• خدماتی, مقالات برتر

آزمون جریان گردابی EDDY CURENT (ET)

آزمون جریان گردابی یا Eddy Current Test یک روش غیرمخرب است که در بازرسی و آزمایش مواد فلزی استفاده می‌شود. این روش بر اصل تغییر جریان‌های الکتریکی ناشی از جریان‌های گردابی در داخل مواد فلزی مبتنی است.

در این روش، یک سری از جریان‌های الکتریکی با فرکانس‌های مختلف از طریق یک سنسور یا آنتن ایجاد می‌شوند و به ماده فلزی هدف اعمال می‌شوند. سنسور یا آنتن این جریان‌های بازتابی را اندازه‌گیری می‌کند. وقتی که این جریان‌های الکتریکی با مواد فلزی برخورد می‌کنند، جریان‌های گردابی به وجود می‌آیند که باعث تغییرات در جریان‌های الکتریکی ایجاد می‌کنند. این تغییرات بر اساس ویژگی‌های فیزیکی و مغناطیسی مواد فلزی، مانند ضخامت، جرم خاص، وجود ناهمواری‌ها و خرابی‌ها، تغییر می‌کنند.

آنالیز سیگنال‌های بازتابی و تغییرات در جریان‌های الکتریکی به این روش اجازه می‌دهد تا خرابی‌ها، ناهمواری‌ها، یا تغییرات در مواد فلزی را تشخیص داده و ارزیابی کند. این روش در صنایع مختلفی مانند صنعت هوافضا، خودروسازی، تولید فولاد، و تولید انرژی (مانند نیروگاه‌ها) استفاده می‌شود.

روش کار

روش کار آزمون جریان گردابی به این صورت است:

1. تولید جریان الکتریکی متغیر: یک سیلندر معمولاً به نام “پروب” (Probe) که یک آنتن الکترومغناطیسی است، به نزدیک ماده یا قطعه‌ای که می‌خواهید آن را بررسی کنید، نزدیک می‌شود. این آنتن الکترومغناطیسی جریان الکتریکی با فرکانس بالا ایجاد می‌کند.

2. تولید جریان‌های گردابی: وقتی جریان الکتریکی از آنتن به ماده فلزی می‌رسد، باعث ایجاد جریان‌های گردابی درون ماده می‌شود. این جریان‌های گردابی بر اساس ویژگی‌های ماده مثل ضخامت، جرم خاص و ساختار داخلی تغییر می‌کنند.

3. اندازه‌گیری تغییرات جریان الکتریکی: آنتن یا سنسور در این مرحله تغییرات جریان الکتریکی بازتابی را اندازه‌گیری می‌کند. هر گونه تغییرات در این جریان‌های بازتابی باعث تفاوت‌هایی در سیگنال‌های دریافتی می‌شود که به عنوان اطلاعات مربوط به ویژگی‌های ماده تحلیل می‌شوند.

4. تحلیل داده‌ها و تفسیر نتایج: سیگنال‌های دریافتی مورد تحلیل قرار می‌گیرند. این تحلیل ممکن است با استفاده از الگوریتم‌ها و نرم‌افزارهای خاص صورت بگیرد که به کمک آن‌ها می‌توان به تشخیص خرابی‌ها، ناهمواری‌ها یا تغییرات در مواد فلزی کمک کرد.

روش آزمون جریان گردابی یک روش غیرمخرب و سریع است که به ارزیابی مواد فلزی کمک زیادی می‌کند، اما برای دقت بیشتر نیاز به تجهیزات و تخصص فنی نیز دارد.

مزایای استفاده از روش جریان گردابی

استفاده از آزمون جریان گردابی در بازرسی و ارزیابی مواد فلزی دارای مزایای زیادی است:

1. غیرمخرب بودن: یکی از مهم‌ترین مزایای این روش، غیرمخرب بودن آن است. به عبارت دیگر، این روش بدون نیاز به تخریب یا تغییر در ساختار ماده، می‌تواند ویژگی‌ها و خرابی‌های مختلف را ارزیابی کند.

2. حساسیت بالا: آزمون جریان گردابی به دلیل حساسیت بالای خود قادر است تا به تغییرات کوچک در ویژگی‌های ماده فلزی، مانند ناهمواری‌ها، خرابی‌ها یا تغییرات در ضخامت، واکنش نشان دهد.

3. سرعت و کارایی: این روش معمولاً سریع و قابل اجرا است. به طور خاص، در صنایعی که نیاز به ارزیابی سریع و دقیق مواد دارند، می‌تواند بسیار مفید باشد.

4. تطبیق‌پذیری و کاربرد گسترده: این روش می‌تواند در بسیاری از مواد فلزی مورد استفاده قرار بگیرد و به راحتی قابل تطبیق با شرایط مختلف صنعتی باشد.

5. ارزش اطمینان و اعتماد: به دلیل دقت و قابلیت تشخیص خرابی‌ها و ناهمواری‌ها، استفاده از این روش می‌تواند بهبود قابلیت اطمینان و اعتماد به مواد فلزی در برابر خطرات و خرابی‌ها را افزایش دهد.

به طور کلی، آزمون جریان گردابی یکی از روش‌های پرکاربرد و موثر در بازرسی غیرمخرب مواد فلزی است که با مزایای متعددی همراه است.

محدودیت های روش جریان گردابی:

هر روشی ممکن است محدودیت‌هایی داشته باشد. در مورد آزمون جریان گردابی نیز محدودیت‌هایی وجود دارد که شامل موارد زیر می‌شود:

1. عمق نفوذ: آزمون جریان گردابی عموماً برای ارزیابی نقاط نزدیک به سطح مفید است. عمق نفوذ این روش معمولاً محدود است و به میزان ضخامت و نوع ماده فلزی بستگی دارد. برای مواد فلزی ضخیم، عمق نفوذ کمتر می‌شود و ممکن است نتواند به اطمینان کامل در عمق‌های بیشتر ارزیابی کند.

2. تأثیرات سطحی: نواحی سطحی مانند روغن، رنگ، آلودگی‌ها و ناهمواری‌ها می‌توانند تأثیرات جعلی در نتایج آزمون ایجاد کنند و دقت روش را کاهش دهند.

3. پیچیدگی تحلیل سیگنال: تحلیل سیگنال‌های بازتابی و تفسیر نتایج نیاز به تخصص و دانش تجربی دارد. برای تفسیر دقیق نیاز به تجربه و مهارت‌های خاصی در این زمینه است.

4. وابستگی به جهت جریان گردابی: نتایج آزمون جریان گردابی ممکن است به شدت وابسته به جهت و شکل جریان گردابی باشد و این می‌تواند تفسیر نتایج را متأثر کند.

5. هزینه تجهیزات و آموزش: تجهیزات لازم برای اجرای این آزمون هزینه‌بر هستند و نیاز به آموزش و تخصص برای استفاده صحیح از این تجهیزات و تفسیر دقیق نتایج دارند.

آزمون جریان گردابی بر روی انواع مختلفی از مواد فلزی قابل استفاده است، از جمله:

1. فولاد و آلیاژهای فولادی: این روش برای ارزیابی فولادهای مختلف، آلیاژهای فولادی، و استیل‌ها به کار می‌رود.

2. آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیومی: قابلیت استفاده از آزمون جریان گردابی بر روی آلومینیوم و آلیاژهای مختلف آن نیز وجود دارد.

3. مس و آلیاژهای مسی: این روش برای ارزیابی موادی مانند مس و آلیاژهای مسی نیز مفید است.

4. نیکل و آلیاژهای نیکلی: موادی مانند نیکل و آلیاژهای مختلف نیز قابل ارزیابی با این روش هستند.

5. تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیومی: مواد تیتانیوم و آلیاژهای آن نیز می‌توانند به کمک آزمون جریان گردابی ارزیابی شوند.

همچنین، از آنجا که آزمون جریان گردابی بر پایه ویژگی‌های مغناطیسی و الکتریکی مواد کار می‌کند، مواد دیگری که این ویژگی‌ها را دارند نیز ممکن است بتوانند تحت این روش ارزیابی شوند، اما برای مواد غیرفلزی دقت و کارایی آزمون ممکن است پایین‌تر باشد.

استانداردهای مربوط به روش جریان گردابی:

برای آزمون جریان گردابی، استانداردهای مختلفی وجود دارد که برای هدایت و اجرای این تست استفاده می‌شوند. برخی از این استانداردها عبارتند از:

1. **ASTM E309**: این استاندارد به روش آزمون جریان گردابی برای ارزیابی ویژگی‌های مواد فلزی اشاره دارد.

2. **ASTM Eddy Current Array (ECA) Standard**: این استاندارد برای استفاده از آرایه‌های جریان گردابی برای بازرسی مواد فلزی مختلف تعیین شده است.

3. **ISO 15548-1**: استاندارد بین‌المللی ISO برای استفاده از تجهیزات جریان گردابی در بازرسی مواد فلزی.

4. **ASNT SNT-TC-1A**: این استاندارد از سازمان ملی تست غیرمخرب ایالات متحده (ASNT) برای کاربردهای مختلف تست‌های غیرمخرب اعمال می‌شود و شامل دستورالعمل‌های مربوط به آزمون جریان گردابی نیز می‌شود.

این استانداردها و دستورالعمل‌ها برای راهنمایی و استانداردسازی روش‌ها و تجهیزات مورد استفاده در آزمون جریان گردابی طراحی شده‌اند و کمک می‌کنند تا اجرای این تست با دقت و استاندارد صورت گیرد.

تجهیزات مورد استفاده در آزمون جریان گردابی :

آزمون جریان گردابی از لوازم مختلفی برای اجرا استفاده می‌کند که شامل موارد زیر می‌شود:

• آنتن یا پروب (Probe:این ابزار یک سنسور الکترومغناطیسی است که جریان الکتریکی با فرکانس مشخصی را تولید می‌کند و از پاسخ جریان‌های گردابی در ماده فلزی برای ارزیابی و تجزیه و تحلیل استفاده می‌شود.
• سیستم جریان متناوب (AC Power Supply): این سیستم برقی جریان متناوب مورد نیاز برای تولید جریان الکتریکی در آنتن یا پروب را فراهم می‌کند.
• سیستم نمایش و ضبط داده‌ها (Data Display/Recording System): این سیستم به اندازه‌گیری، نمایش، و ضبط سیگنال‌های بازتابی از آزمون جریان گردابی می‌پردازد تا بتوان اطلاعات لازم برای تحلیل بعدی را جمع‌آوری کرد.
• نرم‌افزارهای تحلیل داده‌ها (Analysis Software): این نرم‌افزارها برای تحلیل و تفسیر دقیق سیگنال‌های دریافتی و ارائه نتایج استفاده می‌شوند.
• پردازنده سیگنال (Signal Processor): این وسیله برای پردازش سیگنال‌های الکتریکی دریافتی و تقویت آنها به کار می‌رود.
• کالیبراتور و استانداردهای مرجع (Calibration Blocks/Standards): این لوازم برای کالیبراسیون دستگاه‌ها و بررسی صحت اندازه‌گیری‌ها و استانداردسازی استفاده می‌شوند.