تست مایع نافذ (PT) چیست؟ اصول، مراحل و کاربردها

تست مایع نافذ (PT) روشی برای آشکارسازی ناپیوستگی‌های باز به سطح است که بر پایه خاصیت مویینگی کار می‌کند: مایعی با کشش سطحی پایین درون شکاف نفوذ می‌کند، مایع اضافی از سطح برداشته می‌شود، و سپس ماده‌ای سفید آنچه را داخل شکاف مانده بیرون می‌کشد و قابل دیدن می‌کند. برخلاف آزمون ذرات مغناطیسی، این روش به خاصیت مغناطیسی قطعه وابسته نیست و همین گستره موادی را که می‌تواند پوشش دهد بسیار وسیع‌تر می‌کند.

این روش به روش حذف‌شونده با حلال و با سه ماده مصرفی اجرا می‌شود: کلینر، پنترانت و دولوپر. سرعت نفوذ به هندسه عیب بستگی دارد — هرچه شکاف باریک‌تر باشد مایع کندتر وارد می‌شود — و به همین دلیل زمان نفوذ یک عدد دلخواه نیست؛ استاندارد ASTM E1417/E1417M-21 زمان ماند پنترانت را دست‌کم ۱۰ دقیقه می‌گذارد، و در دمای ۴ تا ۱۰ درجه سانتی‌گراد دست‌کم ۲۰ دقیقه.

تست مایع نافذ چیست و چه عیوبی را پیدا می‌کند؟

آزمون مایعات نافذ (PT) عبارت است از روشی غیرمخرب که ناپیوستگی‌های باز به سطح را با نفوذ مویینگی یک مایع رنگی درون آن‌ها آشکار می‌کند. قید «باز به سطح» تعیین‌کننده است و مهم‌ترین محدودیت روش را می‌سازد: اگر دهانه عیب به سطح راه نداشته باشد، مایع نافذ راهی برای ورود ندارد و عیب دیده نمی‌شود، هر چقدر هم بزرگ باشد. بنابراین ترک سطحی، ترک ناشی از خستگی، تخلخل بازشده به سطح، لب‌پریدگی و درزهای جوش سطحی با این روش قابل تشخیص‌اند، ولی تخلخل زیرسطحی، ناخالصی داخلی و ذوب ناقص در عمق جوش نه. برای عیوب زیرسطحی باید سراغ آزمون‌های حجمی مانند رادیوگرافی یا التراسونیک رفت. این روش به تمیزی سطح هم بسیار حساس است؛ هر چیزی که دهانه شکاف را بپوشاند — رنگ، روغن، زنگ، یا پلیسه ماشین‌کاری — نتیجه را باطل می‌کند. سطحی که ساچمه‌زنی یا سنگ‌زنی سنگین شده باشد هم مشکل‌ساز است، چون فلز جابه‌جاشده دهانه ترک را می‌بندد.

تست PT روی چه موادی کار می‌کند که MT نمی‌تواند؟

مزیت اصلی آزمون مایعات نافذ (PT) نسبت به آزمون ذرات مغناطیسی (MT) گستره مواد قابل آزمون است. آزمون ذرات مغناطیسی فقط روی مواد فرومغناطیس اجرا می‌شود: فولادهای کربنی، کم‌آلیاژ و زنگ‌نزن‌های مارتنزیتی و دوپلکس. آزمون مایعات نافذ چنین قیدی ندارد و روی هر ماده جامد و غیرمتخلخل کار می‌کند: فولاد زنگ‌نزن آستنیتی، آلومینیوم، تیتانیوم، مس و برنج، سوپرآلیاژهای پایه نیکل، و حتی سرامیک و پلاستیک‌های مقاوم به حلال. قید «غیرمتخلخل» را جدی بگیرید: روی ماده متخلخل، مایع نافذ در سراسر سطح می‌ماند و کل قطعه نشانه می‌دهد. انتخاب میان این دو، پیش از هر چیز به جنس قطعه برمی‌گردد نه به سلیقه بازرس.

مراحل اجرای تست مایعات نافذ به چه ترتیبی است؟

آزمون مایعات نافذ به روش حذف‌شونده با حلال چهار مرحله دارد و ترتیبشان قابل جابه‌جایی نیست: پیش‌تمیزکاری، اعمال پنترانت و زمان نفوذ، حذف پنترانت اضافی، و اعمال دولوپر و زمان ظهور. حساس‌ترین مرحله سومی است، چون آنچه داخل شکاف است نباید بیرون کشیده شود. نشانه بلافاصله پس از اعمال دولوپر کامل نمی‌شود و رشد آن در طول زمان درباره اندازه عیب اطلاعات می‌دهد.

1. پیش‌تمیزکاری سطح با کلینر و خشک کردن کامل آن.
2. اعمال پنترانت و رعایت زمان نفوذ طبق استاندارد ارجاع پروژه.
3. حذف پنترانت اضافی با پارچه آغشته به کلینر، نه با پاشش مستقیم.
4. اعمال لایه نازک و یکنواخت دولوپر و رعایت زمان ظهور.
5. ارزیابی نشانه‌ها زیر نور سفید کافی و ثبت نتیجه.
6. تمیزکاری نهایی قطعه.

چرا کلینر در یک آزمون دو بار مصرف می‌شود؟

کلینر در آزمون مایعات نافذ دو نقش متفاوت دارد و به همین دلیل مصرفش از دو ماده دیگر بیشتر است. نقش اول پیش‌تمیزکاری در مرحله یک است: باز کردن دهانه ناپیوستگی از هر چیزی که راه ورود مایع نافذ را بسته باشد. نقش دوم حذف پنترانت اضافی در مرحله سه است، جایی که فقط باید مایع روی سطح برداشته شود و آنچه داخل شکاف است دست‌نخورده بماند. در مرحله یک پاشش مستقیم روی سطح درست است؛ در مرحله سه پاشیدن کلینر روی قطعه، مایع نافذِ داخل شکاف را می‌شوید و نشانه را از بین می‌برد. روش درست در مرحله سه این است که کلینر روی پارچه یا دستمال بدون پرز پاشیده شود و سطح با همان پارچه پاک شود، آن هم در یک جهت و نه با مالش رفت‌وبرگشتی. کلینر SKC-S با شماره قطعه ۰۲۱۸۰۱۰ پس از تبخیر باقی‌مانده‌ای روی سطح نمی‌گذارد و همین برای مرحله بعد اهمیت دارد.

تفاوت پنترانت مرئی و فلورسنت در چیست؟

پنترانت‌ها بر اساس نحوه دیده شدن نشانه به دو دسته مرئی و فلورسنت تقسیم می‌شوند. پنترانت مرئی معمولاً قرمز است و نشانه‌اش زیر نور سفید معمولی روی زمینه سفید دولوپر دیده می‌شود؛ نیازی به اتاق تاریک و نور فرابنفش ندارد و همین آن را برای کار میدانی، کارگاهی و بازرسی حین سرویس عملی می‌کند. پنترانت فلورسنت زیر نور فرابنفش می‌درخشد، حساسیت بالاتری دارد ولی به اتاق تاریک، لامپ UV، زمان سازگاری چشم بازرس با تاریکی و کنترل شدت نور نیاز دارد و در محل اجرای پروژه معمولاً هیچ‌کدام در دسترس نیست. پنترانت SKL-SP2 با شماره قطعه ۰۲۱۸۰۲۰ از نوع مرئی قرمز و حذف‌شونده با حلال است. استاندارد ASTM E1417/E1417M-21 برای روش رنگی (Type II) دست‌کم ۱۰۰ فوت‌کندل معادل ۱۰۷۶ لوکس را روی سطح مورد بازرسی الزامی می‌کند — اندازه‌گیری‌شده روی خودِ سطح، نه در فاصله‌ای از آن.

دولوپر چه نقشی دارد و چرا لایه‌اش باید نازک باشد؟

دولوپر ماده‌ای است که پنترانت محبوس‌شده در ناپیوستگی را بیرون می‌کشد و هم‌زمان زمینه‌ای سفید و مات می‌سازد تا نشانه قرمز روی آن دیده شود. بدون دولوپر، بخش زیادی از پنترانتِ داخل شکاف به سطح نمی‌آید و نشانه یا تشکیل نمی‌شود یا آن‌قدر کم‌رنگ است که از دست می‌رود. ضخامت لایه اما تعیین‌کننده است و شایع‌ترین خطای اجرایی همین‌جاست: لایه ضخیم دولوپر نشانه‌های ریز را می‌پوشاند، چون پنترانتِ بیرون‌کشیده‌شده در ضخامت خودِ لایه پخش می‌شود و به سطح نمی‌رسد. لایه بیش از حد کم هم درست نیست، چون زمینه سفید یکنواخت نمی‌سازد و کنتراست کافی برای دیدن نشانه به دست نمی‌آید. دولوپر SKD-S2 با شماره قطعه ۰۲۱۸۰۳۰ از نوع غیرآبی تر است و باید در لایه‌ای نازک و یکنواخت اعمال شود. قوطی نیز باید پیش از هر بار مصرف تکان داده شود، چون ذرات جامد دولوپر ته‌نشین می‌شوند و بدون هم‌زدن، پاشش اول رقیق و پاشش آخر غلیظ درمی‌آید.

برای شروع کار با تست PT چه چیزهایی لازم است؟

برای اجرای آزمون مایعات نافذ به روش حذف‌شونده با حلال، سه ماده مصرفی و چند وسیله ساده کافی است و منبع مغناطیس‌کننده لازم نیست. کنار سه قوطی، پارچه بدون پرز، دستکش و عینک ایمنی، و منبع نور سفید کافی لازم است. هر سه ماده آئروسل بسیار قابل اشتعال با کد خطر H222 هستند و باید دور از شعله و جرقه، در محیط دارای تهویه و زیر ۵۰ درجه سانتی‌گراد نگهداری شوند. استانداردهای مرجع این خط محصول AMS 2644، ASTM E1417/E1417M و EN ISO 3452-2 است.