الاختبارات غير المدمرة: الأنواع والتطبيقات

ما هو الاختبار غير المدمر؟

الاختبار غير الإتلافي تقنية فعّالة تُمكّن المفتشين من جمع البيانات دون إتلاف المنتج. ويُستخدم لفحص العيوب والتلف داخل المنتجات دون تفكيكها أو إتلافها.

الاختبار غير التدميري (NDT) والفحص غير التدميري (NDI) مصطلحان مترادفان يشيران إلى إجراء الاختبار دون إلحاق الضرر بالجسم. بمعنى آخر، يُستخدم الفحص غير التدميري للاختبار غير التدميري، بينما يُستخدم الفحص غير التدميري للفحص الناجح/الراسب.
في بعض الحالات، يُمكن استخدام الاختبار غير التدميري (NDT) والفحص غير التدميري (NDI) بالتبادل، حيث يُشير كلاهما إلى اختبار الأشياء دون التسبب في أي ضرر. بمعنى آخر، يُستخدم الاختبار غير التدميري (NDT) للاختبار غير التدميري، بينما يُستخدم الفحص غير التدميري (NDI) للفحص الناجح/الراسب. بما أن هذا القسم يتضمن أيضًا أساليب الفحص غير التدميري ضمن الفحص غير التدميري، يُنصح بالتمييز بينهما حسب التطبيق والغرض.

الغرضان الرئيسيان للفحص غير المدمر هما:

تقييم الجودة: فحص العيوب في المنتجات والمكونات المصنّعة. على سبيل المثال، يُستخدم لفحص انكماش الصب، وعيوب اللحام، وما إلى ذلك.

تقييم العمر الافتراضي: التأكد من سلامة تشغيل المنتج. يُستخدم للتحقق من أي خلل في الاستخدام طويل الأمد للهياكل والبنية التحتية.
مزايا الاختبار غير المدمر

يقدم الاختبار غير المدمر طرقًا آمنة وفعالة لفحص الأشياء على النحو التالي.

دقة عالية، وسهولة العثور على العيوب التي لا يمكن رؤيتها من السطح.
لا يوجد ضرر للأشياء، ومتاح لجميع التفتيش.
زيادة موثوقية المنتج
تحديد الإصلاح أو الاستبدال في الوقت المناسب
تكمن دقة وفعالية الاختبار غير الإتلافي في قدرته على تحديد العيوب الداخلية للأجسام دون إتلافها. تشبه هذه الطريقة فحص الأشعة السينية، إذ تكشف عن موقع الكسر الذي يصعب تحديده من الخارج.

يمكن استخدام الاختبار غير الإتلافي (NDT) لفحص المنتجات قبل شحنها، إذ لا يُلوّث المنتج أو يُلحق به الضرر. وهذا يُساعد على ضمان خضوع جميع المنتجات المُفتَحَة لفحوصات أفضل، مما يزيد من موثوقية المنتج. مع ذلك، قد يتطلب الأمر في بعض الحالات خطوات تحضير متعددة، وهو ما قد يكون مُكلفًا نسبيًا.

طرق الفحص غير المدمر الشائعة

هناك العديد من التقنيات المستخدمة في الاختبار غير المدمر، وتختلف درجاتها حسب العيوب أو المواد التي يجب فحصها.

الاختبار الشعاعي (RT)

يمكن استخدام الاختبار غير المدمر (NDT) للفحص قبل شحن البضائع، حيث لا يُلوث هذا الأسلوب المنتج أو يُتلفه. يُساعد هذا على ضمان حصول جميع المنتجات التي يتم فحصها على عمليات فحص أفضل، مما يزيد من موثوقية المنتج. ومع ذلك، في بعض الحالات، قد يلزم إجراء خطوات تحضير متعددة، مما قد يكون مكلفًا نسبيًا. يستخدم الاختبار الشعاعي (RT) الأشعة السينية وأشعة جاما لفحص الأشياء. يكتشف الاختبار الشعاعي العيوب باستخدام الاختلافات في سمك الصورة عند زوايا مختلفة. يُعد التصوير المقطعي المحوسب (CT) إحدى طرق التصوير غير المدمر الصناعية التي توفر صورًا مقطعية وثلاثية الأبعاد للأشياء أثناء الفحص. تتيح هذه الميزة تحليلًا مفصلاً للعيوب الداخلية أو السمك. وهو مناسب لقياس سمك الصفائح الفولاذية والفحص الداخلي للمباني. قبل تشغيل النظام، يجب مراعاة بعض الاعتبارات: يجب توخي الحذر الشديد عند استخدام الإشعاع. يُستخدم الاختبار الشعاعي للتحليل الداخلي لبطاريات أيونات الليثيوم ولوحات الدوائر الإلكترونية. ويمكن استخدامه أيضًا للكشف عن العيوب في الأنابيب واللحامات المثبتة في محطات الطاقة والمصانع والمباني الأخرى.

الاختبار بالموجات فوق الصوتية (UT)

يستخدم الفحص بالموجات فوق الصوتية (UT) الموجات فوق الصوتية للكشف عن الأجسام. من خلال قياس انعكاس الموجات الصوتية على سطح المواد، يمكن للفحص بالموجات فوق الصوتية الكشف عن الحالة الداخلية للأجسام. يُستخدم الفحص بالموجات فوق الصوتية بشكل شائع في العديد من الصناعات كطريقة اختبار غير إتلافية لا تُلحق الضرر بالمواد. ويُستخدم للكشف عن العيوب الداخلية في المنتجات وعيوب المواد المتجانسة مثل اللفائف المدلفنة. تُعد أنظمة الفحص بالموجات فوق الصوتية آمنة وسهلة الاستخدام، إلا أنها محدودة عند التعامل مع المواد غير منتظمة الشكل. تُستخدم هذه الأنظمة للكشف عن العيوب الداخلية في المنتجات وفحص المواد المتجانسة مثل اللفائف المدلفنة.

اختبار التيار الدوامي (الكهرومغناطيسي) (ET)

في اختبار التيار الدوامي (EC)، يُوضع ملف ذو تيار متردد بالقرب من سطح جسم ما. يُولّد التيار في الملف تيارًا دواميًا دوارًا بالقرب من سطح الجسم، وفقًا لمبدأ الحث الكهرومغناطيسي. بعد ذلك، تُكتشف عيوب السطح، مثل الشقوق. يُعد اختبار التيار الدوامي من أكثر طرق الاختبار غير الإتلافية شيوعًا، ولا يتطلب معالجة مسبقة أو لاحقة. وهو مناسب جدًا لقياس السُمك، وفحص المباني، وغيرها من المجالات، ويُستخدم غالبًا في مصانع التصنيع. مع ذلك، لا يكشف اختبار التيار الدوامي إلا عن المواد الموصلة.

اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT)

يُستخدم اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) للكشف عن العيوب الموجودة أسفل سطح المواد مباشرةً في محلول فحص يحتوي على مسحوق مغناطيسي. يُمرَّر تيار كهربائي على الجسم لفحصه عن طريق تغيير نمط المسحوق المغناطيسي على سطحه. عندما يصادف التيار عيوبًا هناك، يُنشئ مجال تسرب تدفق حيث يقع العيب.
يتم استخدامه للكشف عن الشقوق السطحية/الدقيقة في السطح، وهو متاح لأجزاء الطائرات والسيارات والسكك الحديدية.

اختبار الاختراق (PT)

يشير اختبار الاختراق (PT) إلى طريقة ملء الجزء الداخلي من العيب بوضع مادة اختراق على جسم باستخدام الخاصية الشعرية. بعد المعالجة، تُزال المادة السطحية المخترقة. لا يمكن غسل المادة المخترقة التي دخلت الجزء الداخلي من العيب، بل تبقى فيه. باستخدام مُظهِّر، يُمتص العيب ويصبح مرئيًا. يُعد اختبار الاختراق مناسبًا فقط لفحص العيوب السطحية، ويتطلب معالجة أطول ووقتًا أطول، وهو غير مناسب للفحص الداخلي. يُستخدم لفحص شفرات توربينات محركات التوربينات النفاثة وقطع غيار السيارات.

طرق أخرى

عادةً ما يُجري مُشغِّلون نظام اختبار تأثير المطرقة، حيث يفحصون الحالة الداخلية للأجسام عن طريق طرقها والاستماع إلى الصوت الناتج. تعتمد هذه الطريقة على المبدأ نفسه الذي يُصدر فيه فنجان الشاي السليم صوتًا واضحًا عند طرقه، بينما يُصدر الفنجان المكسور صوتًا باهتًا. تُستخدم طريقة الاختبار هذه أيضًا لفحص البراغي المفكوكة ومحاور السكك الحديدية والجدران الخارجية. يُعد الفحص البصري من أبسط طرق الاختبار غير التدميري وأكثرها شيوعًا، حيث يفحص الموظفون المظهر الخارجي للأجسام بصريًا. يوفر الاختبار غير التدميري مزايا في مراقبة جودة المسبوكات والمطروقات والمنتجات المدرفلة وخطوط الأنابيب وعمليات اللحام، وما إلى ذلك، مما يُحسّن سلامة وموثوقية المنشآت الصناعية. كما يُستخدم أيضًا لصيانة البنية التحتية للنقل مثل الجسور والأنفاق وعجلات ومحاور السكك الحديدية والطائرات والسفن والمركبات، بالإضافة إلى فحص التوربينات والأنابيب وخزانات المياه في محطات الطاقة وغيرها من البنى التحتية للحياة اليومية. علاوة على ذلك، أصبح تطبيق تكنولوجيا الفحص غير المدمر في المجالات غير الصناعية مثل الآثار الثقافية والأعمال الفنية وتصنيف الفاكهة واختبار التصوير الحراري مهمًا بشكل متزايد.