ورق های فولادی-به کار گیری تکنیک حرارت نگاری پالسی در ارزیابی عیوب خوردگی در ورقها

به کار گیری تکنیک حرارت نگاری پالسی در ارزیابی عیوب خوردگی در ورق های فولادی

ورق های فولادی

حرارت نگاری پالسی امروزه در صنایع مختلف برای بازرسی و پایش برخی قطعات. و مجموعه های در حال کار، مورد استفاده قرار می گیرد. خوردگی در سازه های فلزی و قطعات مکانیکی از مهمترین عیوبی است. که هر ساله هزینه های زیادی را به صنایع تحمیل می کند. که با تشخیص به موقع آن می توان بخشی از این هزینه ها را کاهش داد. روش های زیادی برای تشخیص عیب خوردگی وجود دارد. اما سرعت زیاد انجام آزمون، عدم نیاز به تماس با نمونه. بررسی و بازرسی سطوح بزرگ در زمان کم و قابلیت انجام آن بر روی بسیار از مواد. از جمله مزایای حرارت نگاری پالسی است.

در این مقاله، برای تشخیص و بررسی عیب خوردگی در ورق های فلزی از روش های آزمون غیر مخرب، روش حرارت نگاری پالسی استفاده شده است. نمونه های مورد آزمایش در این مقاله از جنس فولاد کم کربن و فولاد آلیاژی ساخته شدند. که کاربردهای فراوان در صنایع مختلف دارند. هدف این پژوهش شبیه سازی و شناسایی عیوب خوردگی در قطعات فولادی بود.

ورق های فولادی

عیوب مختلفی جهت بررسی قدرت این آزمون غیر مخرب در تشخیص حداقل قطر و بیشترین عمق، طراحی و ساخته شدند. اثر فاصله منابع تحریک، زاویه تابش، جنس نمونه ها و طول زمان تحریک در آزمون های انجام شده. مورد بررسی قرار گرفت. توانایی و قدرت تشخیص عیوب بدون نیاز به پردازش تصویر از مزایای روش به کار برده شده است. از الگوی عیوب ایجاد شده در نمونه ها در نمونه فولاد کم کربن. کوچکترین عیب با قطر 4 میلی متر در عمق 1 میلی متر و در نمونه فولاد آلیاژی. کوچکترین عیب با قطر 3 میلی متر در عمق 1 میلی متر از سطح قابل تشخیص است.

مقدمه

خوردگی به طور کلی، از بین رفتنن مواد به علت واکنش با محیط تعریف می شود. پدیده خوردگی طبق تعریف، واکنش شیمیایی یا الکتروشیمیایی بین یک ماده، معمولاً یک فلز، و محیط اطراف آن می باشد. که به تغییر خواص ماده منجر خواهد شد. پدیده خوردگی در تمامی دسته های اصلی مواد، شامل فلزات، سرامیک ها، پلیمرها. و کامپوزیت ها اتفاق می افتد. اما وقوع آن در فلزات آنقدر شایع و فراگیر بوده و اثرات مخربی به جای می گذارد.

خوردگی معمولاً فرایندی زیان آور است، لیکن گاهی اوقات مفید واقع می شود. به طور مثال آلودگی محیط به محصولات خوردگی و آسیب دیدن عملکرد یک سیستم. از جنبه های زیان آور خوردگی و تولید انرژی الکتریکی در یک باطری. و حفاظت کاتدی سازه های مختلف از فواید آن هستند. اما تأثیرات مخرب و هزینه های به بار آمده بواسطه این فرایند به مراتب بیشتر است. امروزه هر کارخانه یا تأسیسات برای تشخیص عیوب پنهان خود حتماً نیاز به خدمات تخصصی ترموگرافی خواهد داشت.ترموگرافی مادون قرمز یکی از جذاب ترین تکنولوژی های امروزی است. که برای انجام امور جاری شغل های تعمییرات و نگهداری در صنایع مختلف وارد شده است.

ورق های فولادی

استفاده از دوربین های حرارت نگاری کلیه عیوبی که منجر به تغییر در الگوی توزیع دمای سطحی می شوند. قابل شناسایی خواهند بود. دوربین حرارتی با بررسی امواج مادون قرمز ساطع شده از تجهیزات، نقاط داغ را شناسایی کرده و نمایش می دهد. و این یکی از مزیت های عمده این دستگاه است. که بدون قطع تجهیزات و عدم اتصال به وسیله خاصی. با قرائت میزان دمای آن نقطه و مقایسه با دمای محیط. و شرایط می توان میزان اهمیت نقطه مورد بررسی را سنجید. و جهت رفع عیب آن طبق یک برنامه از پیش تعیین شده اقدام نمود. ضمن اینکه بعد از رفع عیب نیز می توان به بررسی پرداخت و از رفع عیب تجهیز اطمینان حاصل نمود.

گرینزاتو و واویلو، از تکنیک حرارت نگاری مادون قرمز گذرا برای توصیف عیب خوردگی پنهان استفاده کردند[1]. آنها یک مدل انتقال حرارت سه بعدی را برای آسیب های خوردگی توسعه داده. و یک الگوریتم ساده بر پایه دمای سطحی وابسته به زمان. برای تشخیص تغییرات ضخامت ناشی از خوردگی ارائه دادند. گرینزات و همکاران یک مدل یک بعدی حرارتی را برای قطعات ضخیم استوانه ای و کره ای شکل در تشخیص خوردگی به کار گرفتند [2] آنها گزارش دادند که منطقه خورد شده را می توان با ماکزیمم، توصیف کرد.

ورق های فولادی

مورینتی و واویلو از حرارت نگاری مادون قرمز برای توصیف و کشف عیوب خوردگی پنهان در ورق های ضخیم فلزی استفاده کردند [3].هان و پارک از حرارت نگاری مادون قرمز برای تشخیص خوردگی در قطعات فولادی پوشیده شده. با مواد ارگانیک استفاده کردند. مشاهده شد اختلاف دما در محل عیوب بیشترین مقدار است [4]. همچنین مطالعات مشابه ای توسط جانسون و همکاران [5]. و شونبرگر و همکاران [6]. گزارش شد. حرارت نگاری مادون قرمز همچنین برای تشخیص عیب خوردگی در پنل های آلومینیومی هواپیما استفاده شد [7].لوپو و همکاران از تکنیک حرارت نگاری پالسی برای تشخیص خوردگی حفره ای در لوله های فلزی استفاده کردند [8].

اندازه گیری همبستگی فازی و تحلیل اجزا اصلی صورت گرفت. و مشاهده شد که یک رابطه خطی با کاهش مواد نشان می دهد. مطالعات نشان داد که سطح قابل قبول دقت در تکنیک حرارت نگاری، زمانی فراهم می شود که حداقل کاهش ضخامت در خوردگی 20 درصد ضخامت دیواره باشد [9]. چانگ و همکارانش از حرارت نگاری مادون قرمز برای اندازه گیری خوردگی در لوله های تقویت شده استفاده کردند و متوجه شدند که نرخ افزایش دما در محدوده خوردگی افزایش می یابد [10].

لی و شن گزارش دادند که حرارت نگاری یک ابزار قوی برای تشخیص خوردگی پتروشیمی می باشد [11]. مطالعات آنها نشان داد. که حرارت نگاری حرارتی عیوب خوردگی بزرگتر از قطر 10 میلی متر و 40% ضخامت از عمق را تشخیص دهد. شکل 1 تصاویر حرارتی منطقه خوردگی در صفحه آلومینیومی را نشان می دهد. در تصویر فازی (b) می توان دید که منطقه خوردگی به راحتی قابل تشخیص است [12].

ورق های فولادی-به کار گیری تکنیک حرارت نگاری پالسی-Pali thermography in steel

یک بازبینی از تاریخچه مهندسی مادون قرمز توسط آقای هادسون در سال 1969 انجام شد [13]. در سال 1935 نیکلاس استفاده از یک دماسنج مادون قرمز برای آنالیز رول فلزات داغ پیشنهاد داد [14]. در سال 1937، ورنوت یک روش حرارت نگاری فعال برای مطالعه خواص حرارتی مواد پیشنهاد داد که روش های مشابه آن تا به امروز باقی مانده است [15]. یک روش حرارت نگاری فعال مشابه روش های اخیر در سال 1965، توسط بلر برای بازرسی پوسته موتور راکت پلاریس پیشنهاد شد [16]. در دوره مسابقات فضایی تعدادی از محققان هواپیما وارد محبث تست غیر مخرب حرارتی شدند. و کمیته مادون قرمز توسط انجمن تست های غیر مخرب آمریکا ASNT ایجاد شد.

در آن زمان بیشتر فعالیت های تست غیر مخرب حرارتی با تکنیک امواج یا پالسی حرارتی انجام می شد. بحث در مورد اینکه کدام روش مؤثر تر است. برای چند دهه ادامه داشت [17-23].

عیوب حاصل از خوردگی، عمر قطعات را کاهش می دهد. و بازرسی وضعیت بدون تماس بر پایه حرارت نگاری، یک تخمین از کاهش مواد بر اثر خوردگی ارائه می دهد. و در نتیجه در ارزیابی عمر باقی مانده قطعات کمک می کند. در حرارت نگاری پالسی، پس از اعمال پالس حرارتی. اندازه گیری تکامل دمای سطح نمونه با یک دوربین مادون قرمز که نقایص زیر سطحی را نشان می دهد. دمای مواد به سرعت پس از اختلال حرارتی اولیه تغییر می کند. زیرا جبهه حرارتی با انتشار در زیر سطح انتشار می یابد.

حضور نقص موجب کاهش میزان انتشار می شود. بطوریکه هنگام مشاهده دمای سطح. نقص ها به عنوان مناطق دمایی مختلف با توجه به مناطق سالم اطراف ظاهر می شود. ارزیابی و تشخیص عیب خوردگی در ورق های فلزی به روش حرارت نگاری فعال موضوع این تحقیق است. از روش های آزمون و بازرسی غیر مخرب، روش حرارت نگاری فعال در تشخیص عیوب استفاده شد. در این پژوهش برای تشخیص و ارزیابی خوردگی آزمون های مختلفی طراحی و اجرا گردد. توانایی این روش در تشخیص عیوب، حساسیت زاویه منابع تحریک حرارتی. فاصله منابع تحریک و زمان پالس تحریک حرارتی در شناسایی عیوب از اهداف این پژوهش بودند.

تکنیک حرارت نگاری

تکنولوژی مادون قرمز بر این پایه استوار است که همه اجسام از خودشان انرژی منتشر می کنند. و تابش فروسرخ یک فرم از این انرژی می باشد. سیستم تصویر برداری حرارتی مادون قرمز یا دوربین های مادون قرمز تجهیزاتی هستند. که با اندازه گیری شدت تابش مادون قرمز گسیل شده از سط سوژه. تصاویری از دمای سطح سوژه تهیه می کنند. حرارت نگاری هم برای سوژه و هم بازرس بسیار ایمن است، چرا که روش غیر تماسی است.

ورق های فولادی

بازرسی حرارت نگاری در صورتی امکان پذیر است که جسم تحت بازرسی. با محیط بیرون از خود درگیر انتقال حرارت باشد و یک گرادیان دمایی طبیعی با محیط اطراف خود داشته باشد. از نقطه نظر سخت افزاری، بسته به اینکه این گرادیان دمایی را ما ایجاد کنیم. و یا ناشی از کارکرد جسم. بطور طبیعی وجود داشته باشد. بازرسی به دو روش بازرسی فعال و غیر فعال تقسیم بندی می شود.

در بازرسی حرارت نگاری فعال، تحریک حرارتی جسم به عهده اپراتور می باشد. و اپراتور با ایجاد یک گرادیان دمایی بین جسم و محیط و حالت انتقال حرارت گذار بین این دو. نحوه پاسخ جسم را به این شرایط بررسی می شود. در بازرسی حرارت نگاری غیر فعال به دلیل شرایط کاری جسم، این گرادیان دمایی بطور طبیعی وجود دارد. و اپراتور تنها به دریافت تشعشعات مادون قرمز و تحلیل آنها، اکتفا می کند.

ورق های فولادی

در زمینه آزمون غیر مخرب، حرارت نگاری پالسی به دلیل سرعت بالا در بازرسی محبوب است. برای مواد هدایت حرارتی بالا (مانند آلومینیوم) مدت تحریک حرارتی فقط چند میلی ثانیه طول می کشد. در حالی که مدت زمان آزمایش نمونه های هدایت حرارتی کم (مانند پلاستیک ها، کامپوزیت ها، فولادها و غیره) مدت تحریک حرارتی چند ثانیه است [24-25].

آماده سازی و ساخت نمونه ها

از دو ورق به ضخامت 5 میلی متر، مربعی شکل به ضلع 15 سانتی متر. از جنس فولاد کم کربن و فولاد آلیاژی انتخاب شدند. بر روی هر دون نمونه، الگوهایی سوراخ کرای گردید. با توجه به شکل 2، قطر این سوراخ ها از 5 تا 2 میلی متر. و با عمق های 1 تا 4/7 میلی متر می باشد. همچنین، قطر سوراخ ها بصورت عمودی ثابت و بصورت افقی از چپ به راست کاهش می یابند. عمق سوراخ ها بصورت افقی ثابت و بصورت عمودی کاهش می یابند. جهت به حداقل رساندن نویزهای ناشی از بازتاب نور و جذب حداکثر حرارت اعمالی به نمونه ها. پشت نمونه ها با اسپری مشکلی مات رنگ آمیزی شد. در شکل 2 نقشه نمونه های ساخته شده آورده شده است.

ورق های فولادی

آماده سازی چیدمان حرارت نگاری و طراحی آزمایشات تجهیزات مورد استفاده در آزمایش ها. یک دوربین حرارتی فلیر سری A دارای رزولیشن 240 × 360 با توانایی ضبط 9 الی 60 هرتز. دقت 0/01 درجه سانتی گراد و دو پروژکتور با توان 1 کیلووات بودند. تمامی آزمایش ها در دمای محیط 27 درجه سانتی گراد، در محیط بسته آزمایشگاه اجرا شد. پارامترهای مورد بررسی عبارتند از تأثیر زمان پالس، فاصله منبع تحریک تا نمونه HSD. زاویه تابش HSRA و در نهایت جنس نمونه می باشند.

فاصله دوربین از نمونه 30 سانتی متردر نظر گرفته شد. که با توجه به ابعاد نمونه و نقطه فوکوس دوربین ثابت می باشد. دوربین عمود بر سطح نمونه قرار گرفت. بر این اساس 16 تست انجام گرفت که به ترتیب. زاویه و فاصله منابع تحریک را تنظیم و ثابت کرده. و پالس های 5 ثانیه و سپس 10 ثانیه اعمال شد. و این تست ها با تغییر زاویه و فاصله و در نهایت تغییر جنس نمونه ادامه پیدا کرد.

ورق های فولادی

بحث بر روی نتایج بدست آمده

اثر فاصله منابع تحریک

در ابتدا آزمایشی با دو پروژکتور تنگستنی را با زاویه 40 درجه نسبت به سطح نمونه فولاد کم کربن. و در فاصله های 30 سانتی متر و 60 سانتی متر طراحی شد. تحریک برای هر دو تست 5 ثانیه در نظر گرفته شد. در شکل 3 تصاویری از هر آزمون که در بهترین کنتراست حرارتی در طول تست قرار داشتند، آورده شده است. همان طور که در شکل مشخص است. دمای سطح نمونه HSD 30cm بالاتر و وضوح عیوب و همچنین تعداد عیوب قابل تشخیص نیز بیشتر است.

شکل 4 در راستای عیوب با قطر 5 و 4 میلی متر دو مسیر ایجاد شد. و نمودار دما – پیکسل آن استخراج گردید. و نمودارهای دو آزمایش، در هر قطر با هم مقایسه شد. که در شکل تفاوت ها به وضوح مشخص می شوند.

در تصاویر شکل 5، در نمودار دما – پیکسل عیوب با قطر 5 مشاهده می شود. که کنتراست حرارتی در تست HSD 30CM بالاتر از تست HSD 60CM می باشد. و تشخیص عیوب به علت کنتراست بالا راحت تر است. همچنین مرز بین عیوب و سطح سالم نمونه، تیزتر و به ابعاد واقعی نزدیک تر هستند. در تصاویر شکل 5، در نمودار دما – پیکسل عیوب با قطر 4 میلی متر نتایج مشابهی را نشان می دهد.

ورق های فولادی

(St شکل 3 مقایسه اثر فاصله در تصاویر حرارتی نمونه فولاد کم کربن ( 37
(St شکل 4 مسیرهاي رسم شده در راستاي عیوب نمونه فولاد کم کربن ( 37
(St شکل 5 مقایسه نمودارهاي اثر فاصله در نمونه فولاد کم کربن ( 37

در آزمایش دیگری چیدمان همانند آزمون اول برای نمونه فولاد آلیاژی نیز انجام داده شد. بهترین وضوح از آمون ها در شکل 6 آورده شده است. همانطور که در شکل مشخص است. دمای سطح نمونه HSD 30cm بالاتر و وضوح عیوب با قطر کمتر، بیشتر است.

اگر در راستای عیوب با قطرهای 5،4 و 3 میلی متر مسیری کشیده و نمودار دما – پیکسل آن استخراج شود. و نمودارها با هم مقایسه شود، تفاوت ها به وضوح مشخص خواهند شد. در شکل 7 که نمودار دما – پیکسل عیوب با قطرهای 5، 3 و 4 میلی متر را نشان می دهد. مشاهده می شود. که دمای نقاط مختلف آزمون HSD 30cm از آزمون HSD 60cm بالاتر است. و همچنین کنتراست حرارتی (اختلاف دمای بین نقاط بدون عیب نمونه و محل معیوب). در تست HSD 30cm بالاتر از تست HSD 60cm می باشد. و تشخیص بصری عیوب به علت کنتراست حرارتی بیشتر راحت تر است.

در نهایت می توان گفت که هرچه منبع حرارتی از سطح نمونه دورتر باشد. مقدار انرژی انتقالی به سطح نمونه و به دنبال ان نرخ افزایش دما نیز کاهش می یابد.

اثر تابش منابع تحریک

برای بررسی اثر زاویه تابش منابع تحریک، دو آزمایش طراحی شد. که در آن دو پروژکتور در زاویه 60 درجه نسبت به سطح نمونه. و در فاصله 60 سانتی متری از آن قرار گرفته. و تحت تحریک 5 ثانیه ای قرار گرفت. در آزمون دیگری همین آزمایش با زاویه 40 درجه انجام شد. شکل 8 تصویر دمایی دو تست در بهترین کنتراست حرارتی را نشان می دهد. همان گونه که مشخص است. در شکل HSRA 60 درجه سانتی گراد وضوح عیوب (کنتراست حرارتی بیشتر). بهتر از شکل HSRA 40 درجه ی سانتی گراد می باشد.

ورق های فولادی

در نمودار دما – پیکسل شکل 9 که مربوط به دما در مسیر عیوب با قطر 5 میلی متر میباشد. مشاهده می شود. که کنتراست حرارتی تست HSRA 40 درجه ی سانتی گراد (اختلاف دمای محل عیب با سایر نقاط). بالاتر از تست HSRA 60 درجه سانتی گراد است. بنابراین این وضوح عیوب از نقاط بدون عیب. زمانی که زاویه تابش به سمت عمود بر سطح نمونه میل کند. بیشتر خواهد بود. در نمودار – پیکسل که مربوط به دمای نقاط مختلف در مسیر عیوب با قطر 4 میلی مت می باشد. کنتراست حرارتی با افزایش زاویه تابش نسبت به سطح نمونه، افزایش می یابد.

ورق های فولادی
ورق های فولادی-(SS شکل 7 مقایسه نمودارهاي اثر فاصله در نمونه فولاد آلیاژي ( 304
(St شکل 9 مقایسه نمودارهاي اثر زاویه تابش در نمونه فولاد کم کربن ( 37

در آزمون دیگری، دو پروژکتور در زاویه 40 درجه. و در فاصله 60 سانتی متری نسبت به نمونه فولادآلیاژی قرار گرفته. و تحت تحریک 5 ثانیه ای قرار گرفت. سپس همین چیدمان، در آزمون دیگری با زاویه 60 درجه انجام گرفت. در شکل 10 HSRA 60 درجه سانتی گراد وضوح عیوب (کنتراست حرارتی بیشتر). بهتر و تعداد عیوب قابل رویت بیشتر است.

اگر در راستای عیوب با قطرهای 3،4،5 میلی متر مسیرهایی ایجاد شود. و نمودار دمایی آن در هر دو تست مورد بررسی قرار گیرد، تفاوت ها مشخص تر خواهند شد. همانطور که در نمودار دما – پیکسل شکل 11 مشاهده می شود. کنتراست حرارتی عیوب 5 میلی متر. در تست HSRA 60 درجه سانتی گراد بالاتر از تست HSRA 40 درجه ی سانتی گراد می باشد.

بنابراین عیوب با وضوح بیشتری قابل رویت خواهند بود. در نمودار دما -پیکسل عیوب با قطر 4 میلی متر، مشاهده می شود. که کنتراست حرارتی تست HSRA 60 درجه ی سانتی گراد از تست HSRA 40 درجه سانتی گراد بالاتر است. در نمودار دما-پیکسل که مربوط به دمای نقاط مختلف در مسیر عیوب 3 میلی متر است، مشاهده می شود. که همچنان کنتراست حرارتی نمودار تست HSRA 60 درجه ی سانتی گراد. بیشتر از تست HSRA 40 درجه ی سانتی گراد می باشد. و تشخیص عیوب با قطر کمتر و عمق بیشتر راحت تر است.

قدرت شناسایی عیوب و وضوح تصاویر حرارتی با افزایش زاویه تابش حرارت بهبود می یابد. یکی از دلایل عمده آن افزایش انعکاس امواج انرژی از سطح نمونه و عدم جذب آن است. بنابراین هرچه زاویه منابع تحریک نسبت به سطح نمونه به 90 درجه نزدیک شود. میزان جذب انرژی افزایش می یابد. در نتیجه نرخ افزایش دمای سطح نمونه، افزایش می یابد. شناسایی عیوب با قطر کوچکتر امکان پذیر شده و همچنین رویت عیوب سریع تر میشود.

ورق های فولادی-شکل 10 مقایسه اثر زاویه تابش در تصاویر حرارتی نمونه فولاد آلیاژي ss304
(SS شکل 11 مقایسه نمودارهاي اثر زاویه تابش نمونه فولاد آلیاژي ( 304

بررسی اثر جنس

برای بررسی اثر جنس در آزمون ها، دو نمونه فولاد کم کربن. و فولاد آلیاژی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. چیدمان های مختلف روی این دو جنس صورت گرفت که در بررسی های قبل برخی از آنها آورده شده بود.

چیدمان انجام تست بدین صورت بود که، پروژکتورها در فاصله 30 سانتی متری نمونه. و در زاویه 60 درجه نسبت به سطح نمودار قرار داشتند. هر دو جنس تحت تحریک پالسی 5 ثانیه ای قرار گرفت. همان طور که در تصویر حارتی 12 نمونه فولاد کم کربن قابل مشاهده است. دو عیب با قطر 5 و 4 میلی متر در عمق 0.3 میلی متر، با وضوح بالا. و چهار عیب با قطر 4 و 5 میلی متر در عمق های 0.4 و 0.5 میلی متر. با وضوح کمتر و دو عیب با قطر 4 و 5 میلی متر در عمق 1 میلی متر. به سختی قابل رویت هستند.

کوچکترین عیب قابل مشاهده با قطر 4 میلی متر و در عمق 1 میلی متر سطح نمونه می باشد. در تصویر حرارتی 12 نمونه فولاد آلیاژی. عیوب مشاهده شده عبارتند از عیوب با قطر 5 میلی متر. در عمق های 0.3 – 0.4 و 0.5 میلی متر از سطح. و عیوب با قطر 4 میلی متر در عمق های 0.3 و 0.4 میلی متر. با وضوح بالا، دو عیب با قطر 5 میلی متر در عمق 1 میلی متر. و قطر 3 میلی متر در عمق های 0.3 – 0.4 و 0.5 میلی متر. با وضوح پایین قابل شناسایی هستند.

در شکل 12 در مجموع بدون پردازش تعداد 11 عیب قابل شناسایی هستند. که کوچکترین آن عیب با قطر 3 میلی متر در عمق 0.5 میلی متر از سطح می باشد. شکل نمودار دما – پیکسل نمونه فولاد کم کربن (St37). بر روی مسیرهای کشیده شده بر روی قطرهای مختلف عیوب را نشان می دهد. قله های موجود در نمودار محل وجود عیوب می باشند. کلیه عیوب با قطرهای 4 و 5 میلی متر قابل شناسایی هستند.

ورق های فولادی-شکل 12 مقایسه تصاویر حرارتی دو جنس مختلف
شکل 13 نمودار دما-پیکسل سطح نمونه ها در بهترین کنتراست حرارتی

نمودار دما – پیکسل سطح نمونه فولاد آلیاژی (SS304). بر روی مسیرهای کشیده شده بر قطرهای مختلف عیوب را نشان می دهد. قله های موجود در نمودار قابل مشاهده است. کلیه عیوب با قطرهای 4 و 5 میلی متر. و عیوب با قطر 3 میلی متر با عمق های 0/5،0/4،0/3 میلی متر قابل شناسایی هستند.

جمع بندی نتایج

بطورکلی تعداد عیوب قابل تشخیص در فولاد آلیاژی بیشتر بود. زمان رویت عیوب در هنگام تحریک حرارتی. برای فولاد زنگ نزن حدود 1/215 ثانیه و برای فولاد کم کربن حدود 0/199 ثانیه بوده است. هر چقدر دمای اولیه قطعه پایین تر باشد. باید مدت زمان بیشتری صرف پالس تحریک حرارتی قطعه شود. و هر چقدر دمای اولیه قطعه پایین تر باشد. فرصت و زمان بیشتری برای شناسایی عیوب وجود دارد. عیوب در بازه زمانی خاص قابل شناسایی هستند. و طولانی شدن پالس تأثیری در افزایش عیوب قابل تشخیص ندارد.

از دلایل مشاهده نشدن برخی عیوب کوچک و برخی عیوب با عمق های بیشتر. می توان به کم بودن قدرت شوک حرارتی. یا انرژی ورودی در پالس های کوتاه تر از 1 ثانیه اشاره کرد. همانطور که ژی زنگ و همکاران، با استفاده از منبع تحریک فلاش لامپ 4/8 کیلوژولی با پالس 1 ثانیه ای موفق به شناسایی تمام عیوب ایجاد شده در نمونه فولادی شدند [22]. همچنین مقدار هدایت حرارتی ماده در تشخیص عیوب تأثیرگذار است. هرچقدر مقدار هدایت حرارتی ماده بیشتر باشد. برای شناسایی عیوب به مقدار قدرت شوک حرارتی بیشتری در پالس های کوتاه نیاز دارد. زیرا حرارت به سرعت در نمونه پخش می شود. و عیوب در بازه زمانی کوتاه تری قابل شناسایی هستند.

ورق های فولادی

هدف این مقاله تشخیص و بررسی عیوب خوردگی در ورق های فلزی. با روش آزمون های غیر مخرب و آزمون حرارت نگاری فعال بود. طراحی و ساخت عیوب و نمونه ها با تجهیزات در دسترس، انجام گرفت. سوراخ ها با نسبت قطر به عمق (D/L) از 16 تا 2 میلی متر، در نمونه ها ایجاد شد. نسبت قطر به عمق در فرآیند های سوراخ کاری عمیق کاربرد دارد [23]. نقص ها، سوراخ های کف تخت هستند. که در ورق فولادی کم کربن و ورق فولادی آلیاژی ایجاد شده اند. عیوب پس از تحریک حرارتی نوری مورد ارزیابی قرار گرفتند. از جمله نتایج بدست آورده از آزمایش ها این بود که:

منابع تحریک در فاصله 30 سانتی متری نمونه، تعداد 8 عیب در جنس فولاد کم کربن. و 11 عیب در فولاد آلیاژی قابل شناسایی شدند. و در فاصله 60 سانتی متر نمونه، تعداد 6 عیب در فولاد کم کربن. و 10 عیب در فولاد آلیاژی قابل تشخیص بودند.

ورق های فولادی

  • کوچکترین عیوب قابل تشخیص در نمونه فولاد کم کربن. عیب با قطر 4 میلی متر در عمق 1 میلی متر و در نمونه فولاد آلیاژی. عیب با قطر سه میلی متر در عمق 1 میلی متر بود.
  • در مقایسه تصاویر حرارتی نمونه فولاد آلیاژی با فولاد کم کربن، مشاهده شد. که وضوح و تعداد عیوب قابل تشخیص در تصاویر حرارتی نمونه فولاد آلیاژی بیشتر است.
  • بهترین میزان زمان تحریک برای دو جنس تحت آزمایش، 2 تا 5 ثانیه بود. و برای هر دو جنس افزایش زمان تحریک، تأثیری در تعداد عیوب قابل شناسایی و وضوح آن ها نداشت.

دانشکده مهندسی مکانیک ، پردیس، البرز، دانشگاه تهران (مهندسی ساخت و تولید ایران)

فولاد رسول دلاکان

با سالها تجربۀ ارزشمند و گرانبها در عرصه تأمین و توزیع انواع ورق آلیاژی و انواع فولاد آلیاژی. با گواهینامه ها و آنالیزهای معتبری که ضمیمه محصولاتش به مشتریان خویش ارائه داده است. توانسته رضایتمندی مشتریان خویش را همواره فراهم آورد.
صنعتگر شریف و گرامی از اینکه ما را جهت خرید کالا (فولاد آلیاژی). مورد نیاز خویش انتخاب می نمایید از شما سپاسگزاریم.

ارتباط با ما
09122136675 – 02128423820
واتس آپ: 09122136675
اینستاگرام: fooladdalakan
ایمیل : [email protected]