فهرست مطالب

فناوری آزمون های غیرمخرب - سال سوم شماره 2 (پیاپی 12، پاییز و زمستان 1401)

نشریه فناوری آزمون های غیرمخرب
سال سوم شماره 2 (پیاپی 12، پاییز و زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/26
  • تعداد عناوین: 8
|
  • امیرمحمد بیگ زاده*، شهریار بدیعی صفحات 1-15
    صنعت هسته ای حوزه ای است که استفاده از شبکه های عصبی در سال های اخیر در آن اهمیت فزاینده ای پیداکرده است. یکی از کاربردهای مهم و کلیدی شبکه های عصبی در صنعت هسته ای در تحلیل داده های هسته ای به دست آمده از محاسبات، سنجشگرهای هسته ای از قبیل سنجشگرهای مبتنی بر پرتوی گاما برای اندازه گیری ضخامت، چگالی، فلوی سیالات، آزمایش های تجربی و آزمون های غیرمخرب نظیر پرتونگاری و... است. روش های اندازه گیری هسته ای مبتنی بر پرتوی گامای عبوری از یک ماده و یا فرایند، یک روش غیرمخرب است که در شکل کلی از یک چشمه رادیوایزوتوپی پرتوزا  مانند چشمه سزیوم-137 و کبالت-60 و یک واحد آشکارسازی سوسوزن تشکیل شده است. در این مطالعه از طریق مدل سازی با کد مونت کارلوی MCNPX، هندسه ی مد عبوری برای ضخامت سنجی رادیوایزوتوپی طراحی گردید و در این مدل سه نمونه فلز پر کاربرد در صنایع (مس، آهن و آلومینیوم) با هدف تعیین ضخامت آنها استفاده شد. برای ایجاد مجموعه داده با تعداد بالا ضخامت نمونه ها از 5/0 تا 50 میلی متر با گام 5/0 میلی متر تغییر داده شد و نتایج محاسبات مونت کارلو به صورت ارتفاع پالس در آشکارساز ثبت شد. در ادامه تمامی نتایج حاصل از انرژی های مختلف به صورت مجموع برای آموزش شبکه ی عصبی مصنوعی بر پایه توابع شعاعی (RBF) و پرسپترون چندلایه (MLP) استفاده شد تا پس از آموزش این شبکه ها قادر به پیش بینی ضخامت فلزات مختلف باشند. نتایج به دست آمده از دو شبکه برای خروجی مدل با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد که پاسخ شبکه MLP نسبت به RBF در این کاربرد رضایت بخش تر است.
    کلیدواژگان: ضخامت سنجی رادیوایزوتوپی، شبکه عصبی مصنوعی، مدل سازی، مونت کارلو، پرتوی گاما
  • محمدتقی شمالی نسب، سینا سوداگر* صفحات 16-26
    لوله های پلی اتیلن و به طور ویژه لوله های پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)، مزیت های ویژه ای نسبت به سایر مواد برای لوله کشی در کاربردهای مختلف دارند. استفاده از این مواد به دلیل عدم دسترسی به یک روش بازرسی غیرمخرب قابل اطمینان، خصوصا در کاربردهایی، نظیر خطوط لوله گاز، که نیاز به ایمنی بالا دارند، محدودیت هایی ایجاد می کند. آزمون های فراصوتی یکی از روش هایی است که در سال های اخیر، برای ارزیابی لوله ها و جوش های پلی اتیلن مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. با این وجود، استفاده از این آزمون ها به دلیل پیچیدگی رفتار امواج در پلی اتیلن به عنوان یک ماده ی پلیمری با چالش های فراوانی مواجه شده است. استفاده از امواج فراصوتی برای ارزیابی جوش های BF لوله های HDPE به دلیل دو عامل استهلاک بالا و پاشندگی انتشار امواج در این مواد با چالش مواجه می شود. در پژوهش حاضر با هدف بررسی امکان استفاده از امواج فراصوتی برای ارزیابی مواد HDPE و جوش های سر به سر (Butt Fusion) اتصال لوله های پلی اتیلن، مشخصات و رفتار امواج فراصوتی حجمی در مواد HDPE مورد مطالعه و تحقیق قرار گرفته است. بدین منظور روش اجزا محدود برای شبیه سازی انتشار امواج فراصوتی در لوله های HDPE و اتصالات BF این لوله ها به کار گرفته شد. تغییرات سرعت و دامنه ی امواج دریافتی جهت شناسایی پاشندگی و استهلاک امواج در HPDE در محدوده ی فرکانسی متداول آزمون های فراصوتی 1-5MHz اندازه گیری شده است. همچنین با مدلسازی عیب عدم ذوب جاسازی شده در جوش BF با طول های مختلف، حساسیت آزمون در اندازه گیری عیوب موجود در این جوش ها ارزیابی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که پاشندگی موج طولی با افزایش فرکانس کاهش می یابد. اندازه گیری عیب عدم ذوب با طول های مختلف نشان داد که خطای اندازه گیری با استفاده از فرکانس 4MHz، به دلیل کاهش پاشندگی امواج فراصوتی، در محدوده ی کمتر از 15% است و حساسیت مناسبی برای ارزیابی اتصال دارد.
    کلیدواژگان: آزمون فراصوتی، لوله های پلی اتیلن با چگالی بالا، جوش های سر به سر، پاشندگی، استهلاک
  • رضا تقوی جلودار، مجید عباسی* صفحات 27-38
    در این مقاله، اثرات برخی عوامل میدانی در ارزیابی غیرمخرب میزان خوردگی کف مخازن نفتی به روش نشت شار مغناطیسی ‏در سطح صنعتی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، اثر روشن بودن سامانه حفاظت کاتدی، وجود آلودگی، وجود ‏زایده های فلزی (خال جوش یا پاشش جوش)، اعوجاج ورق کف مخزن و ضخامت پوشش غیرفلزی (رنگ) بر دقت ارزیابی ابعاد ‏عیوب در موقعیت های مختلف بررسی شده است. بازرسی ها به صورت میدانی در دو مخزن نفتی با استفاده از دستگاه نشت شار ‏مغناطیسی با برند ‏MFL3DiM‏ روی عیوب شناسایی شده، انجام شد. از بلوک های فولادی استاندارد با ضخامت های 6 و 8 ‏میلی متر و 4 عیب خوردگی مصنوعی در اندازه های 20، 40، 60 و 80 درصد ضخامت برای تنظیم و کالیبراسیون دستگاه ‏استفاده شد. همچنین برای صحت سنجی نتایج اندازه گیری ‏MFL‏ از ضخامت سنجی فراصوتی استفاده شد. نتایج ارزیابی ها ‏نشان داد که روشن بودن سامانه حفاظت کاتدی سبب کاهش دقت اندازه گیری شده و عیوب خوردگی با مقدار کمتر از 22 درصد تلفات جرم ‏شناسایی نمی شوند. همچنین وجود زایده فلزی (خال جوش) با ارتفاع 5 میلی متر باعث شد که عیوب با عمق خوردگی کمتر از ‏‏25 درصد، شناسایی نشوند. از طرفی مشاهده شد که وجود زایده و زباله در کف مخزن باعث شده است که خطای ایجاد شده ‏در تشخیص اندازه ی عمق خوردگی بیشتر از طول و عرض آن باشد. عدم تمیزی و وجود زباله روی کف مخزن باعث شد که ‏عیوب با عمق خوردگی کمتر از 18 درصد شناسایی نشود. ایجاد اعوجاج در ورق کف مخزن باعث شد که عیوب کاذب در ورق ‏شناسایی شده و ابعاد عیوب واقعی نیز با خطا گزارش شوند. وجود پوشش با ضخامت بیشتر از 3000 میکرو متر باعث شد که ‏عیب های ورق های کالیبراسیون قابل شناسایی نباشد. بررسی های تکمیلی نشان داد که اگر اختلاف ‏ضخامت پوشش ‏غیرمغناطیسی روی ورق کف مخازن بالاتر از 500 میکرومتر باشد، ابعاد عیوب مشاهده شده در دستگاه غیرواقعی است و ‏قابل اتکا نیست.‏
    کلیدواژگان: مخازن ذخیره، ‏نفت، ‏ خوردگی، ارزیابی غیر مخرب، نشت شار مغناطیسی‎ ‎
  • امیر موافقی*، بهروز رکرک، عفت یاحقی، نفیسه عراقیان، زینب نقش نژاد صفحات 39-48
    انسداد مجاری خنک سازی پره های توربین ها که در دمای بالا کار می کنند می تواند منجر به ایجاد نقاط داغ و خرابی و نهایتا حوادث خطرناکی شود. یکی از عوامل گرفتگی باقی ماندن قطعات ماهیچه در حین ریخته گری است و بنابراین بررسی این مجاری در حین ساخت و بهره برداری اهمیت دارند. معمولا از آزمون های غیرمخرب پرتونگاری ایکس و نوترون برای بررسی مجراها استفاده می شود. تصاویر پرتونگاری نوترون تباین بهتری به دلیل سبک بودن جنس ماهیچه ایجاد می کنند؛ اما منابع نوترونی کمتر در دسترس هستند. تصاویر ایکس تباین کمتری حاصل می کنند. در این تحقیق برای افزایش تباین تصاویر پرتونگاری از روش کانولوشن گوسی استفاده شده است. بررسی رادیوگراف ها نشان می دهد که نوترون ها تصاویر بهتری را ایجاد کرده اند و کانال و مجاری داخلی در این تصاویر بهتر از تصاویر پرتونگاری ایکس دیده می شوند. لازم به ذکر است در پرتونگاری نوترونی با فیلم علاوه بر مشخص شدن انسداد مجاری، چگالی مواد سرامیکی داخل مجرا نیز قابل ارزیابی است. در خصوص پرتونگاری نوترونی با فیلم قابل تاکید است که علاوه بر مشخص شدن انسداد مجاری، چگالی مواد سرامیکی داخل مجرا نیز قابل ارزیابی است. همچنین با استفاده از نشانه گذاری با مواد جاذب نوترون می توان تباین مواد باقیمانده از ماهیچه سرامیکی را افزایش داد. از جمله جاذب های مهم نوترونی می توان به بور، ایندیم و گادولینیوم اشاره کرد. برای بهبود کیفیت تصاویر پرتونگاری نوترونی عمدتا از گادولینیوم به عنوان جاذب بالای نوترونی استفاده می شود. هرچند در تصاویر بازسازی شده تباین افزایش پیدا کرده؛ ولی همچنان تصاویر بازسازی شده از پرتونگاری نوترونی برتری خود را در نشان دادن دقیق تر مجاری  و گرفتگی کانال ها نشان می دهند. نظر متخصصین رادیوگرافی نیز نشان می دهد که روش پرتونگاری نوترونی 60% اطلاعات بیشتری نسبت به روش ایکس از این پره ها می دهد و پردازش تصاویر بازسازی شده نیز 10 تا 20%  وضوح تصاویر بالا می برند.
    کلیدواژگان: آزمون های غیرمخرب، پرتونگاری صنعتی ایکس و پرتونگاری نوترون، نشانه گذاری گادولونیوم، پره توربین، پردازش تصویر، کانولوشن گوسی
  • علیرضا خالقی، سید رضا حمزه لو*، امیر رفاهی اسکوئی صفحات 49-61

    کامپوزیت های پلیمری با الیاف شیشه نوع متداولی از کامپوزیت ها هستند که با تغییر پارامترهای مختلفی مانند چینش زاویه ای آنها می توان به مقدار بهینه ای از استحکام یا خواص مکانیکی مطلوب بنا به کاربردهای مختلف رسید. تخریب در این نوع کامپوزیت ها، شامل ترکیب مکانیزمهای مختلف از قبیل شکست ماتریس، شکست الیاف، جدایش لایه ای و جدایش الیاف از ماتریس می باشد. دراین مقاله به بررسی تجربی مکانیزمهای شکست مد اول در تیرکامپوزیتی شیشه/اپوکسی با چیدمان زوایای مختلف به کمک اندازه گیری غیرمخرب امپدانس الکترومکانیکی، نمودارهای نیروجابجایی و مشاهدات چشمی وسازه پرداخته می شود. بدین منظور پس از ساخت نمونه های تیر و نصب سنسور پیزوالکتریک بر روی آنها، درحین فرآیند کشش و بازشدگی ترک در مد اول شکست تیر، طیف های امپدانس اندازه گیری شده و با طیف مرجع تیر سالم مقایسه می شود. پس از انطباق زمانی و مکانی رشد لحظه ای ترک در آزمون امپدانس با کمک فیلم برداری و شاخص های مدرج برروی نمونه تیر صورت گرفته، رشدهای مداوم و سریع ترک با شدت های مختلف تشخیص داده شد. با مطالعه داده های تیرهای با چیدمان زوایای مختلف مشخص شد که نمونه 0/90 پایدارتر و دارای تغییرات نیرویی کمتری بوده، همچنین مد غالب شکست در این نمونه شکست ماتریس بوده است. این تحقیق نشان داد که می توان از اندازه گیری امپدانس الکترومکانیکی به عنوان ابزاری جهت تشخیص شروع و اشاعه ترک این نوع از تیرهای کامپوزیتی با توجه به حساسیت بالا در مراحل مختلف رشد ترک استفاده نمود.

    کلیدواژگان: تیر کامپوزیتی، مکانیزم شکست، رشد ترک، روش اندازه گیری غیرمخرب، امپدانس الکترومکانیکی
  • پویان ایار*، علیرضا آشناور، علی روحی صفحات 62-70
    روش های غیر مخرب، به عنوان ابزارهای دقیق ارزیابی و پایش مخلوط های آسفالتی استفاده می شوند. در میان این روش ها، امواج فراصوتی به عنوان یک تکنیک پرکاربرد برای ارزیابی خواص مخلوط های آسفالتی مطرح شده اند. استفاده از امواج فراصوتی چندین مزیت قابل توجه در فرآیند ارزیابی روسازی آسفالتی از جمله  اندازه گیری فضای خالی و چگالی، تعیین خواص مکانیکی و بررسی دوام دارد. با افزایش میزان فضای خالی در مخلوط های آسفالتی، سرعت امواج فراصوتی کاهش یابند. علاوه بر این، امواج فراصوتی تعیین خواص مکانیکی مختلف مخلوط های آسفالتی را امکان پذیر می سازد. برای درک بیشتر رفتار مکانیکی مخلوط های آسفالتی، محققان روابط ریاضی مختلفی را پیشنهاد کرده اند. این روابط بین مدول های مختلف از جمله مدول دینامیکی و یانگ، که به عنوان خواص مکانیکی اساسی مخلوط های آسفالتی عمل می کنند و متغیرهای مربوط به امواج فراصوتی، ارتباط برقرار می کند. همچنین، سرعت امواج فراصوتی با قرار گرفتن مخلوط های آسفالتی در معرض آسیب های رطوبتی کاهش می یابد. لذا با افزایش دوام، سرعت امواج فراصوتی افزایش می یابد. علاوه بر این، تغییرات در میزان قیر در مخلوط آسفالتی تاثیر قابل توجهی بر سرعت امواج فراصوتی دارد. تغییرات در میزان قیر بر سفتی و چگالی مخلوط آسفالتی اثر می گذارد و متعاقبا ویژگی های انتشار امواج فراصوتی را تغییر می دهد. با مطالعه این اثرات، مهندسان می توانند درک خود را از رابطه بین میزان قیر و خواص مخلوط عمیق تر کنند و به توسعه ی روابط حاکم بر این پدیده ها و مخلوط آسفالتی بهینه بپردازند. این پژوهش، بر روی کاربرد روش های فراصوت برای ارزیابی خواص مخلوط های آسفالتی تمرکز دارد. هدف این پژوهش، بررسی روابط بین این خواص و متغیرهای مرتبط با امواج فراصوتی، مانند سرعت موج و زمان انتشار و همچنین کمک به پیشرفت درک رفتار مخلوط آسفالتی و توسعه راهسازی موثرتر و پایدارتر است.
    کلیدواژگان: روسازی آسفالتی، آزمایش غیرمخرب، امواج فراصوتی
  • سیما آزادمنش*، کبری مسلم خانی صفحات 71-83
    طی دهه های گذشته، تکنیک های تصویربرداری و طیف سنجی با کاربردهای گسترده، به سرعت در تعیین کیفیت  به صورت غیرمخرب در محصولات کشاورزی توسعه یافته اند. تجاری سازی کشاورزی نیاز به تعیین کیفیت نهاده های کشاورزی به ویژه بذر را به منظور بهینه سازی تولید و بهبود بازده اقتصادی، افزایش داده است. زنده ماندن بذر می تواند تاثیر به سزایی در عملکرد بالای محصول داشته باشد. بیشتر اوقات، کشاورزان از اینکه درصد قابل توجهی از بذرها پس از کاشت جوانه نمی زنند، زیان می ینند. زنده مانی بذر یکی از ویژگی‎های بسیار مهم کیفی بذر است که پتانسیل  جوانه زنی بذر را نشان می دهد. بنا براین وجود روشی سریع و موثر برای تعیین کیفیت و وضعیت جوانه زنی و زنده ماندن بذرها قبل از کشت، فروش و در زمان کاشت ضروری است. برخی تحقیقات مبتنی بر پردازش و تجزیه و تحلیل طیف و/ یا تصویر برای بررسی کیفیت بیرونی و درونی انواع بذر مورد بررسی شده است. با توجه به پیشرفت عظیمی که در چند دهه ی گذشته در تصویربرداری، الکترونیک و علوم کامپیوتر رخ داده است، شاهد پیشرفت های فناورانه و کاربردهای هوشمند متعدد این تکنیک ها در آزمون‎های غیرمخرب و نظارت بر کیفیت محصولات مختلف کشاورزی بوده ایم. طیف سنجی برای بررسی و اندازه گیری طیف های تولید شده در اثر برهمکنش ماده با تابش الکترومغناطیسی یا تابش ساطع شده از آن استفاده می شود که تکنیک مادون قرمز نزدیک (NIR) از جمله این تکنیک ها برای بررسی غیرمخرب نمونه است. تصویر برداری فراطیفی و چند طیفی از تکنیک های غیرمخرب دیگری است که برای به دست آوردن اطلاعات طیفی و فضایی مواد از جمله بذر کاربرد دارد. استفاده از طیف سنجی رامان روش غیرمخرب دیگری است که با تابش لیزر به مقدار غیرمخرب، در بررسی زنده مانی بذر استفاده می‎شود. تصویربرداری حرارتی تکنیکی برای تبدیل الگوی تابش حرارتی یک جسم به تصاویر قابل مشاهده ، قابل استخراج و قابل تحلیل ویژگی‎های ماده، بدون برقراری تماس با آن است. در این روش از امواج الکترومغناطیسی اشعه ایکس نرم با طول موج‎های مختلف 1 تا 100 نانومتر و انرژی  تقریبی 12/0 تا 12 کیلو الکترون ولت که دارای قدرت نفوذ کم و توانایی آشکارسازی تغییرات در چگالی است، برای ارزیابی محصولات کشاورزی استفاده می‎شود. این مقاله بر معرفی مقایسه ای وکاربردی تکنیک های نوظهور در بررسی زنده مانی بذر، از جمله تکنیک های ذکر شده طیف سنجی مادون قرمز نزدیک، تصویربرداری فراطیفی و چندطیفی، طیف سنجی رامان، دمانگاری مادون قرمز و تصویربرداری با اشعه ایکس نرم  اشاره دارد.
    کلیدواژگان: تکنیک های تصویربرداری و طیف سنجی، آزمون های غیرمخرب، زنده مانی بذر
  • هادی ابراهیم فتح آبادی، محمد قربانی* صفحات 84-92
    روش های متنوع آزمون های مخرب و غیرمخرب در ارزیابی های درون خطی خطوط لوله استفاده می شوند. یک خط لوله در حال استفاده توسط علل مختلفی مانند خوردگی، حفره دارشدن، ترک خوردگی تنشی، ترک جوش ها و ضربه های مکانیکی، ممکن است دچار آسیب شود. تخریب های خوردگی در یک خط لوله به صورت های گوناگونی رخ می دهد که بعضی نسبتا به سادگی قابل تشخیص هستند و تشخیص برخی دیگر نیازمند ادوات و روش های خاص می باشد. انتخاب بهترین وسیله بازرسی اغلب به نوع کاربرد، نوع مکانیزم خوردگی، محیط شیمیایی موجود و جنس لوله بستگی دارد. این مقاله روش های مختلف مورد استفاده در تجهیزات بازرسی درون خطی خطوط لوله و مزایا و معایب هر روش را بررسی و مقایسه کرده است. در حال حاضر روش نشر شار مغناطیسی، رایج‎ترین روش مورد استفاده در بازرسی درون خطی خطوط لوله است که برای تشخیص کاهش ضخامت خط لوله، انواع ترک در خط لوله و نیز برای انواع خوردگی و حفره دار شدن به کار می رود. لذا این روش برای موادی که مغناطیده نمی شوند، کاربرد ندارد. آزمون جریان گردابی یک آزمون غیر تماسی و با سرعت نسبتا پایین است که به حفظ فاصله از سطح جسم در هنگام آزمون حساس است و فقط در مواد رسانا کاربرد دارد. آزمون فراصوتی روشی رایج و با دقت بالاست و استفاده گسترده ای در تشخیص انواع عیوب دارد که در آن از ارسال امواج فرا صوت با طول موج کوتاه و فرکانس بالا به داخل جسم و دریافت پالس های برگشتی و تفسیر آنها، برای تشخیص عیوب و اندازه گیری ضخامت استفاده می شود. نشر آوایی که بر مبنای تفسیر تغییر شکل الاستیک و انرژی کرنشی الاستیک و توزیع تنش پس از اعمال نیرو به جسم است، هنوز به عنوان یک فناوری رایج در بازرسی خطوط لوله مطرح نیست. استفاده از ترا گذارهای صوتی الکترومغناطیسی نوعی روش نوین فراصوتی است که نیازی به استفاده از واسط ندارد؛ اما حفظ فاصله ی مشخص از دیواره در زمان انجام آزمون دارای اهمیت است. نتایج بررسی ها نشان داد که سریع ترین و قابل اطمینان ترین روش برای تشخیص عیوب در خطوط لوله، روش نشت شار مغناطیسی است.
    کلیدواژگان: نشت شار مغناطیسی، جریان گردابی، فراصوتی، نشر آوایی، ترا گذارهای صوتی الکترومغناطیسی
|
  • Amirmohammad Beigzadeh *, Shahryar Badiei Pages 1-15
    The nuclear industry has undergone a significant technological revolution in recent years, with neural networks playing an increasingly important role. These advanced machine learning algorithms are now widely used to analyze nuclear data obtained from various sources, such as calculations, modeling, simulation, and nuclear sensors including gamma ray-based gauges, experimental tests, and non-destructive tests like radiography. Non-destructive measurement methods based on gamma rays passing through materials or processes have gained popularity due to their effectiveness and safety in the nuclear industry. These methods typically use radioactive radioisotope sources like cesium-137 and cobalt-60, along with scintillation detection units, to capture data related to fluid thickness, density, and flow. By applying neural networks, these measurements can be made even more accurate and reliable, ensuring optimal safety and efficiency in the nuclear sector. To investigate this further, a study was conducted to design the geometry of the transmission mode for radioisotope thickness measurement through simulation using the MCNPX Monte Carlo code. The model included three commonly used metals in industries: copper, iron, and aluminum, to determine their thickness. To create the dataset, the thickness of the samples was varied from 0.5 to 50 mm, with a step size of 0.5 mm, and the results of Monte Carlo calculations were recorded as pulse height in the detector. Artificial neural networks were trained based on radial basis functions (RBF) and multilayer perceptron (MLP) techniques using all the results obtained from different energies. After training, the networks were tested to predict the thickness of different metals. The results obtained from the two networks were compared for the output of the model. The study showed that the response of the MLP network was more satisfactory than that of the RBF network in this application. Overall, the study highlights the potential of neural networks in enhancing the accuracy and reliability of non-destructive measurements in the nuclear industry, particularly in predicting the thickness of different materials.
    Keywords: Radioisotope Thickness Measurement, Artificial Neural Network, modelling, Monte Carlo, Gamma ray
  • Mohammad Taghi Shomalinasab, Sina Sodagar * Pages 16-26
    Polyethylene (PE) pipes are widely used in oil and gas industry. Their joints are prone to various flaws e.g., lack of fusion and cold fusion, and are the most problematic part of the pipeline. So, the infrastructure industry requires effective techniques to evaluate the pipes and joints. Butt-fusion (BF) is the most common method of joining PE pipes. Ultrasonic inspections are usually carried out using pulses of finite bandwidth with different frequency components. PE is viscoelastic and its mechanical response at high frequency differs significantly from that of the low frequency. Therefore, when a broadband ultrasound pulse passes through PE pipe, the waveform of the pulse changes as result of attenuation and dispersion of PE. Previously, attenuation was primarily thought of in terms of the reduction of signal amplitude, ultimately limiting the penetration of ultrasound. Actually, one of the major effects of acoustic absorption through PE is wave form distortion. In the present study, with the aim of investigating the possibility of using ultrasonic waves to evaluate HDPE materials and butt fusion of polyethylene pipes, the characteristics and behavior of ultrasonic waves in HDPE materials are studied and researched. For this purpose, the finite element method is used to simulate the propagation of ultrasonic waves in HDPE butt fusion joints. Changes in the wave velocity, and amplitude of the received waves are measured in order to identify the dispersive behavior and attenuation of the waves in HPDE within the effective ultrasonic frequency range of 1-5MHz. Also, by modeling the lack of fusion (LOF) defects embedded in the BF joint with different lengths, the inspection sensitivity, using a 4MHz transducer, for evaluating the LOF defects is evaluated. The numerical results show that the dispersive behavior of longitudinal wave is decreased, as the frequency of transducer increases. Therefore, higher frequency transducers, in the range of 4-5 MHz, can be used for ultrasonic inspection of HDPE butt fusion joints to increase the inspection sensitivity.
    Keywords: High Density Polyethylene (HDPE). Butt fusion, ultrasonic evaluation, Dispersion, Attenuation
  • Reza Taghavi Jelodar, Majid Abbasi * Pages 27-38
    In this paper, the effects of some field factors in the non-destructive evaluation of the corrosion rate of the floor of oil storage tanks have been investigated using the magnetic flux leakage method at the industrial level. For this purpose, the effect of factors such as the cathodic protection system on the tank, the presence of waste, the presence of metal attachments (spot welding or spatter), distortion of the tank and the coating thickness of plate on the accuracy of the assessment of the size of defects in different situations have been studied. The field inspections were carried out in two oil tanks using the MFL3DiM magnetic flux leakage unit on the detected defects. Two standard steel blocks with thicknesses of 6 and 8 mm and 4 specific defects in different sizes (20, 40, 60 and 80% of the plate thickness) was used for setting and calibrating the device. Ultrasonic thickness measurement was also used to verify the results of MFL measurement.  In addition, the MFL results were clarified by an ultrasonic thickness measuring unit. The results of the evaluations showed that when the cathodic protection system is turn on, it caused a decrease in the measurement accuracy and the corrosion defects with a less than 22 mass loss percent are not identified. Also, the presence of a metal attachments (welding spot) with a height of 5 mm caused defects with a corrosion depth of less than 25% not to be detected. On the other hand, it was observed that the presence of attachments and waste on the bottom of the tank caused the error in detecting the depth of corrosion to be greater than the length and width of the defect. The presence of waste on the bottom of the tank caused defects with a corrosion depth of less than 18% not to be detected. Distortion in the bottom sheet of the tank caused false defects to be detected in the sheet and the dimensions of the real defects were reported completely wrongly. The presence of a coating with a thickness of more than 3000 micrometers made the defects of the calibration plates undetectable. Additional investigations showed that if the difference in the thickness of the non-magnetic coating on the sheet is higher than 500 micrometers, the dimensions of the detected defects are unrealistic and unreliable.
    Keywords: Storage tank, Oil, ‎ Corrosion, ‎ Nondestructive Evaluation, ‎ Magnetic Flux leakage. ‎
  • Amir Movafeghi *, Behrouz Rokrok, Effat Yahaghi, Nafiseh Araghian, Zeinab Naghshnejad Pages 39-48
    Obstruction of turbine blade in different turbines can lead to dangerous accidents, and it is important to check these blades during construction and operation. Due to blockage of air channels, hot spots can lead to blade damage. In this research, X-ray and neutron radiography are used to examine the blades. Reviews of radiographs show that neutrons produce better images, and internal canals and defects are better seen in these images than X-ray images. It is worth emphasizing that neutron radiography with gadolinium tagging can determine the obstruction of blade and evaluate the density of ceramic materials inside the blade. Regarding neutron radiography with film, it can be emphasized that in addition to determining the obstruction of air ducts, the density of ceramic materials inside the ducts can also be evaluated. Also, by tagging with neutron absorbing materials, the contrast of the remaining materials from the ceramic muscle can be increased. Boron, indium and gadolinium can be named as important neutron absorbers. To improve the quality of neutron radiography images, Gadolinium is mainly used as a high neutron absorber. Although the contrast has increased in the reconstructed images, the reconstructed images from neutron radiography still show their superiority in showing the ducts and channel blockages. Different image processing methods can be implemented for the contrast enhancement. In this research, Gaussian convolution method is used to increase the contrast of the radiographs. Although contrast has increased in the reconstructed images by the Gaussian convolution method, the reconstructed images from neutron radiography show the blade structure and its channel blockages accurately. The opinion of radiography specialists also shows that the neutron radiography method gives 60% more information than the X-ray method, and the reconstructed images increased the contrast of the images between 10 to 20%.
    Keywords: Nondestructive testing, X-ray, neutron Radiography, Turbine blades, Gadolinium tagging, image processing, Gaussian convolution
  • Alireza Khaleghi, Seyed Reza Hamzeloo *, Amir Refahi Oskuei Pages 49-61

    Glass-fiber-polymer-composites are common composite types that can achieve optimum strength or desired mechanical properties for different applications by altering various parameters such as angular alignment of fibers. Fracture in these types of composites involves a combination of different mechanisms such as matrix crack, fiber breakage, delamination, and fiber debonding from the matrix. This paper presents an empirical investigation of the first mode failure mechanisms in glass/epoxy composite beams with different fiber angles by means of nondestructive electromechanical impedance measurements, force-displacement diagrams and observations. For this purpose, after fabricating beam specimens and attaching the piezoelectric sensor on them, the impedance spectra of the beams are compared with the reference beam spectrum during the elongation and crack opening process. Continuous and rapid crack growth was recognized by spatial and temporal synchronization of impedance data, visual observations of calibration indices on the beam specimen during the crack opening, and recorded movies of the tests and force-displacement diagrams. Studying the beam data with different angles arrangement revealed that the sample 0-90 was more stable during crack growth with fewer force variations. Also, the dominant mode of failure in this sample was the matrix fracture. This study showed that the electromechanical impedance measurement can be used as an effective tool for detecting the initiation and propagation of cracks in this type of composite beams due to high sensitivity at different stages of crack growth.

    Keywords: composite beam, Fracture Mechanism, Crack Growth, nondestructive measurement, Electromechanical Impedance
  • Pooyan Ayar *, Alireza Ashnavar, Ali Ruhi Pages 62-70
    Non-destructive methods are used as accurate tools to evaluate and monitor asphalt mixtures. Among these methods, ultrasonic waves have been proposed as a widely used technique to evaluate the properties of asphalt mixtures. The use of ultrasonic waves has several significant advantages in the asphalt pavement evaluation process, including measuring voids and density, determining mechanical properties, and examining durability. By increasing the amount of air voids in asphalt mixtures, the speed of ultrasonic waves will decrease. In addition, ultrasonic waves make it possible to determine different mechanical properties of asphalt mixtures. To better understand the mechanical behavior of asphalt mixtures, researchers have proposed various mathematical relationships. These relationships establish connections between different moduli, including dynamic and Young's moduli, which act as basic mechanical properties of asphalt mixtures, and variables related to ultrasonic waves. Also, the speed of ultrasonic waves decreases when the asphalt mixtures are exposed to moisture damage. Therefore, with the increase in durability, the speed of ultrasound waves increases. In addition, changes in the amount of bitumen in the asphalt mixture have a significant effect on the speed of ultrasonic waves. Changes in the amount of bitumen affect the stiffness and density of the asphalt mixture and subsequently change the characteristics of the propagation of ultrasonic waves. By studying these effects, engineers can deepen their understanding of the relationship between bitumen content and mixture properties and develop relationships governing these phenomena and the optimal asphalt mixture. This research focuses on the application of ultrasonic methods to evaluate the properties of asphalt mixtures. The aim of this research is to investigate the relationships between these properties and variables related to ultrasonic waves, such as wave speed and propagation time, and to contribute to the advancement of the understanding of asphalt mixture behavior and the development of more effective and sustainable road construction.
    Keywords: asphalt pavement, Non-destructive test, . Ultrasonic Waves
  • Sima Azadmanesh *, Cobra Moslemkhany Pages 71-83
    During the past decades, imaging and spectroscopic techniques with wide applications have rapidly developed for determining the quality of agricultural products in a non-destructive manner. As a synergy between spectroscopy and imaging technologies, spectral imaging methods have emerged to deal with quality assessment problems along with ideas with effective and practical applications to food and agriculture industries. Agricultural commercialization has prompted the need to determine the quality of agricultural inputs, especially seeds, in order to optimize production and increase economic returns. Seed viability is a critical consideration to ensure high yields. Most of the time, farmers suffer losses after a significant percentage of seeds fail to germinate after planting. Seed viability is very important in the quality characteristics of seeds that reflect the potential of seed germination, and it is necessary to have a quick and effective method to determine the quality and state of germination and seed viability prior to cultivation and sale and during planting. Some research based on spectrum and/or image processing and analysis have been investigated to verify the external and internal quality of seed types. Spectroscopy is used to examine and measure the spectra produced by the interaction of matter with electromagnetic radiation or the radiation emitted from it, and the near-infrared (NIR) technique is one of these techniques for non-destructive tests of samples. Hyperspectral and multispectral imaging is another non-destructive technique that is used to obtain spectral and spatial information about materials, including seeds. The use of Raman spectroscopy is an alternative non-destructive method that is used to check seed viability with non-destructive laser radiation. Thermal imaging is a technique for converting the invisible radiation pattern of an object into visible images and extracting and analyzing the properties of the material without any contact. And finally, the use of electromagnetic waves with different wavelengths from 1 to 100 nm and energy of approximately 0.12 to 12-kilo electron volts. The low power penetration of these waves and their ability to detect internal changes in density makes soft X-rays suitable for use in evaluating agricultural products. This article refers to the comparative introduction and application of emerging techniques in the study of seed viability, including the near-infrared spectroscopy, hyperspectral and multispectral imaging, Raman spectroscopy, infrared thermography, and soft X-ray imaging.
    Keywords: imaging, spectroscopic techniques, non-destructive testing, seed viability
  • Hadi Ebrahim Fathabadi, Mohammad Ghorbani * Pages 84-92
    Various destructive and nondestructive methods are used for in line inspection of pipelines. A pipe may fail because of different causes such as corrosion, pitting, stress corrosion cracking (SCC), weld cracks and mechanical impacts and damages. Corrosion failures in a pipe can take place in different ways, some of them are easy to detect and others require special facilities and methods. The best selection of the inspection tools depends on the type of application, mechanism of corrosion, chemical environment and the material. This paper investigates and compares different types of in-line inspection tools for pipelines and compare their advantages and disadvantages. Today, the most common method for In Line Inspection of pipelines is Magnetic Flux Leakage (MFL), which is used for detection of wall thickness reduction of pipelines, various cracks, corrosion and pitting in pipes. Therefore, it can’t be applied for nonmagnetic materials. The Eddy Current (EC) test is a non-contact test with relatively low velocity which is sensitive to the stand off from the material surface during the test and it is used only for conductive materials. Ultrasonic testing is a common method with high accuracy. It is widely used for detection of different defects and is based on sending short wavelength high frequency ultrasonic waves into the material and receiving their reflections. By interpreting the results, various defects and reduction in the wall thickness of the pipes can be detected. Acoustic Emission (AE) testing, which is based on interpretation of elastic deformations, elastic strain energy changes and stress distribution, is not considered as a common test for inspection of pipelines, yet. Electromagnetic Acoustic Transducers (EMAT) are a new type of ultrasonic testing method which do not require liquid coupling but should be used at a definite distance from the pipe wall during the test. It is concluded that the fastest and most reliable method for In-Line Inspection (ILI) of pipelines is currently the Magnetic Flux Leakage (MFL) method.
    Keywords: Magnetic Flux Leakage (MFL), Eddy Current (EC), Ultrasonic Testing (UT), Acoustic Emission (AE), Electromagnetic Acoustic Transducer (EMAT)