فهرست مطالب

فناوری آزمون های غیرمخرب - سال دوم شماره 7 (پیاپی 8، پاییز و زمستان 1399)

نشریه فناوری آزمون های غیرمخرب
سال دوم شماره 7 (پیاپی 8، پاییز و زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/30
  • تعداد عناوین: 15
|
  • محمد ریاحی، حمیدرضا جاویدراد* صفحات 2-13

    طبیعت فرآیندهای تولید تجمعی حاکی از وجود خواص تابع جهت در ریز ساختار مواد می باشد. این درجه ناهمسانگرد کاملا وابسته به پارامترهای فرآیند و همچنین راه اندازی اولیه ماشین است. بنابراین، خواص این نوع مواد درهرکدام از جهتها باید شناخته شده باشند. متدهای متنوعی از قبیل مخرب و غیر مخرب برای تعیین خواص مکانیکی مواد وجود دارند. بکارگیری متد اولتراسونیک برای تعیین ضریب ثابت الاستیک برای سنگ، چوب، مواد مرکب، و فلزات کارشده بیانگر قابلیت بالا، اعتبار سنجی فابل قبول و قابلیت تکرار آن است. در این مقاله، 9 ضریب ثابت الاستیک برای قطعات تولید شده تجمیعی بوسیله سینرینگ لیزری مستقیم فلزات مشخص شده است که از محاسبه سرعت موجهای طولی و برشی بوسیله اندازه گیری تماسی برای پارامترهای مختلف تولید بدست آمده است. در این پژوهش، همچنین مقایسه بین خواص مکانیکی قطعات حین تولید در سه جهت اصلی محوری علاوه بر محاسبه سرعت درهرجهت انجام شده است.

    کلیدواژگان: تولید تجمیعی-سینترینگ لیزری مستقیم فلزات، ضرایب ثابت الاستیک، آزمون فراصوت، اینکونل 625
  • امجد سازگار*، مرتضی امیری صفحات 14-23
    تداخل سنجی برشی لیزری یا در اصطلاح برشنگاری دیجیتالی، یکی از روش های نوین لیزری برای اندازه گیری جابه جایی های سطحی در مواد مختلف است که قادر است جابه جایی هایی در ابعاد میکرومتر را اندازه گیری و محدوده گسترده ای از سطح جسم را در یک لحظه موردمطالعه قرار دهد. یکی از قابلیت های ویژه این روش، توانایی تشخیص نواحی معیوب در مواد با استفاده از تعیین تمرکز جابه جایی های سطحی با اعمال نوعی از بارگذاری مناسب است. در این مقاله، با معرفی یک سیستم غیر مخرب فعال مبتنی بر روش مذکور، برای عیب یابی نمونه های پلیمری تقویت شده با الیاف کربن، عیوبی نظیر ذرات خارجی، ترک در ماتریس و حفره های هوایی داخلی در دو هندسه ورق تخت و ورق انحنادار شناسایی و ارزیابی شده است. ازآنجاکه توسعه کاربردی این روش در مواد کامپوزیتی، وابسته به شناخت پارامترها و کمی سازی نتایج تحلیل است، تاثیر کمی پارامترها در شناسایی عیوب موردبررسی قرارگرفته است. نتایج حاصله، نشان دهنده محدوده کاربردی این روش در شناسایی ترک ها و عیوب با طول های حداقلی به اندازه 50% اندازه برش در نمونه های تخت و انحنادار می باشد. همچنین نتایج برشنگاری در هندسه ورق انحنادار، نشان دادند که تنها در راستای عمود بر محور ورق انحنادار قابلیت شناسایی عیوب وجود دارد. بارگذاری حرارتی با توان 3 کیلووات به مدت 5/0 ثانیه و 1 کیلووات به مدت1 ثانیه بهترین نتایج را به ترتیب در ورق ها با هندسه تخت و انحنادار ایجاد کرد. تحلیل نتایج نشان می دهند که عیوب با دقت بالایی صحیح تشخیص داده می شوند.
    کلیدواژگان: تداخل سنجی برشی لیزری، برشنگاری دیجیتالی، بازرسی غیر مخرب، مواد مرکب زمینه پلیمری، عیوب زیرسطحی
  • بهروز رکرک*، محمدحسین چوپان دستجردی، امیر موافقی صفحات 24-32

    پرتونگاری نوترونی یکی از روش های پیشرفته و بسیار کارآمد در آزمون غیرمخرب مواد و تجهیزات است. حوزه کاربردهای این روش سودمند و منحصر به فرد بسیار گسترده و متنوع است و از صنعت هسته ای تا صنایع نیروگاهی، صنایع نظامی، مطالعه آثار باستانی و تحقیقات مواد جدید را شامل میشود. در این روش، یک دسته نوترون پس از عبور از ماده و انجام برهمکنش با نمونه تحت آزمون، متناسب با سطح مقطع برهمکنش نوترون با هسته ها و ضخامت ماده، تضعیف می شوند و به آشکارساز می رسند. میزان پرتو رسیده به آشکارساز حاوی اطلاعات ارزشمندی از درون ماده آزمون است که با آشکار نمودن و تبدیل آن به تصویر، میتوان به جزییات ساختاری ماده پیبرد. راکتور تحقیقاتی تهران با دارا بودن چند پورت مناسب نوترون، مهمترین منبع نوترونی کشور برای انجام تحقیقات کاربردی و توسعهای مانند پرتونگاری نوترونی است. از الزامات اصلی برای تصویربرداری نوترونی میتوان منبع تولید نوترون، شکل دهنده باریکه (کولیماتور)، شاتر، میز نمونه، محیط ثبت تصویر، متوقف کننده باریکه و اتاقک حفاظ را نام برد. در پروژه حاضر، به غیر از کولیماتور که قبلا ساخته شده است، دیگر اجزاء مورد نیاز برای برپایی یک سامانه پرتونگاری نوترونی با رعایت اصول حفاظت در برابر اشعه و مطابق دانش روز حوزه پرتونگاری نوترونی مبتنی بر دو روش تصویربرداری بر پایه فیلم و تصویربرداری دیجیتال طراحی و ساخته شده است. پرتونگاری نوترونی دیجیتال به روش مستقیم برای اولین بار در کشور در این پروژه طراحی و پیاده سازی شده است.

    کلیدواژگان: پرتونگاری نوترونی، راکتور تحقیقاتی تهران، پرتونگاری فیلم، تصویربرداری نوترونی دیجیتال، باریکه نوترونی
  • کریم یوسف پور شیرسوار، مجید عباسی*، سید جمال حسینی پور صفحات 33-43
    ارزیابی غیرمخرب به روش بازرسی جریان گردابی برای برآورد عمر کارکردی لوله های فولاد زنگ نزن آستنیتی ریختگی ‏مربوط به واحد ریفورمر احیا مستقیم سنگ آهن بررسی شد. این ارزیابی تحت فرکانس ‏kHz‏ 60 و بر اساس نقشه امپدانسی و ‏به صورت بازرسی نقطه ای انجام شد. از لوله های مرجع با ریزساختار و عمر کارکرد مشخص برای کالیبراسیون استفاده شد. از ‏میکروسکپ های نوری و الکترونی روبشی برای بررسی های ریزساختاری استفاده شد. بررسی های میکروسکپی نشان داد که ‏ریزساختار ریختگی این فولاد شامل زمینه آستنیت به همراه سل های یوتکتیک حاوی کاربیدهای غنی از کروم و نیوبیم است. ‏همچنین مشاهده شد که با افزایش زمان کارکرد و افزایش شدت پیری، تغییرات ریزساختاری با شدت بیشتری رخ می دهد. این ‏تغییرات شامل اکسید شدن و کربوراسیون سطحی، ایجاد رسوبات مخرب، کم شدن مقدار کروم محلول در زمینه آستنیت، تغییر ‏مورفولوژی سل های یوتکتیک و ایجاد میکروترک های خزشی است. نتایج ارزیابی جریان گردابی نشان داد که تغییرات ریزساختاری ‏ناشی از افزایش عمر کارکردی بر پاسخ الکترومغناطیسی لوله تاثیر معنی داری دارد. با افزایش عمر لوله ها، شاخص مقاومت خودالقایی ‏با افزایش شدید و شاخص مقاومت اهمی با کاهش همراه است. در نقشه امپدانسی دستگاه جریان گردابی، نمایش برهمکنش این دو ‏شاخص برای هر لوله به صورت نقطه مشخص شده است. مقایسه موقعیت این نقاط در نقشه امپدانسی نشان دهنده وجود تغییرات ‏خطی بین رفتارهای الکترومغناطیسی و پیری است. بنابراین می توان از روی پاسخ های الکترومغناطیسی در روش جریان گردابی، عمر ‏کارکردی لوله های ریفورمر را برآورد کرد.‏
    کلیدواژگان: ریفورمر، احیا مستقیم آهن، تخمین عمر، فولاد زنگ نزن ریختگی، آزمون جریان گردابی، نقشه امپدانسی
  • امیر رفاهی اسکوئی* صفحات 44-50
    مقاله حاضر با بهره گیری از آشفتگی میدان مغناطیسی که بر پایه پاسخ مغناطیسی دریافت شده از یک مساحت کوچکی از دیواره استوار است، به عنوان راهکاری برای اندازه گیری عیوب داخلی لوله ها ارایه شده است. در این روش نیازی به اشباع مغناطیسی دیواره نبوده و ضخامت دیواره تاثیری بر کارایی آن ندارد. برای ساخت گیرنده حساس به آشفتگی میدان مغناطیسی، از آهنربای دایمی به همراه سنسور های اثر هال استفاده شده است. از آنجاییکه چیدمان سنسور یعنی قرار گیری سنسور نسبت به آهنربا از اهمیت بالایی برخوردار است لذا با استفاده از روش اجزا محدود شبیه سازی آن انجام شد و با تحلیل نتایج نرم افزاری بهترین حالت قرارگیری سنسور ارایه گردید. از آنجاییکه در دیواره لوله ها کاهش ضخامت دیواره مطرح است لذا در شبیه سازی ها برای عمق های مختلف از عیب، مقادیر پاسخ مغناطیسی دریافت شده ثبت، و به عنوان معیاری برای اندازه گیری مقدار کاهش ضخامت یا عمق عیب، بکار برده شد. همچنین یک سامانه تست تجربی برای مقایسه نتایج حاصل از مدل سازی تیوری ساخته شد و نتایج آن با نتایج مدل ارایه شده مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که روش ارایه شده به عنوان ابزاری موثر برای شناسایی عیوب داخلی می تواند مورد استفاده قرار بگیرد.
    کلیدواژگان: آشفتگی میدان مغناطیسی، عیب خوردگی، دیواره داخلی لوله، طراحی سنسور
  • امین یاقوتیان*، علی ولی پور، آرمین مختاری زاده صفحات 51-59
    امروزه از امواج هدایت شده فراصوتی به دلیل دقت و سرعت بالا، در بازرسی غیر مخرب خطوط لوله استفاده ی زیادی می گردد. سادگی در انتشار و تفسیر راحت تر نتایج ازجمله مزایای مودهای متقارن امواج هدایت شده می باشد که سبب استفاده ی چشم گیر آن ها در بازرسی خطوط لوله شده است. با توجه به نوع آسیب، عیوب می توانند به شکل های مختلفی چون شکاف، حفره، تخلخل و غیره بر سطوح لوله پدیدار گردند. در این مقاله با بهره گرفتن از انتشار مود متقارن مرتبه اول پیچشی، ابتدا عیوب متقارن در ابعاد و اندازه های مختلف بررسی می شود. سپس عوامل مختلفی چون فرکانس تحریک، ضخامت لوله و موقعیت عیوب بررسی شده تا تاثیر هر یک بر بازتاب مود مذکور مشخص گردد. در این بررسی، ضرایب بازتاب برای عیوب با اندازه های مختلف محاسبه و نمودار های مربوط به آن ها ترسیم شده است تا از آن ها برای تخمین ابعاد هندسی عیوب متقارن بهره گرفته شود. درنهایت، با بررسی های مربوط به ضرایب بازتاب، مشاهده می گردد که فرکانس تحریک، ضخامت لوله و موقعیت عیوب ازجمله عوامل تاثیرگذار بر بازتاب موج هدایت شده می باشند.
    کلیدواژگان: انتشار موج، آزمون های غیر مخرب، ضریب بازتاب، امواج هدایت شده، عیوب متقارن
  • پوریا مشکی زاده*، مجتبی رضایی حاجیده، محمدرضا فراهانی، محمد حیدری رارانی صفحات 60-69

    امروزه قطعات ساخته شده به روش تولید افزایشی با سرعت بالایی درحال توسعه هستند و کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارند. ازاین رو بهره گیری از روش های سریع و دقیق برای بررسی سلامت و کیفیت این قطعات اهمیت دوچندانی پیداکرده است. در این پژوهش یک نمونه از جنس PLA ساخته شده به روش مدلسازی رسوب ذوب شده به روش ترموگرافی بازرسی شد. پس از بررسی تصاویر اولیه حرارتی بهترین فریم انتخاب گردید. به منظور بهبود تصاویر حرارتی اولیه، روش پردازش بازسازی پاسخ حرارتی (TSR) به داده های اعمال و بهترین تصاویر مشتقات اول تا سوم این روش تعیین گردید. تصاویر منتخب به منظور بررسی اثر روش پردازش در بهبود اختلاف شدت نور میان نواحی معیوب و سالم، به کمک پارامتر نسبت سیگنال به نویز (SNR) مقایسه شدند. بر اساس نتایج به دست آمده بالاترین مقدار میانگین SNR متعلق به تصویر مشتق اول پردازش، برابر با 15.68، بود. این میزان تقریبا 4 برابر مقدار میانگین SNR برای بهترین فریم اولیه بود. همچنین باهدف تشخیص عیوب به صورت خودکار روش دسته بندی k-means به تصاویر منتخب اعمال شد. بعد از بررسی تصاویر باینری نهایی مشخص شد که 100% عیوب در تصاویر مشتق اول و دوم TSR قابل شناسایی هستند.

    کلیدواژگان: آزمون غیر مخرب، ترموگرافی، پردازش تصاویر حرارتی، شناسایی عیوب به صورت خودکار، تولید افزایشی
  • بهزاد مداح القلندیس، حسین صحاف نائینی، محمدحسین سورگی*، سید ابراهیم موسوی ترشیزی صفحات 70-78

    تنش های پسماند در فرایندهای مختلفی نظیر تغییر شکل های پلاستیک، تغییرات دما و یا تغییرات ساختاری رخ می دهد. مرسوم ترین موارد تشکیل تنش پسماند، فرایندهای جوشکاری و شکل دهی فلزات می باشد. تنش پسماند تاثیر قابل توجهی بر روی رفتار خستگی و طول عمر سازه های بارگذاری شده دارد. به همین علت در مرحله اول اندازه گیری تنش پسماند و در گام بعدی اقدام برای کاهش و یا حذف آن با روش های معمول از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. در پژوهش حاضر از امواج لمب به منظور ارزیابی تنش پسماند موضعی در ورق های نازک فولادی استفاده شده است. یک مدل غیرخطی هایپرالاستیک به صورت دوبعدی در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس شبیه سازی شد و موج لمب بر روی آن منتشر گردید. بارگذاری برای ایجاد تنش پسماند یکبار عمود بر جهت انتشار موج و باردیگر موازی با جهت انتشار موج به صورت موضعی به ورق نازک اعمال شده است. رفتار مود A0 در فرکانس های مختلف و مقادیر متفاوت تنش بررسی گردید و مشخص شد که مود A0 نسبت به تغییرات تنش حساس بوده و تغییر نتایج آن نسبت به تغییر فشار پسماند دارای روند مشخصی است. همچنین با افزایش فرکانس حساسیت به تنش پسماند کاهش می یابد. بنابراین فرکانس 50 کیلوهرتز به عنوان فرکانس مطلوب در ارزیابی تنش های پسماند موضعی یک ورق فولادی به ضخامت 2/1 میلیمتر انتخاب می گردد.

    کلیدواژگان: تنش پسماند، امواج لمب، آکوستوالاستیسیته، ورق نازک، روش اجزاء محدود
  • سیده مریم قیاسی لیمنجوبی*، عفت یاحقی، خوزه آنتونیو مادرید گارسیا صفحات 79-87

    تابلوهای هنری که سرمایه های ارزشمند فرهنگی در هر کشوری هستند، همواره با خطراتی مانند پارگی، خراشیدگی و از بین رفتن رنگدانه ها تهدید می شوند. حوادث طبیعی، جابجایی غیر مسیولانه، قرار گرفتن در معرض نور و تغییرات درجه حرارت، عوامل ایجاد این خطرات هستند. می توان از روش های مختلف غیر مخرب مانند آزمون پرتونگاری و بازرسی با پرتوهای ماوراء بنفش برای تشخیص محل آسیب ها بدون صدمه به تابلوها استفاده کرد. در پرتونگاری به دلیل نفوذ اشعه ایکس به سطوح زیرین، علاوه بر طرح کلی تابلو، اطلاعاتی در مورد نقوش پنهان و آسیب های عمقی بدست می آید. در بازرسی با پرتوهای ماوراء بنفش بسته به نوع و ماده ی رنگ بکار رفته اطلاعاتی در مورد خراش ها و آسیب های سطحی بدست می آید. تصاویر هر دو روش اطلاعات خوبی در اختیار متخصصین مرمت قرار می دهد، ولی اشکالاتی مانند عدم وضوح تصاویر و تاریک دیده شدن بعضی رنگ ها زیر پرتوهای ماوراء بنفش تشخیص ناحیه ی آسیب را دشوار می کند. استفاده از روش های پردازش تصویر به عنوان ابزار کمکی برای افزایش کنتراست تصاویر، مناسب است. در این تحقیق از صافی گابور برای افزایش کیفیت و کاهش عدم وضوح تصاویر استفاده شده است؛ صافی گابور از سطح آستانه ی خودکار بر مبنای انحراف و میانگین اطلاعات پیکسلی تصاویر استفاده می کند. تصاویر بازسازی شده توسط صافی گابور در شناسایی طرح های نهان و محل آسیب ها موثر هستند.

    کلیدواژگان: پرتونگاری، پرتوهای ماوراء بنفش، طرح ها و آسیب های پنهان، تابلوهای نفیس هنری، صافی گابور، پردازش تصویر
  • مصطفی کبیر*، امیر موافقی، حسین آفریده صفحات 88-95
    توموگرافی محاسباتی با استفاده از پرتوهای گاما و ایکس امروزه بعنوان یکی از قابل اعتمادترین مدالیته های تصویربرداری از اجسام برای مقاصد آزمون های غیرمخرب در صنایع گوناگون استفاده می شود. این دستگاه ها می توانند تصویری سه بعدی از مقطع های داخل جسم مورد بازرسی ارایه دهند. بر اساس شکل باریکه پرتوهای خروجی از منبع پرتو در دستگاه های توموگرافی آشکارسازها در مقابل چشمه قرار گرفته و با چرخش 360 درجه حول شیء داده برداری برای تشکیل پروجکشن ها انجام شده و درنهایت بازسازی تصویر صورت می پذیرد. در این مقاله با استفاده از کد مونت کارلویی MCNPX2.7e یک سامانه سی تی صنعتی پرتابل با شکل باریکه بادبزنی شبیه سازی شد. تعداد آشکارسازها بعلت پرتابل بودن آن 19 عدد انتخاب شد و از دو فانتوم استاندارد صنعتی و یک فانتوم ابتکاری به منظور ثبت پروجکشن ها و صحت عملکرد آن بهره برده شد. پرتوهای گامای کبالت-60 پس از ترابرد از شیء مورد بررسی روی آشکارساز ها ثبت شده و داده های مهم پروجکشن ها را برای زاویه های گوناگون می سازند.نتایج به دست آمده از کد مونت کارلویی MCNP سپس با کد Fluka اعتبارسنجی شد و مقادیر به دست آمده توافق بسیار خوب و نزدیکی داشتند. نتایج شامل تعداد زیادی تابع پروجکشن است که سپس می تواند برای ایجاد ماتریس سینوگرام استفاده شوند.
    کلیدواژگان: آزمون های غیرمخرب، توموگرافی محاسباتی، باریکه بادبزنی، روش مونت کارلو، تابع پروجکشن
  • مهدیه بختیاری رمضانی، عفت یاحقی*، علی بیگانه، سیده مریم نوری دوگاهی صفحات 96-103
    پلاسمای حاصل از تخلیه الکتریکی به روش تابان یک پلاسمای غیرتعادلی است که کاربردهای زیادی در آزمایشگاه های تحقیقاتی و صنعتی دارد. پلاسمای تابان بسته به قدرت تخلیه و میزان جریان گاز می تواند پلاسمای حرارتی یا سرد باشد که همین امر به کاربردهای مختلف آن از جمله ضدعفونی کردن میوه و سبزیجات، از بین بردن گازهای آلاینده و افزایش رنگ پذیری سطوح پلاستیکی منجر می شود. پلاسما از یون ها، الکترون های پرانرژی، اشعه ی ماورای بنفش و گونه های اکسنده همچون رادیکال های آزاد تشکیل شده است. در راکتورهای تابان یک تخلیه الکتریکی با ولتاژ بالا بین دو الکترود اعمال می شود. گونه های مختلف تولید شده در پلاسما از جمله الکترون های پر انرژی عامل موثر در تخریب و تغییر ساختار اتمی الکترودهای مسی می باشند. تغییرات ساختار الکترودها در دراز مدت باعث تغییرات دما، چگالی و نوع گونه های تشکیل شونده در پلاسما خواهد شد. بنابراین لازم است جهت تعویض به موقع الکترودهای راکتور، میزان تغییرات ساختاری الکترودها در طی زمان ارزیابی شود. در این مقاله، تغییرات ساختار الکترودهای مسی به ضخامت 4 میلی متر و طول موثر 10 سانتی متر که در یک راکتور تحقیقاتی قوس تابان به مدت 80 ساعت برای ارزیابی اثر پلاسمای تولیدی در آلودگی زدایی از محصولات کشاورزی استفاده شده بود با روش طیف سنجی طول عمر نابودی پوزیترون به عنوان یک آزمون غیرمخرب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که فاصله لایه ها در شبکه مسی تغییر کرده و فضای خالی میان شبکه های اتمی کم تر و تعداد آن ها بیش تر شده است.
    کلیدواژگان: تخلیه تابان، پلاسمای غیرتعادلی، الکترود مسی، طیف نگاری عمر سنج پوزیترون
  • عاطفه شاقلی عاطفه*، پرویز تیموری صفحات 104-113
    در پروسه تولید عایق ترانسفورماتور، بروز ناخواسته ی ناخالصی در عایق سبب افزایش شدت میدان الکتریکی فراتر از میزان تحمل عایق و منجر به وقوع پدیده ی تخلیه الکتریکی و خسارتهای بزرگ خواهد شد. لذا به منظور آشکارسازی ناخالصی های موجود در عایق، در واحد کنترل کیفیت تولید عایق ترانسفورماتور، از آزمون پرتونگاری استفاده می شود. در آزمون پرتونگاری موجود، اپراتور پرتوکار با مشاهده تصویر خروجی نقاط روشن متمایز از زمینه تصاویر را به عنوان ناخالصی اعلام می کند، اما عوامل مختلف از جمله نویز تصاویر پرتونگاری، منجر به کاهش دقت و سرعت می گردد و از طرفی در این روش جنس ناخالصی ها قابل تشخیص نمی باشد. لذا در صورت شناسایی ناخالصی در عایق، شناسایی منشاء آلودگی غیرممکن و پاکسازی خط تولید عایق دشوار و هزینه بر خواهد بود. در این پژوهش، یک سیستم آنالیز ناخالصی های عایق الکتریکی ترانسفورماتور تحت عنوان ICAS پیشنهاد می شود که در آن با بکارگیری روش های پردازش تصویر و ماشین بینایی، ضمن بهبود وضوح کیفی تصاویر پرتونگاری، می توان به صورت اتوماتیک ناخالصی های موجود در قطعات عایق های الکتریکی ترانسفورماتور را شناسایی نمود و با تشخیص جنس ناخالصی ها از نوع آهن و آلومینیوم اطلاعاتی راجع به علت وقوع ناخالصی ها در خط تولید عایق کسب نمود.
    کلیدواژگان: پردازش تصویر، پرتونگاری، سیستم ICAS، کنترل کیفیت، ناخالصی عایق الکتریکی ترانسفورماتور، نگاشت رنگی
  • حسین نوروزی صحرائی، فرزاد اخلاقی مدیری، سعید کهربائی*، ایمان احدی اخلاقی صفحات 114-120
    در این مقاله، از روش غیرمخرب آزمون نشت شار مغناطیسی برای مشخصه یابی ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد API X65 استفاده شده است. آزمون نشت شار مغناطیسی یک روش غیرمخرب پرکاربرد در بازرسی خطوط لوله های نفت و گاز می باشد که بر پایه شناسایی شارمغناطیسی نشت یافته از سطح قطعه عمل می کند. از این آزمون به طور گسترده در شناسایی ناپیوستگی هایی شامل انواع ترک های سطحی، زیرسطحی و همچنین تغییرات ضخامت ناشی از خوردگی نهان در جداره داخلی خطوط لوله استفاده می شود. در بررسی حاضر، از چهار ریزساختار متفاوت این فولاد که تحت چهار نوع عملیات حرارتی مختلف قرار گرفته، استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که تغییر در مشخصه های ریزساختاری این فولاد شامل مورفولوژی فاز فریت (چندوجهی یا سوزنی) و همچنین اندازه دانه های فریتی، بر چگالی خطوط شارمغناطیسی نشر یافته در داخل قطعه و میزان شار مغناطیسی نشت یافته از سطح قطعه اثر گذار می باشد. بنابراین آزمون غیرمخرب نشت شارمغناطیسی پیشنهادی می تواند به عنوان روشی کارا در تعیین نوع ریزساختار و همچنین خواص مکانیکی قطعه مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آزمون نشت شار مغناطیسی، بررسی غیرمخرب، فولاد API X65، خواص مکانیکی، تغییرات ریزساختاری
  • حمیدرضا آسمانی*، عبدالرحمان حقیقی، هادی رزقی ملکی، ناصر سلطانی صفحات 121-127
    روش برهم نگاری تصاویر دیجیتال به عنوان ابزاری برای اندازه گیری جابجایی ها و کرنش های سطحی به طور گسترده مورد استقبال قرار گرفته است. ایجاد الگوی لکه ای در روش برهم نگاری تصاویر دیجیتال با محدودیت هایی همراه است. بنابراین برای ایجاد الگوی لکه ای علاوه بر استفاده از اسپری رنگ تکنیک های متعدد دیگری از جمله استفاده از نور لیزر نیز ارایه شده است. استفاده از روش برهم نگاری به عنوان تکنیک غیرمخرب برای آشکار سازی عیوب در تحقیقات پیشین محدود به ترک های سطحی بوده است. در این تحقیق سعی شده است قابلیت روش برهم نگاری در آشکار سازی عیوب زیر سطحی مورد بررسی قرار گیرد. برای ایجاد الگوی لکه ای مناسب برای برهم نگاری، در این تحقیق از نور لیزر استفاده شده است. در راستای این تحقیق یک نمونه پلی پروپیلنی با عیب مصنوعی زیر سطحی ساخته شد و با استفاده از دستگاه کشش تک محوره تحت بارگذاری قرار گرفت. تصاویر برهم نگاری قبل و بعد از بارگذاری نمونه، ثبت شده و مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج محاسبه شده برای جابجایی سطحی در راستای کشش و عمود بر آن با موفقیت وجود عیب را آشکار نمودند. در گام بعدی برای بررسی بیشتر کرنش های سطحی محاسبه شدند. تمرکز کرنش سطحی در نتایج بدست آمده، نشان دهنده وجود عیب در قطعه بود. ابعاد و شکل تقریبی عیب مصنوعی در توزیع کرنش ها در راستای اعمال کشش قابل تشخیص می باشد.
    کلیدواژگان: برهم نگاری لیزری، الگوی لکه ای، بازرسی غیر مخرب، عیوب زیر سطحی
  • رامین شعبانی، فرهنگ هنرور* صفحات 128-133
    روش فراصوتی به دلیل دارا بودن مزایایی همچون حساسیت، دقت و سرعت بالا و نداشتن محدودیت از نظر جنس ماده مورد بازرسی، از اهمیت خاصی در تعیین خواص مواد و شناسایی موقعیت و ابعاد عیوب برخوردار است. معمولا در این روش،دو متغیر سرعت و تضعیف موج اندازه گیری می شود. تضعیف موج به معنای از دست رفتن انرژی موج و کاهش دامنه آن در هنگام انتشار است. در این مقاله، ضریب تضعیف امواج طولی با فرکانس 1 MHz به روش غوطه وری و در حالت بازتابی (pulse-echo) در یک قطعه استوانه ای شکل از جنس فولاد St37 اندازه گیری و عدم قطعیت اندازه گیری محاسبه می شود. در این اندازه گیری، منابع خطا شامل خطاهای ناشی از اندازه گیری طول قطعه و دامنه پژواک های بازتابیده از سطح پشتی قطعه است. مقدار ضریب تضعیف 39.33 dB/m و عدم قطعیت اندازه گیری ± 8.8 dB/m به دست آمده است. بررسی ها نشان داد که نویز دستگاه ارسال و دریافت امواج فراصوتی موجب ایجاد خطا در اندازه گیری دامنه پژواک های بازتابیده از سطح پشتی قطعه می شود و موثرترین عامل در افزایش عدم قطعیت اندازه گیری ضریب تضعیف امواج فراصوتی است.
    کلیدواژگان: تضعیف موج، امواج فراصوتی، عدم قطعیت، آزمون غوطه وری
|
  • Mohammad Riahi, Hamidreza Javidrad * Pages 2-13

    Nature of additive manufacturing processes dictate direction-related properties to the final parts and this degree of anisotropy is highly dependenton the process parameters and machine setup, Consequently, the formed properties in such materials should be known in any direction and in any aspect related to the origins assumed initially. There are several methods including destructive and non-destructive techniques for specifying mechanical properties in parts. Using ultrasonic testing, as a nondestructive method, in order to determine elastic constants for rocks, woods, composite and wrought materials, represent its reliability and validity, as well as its repeatability and non-destructivity through years. In this paper, 9 independent elastic constant for orthotropic additively manufactured direct metal laser sintering (DMLS) parts are determined from longitudinal and transverse ultrasound velocities via contact ultrasonic testing for different manufacturing process parameters. This work also carried out comparisons between mechanical properties of as-built parts in three principle directions, as well as ultrasound wave velocities.

    Keywords: Additive Manufacturing, direct metal laser sintering, Elastic Constants, Ultrasonic testing, Inconel-625
  • Amjad Sazgar *, Morteza Amiri Pages 14-23
    Laser shearing interferometry or Shearography is one of the new optic methods for calculating the very small surface displacement derivatives in order of microns. Shearography can be beneficially used in the non-destructive testing of materials, especially in composites. In this paper, laser shearography is used to detect some kinds of defects like cavities, solid inclusions and matrix cracks in both flat and curved furnaces made of carbon fiber reinforced composites. As the system parameters and loading amount are the most important factors affecting defect detection ability in this technique, the test scenarios including all these factors have been compiled for both flat and curved surfaces. The shearography tests are performed to get the best results of defect detectability in the test specimens. The results show that the best responses are observed with a shear size of one half the approximated defect sizes. The thermal loading range of 3kW and 1kW in the 0.5 and 1 seconds should be used as the best choices in the flat sheet and curved sheet specimens respectively.
    Keywords: Laser Shearing interferometry, Digital shearography, Non-destructive inspection, Polymer matrix material, Sub-surface defects
  • Behrouz Rokrok *, MohammadHosein Choopan Dastjerdi, Amir Movafeghi Pages 24-32

    Neutron radiography is one of the most advanced methods in non-destructive testing. The application of this useful and unique method is very wide and diverse and includes from the nuclear industry to the power plant industry, military industry, study of antiquities and research on new materials. In this method, neutrons are attenuated after passing through the material and interacting with the test sample, in proportion to the cross-section of neutron interaction with the nuclei and the thickness of material. The amount of radiation reaching to detector contains valuable information from inside the test material, which by detecting and converting into an image, the structural details of the material can be realized. Tehran Research Reactor, with several suitable neutron ports, is the most important neutron source in the country for applied research such as neutron radiography. The main requirements for neutron imaging are the source of neutron, the neutron beam shaping (collimator), the beam shutter, the sample table, the imaging medium, the beam catcher and the shielding room. In the present project, apart from the collimator which has been previously designed and built, other components required to create and set up a neutron radiography system has been designed and made in accordance with the principles of radiation protection and current knowledge in the field of neutron radiography. This design can implement two imaging methods based on film and digital imaging. Direct real time neutron radiography has been designed and implemented in this project for the first time in the country.

    Keywords: Neutron Radiography, Tehran Research Reactor, Film radiography, Digital Neutron Imaging, Neutron Beam-line
  • Karim Yosefpour Shirsavar, Majid Abbasi *, Seyed Jamal Hosseinipour Pages 33-43
    The eddy current nondestructive evaluation was investigated to ‎estimate the service life of cast ‎austenitic stainless steel tubes in the reformer unit of the direct ‎reduction iron ore plan. This ‎evaluation was performed at 60 kHz based on the ‎impedance plane and as a point inspection ‎method. Reference tubes with specified microstructure ‎and service life were used for ‎calibration. The optical and SEM microscopes were used‎‏ ‏‎for ‎microstructural studies. The ‎microscopic examination showed that the as-cast microstructure has ‎austenitic matrix with ‎eutectic cells ‎containing chromium and ‎niobium carbides. It was also ‎observed that with ‎increasing operating time and increasing the intensity of aging, the ‎microstructural changes occur ‎more severely. These changes include oxidation and carburization of ‎surface, creating of ‎destructive phases, and depletion of chromium ‎in the austenite matrix, variation ‎of eutectic cells ‎morphology and formation of the creep microcracks. The results of eddy current ‎evaluation ‎showed that microstructural changes due to increasing the service life have a significant ‎effect ‎on the electromagnetic response of the tube. As the life of the tubes increases, the self-‎‎inductance resistance index increases sharply and the resistivity index decreases. The interaction ‎of these two index is ‎indicated as a point on the ‎impedance plane of for each tube. Comparison ‎of the position of these points in the impedance plane indicates the ‎existence of linear changes ‎between electromagnetic and aging behaviors. Therefore, the service ‎life of the reformer tubes ‎can be estimated from the electromagnetic responses in the eddy current ‎method.‎
    Keywords: Reformer, Direct Reduction of Iron, Life Assessment, Cast Stainless Steel, Eddy Current Testing, Impedance &lrm, plane
  • Amir Refahi Oskouei * Pages 44-50
    This paper introduces a magnetic field perturbation based on the magnetic response received from a small area of the wall as a solution to measure the internal defects of the pipes. In this method, there is no need for magnetic saturation of the wall, and wall thickness does not affect its performance. To build a magnetic field perturbation receiver, a permanent magnet with Hall Effect sensor was used. Since the arrangement of the sensor, ie. the position of the sensor relative to the magnet is of great importance, so it was simulated using the finite element method and the best position of the sensor was presented by analyzing the software results. Since the wall thickness is reduced, so in the simulations for different depths of the defect, the values of the received magnetic response were recorded and used as a measure to evaluate the amount of thickness reduction or defect depth. Also, an experimental test system was developed to compare the results of theoretical modeling and its results were compared with the results of the proposed model. The results show that the proposed method can be used as an effective tool to identify internal defects.
    Keywords: Magnetic Field Perturbation, Corrosion Defect, Internal Wall of Tube, Sensor Design
  • Amin Yaghootian *, Ali Valipour, Armin Mokhtarizadeh Pages 51-59
    Nowadays, ultrasonic guided waves are widely used in non-destructive inspection of pipelines due to their high accuracy and speed. One of the advantages of using the symmetric modes of guided waves is simplicity in propagation and easier interpretation of the results. This has led to their significant use in the inspection of pipelines. Depending on the type of damage, defects can appear on the surface of pipe in different forms such as cracks, cavities, porosity, etc. In this paper, by using the propagation of the first-order torsional symmetric mode, symmetric defects in the different dimensions and sizes are investigated. The various factors such as the excitation frequency, the thickness of pipe and position of the defects are investigated to determine the effect of each on the reflection. Also, in this study, the reflection coefficients for the defects with different sizes have been calculated and their related diagrams have been drawn to use them for estimating the geometric dimensions of symmetrical defects. Finally, with the study of reflection coefficients, it is observed that the excitation frequency, the thickness of pipe and position of the defects can be considered as factors that affecting the reflected wave reflection.
    Keywords: Wave propagation, Non Destructive Testing (NDT), Reflection coefficient, Guided waves, Symmetric Defects
  • Pouria Meshkizadeh *, Mojtaba Rezaee Hajideh, Mohammadreza Farahani, Mohammad Heidari Rarani Pages 60-69

    Due to the increase in the application of additive manufactured components in the industry, developing fast and accurate methods for defect evaluation of these products has become vitally important. In this study, a PLA sample was inspected by thermography. Several artificial defects varying in size and depth were produced in the specimen. A projector with 2 KW in power was utilized to heat the sample for the 15s. The infrared camera recorded the sample’s temperature during the heating period and 30s after shutting down the source. Afterward, the best frame of raw data was selected. The contrast of defective and sound regions improved with applying the well-known Thermal Signal Reconstruction (TSR) image processing method to enhance the automatic detectability of defects. The contrast enhancement was studied quantitatively via adopting signal to noise ratio (SNR) parameter. According to the acquired results, TSR’s 1st derivative image had the highest average of SNR. This amount was approximately four times higher than that of the best frame of raw data. Ultimately, to identify the defects automatically, k-means clustering was adopted. By comparing the segmented images, it was proved that the adopted process was successful in improving automatic defect detection. While the proportion of detectable defects through segmented image concluded from the best frame of raw data was only 70 percent, the figure for segmented images concluded form 1st and 2nd derivative of TSR was substantially higher at 100 percent.

    Keywords: Nondestructive Tests, Thermography, thermal image processing, Automatic defect detection, Additive Manufacturing
  • Behzad Maddah Alghalandis, Hossein Sahhaf Naeini, MohammadHossein Soorgee *, Seyyed Ebrahim Mousavi Torshizi Pages 70-78

    Residual stresses occur in different processes such as plastic deformation, temperature variation and structural changes. Welding and metal deformation are conventional processes which lead to residual stress. Residual stress plays a key role in the characterization of welded structures, and it has a significant effect on fatigue behavior as well as the lifespan of loaded structures. Therefore, at the first step, measuring residual stress, and in the next level taking action to reduce or eliminate it by usual methods are of extreme significance. In this study, Lamb waves were applied to evaluate the local residual stress in thin steel plates. A two-dimensional hyperelastic nonlinear model on which a Lamb wave propagated was simulated in ABAQUS CAE finite element software. In order to create residual stress, loading was applied to the thin plate either perpendicular or parallel to the wave motion direction. In different frequencies and stresses, the behavior of A0 mode was scrutinized. Results indicated that A0 mode was sensitive to stress changes, and its changes against the residual stress followed a specific trend. In addition, sensitivity to residual stress decreases with increasing frequency. Hence, the frequency of 50 kHz is selected as the optimal frequency in local residual stress evaluation in thin steel plates.

    Keywords: Residual Stress, Lamb waves, Acoustoelasticity, Thin plates, Finite element method
  • Seyedeh Maryam Ghiyasi Limanjubi *, Effat Yahaghi, J. A. Madrid Garcia Pages 79-87

    Art paintings are valuable cultural assets in any country that they are always threatened by dangers such as rupture, scratches, and loss of pigments. Natural disasters, irresponsible handling, exposure to light and temperature changes are all dangers factors. Various non-destructive methods such as radiography testing (RT) and ultraviolet (UV) inspection can be used to identifying detect the location of defects without any damage the paintings. The radiography testing recognized hidden patterns and deep defects and the general structure of the painting due to the penetration of X-rays to the lower surfaces. In the ultraviolet inspection, information about scratches and surface defects is obtained, depending on the type and material of paint used. Images of both methods provide excellent information to restoration experts, but problems such as blurring images of the RT and UV inspection darkening of some colors under ultraviolet light make it difficult to identify the defect regions. It is appropriate to use image processing techniques as an auxiliary tool to increase the contrast of the image. In this research, the Gabor filter has been used to increase the quality of the RT and UV images and reduce the blur of images; The Gabor filter use an automatic threshold level based on the deviation and mean pixel information of the images. Images reconstructed by the Gabor filter are efficient in identifying hidden designs and the location of defects.

    Keywords: Radiography, Ultraviolet radiations, Hidden Designs, Defects, exquisite paintings, Gabor filter, image processing
  • Mostafa Kabir *, Amir Movafeghi, Hossein Afarideh Pages 88-95
    Computed tomography using gamma- and X-rays has been using as one of the most reliable imaging modalities for non-destructive testing purposes in different fields of industry. These devices can provide a three-dimensional image of the sections inside the object under inspection. Based on the shape of the beam, the output beams from the beam source are placed in front of the source in the tomographic devices, detectors are placed in front of the source and rotated 360 degrees around the object to obtain projections and finally, the image is reconstructed. In this paper, a portable industrial CT system with the shape of a fan beam is simulated using the MCNPX2.7e Monte Carlo code. The number of detectors was selected as 19 due to its portability, and an industrial standard phantoms and an innovative phantom were used to acquire projections for verification of simulation operation. Cobalt-60 gamma rays are recorded on the detectors after being transported from the object under study and generate important projection data for various angles. The results include a large number of projection functions that can then be used to create a sinogram matrix.
    Keywords: non-destructive testing, Computed Tomography, Fan-beam industrial CT, Monte Carlo Method, Projection function
  • Mahdieh Bakhtiari Ramezani, Effat Yahaghi *, Ali Biganeh, Syedeh Maryam Nori Dogahi Pages 96-103
    Plasma gliding-arc discharges is a non-equilibrium plasma that has many applications in research and industrial laboratories. Gliding plasma can be hot or cold plasma depending on the discharge power and gas flow rate, which leads to its various applications such as disinfection of fruits and vegetables, elimination of pollutant gases, increasing the staining of plastic surfaces. Plasma has been formed of ions, high-energy electrons, UV rays, and oxidants such as free radicals. In gliding reactors, a high voltage electrical discharge is applied between the two electrodes. Various species produced in plasma, including high-energy electrons, are effective in destroying and altering the atomic structure of copper electrodes. Changes in the structure of the electrodes in the long run will cause changes in temperature, density, and the type of species formed in the plasma. Therefore, in order to replace the reactor electrodes in a timely manner, it is necessary to evaluate the amount of structural changes in the electrodes over time. In this paper, changes in the structure of copper electrodes with a thickness of 4 mm and an effective length of 10 cm, which was used in a gliding arc research reactor for 80 hours to evaluate the effect of produced plasma on decontamination of agricultural products by the positron annihilation life-time spectroscopy has been investigated as a non-destructive test. The results show that the distance between the layers in the copper lattice has changed and the empty space between the atomic lattices has decreased and their number has increased.
    Keywords: Copper electrode, Gliding arc discharge, Non-equilibrium plasma, positron annihilation life-time spectroscopy
  • Atefeh Shagholi *, Parviz Teymouri Pages 104-113
    In the process of transformer insulation production, unwanted occurrence of contaminations in the insulation will cause the electrical discharge and major damage. Therefore, in order to detect impurities in the insulation, radiographic test is used in the quality control unit of transformer insulation production. In the available radiographic test, the radiographic operator observes the output image of the clear shiny spots in the field of images as impurities, but some factors such as the noise of radiographic images and the small size of the existing contaminations, reduce the accuracy and speed. On the other hand, the existing method does not detect the type of contaminations. Therefore, if contaminations are identified in the insulation, it will be impossible to identify the source of contamination and clean the insulation production line. In this research, a system for analyzing the contaminations of electrical insulation of transformers called ICAS is proposed in which by using image processing and machine vision methods, while improving the quality of radiographic images, contaminations can be automatically found in Identified the electrical insulation components of the transformer and obtained information about the occurrence of impurities in the insulation production line by identifying the impurities of iron and aluminum.
    Keywords: image processing, radiography imaging, ICAS system, Quality Control, Transformer Insulation Contamination, colormap
  • Hossein Norouzi Sahraei, Farzad Akhlaghi Modiri, Saeed Kahrobaee *, Iman Ahadi Akhlaghi Pages 114-120
    In this paper, the capability of non-destructive method of magnetic flux leakage in characterizing the microstructure and mechanical properties of API X65 steel has been evaluated. Magnetic flux leakage method is a popular non-destructive inspection method for oil and gas pipelines based on the detection of magnetic flux leakage from the surface of the part. This test is widely used to identify all discontinuities including surface and subsurface cracks as well as thickness changes due to latent corrosion in the inner wall of pipelines. In this study, four different microstructures subjected to four different types of heat treatment have been used. The results show that changes in microstructural characteristics, including morphology of the ferrite phase (polyhedral or needle) as well as the size of the ferrite grains, affect the density of magnetic flux lines emitted inside the part and the amount of magnetic flux leaked from the surface. Therefore, one can use the magnetic flux leakage test to efficiently determine the type of microstructure as well as the mechanical properties of the part.
    Keywords: Magnetic flux leakage test, non-destructive testing, API X65 Steel, Mechanical properties, Microstructural changes
  • Hamidreza Asemani *, Abdalrahman Haghighi, Hadi Rezghi Maleki, Nasser Soltani Pages 121-127
    Digital image correlation (DIC) is widely used as a tool to measure displacements and surface strains. The generation of speckle pattern in DIC technique has some limitations. In addition to spray paint, other techniques including laser speckle have also been proposed to generate speckle patterns. In previous studies, the use of DIC as a non-destructive technique has been limited to detect the surface cracks. In the current study, the feasibility of DIC for detection of subsurface defects was investigated. A laser beam was utilized to generate the DIC speckle pattern. The tensile load was applied to a polypropylene specimen containing an artificial subsurface defect. The DIC images were recorded and analyzed before and after loading the specimen. The results of surface displacement in the direction of tension and perpendicular to tension revealed the defect. To study further, the surface strains of the specimen were determined. In the obtained results, the strain concentration indicated the defect in the specimen. The approximate size and shape of the artificial defect are recognizable in the measured strain distribution.
    Keywords: Laser DIC, Speckle pattern, non-destructive testing, Subsurface defects
  • Ramin Shabani, Farhang Honarvar * Pages 128-133
    High sensitivity, high accuracy and almost no limitations on type of test material has made ultrasonic testing (UT) a desirable nondestructive testing method. Ultrasonic wave velocity and attenuation are two important parameters that affect an ultrasonic test. Attenuation is the loss of wave energy and reduction in wave amplitude during the propagation of waves through the material. In this paper, the attenuation coefficient is measured in an St37 specimen at a frequency of 1 MHz. The test is conducted in pulse-echo mode with immersion technique. The sources of error are identified, and the measurement uncertainty is calculated. In this measurement, the sources of error include errors due to measuring the length of the part and the amplitude of the echoes reflected from the back surface of the part. The attenuation coefficient is 39.33 dB/m and the measurement uncertainty is ±8.8 dB/m. The noise in the pulser-reciever system is found to be the main source of error in the measurement of amplitudes of reflected echoes from which the attenuation coefficient is calculated.
    Keywords: Attenuation, Ultrasonic testing, Uncertainty, Immersion