آزمون مایعات نافذ (PT) چیست؟ اصول، مراحل و کاربردها

آزمون مایعات 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.

آزمون مایعات 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. آزمون مایعات نافذ همچنین به تمیزی سطح بسیار حساس است؛ هر چیزی که دهانه شکاف را بپوشاند — رنگ، روغن، زنگ، یا پلیسه ماشین‌کاری — نتیجه را باطل می‌کند. به همین دلیل سطحی که ساچمه‌زنی یا سنگ‌زنی سنگین شده باشد نیز مشکل‌ساز است، چون فلز جابه‌جاشده دهانه ترک را می‌بندد.

آزمون مایعات نافذ روی چه موادی کار می‌کند که MT نمی‌تواند؟

مزیت اصلی آزمون مایعات نافذ (PT) نسبت به آزمون ذرات مغناطیسی (MT) در گستره مواد قابل آزمون است. آزمون ذرات مغناطیسی فقط روی مواد فرومغناطیس اجرا می‌شود، یعنی 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. همین‌جاست که آزمون مایعات نافذ کاری می‌کند که آزمون ذرات مغناطیسی از عهده‌اش برنمی‌آید. قید «غیرمتخلخل» را هم باید جدی گرفت: روی ماده متخلخل، مایع نافذ در سراسر سطح می‌ماند و کل قطعه نشانه می‌دهد. در مقابل، آزمون ذرات مغناطیسی روی مواد فرومغناطیس مزیت خودش را دارد: عیوب نزدیک به سطح را هم که کاملاً باز نشده‌اند می‌بیند و اجرایش سریع‌تر است. انتخاب میان این دو، پیش از هر چیز به جنس قطعه برمی‌گردد نه به سلیقه بازرس.

مراحل اجرای آزمون مایعات نافذ به چه ترتیبی است؟

آزمون مایعات نافذ به روش حذف‌شونده با حلال چهار مرحله دارد و ترتیبشان قابل جابه‌جایی نیست. نخست پیش‌تمیزکاری: سطح با کلینر از چربی، گرد و هر پوشش مانع پاک و کاملاً خشک می‌شود، چون حلال باقی‌مانده داخل شکاف مایع نافذ را رقیق می‌کند. دوم اعمال پنترانت و سپری شدن زمان نفوذ؛ در این مدت مایع با مویینگی وارد ناپیوستگی می‌شود و هرچه شکاف باریک‌تر باشد این نفوذ کندتر است. سوم حذف پنترانت اضافی از سطح، بدون آنکه پنترانت داخل شکاف بیرون کشیده شود — حساس‌ترین مرحله کل آزمون. چهارم اعمال دولوپر، که مانند کاغذ خشک‌کن عمل می‌کند و پنترانت محبوس‌شده را بیرون می‌کشد؛ نشانه روی زمینه سفید مات به شکل خط یا لکه قرمز ظاهر می‌شود. زمان ظهور نیز باید سپری شود، چون نشانه بلافاصله پس از اعمال دولوپر کامل نمی‌شود و رشد آن در طول زمان، خودش اطلاعاتی درباره اندازه عیب 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. مشاهده و ارزیابی نشانه‌ها زیر نور سفید کافی و ثبت نتیجه.
6. تمیزکاری نهایی قطعه پس از پایان بازرسی.

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. تفاوت این دو نقش در روش اعمال است، نه در ماده. 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. روش مرئی به نور سفید کافی روی سطح نیاز دارد؛ مقدار مرجعی که در استانداردهای روش مرئی به کار می‌رود ۱۰۷۶ لوکس معادل ۱۰۰ فوت‌کندل است، اندازه‌گیری‌شده روی خودِ سطح قطعه و 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 آزمون مایعات نافذ چه چیزهایی لازم است؟

برای اجرای آزمون مایعات نافذ به روش حذف‌شونده با حلال، سه ماده مصرفی و چند لوازم ساده کافی است — این روش برخلاف آزمون ذرات مغناطیسی به هیچ منبع مغناطیس‌کننده‌ای نیاز ندارد و همین آن را کم‌هزینه‌ترین روش برای شروع می‌کند. مواد لازم عبارت‌اند از کلینر، پنترانت و دولوپر، هر سه در قوطی آئروسل ۴۰۰ میلی‌لیتری. کنارشان پارچه بدون پرز برای مرحله حذف اضافی، 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؛ قوطی آئروسل ظرف تحت فشار است و گرمای مستقیم خورشید برایش کافی است تا خطرناک شود. انطباق مواد نیز پیش از خرید کنترل می‌شود: استانداردهای مرجع این خط محصول AMS 2644، ASTM E1417/E1417M و EN ISO 3452-2 است و هر سه ماده باید یک خانواده و سازگار با هم باشند.