندازه گیري عمیق عیب را ندارد که تحت این شرایط تو انائی ارزیابی هاي بحرانی
خصوصاً جهت " مکانیک شکست " از بین می رود ، هر قطعه اي ( با توجه به بسیاري شرایط مثلاً عدم توانائی رادیوگرافی کرد
اسکلت فلزي ساختمانها در شهر ) قابلیت رادیوگرافی ندارد ، قیمت بالاي تجهیزات و زمان بالاي تابش هم جزوء محدودیت هاي
م ی باشد . اما در مقایسه با رادیو گرافی ،اولتراسونیک کاملاً بی خطر است ، قابل اجرا در سایت می باشد ، قابل انجام دادن RT
پس از سرد شدن جوش می باشد ، تاخیر در تولید به حداقل زمان ممکن می رسد و قابلیت نمایش دادن میزان عمیق و ارتفاع
عیوب بطور دقیق را دارد .
از زم انی که صنایع هسته اي در دو دهه گذشته شروع بکار کردند و اولتراسونیک اتوماتیک را توسعه دادند ، به تجربه اپر اتور
گاهی اوقات در دسترس بود اما باز هم سرعت تست پایین بود و (AUT) وابسته بود ، اولتراسونیک مک انیزه و یا اتوماتیک
قیمت تمام شده نیز بسیار بالا بود و تو انائی استفاده هر روزه را سلب می کرد . اما با گذشت زمان سرعت بالا رفت و هزینه ها
نیز TOFD معمولی کاملاً تکرار پذیر است . روش هائی مانند VT ثایت کرده است که نسبت به AUT کاهش یافت ، عموماً
جهت تحلیل در مورد مکانیک شکست کاملاً دقیق هستند و مورد استفاده قرار می گیرند .
بصورتي كاملا اجرائي و تجاري درآمده است Phased Array امروزه ، التراسونیک به روش
و جهت تست مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار مي گيرد كه باعث بالا
بخاطر مزایایي كه Phased Array رفتن راندمان كار نیز شده است . تكنیك
دارد نفوذ خوبي در بازار داشته و در كل یدي ترین كاربردها مورد
استفاده قرار مي گيرد اما تنها مشكل آن عدم آشنائي اپراتورها مي
باشد كه باید آموزش ببینند . البته هزینه این روش نیز به نسبت
بالاست اما در حال كاهش یافتن است ، با این همه از بسیاري از جهات
هزینه كمتري دراد . RT از
: AUT , ASME استاندارد
اختصاص دارد . به عنوان مثال AUT معمولی بکار می رود اما بخش هائی از آن نیز به UT جهت ASME Sec.V معمولاً
به Article به " تکنیک ها تصویر سازي کامپیوتري " ارجاع داده است همچنین 4 Article 4 Appendix E - 410
بیان جزئیاتی از مکانیزمهاي ثبت اطلاعات و اسکن کردن می پردازد که شامل توضیحاتی در مورد رویه هاي اجرائی نیز هست .
طراحی بلوکهاي کالیبراسیون را مجاز شمرده ، DAC استفاده از تکنییکهاي مختلف رسم ASME Sec.V به عنوان مثال
اشاره کرده سایر تکنیک ها نیز قابل استفاده هستند ASME Sec.V Article 4 Appendix E است . در حقیقت 474
مشخص نموده که روش هاي جایگزین حتماً باید برابر یا بهتر از تکنیک هاي Sec.V Article 1 T - در همین حال 110
مندرج در استاندارد باشند و یک بازرس تائید شده باید رویه هاي اجرائی ( و اسناد ) را مرود تائید قرار بدهد .
انجام شوند ASME Pressure Vessel and Power Piping که انجام می شوند باید تح ت استاندارد UT آزمونهاي
را بیان می کند . B31.3 , B بخش هاي یک ، سه ، هشت و یازده در مورد خطوط لوله است که نیازمندیهاي 31.1
در مد پالس – اکو می باشد که از دو زاویه مناسب ب ا تغیرات 10 درجه (Raster Scanning ) این بازرسی ها معمو لاًبیانگر
نسبت بهم استفاده می شود تا پوشش کاملاً مناسبی بدهد .
: بخش 2235 ASME استاندارد
را Non amplitude , Computer recorded کدهائی را منتشر کرده که استفاده از روش ASME امروزه استاندارد
است . (Time of Flight Diffraction) TOFD مجاز شمرده که در واقع همان روش
مورد استفاده قرار Fitness for Service بعنوان گزینه جایگزین تست رادیوگرافی است که در Cod Case 2235
جهت اجرا نیازمند است. Reference Reflector نیزاعلام می دارد که حداقل 3 عدد Code Case می گیرد. البته این
سایراستاندارد ها:
API572(inspection if resell) , (Pressure vessel) API استانداردهاي 510 ASME بغیر از موراد ذکر شده از
و همچنین استاندارد هاي اروپائی مورد استفاده قرار می گیرند . API 570 ( Piping),
Phased Array التراسونیک به روش
چگونه کار می کند : Phased Array ×
براي رادارها ،سونار و سایر کاربردها Phased Array از نظر قواعد کلی کاملاً شبیه Phased Array اولتراسونیک
فیزیکی صوت می باشد .
اما بهرحال اولتراسونیک از نظر توسعه یافتگی بسیار عقب مانده تر از سایر کاربردهاي فیزیکی صوت است که دلایل آن نیز بازار
کم این روش ،استفاده از امواج با طول موج کوتاه در این روش ،تغییرات مد و همچنین نیازمند بودن به مجموعه اي از قطعات
زیاد مورد استفاده قرار نم گرفت . Phased Array می باشد و به همین خاطر تا چند سال قبل تکنیک
اما از نقطه نظر علمی اولتراسونیک به روش ي یکی از روش هاي مهم تولید و دریافت صوت با فرکا نس هاي بالاست . چه بسا
رفتار صوت در داخل ماده فارغ از روش تولید آن می باشد حال تفاوتی نمی کند که در اینصورت توسط یک پیزو الکتریک ،
بدون تغییر باقی ماند UT تولید شده باشد با این حال جزئیا بازرسی به روش Phased Array الکترو مغناطیس ، لیزر و یا
Phased Array 7.5 باشد توسط MHz اند . به عنوان مثال اگر در یک آزمون اولتراسونیک فرکانس مطلوب مورد استفاده
نیز همین فرکانس استفاده می شود . در مورد فاصله کانونی ، زاویه برخورد قاعده کلی یکی است .
از تعدادي کریستال استفاده می کند که هر یک از آنها به سیمی متصل است و قطع و وصل می شود و بر Phased Array
حسب زمان کار می کنند . این کریستالها می توانند در گروههاي 4 تا 32 و بیشتر کار کنند و معمولاً براي خطوط لوله از 1611
بودن ) می توان User – friendly ) کریستالی استفاده می شود و همچنین براي سهولت هر چه بیشتر استفاده کننده
جهت استفاده ز مان تاخیر را از ورودي توسط اپراتور دریافت کند . همچنین می توان از فایلهائی که در قبل مورد استفاده قرار
گرفته و یا زاویه ،فاصله کانونی و یا انواع اسکن کردن که بصورت الگو در داخل دستگاه پیش بینی شده استفاده نمود .( شکل
(1
از نقطه کانونی محاسبه می شود ، به این ترتیب اسکن از TOFD نیز توسط خود دستگاه ب ا اسنفاده از روش Delay مقدار
پایه ریزي می گردد. (Focal laws) طریق قوانین ابتدائی نقطه کانونی
PA به روش Sartorial , linear شکل ( 1) تصویر شماتیک نحوه تولید اسکن هاي
می تواند در دستگاه ذخیره شود و براي استفاده Set up کردن دستگاه نیازمند زمان است ، اما این Set up اگر چه جهت
بسیار ساده تر از تنظیم Set up هاي بعدي در کمترین زمان ممکن دوباره بار گذاري گردد همچنین اعمال تغییرات در این
دستگاه هاي قدیمی می باشد .
انواع اسکن :
بدلیل تولید و دریافت صوت بصورت الکترونیکی موقعیت براي ایجاد الگو هاي مختلف اسکن فراهم می گردد .
ادامه دارد