الاختبارات غير المدمرة: أنواعها وتطبيقاتها

ما هو الاختبار غير المدمر؟

يُعدّ الاختبار غير المتلف تقنية فعّالة تُمكّن المفتشين من جمع البيانات دون إتلاف المنتج. ويُستخدم هذا الاختبار للكشف عن العيوب والتلف داخل المنتجات دون الحاجة إلى تفكيكها أو إتلافها.

يُعدّ كلٌّ من الاختبار غير المتلف (NDT) والفحص غير المتلف (NDI) مصطلحين مترادفين يشيران إلى الاختبار دون إلحاق أي ضرر بالشيء المراد فحصه. بعبارة أخرى، يُستخدم مصطلح NDT للدلالة على الاختبار غير المتلف، بينما يُستخدم مصطلح NDI للدلالة على الفحص الذي يُحدد نجاح أو فشل المنتج.
في بعض الحالات، يمكن استخدام مصطلحي الاختبار غير المتلف (NDT) والفحص غير المتلف (NDI) بشكل متبادل، حيث يشير كلاهما إلى اختبار الأجسام دون إتلافها. بعبارة أخرى، يُستخدم مصطلح NDT للاختبار غير المتلف، بينما يُستخدم مصطلح NDI للفحص النهائي (اجتياز/رسوب). ولأن هذا القسم يتضمن أيضًا طرق الاختبار غير المتلف ضمن الفحص غير المتلف، يُنصح بالتمييز بينهما حسب التطبيق والغرض.

أهم غرضين للاختبارات غير الإتلافية هما:

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

تقييم العمر الافتراضي: التأكد من التشغيل الآمن للمنتج. يمكن استخدامه للتحقق من وجود أي خلل في الاستخدام طويل الأمد للهياكل والبنية التحتية.
مزايا الاختبارات غير المدمرة

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

دقة عالية، سهولة في اكتشاف العيوب التي لا يمكن رؤيتها من السطح.
لا يوجد أي تلف في الأشياء، وهي متاحة للتفتيش.
زيادة موثوقية المنتج
تحديد الإصلاح أو الاستبدال في الوقت المناسب
تكمن دقة وفعالية الاختبارات غير المتلفة في قدرتها على تحديد العيوب الداخلية للجسم دون إتلافه. تشبه هذه الطريقة فحص الأشعة السينية، الذي يكشف عن موضع الكسر الذي يصعب تحديده من الخارج.

يمكن استخدام الاختبارات غير المتلفة لفحص المنتجات قبل شحنها، إذ لا تُلوّث هذه الطريقة المنتج أو تُلحق به أي ضرر. وهذا يضمن خضوع جميع المنتجات المفحوصة لفحوصات أدق، مما يزيد من موثوقيتها. مع ذلك، قد تتطلب بعض الحالات خطوات تحضيرية متعددة، وهو ما قد يكون مكلفًا نسبيًا.

طرق الاختبارات غير الإتلافية الشائعة

هناك العديد من التقنيات المستخدمة في الاختبارات غير المدمرة، وتختلف درجاتها تبعاً للعيوب أو المواد المراد فحصها.

الفحص الإشعاعي (RT)

يمكن استخدام الاختبارات غير المتلفة (NDT) للفحص قبل شحن البضائع، حيث لا تُلوّث هذه الطريقة المنتج أو تُتلفه. وهذا يضمن خضوع جميع المنتجات المفحوصة لفحوصات أفضل، مما يزيد من موثوقية المنتج. مع ذلك، قد تتطلب بعض الحالات خطوات تحضير متعددة، وهو ما قد يكون مكلفًا نسبيًا. يستخدم الفحص الإشعاعي (RT) الأشعة السينية وأشعة جاما لفحص الأجسام. ويكشف الفحص الإشعاعي عن العيوب من خلال الاختلافات في سُمك الصورة عند زوايا مختلفة. يُعد التصوير المقطعي المحوسب (CT) أحد أساليب التصوير الصناعية للاختبارات غير المتلفة، حيث يوفر صورًا مقطعية وثلاثية الأبعاد للأجسام أثناء الفحص. تتيح هذه الميزة تحليلًا دقيقًا للعيوب الداخلية أو السُمك. وهو مناسب لقياس سُمك الصفائح الفولاذية والفحص الداخلي للمباني. قبل تشغيل النظام، يجب مراعاة بعض الاعتبارات: يجب توخي الحذر الشديد عند استخدام الإشعاع. يُستخدم الفحص الإشعاعي للتحليل الداخلي لبطاريات الليثيوم أيون ولوحات الدوائر الإلكترونية. كما يمكن استخدامه للكشف عن العيوب في الأنابيب واللحامات المُثبتة في محطات الطاقة والمصانع والمباني الأخرى.

الفحص 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 تحديد الحالة الداخلية للأجسام. يُستخدم الفحص بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في العديد من الصناعات كطريقة فحص غير مدمرة لا تُلحق الضرر بالمواد. ويُستخدم للكشف عن العيوب الداخلية في المنتجات والعيوب في المواد المتجانسة مثل اللفائف المدرفلة. أنظمة الفحص بالموجات فوق الصوتية آمنة وسهلة الاستخدام، ولكنها تواجه بعض القيود عند التعامل مع المواد ذات الأشكال غير المنتظمة.

اختبار التيارات الدوامية (الكهرومغناطيسية) (ET)

في اختبار التيارات الدوامية، يُوضع ملفٌ يحمل تيارًا متناوبًا بالقرب من سطح الجسم المراد فحصه. يُولّد التيار في الملف تيارًا دواميًا دوارًا بالقرب من سطح الجسم، وفقًا لمبدأ الحث الكهرومغناطيسي. ومن ثم، يتم الكشف عن عيوب السطح، مثل الشقوق. يُعد اختبار التيارات الدوامية أحد أكثر طرق الاختبار غير المتلفة شيوعًا، إذ لا يتطلب أي معالجة مسبقة أو لاحقة. وهو مناسب جدًا لقياس السماكة، وفحص المباني، وغيرها من المجالات، ويُستخدم بكثرة في المصانع. مع ذلك، يقتصر اختبار التيارات الدوامية على الكشف عن المواد الموصلة للكهرباء.

اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT)

يُستخدم اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) للكشف عن العيوب الموجودة أسفل سطح المواد مباشرةً، وذلك باستخدام محلول فحص يحتوي على مسحوق مغناطيسي. يتم تمرير تيار كهربائي على الجسم المراد فحصه، مما يؤدي إلى تغيير نمط المسحوق المغناطيسي على سطحه. وعندما يصادف التيار عيوبًا في تلك المنطقة، فإنه يُنشئ مجالًا لتسرب التدفق المغناطيسي في موضع العيب.
يُستخدم للكشف عن الشقوق الضحلة/الدقيقة في السطح، وهو متوفر لأجزاء الطائرات والسيارات والسكك الحديدية.

اختبار الاختراق (PT)

يشير اختبار الاختراق (PT) إلى طريقة لملء باطن العيب بتطبيق مادة اختراق على الجسم باستخدام الخاصية الشعرية. بعد المعالجة، تُزال مادة الاختراق السطحية. أما المادة التي دخلت باطن العيب فلا يمكن إزالتها بالغسل، بل تبقى فيه. وبإضافة مُظهِر، يُمتص العيب ويصبح مرئيًا. يُعد اختبار الاختراق مناسبًا فقط لفحص العيوب السطحية، ويتطلب معالجة أطول ووقتًا أطول، وهو غير مناسب للفحص الداخلي. يُستخدم هذا الاختبار لفحص شفرات توربينات محركات الطائرات النفاثة وقطع غيار السيارات.

طرق أخرى

يُشغّل نظام اختبار الصدمات بالمطرقة عادةً بواسطة فنيين متخصصين يفحصون الحالة الداخلية للجسم عن طريق ضربه والاستماع إلى الصوت الناتج. تعتمد هذه الطريقة على مبدأ مشابه لمبدأ صوت فنجان الشاي السليم عند ضربه، بينما يُصدر الفنجان المكسور صوتًا مكتومًا. تُستخدم هذه الطريقة أيضًا لفحص البراغي المفكوكة، ومحاور السكك الحديدية، والجدران الخارجية. يُعد الفحص البصري من أبسط طرق الاختبار غير المتلف وأكثرها شيوعًا، حيث يقوم الفنيون بفحص المظهر الخارجي للجسم بصريًا. يوفر الاختبار غير المتلف مزايا في مراقبة الجودة للمسبوكات، والمطروقات، والمنتجات المدرفلة، وخطوط الأنابيب، وعمليات اللحام، وغيرها، 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 توليد الطاقة وغيرها من البنى التحتية اليومية. علاوة على ذلك، فإن تطبيق تقنية الاختبارات غير المدمرة في المجالات غير الصناعية مثل الآثار الثقافية والأعمال الفنية وتصنيف الفاكهة واختبار التصوير الحراري أصبح ذا أهمية متزايدة.