یوک AC یا DC؟ حداقل نیروی بلندکنندگی طبق E709

انتخاب یوک مغناطیسی معمولاً با یک سؤال شروع می‌شود: AC یا DC؟ ولی سؤال مهم‌تری هم هست که کمتر پرسیده می‌شود: یوک در چه فاصله پایه‌ای قابل قبول است؟ نیروی بلندکنندگی‌ای که روی برچسب یوک نوشته شده، بدون فاصله پایه معنای پذیرش ندارد.

پاسخ کوتاه: یوک AC برای ترک‌های سطحی و یوک DC برای ناپیوستگی‌های کمی زیر سطح انتخاب می‌شود، و جدول ۳ استاندارد ASTM E709-21 حداقل نیروی بلندکنندگی را نه یک عدد واحد، بلکه بر حسب فاصله پایه می‌دهد: برای AC در فاصله ۵۰ تا ۱۰۰ میلی‌متر ۴٫۵ کیلوگرم، و برای DC در همان فاصله ۱۳٫۵ کیلوگرم که در فاصله ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلی‌متر به ۲۳ کیلوگرم می‌رسد. یوکی که در یک فاصله پایه قبول می‌شود، ممکن است در فاصله بازتر همان معیار را برآورده نکند.

این راهنما بر پایه استاندارد ASTM E709-21 نوشته شده و معیارهای انتخاب یوک، حداقل نیروی بلندکنندگی، روش بررسی آن و محدودیت‌هایی را که هنگام خرید باید بدانید، بند به بند مرور می‌کند.

یوک مغناطیسی چیست و چه زمانی به‌جای پراد انتخاب می‌شود؟

یوک مغناطیسی عبارت است از یک الکترومغناطیس معمولاً C شکل که میدان را بین دو پایه در بخشی از قطعه القا می‌کند و طبق بند ۶.۳ استاندارد ASTM E709-21 برای مغناطیس‌کردن موضعی به کار می‌رود. طبق بند ۱۲.۳.۳.۴، در این روش خود قطعه مسیر مغناطیسی بین دو قطب می‌شود. مزیت اصلی یوک نسبت به پراد، نبود تماس الکتریکی با قطعه است که جدول ۱ همان استاندارد در ردیف یوک به آن اشاره می‌کند. در روش پراد، نوک‌ها با قطعه تماس دارند و بند ۶.۴ هشدار می‌دهد که با نوک مسی توپر، قوس ناخواسته هنگام گذاشتن یا برداشتن پراد می‌تواند مس را به سطح نفوذ دهد و به آسیب متالورژیکی مانند نرم‌شدن، سخت‌شدن یا ترک منجر شود. همان جدول ۱ یوک را بسیار قابل‌حمل می‌داند، ولی محدودیتش را هم می‌گوید: آزمون با یوک وقت‌گیر است و یوک باید به‌طور منظم جابه‌جا شود تا ناپیوستگی‌هایی با جهت تصادفی از قلم نیفتند.

یوک AC یا DC؟ کدام برای کدام عیب مناسب است؟

یوک AC برای ترک‌های سطحی حساس‌تر است و یوک DC برای ناپیوستگی‌هایی که کمی زیر سطح قرار دارند. در حالت AC میدان به‌دلیل اثر پوستی در لایه نزدیک سطح متمرکز می‌شود و در حالت DC عمیق‌تر در مقطع نفوذ می‌کند. طبق بند ۱۲.۳.۳.۴ استاندارد ASTM E709-21، بیشتر یوک‌ها با ورودی AC کار می‌کنند و بسته به طراحی، میدان AC، DC نیم‌موج یا DC تمام‌موج می‌سازند. یوک دوحالته از همین‌جا می‌آید: بازرس حالت را بسته به عیبی که دنبالش است عوض می‌کند. بند ۱۸.۲.۳ حالت AC را برای دمغناطیس موضعی هم قابل استفاده می‌داند.

حداقل نیروی بلندکنندگی یوک طبق ASTM E709 چقدر است؟

حداقل نیروی بلندکنندگی یوک طبق جدول ۳ استاندارد ASTM E709-21 برای AC در فاصله پایه ۵۰ تا ۱۰۰ میلی‌متر ۴٫۵ کیلوگرم است و برای DC بسته به فاصله پایه ۱۳٫۵ یا ۲۳ کیلوگرم. نیروی بلندکنندگی عبارت است از وزنی که یوک روشن می‌تواند از یک صفحه فولادی بلند کند، و بند ۲۰.۳.۷ آن را شاخص قدرت الکترومغناطیسی یوک می‌داند. بند ۱۴.۳.۲ هم قدرت میدان یوک را به‌صورت تجربی با همین نیرو تعیین می‌کند؛ اگر به‌جایش پراب هال به کار رود، باید روی سطح و وسط دو قطب قرار گیرد. نکته اصلی این جدول آن است که مقادیرش به فاصله پایه گره خورده‌اند، نه فقط به نوع جریان: برای AC تنها یک ستون دارد و برای فاصله‌های بیش از ۱۵۰ میلی‌متر هیچ مقداری نمی‌دهد.

فاصله پایه چه اثری بر پذیرش یوک دارد؟

فاصله پایه تعیین می‌کند یوک کدام حداقل جدول ۳ را باید برآورده کند، پس نیروی بلندکنندگی بدون فاصله پایه ادعای کاملی نیست. در حالت DC، حداقل موردنیاز با بازشدن پایه‌ها از ۱۳٫۵ کیلوگرم در فاصله ۵۰ تا ۱۰۰ میلی‌متر به ۲۳ کیلوگرم در فاصله ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلی‌متر می‌رسد. پایه‌های مفصلیِ بند ۶.۳ که روی سطح نامنظم می‌نشینند، اجازه می‌دهند فاصله پایه از این هم بیشتر شود، ولی جدول ۳ برای فاصله‌های بالاتر از ۱۵۰ میلی‌متر معیاری ندارد. یک مثال واقعی: یوک Y8 با ۴٫۵ کیلوگرم در AC و ۱۸ کیلوگرم در DC، در فاصله ۵۰ تا ۱۰۰ میلی‌متر در هر دو حالت قابل قبول است، ولی در فاصله ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلی‌متر در حالت DC زیر حداقل ۲۳ کیلوگرم می‌ماند. پس نیروی بلندکنندگی را همیشه همراه فاصله پایه‌ای بپرسید که در آن اندازه‌گیری شده است.

نیروی بلندکنندگی یوک چگونه و هر چند وقت یک بار بررسی می‌شود؟

نیروی بلندکنندگی یوک با بلندکردن یک صفحه فولادی با وزن معلوم بررسی می‌شود؛ جدول ۲ استاندارد ASTM E709-21 این آزمون را «بررسی وزن مرده یوک» می‌نامد و حداکثر فاصله توصیه‌شده بین دو بررسی را ۶ ماه می‌گذارد. این عدد سقف است، نه هدف؛ دستورالعمل آزمون یا کد کارفرما ممکن است بررسی مکررتری بخواهد. آزمون باید در همان فاصله پایه‌ای انجام شود که یوک در بازرسی به کار می‌رود، چون حداقل جدول ۳ به فاصله پایه وابسته است.

1. پایه‌ها را در همان فاصله‌ای تنظیم کنید که در بازرسی به کار می‌رود.
2. حالت جریان را انتخاب کنید: AC یا DC.
3. صفحه فولادی‌ای برگزینید که وزنش دست‌کم برابر حداقل جدول ۳ برای همان حالت و همان فاصله پایه باشد.
4. یوک روشن را روی صفحه قرار دهید و آن را بلند کنید؛ اگر یوک صفحه را نگه دارد، نیروی بلندکنندگی‌اش دست‌کم برابر وزن صفحه است.
5. آزمون را برای حالت دیگر تکرار کنید.
6. نتیجه، حالت جریان، فاصله پایه و تاریخ را در سوابق کالیبراسیون ثبت کنید.

آیا یوک به‌تنهایی برای آزمون ذرات مغناطیسی کافی است؟

یوک به‌تنهایی آزمون نیست؛ فقط میدان را می‌سازد و برای دیدن نشانه به ماده آشکارساز نیاز دارد. در روش مرئی، جوهر مغناطیسی مشکی نشانه را می‌سازد و روی سطوح تیره، رنگ زمینه سفید آن را قابل دیدن می‌کند. بند ۷.۱.۱ استاندارد ASTM E709-21 توصیه می‌کند شدت نور مرئی روی سطح قطعه در آزمون با ذرات غیرفلورسنت دست‌کم ۱۰۷۶ لوکس باشد، و بند ۷.۱.۱.۱ در برخی بازرسی‌های میدانی تا ۵۳۸ لوکس را در صورت توافق با کارفرما می‌پذیرد. نکته مهم‌تر، جهت آزمون است. طبق بند ۱۲.۳.۳.۴، یوک ناپیوستگی‌هایی را نشان می‌دهد که عمدتاً عمود بر خط دو قطب‌اند؛ ترکی که موازی همین خط باشد دیده نمی‌شود. به همین دلیل هر ناحیه دست‌کم در دو جهت تقریباً عمود بر هم بازرسی می‌شود، و این همان محدودیتی است که جدول ۱ با عبارت جابه‌جایی منظم یوک به آن اشاره می‌کند.

هنگام خرید یوک جز نیروی بلندکنندگی به چه چیزی توجه کنیم؟

یوک الکترومغناطیسی برای بیشتر کاربردها بر آهنربای دائم ترجیح دارد. بند ۶.۳.۱ استاندارد ASTM E709-21 می‌گوید استفاده از آهنربای دائم ممکن است به‌دلیل عملی‌نبودن یا الزام مشخصات آزمون محدود باشد، ظرفیتش با قرارگرفتن در میدان قوی‌تر، آسیب یا افتادن کم می‌شود، تحرک ذراتی که پالس AC یا نیم‌موج یوک الکترومغناطیسی می‌سازد در آن وجود ندارد، و براده و پوسته به قطب‌هایش می‌چسبد. پس از آن، چند ویژگی عملی ارزش بررسی دارند: پایه مفصلی برای نشستن روی گوشه جوش و سطح منحنی، که بند ۶.۳ به آن اشاره می‌کند؛ وزن و دسته مناسب برای کار روی داربست؛ دوحالته بودن AC/DC برای پوشش ترک سطحی، ناپیوستگی نزدیک سطح و دمغناطیس موضعی؛ کار با برق شهری بدون مبدل؛ و گواهی انطباق همراه دستگاه. و در نهایت، نیروی بلندکنندگی را همیشه همراه فاصله پایه‌ای بخواهید که در آن اندازه‌گیری شده است.