فهرست مطالب

فناوری آزمون های غیرمخرب - سال دوم شماره 9 (پیاپی 10، پاییز و زمستان 1400)

نشریه فناوری آزمون های غیرمخرب
سال دوم شماره 9 (پیاپی 10، پاییز و زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/04/09
  • تعداد عناوین: 13
|
  • محمد حسنی، داوود اکبری*، امیرحسین بهروش، پویا فرجی کلجاهی صفحات 2-12

    با پیشرفت روزافزون فرایندهای ساخت افزایشی و تولید محصولات دقیق تر با استفاده از مواد اولیه مختلف، قطعات ساخته شده از این فرایندها به طور فزاینده ای به عنوان محصولات نهایی مورد استفاده قرار می گیرند. در این موارد انجام آزمون غیرمخرب مناسب، برای شناسایی عیوب و تایید عملکرد محصول نهایی، ضروری است. در این مقاله، برای بازرسی قطعات پلیمری، ساخته شده با فرایند لایه نشانی مذاب، از روش دمانگاری فروسرخ با تکنیک فعال استفاده شده است. سه نمونه از جنس پلی لاکتیک اسید با درصد پرشوندگی مختلف ساخته شد. در نمونه های پرینت شده، عیب سوختن فیلامنت (تغییر شکل فیلامنت و تغییر رنگ ناشی از دمای بالا) ایجاد و مورد بررسی قرار گرفت. تحریک حرارتی نمونه ها به صورت تابشی توسط لامپ هالوژنی با دو روش بازتابی و عبوری انجام شد. سپس تصاویر حرارتی حاصل مورد بررسی قرار گرفت و جهت سهولت در شناسایی عیوب نمودار تغییرات دما - پیکسل برای هر نمونه به طور جداگانه رسم گردید. نتایج نشان داد که در این آزمون پیکربندی بازتابی قابلیت تشخیص عیب بهتری نسبت به حالت عبوری دارد. در حالت بازتابی پس از رسم نمودارهای دما - پیکسل، در تمام نمونه ها، عیوب قابل شناسایی هستند.

    کلیدواژگان: آزمون غیرمخرب، دمانگاری فروسرخ، ساخت افزایشی، فرایند FDM
  • حسین حیدری*، منصور حضرتی، محمدرضا برومند صفحات 13-32

    تمرکز اصلی این مقاله تحلیل رفتار مخزن تحت فشار به روش نشر آوایی و بررسی قابلیت روش تجربی در ردیابی و شناسایی عیوب مخازن با اندازه گیری کرنش و به دست آوردن حد فشارمخزن FRP است. برای انجام آزمایشات ابتدا مجموعه آزمایشی با نصب حس گرهای نشر آوایی و کرنش سنج بر روی مخزن آماده سازی شده سپس به بررسی آزمایشگاهی رفتار مخزن تحت فشار با داده گیری از روش های ذکر گردیده، پرداخته شد. مشاهده شد که مخزن کامپوزیتی مورد مطالعه در فشارهای کمتر از 2 بار در محدوده ایمن قرار داشت و نشتی های مخزن یاد شده با سوراخ های تا 2 میلی متر خطرات تغییر شکل پلاستیک و متعاقبا گسترش عیب را نداشت و در صورت دارا بودن سایر شرایط کارکردی نیاز به پایش و ارزیابی ندارد تا جایی که در فشارهای بالای 5 بار تغییرات کرنش از فاز خطی خارج می شود و در فشارهای خیلی بالاتر سایر فرایند های خرابی ازجمله تغییر شکل الاستیک- پلاستیک، رشد ترک ماتریس و غیره نیز بر سیگنال ها افزوده شده و می بایست مورد مطالعه قرار گیرد و این موضوع به معنای الزام پایش مخزن در فشارهای بالاتر و یا جلوگیری از به کارگیری آن است. نتیجه بررسی تجربی نشان می دهد که انتشار سیگنال های آکوستیک بیش از همه توسط فرآیندهای خرابی تولید می شود. لذا فعالیت نشر آوایی در مخزن سالم در مقایسه با مخزن معیوب بسیار کمتر بوده و افزایش فعالیت سیگنال در شروع نشتی قابل توجه و عیب نشتی قابل تشخیص است.

    کلیدواژگان: مخزن کامپوزیت تحت فشار، نشر آوائی، کرنش سنج، نشتی، کامپوزیت پلیمری با الیاف شیشه ای
  • کیهان ناطق، محمدرضا فراهانی* صفحات 33-40
    پوشش دهی فلزات به عنوان تکنیکی برای افزایش مقاومت به خوردگی قطعات صنعتی، امری بسیار کاربردی و متداول در صنایع مختلف بویژه صنایع نفت و گاز، صنایع پتروشیمی و صنعت دریایی می باشد. تشخیص خوردگی در فلزات پوشش‎دهی شده یکی از چالش‎های اساسی در زمینه آزمون‎های غیرمخرب است. در این پژوهش 20 عدد سوراخ کف تخت (FBH) با قطرهای 10، 8، 6، 4 و 2 میلی‎متر و ضخامت فلز باقیمانده بین 5/0 تا 2 میلی‎متر بر روی قطعه فولادی St37 با پوشش پلیمری اپوکسی به‎منظور شبیه‎سازی عیب خوردگی ایجاد شد. از آزمون دمانگاری تحریک پله‎ای (SHT) برای تشخیص عیب خوردگی استفاده شد. فیلتر میانه و فیلتر میانگین بر روی تصاویر دمانگاری برای کاهش نویز و هموارسازی تصاویر اعمال شدند. روش تحلیل مولفه اصلی (PCA) برای پردازش سیگنال‎های دمانگاری و بهبود قابلیت تشخیص عیوب بر روی داده‎های دمانگاری اعمال شد. نتایج نشان داد که پس از اعمال روش‎‎های پردازش سیگنال، تعداد عیوب قابل تشخیص از 12 سوراخ به 14 سوراخ افزایش یافت. همچنین نسبت سیگنال به نویز (SNR) بیش از 4 برابر افزایش یافت.
    کلیدواژگان: آزمون غیرمخرب، دمانگاری، فلزات پوشش دهی شده، PCT، NDT
  • سعید کهربائی*، حسین نوروزی صحرائی، فرزاد اخلاقی مدیری، ایمان احدی اخلاقی صفحات 41-51
    در این پژوهش به طراحی و ساخت یک سیستم غیرمخرب جهت تشخیص و اندازه گیری مشخصه های ترک در خطوط ریلی پرداخته شده است. ترک های خستگی تماسی غلتشی از مهمترین عیوب سطحی خطوط ریلی می باشند و بیشترین آمار خرابی ها و شکستگی های ریل ناشی از آنها است. در صورتی که این ترک ها در خطوط ریلی به موقع شناسایی شوند، می توان با انجام سنگ زنی پیشگیرانه مانع از رشد بیش از حد آن ها و بروز خرابی شد. در این پژوهش، قابلیت دو روش غیرمخرب متداول در ترک یابی شامل نشت شار مغناطیسی و جریان گردابی بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که آزمون نشت شار مغناطیسی علیرغم قابلیت تشخیص موقعیت و عمق ترک ها دارای محدودیت هایی همچون وزن بالای یوک و قدرت بالای میدان تحریک (که منجر به کاهش سرعت حرکت پروب بر روی سطح ریل می شود) می باشد. در حالی که سنسورهای آزمون جریان گردابی علاوه بر اینکه سبک بوده و با اعمال میدان تحریک کوچک پروب روی سطح ریل (به صورت موضعی) خللی در حرکت پروب بر روی سطح ایجاد نمی شود، دارای دقت و تکرار پذیری بالایی برای تشخیص موقعیت و عمق ترک ها است. بنابراین روش جریان گردابی پیشنهادی در دستگاه عیب یاب خطوط ریلی پیاده سازی شده و در شرکت بهره برداری قطارشهری مشهد در حال استفاده است.
    کلیدواژگان: عیوب ریلی، ترک های خستگی تماسی غلتشی، آزمون نشت شار مغناطیسی، آزمون جریان گردابی
  • محمدحسین منصورقناعی* صفحات 52-62
    در این پژوهش آزمایشگاهی، یک طرح اختلاط از بتن معمولی حاوی سیمان پرتلند با عیار 500 کیلوگرم بر متر مکعب و یک طرح اختلاط از بتن قلیافعال بر پایه سرباره کوره آهنگدازی ساخته شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی، آزمون غیرمخرب تعیین سرعت ارتعاشات فراصوتی (اولتراسونیک) در بتن تحت دمای 21 و 600 درجه سانتی گراد در سن عمل آوری 90 روزه انجام گرفت. به منظور بررسی ریزساختاری بتن و راستی آزمایی نتایج آزمون فراصوتی، آزمون مقاومت فشاری و تصویر برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی بر روی نمونه های بتنی انجام گرفت. نتایج حاصله حاکی از افت سرعت عبور ارتعاشات فراصوتی، پس از اعمال حرارت بالا (600 درجه سانتی گراد) در بتن بود، بطوریکه در بتن معمولی و بتن قلیافعال به ترتیب افت سرعت 79/44 و 58/40 درصدی در نتایج بعد و قبل از اعمال حرارت کسب گردید. در این راستا سرعت عبور ارتعاشات فراصوتی در بتن قلیافعال کمتر از بتن معمولی شد، بطوریکه در دمای 21 و 600 درجه سانتی گراد، درصد افت سرعت در بتن قلیافعال نسبت به بتن معمولی به ترتیب برابر با 48/10 و 66/3 درصد به دست آمد. در ادامه نتایج حاصل از آزمون مقاومت فشاری و تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی، در هماهنگی و همپوشانی با نتایح حاصل از آزمون تعیین سرعت عبور ارتعاشات فراصوتی در بتن تحت دمای 21 و 600 درجه سانتی گراد قرار گرفت.
    کلیدواژگان: بتن قلیافعال، آزمون غیرمخرب اولتراسونیک، حرارت بالا، ریزساختار بتن، ژل های هیدراته
  • عفت یاحقی*، امیر موافقی، خوزه آنتونی مادرید گارسیا صفحات 63-68
    شناسایی اجزای داخلی وسایلی مانند اسلحه های قدیمی برای کارشناسان مرمت اهمیت زیادی دارد. در این بررسی ها چگونگی طراحی داخلی و اتصالات اجزاء و وضعیت عمومی اسلحه اهمیت دارند . در این تحقیقات همچنین بررسی وضعیت ایمنی سلاح از نظر پر یا خالی بودن و یا نحوه قرارگیری فشنگ ها نیز مهم هستند. در این مطالعه پرتونگاری ایکس برای بررسی وضعیت دو هفت تیر شش لول و کلت عتیقه بکار گرفته شده است. برای وضوح بیشتر پرتونگاره ها از تکنیک پردازش تصویر به کمک موجک کرولت استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که پرتونگاری، در آشکارسازی ساختار داخلی و چگونگی چینش قطعات در دو سلاح، اطلاعات خوبی را به کاربر می دهد. تصاویر پردازش شده آنها نیز جزییات بیشتر و دقیق تری از این اطلاعات را ارایه داده است. نظر متخصصین ضمن تایید اطلاعات پرتونگاری در دو اسلحه، کارایی روش موجک کرولت را برای افزایش تا 25% در وضوح تصاویر را تایید کرده است.
    کلیدواژگان: پرتونگاری، میراث فرهنگی، شش لول، کلت، پردازش تصویر، موجک کرولت
  • فرهنگ هنرور*، علیرضا بهادری، مهدی بیات کزازی صفحات 69-76
    سخت کاری یکی از روش های بهبود خواص سطح در قطعات فولادی از جمله محور ها و چرخ دنده ها است. یکی از پارامترهای کنترلی که باید در این فرایند اندازه گیری شود، عمق لایه سخت شده است که به روش های مخرب یا غیرمخرب قابل اندازه گیری است. در این مقاله، تکنیک اندازه گیری عمق سختی به روش فراصوتی پراکندگی برگشتی با به کارگیری کاوند تماسی پیاده سازی و از آن برای اندازه گیری عمق سختی قطعات فولادی استفاده شده است. اندازه گیری ها بر روی چهار محور فولادی با عمق های سختی متفاوت انجام شده است. سیگنال های فراصوتی اندازه گیری شده بر روی این چهار قطعه پس از یکسوسازی با فیلترهای هموارکننده پردازش شده اند. مقایسه نتایج حاصل از آزمون غیرمخرب پراکندگی برگشتی با نتایج آزمایش های مخرب میکرو ویکرز نشان می دهد که این روش توانایی و دقت بالایی در اندازه گیری عمق سختی دارد. بررسی ها نشان می دهد که بیشینه خطای اندازه گیری به روش فراصوتی پراکندگی برگشتی کمتر از 4% بوده است. باتوجه به غیرمخرب و قابل حمل بودن، این روش می تواند گزینه مناسبی برای کنترل کیفیت نمونه های سخت کاری شده به روش القایی باشد.
    کلیدواژگان: سخت کاری سطحی، روش القایی، امواج فراصوتی، روش تماسی، پراکندگی برگشتی
  • امیرمحمد بیگ زاده*، مجتبی عسکری، علی طاهری صفحات 77-87
    امروزه مقطع نگاری کامپیوتری کاربردهای گسترده ای در سیستم های تصویربرداری پزشکی و صنعتی دارند. در مقطع نگاری تصویر درون اجسام با استفاده از اسکن در زوایای مختلف و بازسازی تصویر به دست می آید. مقطع نگاری صنعتی در بسیاری از حوزه های صنعتی برای بازرسی داخلی قطعات مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از کاربردهای کلیدی آن در صنعت، تشخیص عیوب، بازرسی غیر مخرب، آنالیز شکست، اندازه شناسی، آنالیز مونتاژ و کاربردهای مهندسی معکوس بوده است. در این مطالعه امکان سنجی مقطع نگاری یک نمونه فانتوم استاندارد با بهره گیری از سیستم کارگو اسکنر خودرویی انجام شد. فانتوم متشکل از 9 میله با قطر 5، 10 و 20 میلیمتر از جنس آهن، آلومینیوم و پلی اتیلن بود. هندسه اصلی این سیستم از یک آشکارساز خطی آرایه ای و چشمه پرتوزای گاما تشکیل شده است. برای بازسازی تصاویر پروجکشنهای جسم از دو روش ریاضی MLEM و BackProjection استفاده شد. در ابتدا سیستم مقطع نگاری پیشنهادی با استفاده از کد مونت کارلوی MCNPX شبیه سازی شد. خروجی سطح مقطع جسم از نقطه نظر روش بازسازی بکار گرفته شده و هندسه تجربی و شبیه سازی شده با یکدیگر مقایسه شدند.
    کلیدواژگان: مقطع نگاری کامپیوتری، تصویربرداری گاما، کد MCNPX، آزمون قدرت تفکیک، آزمون تباین
  • ایمان احدی اخلاقی*، حسین نوروزی صحرائی، فرزاد اخلاقی مدیری، سعید کهربائی صفحات 88-97
    در این پژوهش، سیستم غیرمخربی به منظور تشخیص و اندازه گیری سایش خطوط ریلی طراحی و ساخته شده است. عدم تشخیص به موقع عیوبی مانند سایش ریل می تواند منجر به بروز مشکلات یا عواقب جبران ناپذیری شود. به طور مثال، در صورتی که میزان سایش ریل از مقدار بحرانی عبور کند، ضمن تغییر در هندسه خط، امکان بروز حوادثی همچون خروجی قطار از ریل وجود دارد. در روش پیشنهادی از یک سیستم سخت افزاری متشکل از لیزر خطی و دوربین استفاده شده است. در این سیستم تصویر پرتو لیزر خطی که به سطح ریل تابیده می شود توسط یک دوربین مناسب ثبت می شود. میزان انحراف تصویر پرتو لیزر در مناطق سایش یافته نسبت به مناطق سالم، معیاری از میزان سایش به دست می دهد. در روش پیشنهادی پس از به کارگیری روش های مختلف پردازش تصویر جهت استخراج الگوی روشن شده توسط لیزر، عملکرد سه شبکه مصنوعی MLP، RBF وGRNN جهت کالیبراسیون و تخمین مقادیر کمی سایش بررسی و مقایسه گردید. در نهایت با توجه به خطای کمتر شبکه GRNN در تخمین هر سه کمیت W1، W2و W3، از این شبکه به منظور کالیبراسیون استفاده شد. خطای مقادیر پیش بینی شده برای پارامترهای سایش W1، W2 و W3 به ترتیب برابر با0/27، 0/24 و 0/32میلی متر می باشد. این مقادیر نشان دهنده عملکرد بسیار خوب سیستم اندازه گیری پیشنهادی می باشد. لازم به ذکر است، در دستگاه عیب یاب خطوط ریلی RDD-S11 که در حال حاضر جهت تشخیص عیوب متداول ریل های خطوط شرکت بهره برداری قطارشهری مشهد مورد استفاده قرار می گیرد، این روش پیاده سازی و جهت استخراج پارامتر های سایش استفاده می شود.
    کلیدواژگان: عیوب ریلی، سایش، سیستم لیزر و دوربین، پردازش تصویر، شبکه عصبی مصنوعی GRNN
  • زاهد فتحی زاده*، محمد ابونجمی، سید رضا حسن بیگی صفحات 98-106

    در این پژوهش ازروش پاسخ صوتی و ارتعاشی برای تخمین میزان سفتی سیب به صورت غیرمخرب استفاده شد. سیب های رقم گالا در دو دمای صفر و 20 درجه سلسیوس به مدت 9 و 6 هفته نگهداری شدند و در طول دوره انبارمانی هر هفته مورد آزمایش پاسخ ضربه صوتی قرار گرفتند. نمونه ها در طی آزمایش برروی دستگاه مخصوص که برای این آزمایش طراحی و ساخته شده قرار گرفته و با یک ضربه ملایم تحریک شدند. صدا و ارتعاش ناشی از ضربه توسط میکروفون و شتاب سنج دریافت شده و به صورت سیگنال های آنالوگ به کارت صدای رایانه منتقل و سپس تبدیل به سیگنال های دیجیتال شدند. سیگنال های دیجیتال توسط تبدیل فوریه در نرم افزار متلب از حوزه زمان به حوزه فرکانس تبدیل شدند. فرکانس های غالب سیگنال های صوتی و ارتعاشی استخراج شده و شاخص های سفتی از روابط مخصوص بدست آمد. نتایج آزمون های صوتی و ارتعاشی با نتایج آزمون نفوذسنجی مقایسه شد. ضریب همبستگی میان سفتی پانچ و شاخص سفتی بیش از 0.92 بودکه در سطح احتمال %1 معنی دار بود. همچنین فرکانس های غالب صوتی و ارتعاشی و جرم نمونه ها به عنوان سه ویژگی به صورت تکی، دوتایی و سه تایی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی برای تخمین عمر انبارمانی سیب مورداستفاده قرار گرفت. عمر انبارمانی در بازه های زمانی یک، دو و سه هفته ای تخمین زده شد و نتایج ترکیب دوتایی و سه تایی در حالت های مختلف از %9 تا%30 دقت طبقه بندی ویژگیهای تکی را افزایش داد.

    کلیدواژگان: آزمون غیرمخرب، پاسخ صوتی، سفتی سیب، کیفیت سنجی سیب
  • محسن محمدی*، سید حسین صادقی، مرتضی کازرونی، عماد حمیدی صفحات 107-114

    در این مقاله به بررسی روش اختلال محفظه (CPM) که روشی متداول برای تعیین مشخصات الکترومغناطیسی مواد در بازه ی فرکانسی مایکروویو می باشد، می پردازیم. این روش بر تغییر در فرکانس رزونانس و ضریب کیفیت محفظه بر اثر دخول نمونه در محل حداکثر میدان الکتریکی یا مغناطیسی، وابسته به طبیعت پارامتری که تحت مطالعه است، استوار است. مهمترین محدودیت این روش آنست که حجم نمونه باید کوچک باشد تا اثر قابل اغماضی در هندسه ی میدان های داخل محفظه نداشته باشد. در این مقاله با ارایه روشی جدید مبتنی بر طراحی موجبر مستطیلی با درپوش متناسب با آن، که محل قرارگیری نمونه می باشد و ساخت دستگاه اندازه گیری مناسب، با حداقل کردن انواع خطاهای اندازه گیری هم چون اندازه گیری با صفحه های سوراخ دار با قطرهای مختلف در ابتدا و انتهای موجبر، استفاده از چسب مایع مناسب برای چسباندن نمونه بر روی درپوش موجبر و... بیان گردیده است. برای طراحی و ساخت دستگاه اندازه گیری غیر مخرب در باندهای مختلف، ضرایب دی الکتریک و نفوذپذیری مغناطیسی مواد با درصد خطای خیلی پایین ارایه شده است. برای ارزیابی دقت روش پیشنهاد شده، مقادیر ثابت دی الکتریک و نفوذپذیری مغناطیسی چند نمونه اندازه گیری شده با مقادیر واقعی مقایسه شده و درصد خطای این روش پیشنهادی در نهایت به کمتر از 1.5 درصد رسیده است.

    کلیدواژگان: روش اختلال محفظه، فرکانس رزونانس، اندازه گیری، ثابت دی الکتریک، ضریب نفوذپذیری مغناطیسی
  • سجاد کیانی* صفحات 115-128
    در این پژوهش، قدرت پاسخ حسگرهای گازی نیمه هادی اکسید فلزی (MOS) به منظور ساخت یک سامانه بینی الکترونیک قابل حمل برای کیفیت سنجی بویایی غیر مخرب انواع مختلف گیاهان دارویی بر اساس ترکیبات آلی فرار آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. در این مطالعه زعفران (Crocus sativus L.) به عنوان یکی از مهم ترین گیاهان دارویی تولید کشور استفاده شد. یک سامانه بینی الکترونیک متشکل از ده حسگر گازی اکسید فلزی (MOS)، مدارات الکترونیکی واسط، کامپیوتر و نرم افزار پردازشگر توسعه داده شد. داده های بویایی یازده نمونه مختلف زعفران توسط آرایه حسگرها در زمان های 350 تا 360 ثانیه دریافت و با استفاده از تحلیل مولفه های اصلی (PCA) و خوشه بند سلسله مراتبی (HCA) به منظور ارزیابی قدرت تمایز حسگرها تحلیل شدند. کیفیت سنجی و طبقه بندی نمونه های زعفران با روش طیف سنجی محلول استاندارد نمونه های زعفران (روش مخرب آزمایشگاهی با شماره استاندارد ISO3632) نیز به منظور مقایسه با روش غیر مخرب بینی الکترونیک انجام شد. نتایج تحلیل PCA و HCA داده های حسگرها در پاسخ به مواد فرار نمونه های زعفران نشان داد نمونه ها در سه گروه متفاوت قرار گرفتند. همچنین بررسی قدرت تمایز حسگرها نشان داد 2 عدد از حسگرهای استفاده شده زاید و در نتیجه امکان حذف این حسگرها وجود دارد. نتایج تحلیل آزمایشگاهی نیز منطبق بر نتایج طبقه بندی بوسیله بینی الکترونیک حاصل شد. با استفاده از روش ارایه شده در این پژوهش، کمترین و موثرترین تعداد حسگرهای گازی MOS به منظور کاهش هزینه های ساخت سامانه بینی الکترونیک و همچنین افزایش دقت طبقه بندی آن در نتیجه کاهش حجم داده-های پردازشگر در ارزیابی کیفیت بویایی زعفران انتخاب شدند.
    کلیدواژگان: بینی الکترونیک، کنترل کیفیت، گیاهان داروئی، ترکیبات فرار
  • نفیسه عراقیان*، امیر موافقی، بهروز رکرک، مجتبی فرض مهدی، محمدحسین منصوری، زینب نقش نژاد صفحات 129-139

    تصویربرداری مقطع نگاری رایانه ای نوترونی، یکی از روش های تصویربرداری سه بعدی نوین و با دقت بالا برای بازرسی و آزمون غیرمخرب مواد و قطعات است. تصویر حجمی ایجادشده توسط این روش، برای بررسی ساختار داخلی، شناسایی عیوب و سنجش کیفیت نمونه های مورد آزمون بسیار کارآمد است. در این تحقیق، پیاده ‎سازی مقطع نگاری رایانه ای نوترونی با روش بازسازی تصاویر FBP در راکتور تحقیقاتی تهران برای اولین بار در کشور مورد مطالعه قرار گرفته است. سامانه شامل سیستم داده برداری تجربی، سیستم اتوماسیون یکپارچه تصویربرداری دیجیتال، پردازش و بازسازی تصویر با روش FBP و نمایش سه بعدی از حجم نمونه طراحی و راه اندازی گردیده است. نمونه مورد آزمون در میدان حاصل از باریکه نوترونی، به صورت نیم صفحه ای چرخانده و تعداد 360 پروجکشن دو بعدی تصویربرداری شده است. تصاویر پروجکشن با استفاده از نرم ‎‏افزار MuhRec پیش پردازش و تصاویر مقطع نگاری با استفاده از الگوریتم FBP بازسازی شده اند. براساس نتایج، کیفیت تصاویر حاصل از بازسازی مناسب ارزیابی می شود. عیوب داخلی نمونه با توجه به بیشینه قدرت تفکیک مکانی سامانه در حدود µm 200، قابل تشخیص می باشند.

    کلیدواژگان: مقطع نگاری رایانه ای نوترونی، آزمون غیرمخرب، راکتور تحقیقاتی تهران، بازسازی تصاویر CT با روش FBP
|
  • Mohamad Hasani, Davood Akbari *, AmirHossein Behravesh, Pouya Faraji Kalajahi Pages 2-12

    With the increasing development of additive manufacturing processes and the production of more precise products using different materials, parts made from these processes are increasingly being used as end products. In this paper Fused Deposition Modeling (FDM) printed parts are studied and tested by Active IR Thermography method. to this regard, Three PLA samples are printed with different infill rates. The filament burnout defect was produced during the printing process. The excitation performed by means of two halogen lamps, directly radiated to the samples. Two different set-ups including transmission and reflection modes are selected. The Thermal images are captured during heating as well as cooling time and all the defects are revealed in the thermal images. Results indicated that the proposed Active IR Thermography, is capable in detection of filament burnout defect in this parts. Moreover, it has been indicated that the reflection method leads to better outcomes in comparison with the transmission mode.

    Keywords: Nondestructive Test, Active thermography, Additive Manufacturing, FDM Process
  • Hossein Heidary *, Mansor Hazrati, MohammadReza Boroomand Pages 13-32

    The main focus of this article is to Analysis of Pressure Vessel Behaviour by Acoustic Emission Method and Ability of Experimental methods in Cylinder defects detection By Strain Measuring and obtaining the pressure limit FRP composite tanks.In this Study, for performing experiments, first, the experimental set-up was prepared by installing emission acoustic sensors and strain gauges on the tank; then, the behavior of the Pressure Vessel was investigated by data of acoustic emission method and the strain gauge data were investigated. Observed that The studied composite tank was in the safe range at a pressure less than 2 bar and the mentioned tank leaks with holes up to 2mm did not high risk for destructive deformation & defect spread; if it has other operating conditions, it does not need to be monitored up to pressures above 5 bar where the strain ratio out of the linear phase and at higher pressures, other failure mechanisms, such as elastic-plastic deformation, cracking, etc are also added to the signals and should be studied and this means the need to monitor the tank at higher pressures or refuse to use it.The result is that the acoustic signals are mostly produced by failure mechanisms. Experimentally based on the volume and characteristics of the signals and the obtained data showed that the acoustic emission activity in a non-defective cylinder is much lower compared to a defective cylinder. Usually, the signal increase at the beginning of the leak, and the leak is detectable.

    Keywords: Composite Pressure Vessel, Acoustic Emission, Strain Gauge, Leakage, GFRP
  • Keyhan Nategh Pages 33-40
    Coating metals as a technique to increase the corrosion resistance of industrial parts is very practical and common in various industries, especially oil and gas, petrochemical and marine industries. Corrosion characterization in coated metals is a major challenge in the field of Non-destructive testing (NDT). In this work, 20 flat bottom holes (FBH) with diameters of 10, 8, 6, 4, 2 mm were drilled to distances from the test piece surface ranging between 0.5 and 2 mm on the St37 steel plate with epoxy coating simulate corrosion defect. Step heating thermography (SHT) has been applied to evaluate corrosion defects. Median filter and Gaussian low-pass filter are used for noise reduction and smoothing the thermal images. Principal component analysis (PCA) has been applied to raw thermal images to process thermographic signals and improve the defect detection capability. Results showed that after applying signal processing methods, the number of the detected defects increased from 12 to 14 holes. Also the signal-to-noise ratio (SNR) has more than quadrupled.
    Keywords: non-destructive testing, Thermography, Coated metals, PCT, NDT
  • Saeed Kahrobaee *, Hossein Norouzi Sahraei, Farzad Akhlaghi Modiri, Iman Ahadi Akhlaghi Pages 41-51
    This study aims to design and manufacture a crack detection/measurement system for railway lines. Rolling contact fatigue cracks are among the most significant railway surface defects and most failures and rail fractures arise from this type of defect. In case of well-timed detection of these cracks, the overgrowth of them and subsequently rail fracture could be avoided by preventive grinding. In this study, the capability of two conventional non-destructive methods for crack detection, including Magnetic Flux Leakage (MFL) and Eddy Current (EC) tests, have been evaluated. The results indicate that, despite capability of detecting the position and depth of cracks, the MFL method has several limitations, such as the high weight of the yoke and high field strength, making the probe move harder over the rail. Instead, the EC probes are very light and excite the rail surface with a weak magnetic field, providing a higher scanning speed. Besides, EC probes indicate high accuracy and reliability for determination the location and depth of cracks. In RDD-S11, which is currently being used in lines one and two of Mashhad Urban Railway Company to detect three common defects, the proposed EC sensors have been used.
    Keywords: Rail defects, Rolling contact fatigue cracks, Magnetic flux leakage test, Eddy current test
  • Mohammadhossein Mansourghanaei * Pages 52-62
    In this laboratory study, a mixing design was made of ordinary concrete containing Portland cement with a grade of 500 kg/m3 and a mixing design was made of alkaline concrete based on slag from the composing furnace. In order to investigate the mechanical properties, a non-destructive test was performed to determine the velocity of ultrasonic vibrations in concrete at 21 and 600 °C at a 90-day curing age. In order to evaluate the microstructure of concrete and verify the results of ultrasonic test, compressive strength test and scanning electron microscopy imaging was performed on concrete samples. The results showed a decrease in the speed of ultrasonic vibrations after applying high temperature (600 °C) in concrete, so that in ordinary concrete and hard concrete, the deceleration rate was 44.79% and 40.58% in the results after and before, respectively. Obtained by applying heat. In this regard, the passage speed of ultrasonic vibrations in ferrous concrete was lower than ordinary concrete, so that at 21 and 600°C, the percentage of velocity drop in ferrous concrete compared to conventional concrete is equal to 10.48 and 3.66%, respectively. Was obtained. The results of the compressive strength test and the images obtained from the scanning electron microscope, in coordination and overlap with the results of the ultrasonic vibration test in concrete were subjected to 21 and 600°C.
    Keywords: Alkaline alkaline concrete, Non-destructive ultrasonic test, high heat, Concrete microstructure, Hydrated gels
  • Effat Yahaghi *, Amir Movafeghi, Jose A. Madrid Garc&Iacute, A Pages 63-68
    Identifying the internal components of old specimens such as antique guns is very important to restoration experts in terms of the internal design and their connections. It is also important to check the safety of the weapon in terms of whether it is full or empty or how the cartridges are positioned. In this case study, radiography testing was used to investigate the condition of two antique guns, revolver and colt. Image processing techniques based on the curvelets was used to for better evaluation of the radiographs. The results show that radiography provides good information in revealing the internal structure and the parts arrangements in the two weapons. Their processed images also provide more detailed and accrued information. Experts have confirmed the radiographic information in the two guns and their internal structure and defects and and also confirmed the efficiency of the “curvelet” wavelet method for the definition increasing of the images up to 25%.
    Keywords: Radiography, Cultural heritage, revolver, pistol, image processing, curvelet
  • Farhang Honarvar *, Alireza Bahadory, Mahdi Bayat Kazazi Pages 69-76
    Surface hardening is one of the common methods to improve the surface properties of steel components such as axles and gears. One of the control parameters measured in this process is the case depth, which can be measured by either destructive or nondestructive methods. In this paper, the ultrasonic nondestructive backscattering technique is utilized to measure the case depth of steel shafts. Measurements are carried out on four steel shafts with different case depths by using contact ultrasonic testing method. The ultrasonic signals collected from these shafts are rectified and filtered by smoothing filters. Comparison of the results of the ultrasonic tests with those of the destructive tests confirms the capability and high precision of the ultrasonic backscattering technique in measuring the case depth. The maximum error in ultrasonic backscattering measurements was less than 4%. Due to its nondestructive and portable nature, this technique can be a good choice for quality control induction hardened components with a case depth of 2 mm or more.
    Keywords: Surface Hardening, Induction hardening, Ultrasonic testing, Contact method, Backscattering
  • Amirmohammad Beigzadeh *, Mojtaba Askari, Ali Taheri Pages 77-87
    Today, computed tomography has a wide of applications in medical and industrial imaging systems. In CT the inside image of the objects is obtained by scanning it at different angles and reconstructing the image. Industrial CT is used in many industrial areas for internal inspection of parts. Some of its key applications in industry are fault detection, non-destructive inspection, failure analysis, metrology, assembly analysis and reverse engineering. In this study, the CT feasibility study of a standard phantom specimen was performed with a cargo scanner system. The phantom contains 5.0 mm, 10.0 mm, 20.0 mm, diameter rods made of iron, aluminium and polyethylene and the total number of phantom rods was 9. The Imaging system geometry consists of a linear array detector and a gamma ray source. Two mathematical methods, MLEM and BackProjection, were used for reconstructing the projection that obtained from the sample. First the proposed CT system was simulated using the MCNPX Monte Carlo code. The CT images of phantom were compared in terms of the reconstruction methods and the experimental and simulated geometry.
    Keywords: Computed Tomography, Gamma radiography, MCNPX, Resolution test. Contrast test
  • Iman Ahadi Akhlaghi *, Hossein Norouzi Sahraei, Farzad Akhlaghi Modiri, Saeed Kahrobaee Pages 88-97
    In this study a non-destructive system was designed and fabricated to detect wear and measure its parameters on railway tracks. Delayed detection of wear on railway lines can cause critical problems and makes the repair and maintenance process more time and cost-consuming. Even worth, if the wear passes the critical value, it changes the geometry of the line, causing the derailment of the train. In the proposed method for wear detection, a system with a line laser and a camera is applied. The laser lights the surface of the rail, and the camera captures an image from it. By processing the shape of the lit pattern, which is different in worn and unworn areas, we could detect wear and estimate its several parameters. In the proposed method, after applying some preprocessing techniques to extract the shape of the lit pattern, an artificial neural network (ANN) is used to quantify w1, w2, and w3 as the three parameters of the wear. The performance of three artificial neural networks (MLP, GRNN, and RBF) to estimate w1, w2, and w3 was studied. Among all, GRNN had the best performance with the maximum error of 0.27, 0.24, and 0.32 mm, respectively for W1, W2, and W3. It shows the high efficiency of the suggested measurement system. In RDD-S11, which is currently being used in lines one and two of Mashhad Urban Railway Company to detect three common defects, the proposed method is being used to detect and measure the wear on railway tracks.
    Keywords: Rail defects, Wear, Laser-camera system, image processing, GRNN Artificial neural network
  • Zahed Fathizadeh *, Mohammad Aboonajmi, Seyyed Reza Hasanbeigi Pages 98-106

    In this study, acoustic and vibration response methods were used to non-destructively estimate the firmness of apples. Gala apples were stored at 0 and 20 ° C for 9 and 6 weeks and were tested for acoustic response every week during storage. During the test, the samples were placed on a special device designed and made for this test and stimulated with a gentle tap. Impact sound and vibration were received by the microphone and accelerometer and transmitted as analog signals to the computer sound card and then converted to digital signals. Digital signals were converted from time domain to frequency domain by Fourier transform in MATLAB software. The dominant frequencies of the sound and vibration signals were extracted and the firmness indices were obtained from special equations. The results of acoustic and vibration tests were compared with the results of puncture test. The correlation coefficient between puncture firmness and firmness index was more than 0.92, which was significant at the probability level of 1%. Also, the dominant acoustic and vibrational frequencies and mass of the samples were used as three features as single, binary and ternary using artificial neural network to estimate the shelf life of apples. The shelflife was estimated at one, two and three week intervals and the results of fusion of binary and ternary in different modes increased from 9% to 30% the accuracy of classification of individual features.

    Keywords: Nondestructive testing, Acoustic response, Apple Firmness, Apple quality assessment
  • Mohsen Mohammadi *, Seyed Hossein Hesamedin Sadeghi, Morteza Kazerooni, Emad Hamidi Pages 107-114

    The microwave chamber disturbance method (CDM) is a commonly used procedure for determining the electromagnetic properties of materials in the microwave frequency range. This method is based on the change in the resonance frequency and the quality coefficient of a measurement chamber due to the penetration of the sample at the location of the maximum electric or magnetic field, depending on the nature of the parameter under study. The main limitation of the CDM is the requirement that the sample size must be small so as not to have a negligible effect on the geometry of the fields inside the chamber. In this paper, we propose an enhanced CDM for accurate measurement of dielectric constant and magnetic permeability of materials with very low error rates. The chamber consists of a rectangular waveguide with a cap that fits the location of the sample. This arrangement provides a suitable measuring device that minimizes the measuring errors, including the uncertainty in the perforated plate and use of liquid adhesive for sample-waveguide attachment. To validate the accuracy of the proposed method, the predicted values of dielectric constant and magnetic permeability of several sample materials are compared with their actual values and the error rate of this proposed method has finally reached less than 1.5%

    Keywords: Chamber perturbation method, resonance frequency, Measurement, Dielectric Constant, Magnetic permeability
  • Sajad Kiani * Pages 115-128
    In this study, the discriminatory power of Metal Oxide Semiconductor (MOS) gas sensors was evaluated to develop a portable electronic nose (e-nose) system for clustering different types of saffron samples based on their Volatile Organic Components (VOCs). The system was comprised of ten MOS gas sensors, direct headspace sampling, microcontroller devices, and a laptop computer coupled with multivariate computational tools. Eleven saffron samples were procured from different geographical origins for the experiments. Principal Component Analysis (PCA) and Hiricultural Cluster Analysis (HCA) models were applied for sample clustering and for demonstrating the discriminatory power of the gas sensors as well. The quality assessment of the samples was also performed by the standard laboratory method (ISO3632). The gas sensors data were acquired at 350-360 seconds after the samples were exposed to the sensors. Results of the PCA and HCA analysis of the sensors data indicated that the saffron samples were divided into three main clusters. Also, it was found that the discrimination power of the sensors was different and the possibility of removing sensors with low discriminatory power (2 sensors) was provided. Results of laboratory analysis (destructive method) were obtained in accordance with the classification results of the e-nose data analysis. Using the proposed method to find the most effective MOS sensors and eliminating the redundant sensors can help to reduce the development costs of the electronic nose systems and the processor input data. It also increases the classification accuracy of the e-nose system in the quality control of medicinal plants.
    Keywords: electronic nose, Quality Control, herbs, volatile compounds
  • Nafise Araghian *, Amir Movafeghi, Behrouz Rokrok, Mojtaba Farazmahdi, MohammadHosein Mansouri, Zeinab Naghshnezhad Pages 129-139

    Neutron Computed Tomography (nCT) is proposed as one of the modern and high accuracy 3-dimensional imaging modalities of nondestructive testing of the materials and components. Volumetric rendering and representation capability of tomographic imaging has many advantages for interrogating the internal structures, defect detection and quality testing of objects. Implementation of Filtered Back-Projection (FBP) reconstruction method for nCT facility at Tehran Research Reactor has been investigated in this study. The facility consists of experimental data acquisition system, integrated automation digital imaging system, image processing, FBP reconstruction, and 3D visualization softwares. Test subject was turned within the neutron radiation field at half screen and 360 two-dimensional projections were acquired through data acquisition. Preprocessing was performed on projections and tomographic images of subject were reconstructed using MuhrRec software and FBP algorithm. The results were indicated that reconstructed images have appropriate quality. Internal defects were recognizable having dimensions above the maximum spatial resolution of the facility (~200 µm).

    Keywords: Neutron Computed Tomography (nCT), Tehran Research Reactor, Non-Destructive Testing (NDT), CT Image Reconstruction with FBP method