جوشکاری , تست غیر مخرب و بازرسی جوش

استاندارد مرجع رادیوگرافی برای فولادهای ریختگی تا ضخامت 2 اینچ (51 میلیمتر)
نویسنده : ابوذر کیانپور - ساعت ۱٢:٥٥ ‎ق.ظ روز چهارشنبه ۱۳ اردیبهشت ،۱۳٩۱
 

یکی از آزمون‌های متداول در کنترل کیفی متعلقات ریخته‌گری در کشور ما، آزمون غیرمخرب رادیوگرافی صنعتی می‌باشد.این آزمون در کنترل کیفی غیرمخرب جوش به واسطه قابلیت بازنگری، جایگاه ویژه‌ای یافته و نظارت دقیق کارفرمایان نیز قابلیت  و کاربرد این آزمون را پراهمیت نموده تا حدی که ارگان‌های صنعتی بخش دولتی و خصوصی نسبت به ارزیابی شرکت‌ها و افراد واجد شرایط اقدام نموده و با تهیه لیست شرکت‌های تأئید شده در خدمات فوق، اقدام نموده‌اند.

نوشتار پیوست، ترجمه استاندارد ASTM E446-98 بوده که با عنوان استاندارد مرجع رادیوگرافی برای فولادهای ریخته‌گری تا ضخامت 2 اینچ می‌باشد که امید است مورد استفاده کارشناسان محترم قرار گیرد.


1- حیطه بازرسی

1-1) این استانداردبه شرح انواع واندازه‌های مختلف ناپیوستگی‌های موجود در فولادهای ریختگی که دارای ضخامتی تا 2 اینچ هستند (51 میلیمتر) می‌پردازد. (نکته 1)

نکته 1: استاندارد مرجعE71که در گذشته برای این طیف از ضخامت استفاده می‌شد، شامل کاربرد منبع گامای رادیوم بود که امروزه به ندرت از آن استفاده می­شود. همچنین در این استاندارد ناپیوستگی گروه C یا انقباض گنجانده شده و گروه ناپیوستگی­های ترک و پارگی گرم به جز ذکر یک نمونه برای هرکدام حذف شده؛ استانداردهای مرجع برای مقاطع ضخیم ترE280 وE186 هستند.

1-2) این استاندارد شامل سه بخش مجزا (نکته 2) می­باشد که به شرح زیر هستند :

(1)ولتاژ متوسط: (250kVpاسمی ) اشعه X

(2)اشعه MV X1 و ایریدیوم -192

(3)اشعه MV X2 تا MV4 و کبالت -60

هر بخش تنها برای مقایسه با فیلم‌هایی‌هایی است که به وسیله تابش معادل تولید شده باشند. باید توجه داشت که هر سطح انرژی برای تمام طیف ضخامت موجود در این مقاله قابل کاربرد نمی‌باشد. هر بخش شامل 6 گروه ناپیوستگی‌های درجه‌بندی شده از لحاظ شدت و4 گروه از ناپیوستگی‌های درجه بندی نشده است که تنها به ذکر یک نمونه ختم شده‌اند و به شرح زیر می‌باشند.

1-2-1) گروه A - تخلخل گازی؛ میزان شدت 1 تا 5

1-2-2) گروه B - آخال ماسه وسرباره؛ میزان شدت 1 تا 5

1-2-3) گروهC - انقباض؛ 4 نوع :

1-2-3-1) CA - میزان شدت 1 تا 5

1-2-3-2) CB - میزان شدت 1 تا 5

1-2-3-3) CC - میزان شدت 1 تا 5

1-2-3-4) CD - میزان شدت 1 تا 5

1-2-4) گروه D - ترک : 1 نمونه

1-2-5) گروهE-پارگی گرم: 1 نمونه

1-2-6) گروه F - مغزی قالب: 1 نمونه

1-2-7) گروه G - خالدار کردن:1 نمونه

نکته 2 : نمونه‌ها شامل موارد زیر هستند :

مبحث 1: ولتاژ متوسط (kVp25 اسمی) ، فیلم‌های رادیوگرافی مرجع اشعه X مجموعه 34 نمونه (5 تا 7 اینچ ) در گیره حلقه 15 تا 17 اینچی.

مبحث 2 : رادیوگرافهای مرجع ایریدیوم-192 و اشعه MV X1- مجموعه 34 نمونه (5 تا 7اینچ ) درگیره حلقه 15 تا 17 اینچ

مبحث 3: رادیوگراف‌های مرجع کبالت-60 و اشعه X از MV2 تا MV4- مجموعه 34 نمونه (5 تا 7 اینچ) و گیره حلقه 15 تا 17 اینچی

نکته 3: اگرچه گروه G، خالدار کردن، برای هر سه مبحث فهرست‌بندی شده‌ است، ظهور خالدار شدن به سطح انرژی تابشی بستگی دارد. خالدار شدن در مبحث 1 اهمیت می‌یابد. با این حال به علت سطوح بالای انرژی ممکن است خالدار شدن در مبحث 2 و 3 دیده نشوند.

1-3) مقادیر و ارزش‌های مندرج در واحدهای اینچ-پوند را باید به عنوان استاندارد پذیرفت.

1-4) این استاندارد به تمام ملاحظات امنیتی که به کاربردش مربوط هستد، اشاره نمی‌کند. این مسئولیت استفاده کننده استاندارد است که روش‌های سلامت و امنیتی مناسب را مشخص و قابلیت اعمال محدودیت‌ها را قبل از استفاده مشخص کند.

 

2- استاندارد‌های مرجع

2-1) استانداردهای ASTM

E94) راهنمای انجام تست رادیوگرافی

E142) روشی برای کنترل کیفیت تست رادیوگرافی

E186) فیلم‌های رادیوگرافی مرجع برای فولادهای ریختگی ضخیم (2 تا 5/4 اینچ- (51 تا 114 میلیمتر))

E242) فیلم‌های رادیوگرافی مرجع برای ظاهر و شکل تصاویر رادیوگرافی هنگامی که پارامترهای معینی تغییر داده می‌شوند.

E280) فیلم‌های رادیوگرافی مرجع برای ریخته‌گری فولاد با دیواره ضخیم (5/4 تا 12 اینچ- (114 تا 305 میلیمتر)

E1316) اصطلاح‌شناسی آزمون‌های غیرمخرب

2-2) ضمیمه‌ها

فیلم‌های رادیوگرافی مرجع برای فولادهای ریختگی تا ضخامت 2 اینچ (51 میلیمتر) :

مبحث 1: ولتاژ متوسط (kVp250 اسمی) اشعه X

مبحث 2: اشعه XMV1 و ایریدیوم- 192

مبحث 3: اشعه X از MV2 تا MV4 و کبالت- 60

 

3- اصطلاح‌شناسی

3-1) تعاریف: برای تعریف اصطلاحات به کار رفته در این استاندارد به بند اصطلاح‌شناسی E1316 (بخش D) رجوع کنید.

 

4- اهمیت و کاربرد

4-1) این استاندارد برآن است تا با ارائه یک راهنما تشخیص نوع و اندازه ناپیوستگی‌ها را میسر نماید.

4-2) همچنین نمونه‌هایی ارائه می‌کند از ناپیوستگی‌های درجه‌بندی نشده تا مرجعی شود برای معیار پذیرش‌ها، نقشه‌ها و دستورالعمل‌ها.

4-3) در اینجا مجموعه‌ای از فیلم‌های رادیوگرافی مرجع ارائه شده‌اند تا خریداران و تهیه‌کنندگان برطبق توافق دوجانبه بتوانند تعریف مشخصی از معیار پذیرش را انتخاب نمایند. این فیلم‌ها براساس نوع و شدت عیوب و به ترتیب حروف الفبا مرتب می‌شوند.

4-4) کاربرد این استاندارد، آن طور که در عنوانش ذکر شده، محدود به سطح انرژی خاص یا محدود به ضخامت مشخصی نیست. عنوان استاندارد توصیفی است و نه محدود کننده (حصری). در جایی که استانداردی برای سایر سطوح و یا ضخامت‌ها وجود نداشته باشد، اگر این استاندارد قابل کاربرد تشخیص داده شود، و خریدار و تولیدکننده هر دو موافق باشند، می‌توان از آن استفاده کرد.

 

 

5- روش آماده‌سازی

5-1) فیلم‌های رادیوگرافی اولیه که برای این سه مجموعه از نمونه‌های مرجع به کار رفته‌اند از قسمت‌های منتخبی از قطعات ریختگی تولیدی واقعی و با استفاده از اشعه XkVp250، تابش ایریدیوم-192و تابش کبالت-60 روی فیلم‌های کلاس I و II با حساسیت تعیین شده توسط نفوذ‌کننده‌های 2-2T تهیه شده‌اند (راهنمای E94 و روش E142). نمونه‌ها برای تراکم H و D معادل 00/2 تا 25/2 آماده شده به نحوی که کنتراست فیلم‌های اولیه حفظ شود.

5-2) زوال فیلم: فیلم‌های رادیوگرافی در اثر استفاده و انتقال در معرض فرسایش و پارگی هستند. میزان زوال فیلم‌ها در طول زمان تابعی از شرایط نگهداری، مراقبت در نقل و انتقال و مقدار استفاده است. فیلم‌های رادیوگرافی مرجع هم از این قاعده مستثنی نبوده و ممکن است با گذشت زمان دچار زوال کیفیت تصویر شوند در نتیجه فیلم‌ها باید از لحاظ علائم و آثار فرسایش و پارگی شامل خراش‌ها، سائیدگی‌ها و لکه‌ها و مشابه آن به صورت دوره‌ای بررسی شوند.

هر فیلم رادیوگرافی مرجع که علائم شدید فرسودگی را نشان دهد به طوری که بر تفسیر فیلم و کاربرد آن تأثیر سوء بگذارد، باید جایگزین شود.

 

6- تعیین طبقه‌بندی فیلم‌های رادیوگرافی

6-1) برای ارزیابی و برآورد قطعات ریختگی باید فیلم‌های رادیوگرافی را با توجه به قطعات مربوطه طبقه‌بندی کرد. تعیین یک طبقه‌بندی کاربردی برای فیلم‌های رادیوگرافی باید براساس ارزیابی کاربرد قطعات و طراحی و الزامات سرویسشان باشد. در این ارزیابی‌ها باید به فاکتورهایی مانند فشار، دما، ضخامت مقطع، ضریب اطمینان S.F (ترجیحاً براساس تحلیل تنش)، ارتعاش، شوک، مقاومت به خوردگی، وجود تابش‌های نفوذ‌کننده یا محصولات تابشی و وجود مایعات یا گازهای خطرناک توجه نمود.

6-2) برای هر قسمت از قطعه ریختگی رادیوگرافی شده، شدت هر گروه ناپیوستگی باید به روشنی مشخص شود. بنابراین سطح شدت 2 ممکن است برای انقباض، گروه CA و شدت 3 برای تخلخل گازی، گروه A تعریف شود. چون مورد دوم به طور کلی در برابر خواص کششی آسیب‌پذیر است.

 

7- مشخصات طبقه‌بندی

7-1) طبقه‌بندی فیلم‌های رادیوگرافی براساس شدت باید توسط پیمانکار در دستورالعمل‌های رسمی یا در نقشه‌ها و همچنین در ترتیبات و قراردادها تعیین شود. دستورالعمل‌ها، نقشه‌ها، قراردادها یا ترتیبات باید برنامه نمونه‌برداری از قطعات ریختگی که باید رادیوگرافی شوند و میزان پوشش رادیوگرافی، دستورالعمل رادیوگرافی مورد نظر (راهنمای E94 و روش E142) کیفیت مطلوب تصویر (نکته 4) و شدت ناپیوستگی قابل قبول برای گروه‌های درجه‌بندی شده را معین کنند.

نکته 4: برای تعریف حساسیت یا سطوح کیفیت به راهنمای E94، روش E149 و فیلم‌های رادیوگرافی مرجع E242 رجوع کنید.

 

 

8- روش ارزیابی

8-1) فیلم‌های رادیوگرافی قطعات ریختگی را با فیلم‌های مرجع قطعات با ضخامت مشابه که در معرض سطح انرژی معادلی قرار گرفته‌اند، مقایسه کنید.

8-2) هنگامی که شدت ناپیوستگی‌ها در فیلم‌های رادیوگرافی قطعه تولیدی مورد ارزیابی با شدت فیلم مرجع برابر یا از آن بهتر باشد، آن بخش از قطعه ریختگی که توسط فیلم رادیوگرافی مشخص شده است، قابل قبول می‌باشد. اگر فیلم رادیوگرافی دارای ناپیوستگی‌‌هایی با شدت بیشتر نسبت به فیلم رادیوگرافی مرجع باشد، آن قسمت از قطعه مردود است.

8-3) سطحی با سایز مشابه با فیلم رادیوگرافی مرجع باید سطح واحد انتخاب شود که فیلم رادیوگرافی قطعه تولیدی در مقایسه با آن آن ارزیابی می‌شود و چنین فیلمی یا هر فیلمی که با فیلم قطعه تولیدی یک نوع ناپیوستگی داشته باشند نباید از محدوده معیار پذیرش تجاوز کند. وقتی سطح فیلم رادیوگرافی مورد نظر کوچکتر از سطح واحد است، چنین سطحی باید به نسبت سطح فیلم مرجع درنظر گرفته شود.

8-4) وقتی دو یا چند گروه ناپیوستگی در یک فیلم رادیوگرافی وجود دارند، اگر ناپیوستگی‌های اصلی مردود باشند، این ناپیوستگی‌ها باید بدون توجه به دیگر گروه‌های ناپیوستگی معیار باشند و قطعه تا زمانی که به صورت رضایت‌بخشی تعمیر شود، مردود است.

8-5) وقتی دو یا چند گروه ناپیوستگی با اندازه برابر با ماکسیمم حد مجاز مطابق استانداردهای مربوطه وجود دارند، در نتیجه آن قسمت از قطعه تا زمانی که به صورت مناسبی تعمیر شود، غیرقابل قبول است.

8-6) فیلم‌های رادیوگرافی مرجع شامل گستره‌ای ‌از اشکال مختلف حفره‌های انقباضی می‌شوند. فیلم‌های قطعات تولیدی دارای انقباض، باید توسط فیلم‌های مرجع دارای بیشترین مشابهت مورد قضاوت قرار گیرند.

8-7) فیلم‌هایی که تخلخل یا آخال نشان می‌‌دهند، باید وضعیت کلیشان از نظر اندازه، تعداد و توزیع ارزیابی شوند. مجموع اندازه ناپیوستگی‌ها نباید از مجموع اندازه ناپیوستگی‌های فیلم‌های مرجع فراتر رود. هدف این نیست که ماکسیمم اندازه ناپیوستگی معین شده، به عنوان محدودیت اندازه برای یک ناپیوستگی مجزای قطعه تولیدی محسوب شود و یا تعداد ناپیوستگی‌های فیلم مرجع یک محدودیت تعداد برای قطعات تولیدی به شمار رود. همچنین باید در قضاوت درباره یک ناپیوستگی بزرگ نسبت به مجموعه‌ای از ناپیوستگی‌های کوچک احتیاط کرد. هر یک از عوامل و فاکتورهای اندازه، تعداد و توزیع باید درتعادل با یکدیگر مدنظر قرار گیرد.

8-8) فیلم‌های رادیوگرافی مرجع در این استاندارد به توضیح درباره نوع «کشیده شده یا کرمی شکل» ناپیوستگی‌های گازی نمی‌پردازند. اگر چنین ناپیوستگی در یک فیلم رادیوگرافی قطعه تولیدی روی دهد، باید شبیه‌ترین فیلم رادیوگرافی مرجع برای ارزیابی انتخاب شود.

8-8-1) وقتی منبع به صورت عمود بر طول حفره گاز قرار داده می‌شود، فیلم رادیوگرافی قطعه تولیدی را با فیلم مرجع مربوط به انقباض بسنجید.

8-8-2) وقتی منبع به صورت قطری یا در قطر حفره گاز قرار می‌گیرد، فیلم رادیوگرافی قطعه تولیدی را یا فیلم مرجع مربوط به تخلخل گازی ارزیابی کنید.

8-9) الگوی پراش خالدار ممکن است بر روی فیلم‌های بخش‌ها و قسمت‌هایی روی دهد که در آن‌ها اندازه ذرات به حدی بزرگ است که کسر قابل توجهی از ضخامت ماده را تشکیل می‌دهد (نکته 5). اگر فیلم به پراش خالدار مشکوک باشد، روش‌های متعددی برای نشان دادن آن وجود دارد. روندپراش خالدارکه در این موارد نشان داده شده است به طور کلی به هندسه کریستال و جهت‌گیری کریستال‌ها نسبت به تابش تصادفی بستگی دارند. بنابراین برای هر نمونه خاص، هرگونه تغییر در این جهت‌یابی بر الگوی پراش تأثیر می‌گذارد. این امر می‌تواند با یک زاویه انحراف ناچیز، 1 تا 5 درجه قطعه نسبت به پرتوی تابش یا به سادگی به وسیله یک تغییر کوچک زاویه خط مرکزی پرتوی تابشی نسبت به محل پرتودهی اولیه انجام شود. نشانه‌های مربوط به هرگونه تخلخل، انقباض یا ناپیوستگی دیگر دچار تغییر خفیفی می‌شود در حالی که هرگونه الگوی خالدار شدن به طور شدید تغییر خواهد کرد. اگر حذف الگوی خالدار ضروری یا مطلوب باشد، می‌توان ولتاژ را افزایش داد تا تابش انکساری کم شود. باید در افزایش ولتاژ دقت کرد تا منجر به کاهش شدید حساسیت نشود. اگر در فیلم، پراش خالدار دیده شود، نباید در ارزیابی فیلم رادیوگرافی آن را منفی تلقی کرد.

نکته 5: خالدار شدن اغلب به قسمت‌های نازکی از فولادهای آستنیتی و آلیاژهای پایه مسی مثل نیکل- مس، برنز- قلع، و مس- نیکل مربوط است.

8-10) پارگی‌های گرم و ترک‌های انجمادی موجود در فیلم‌های رادیوگرافی ممکن است در مواقعی شبیه به انقباض خطی شکل باشند. وقتی در مورد علائم به وجود آمده در خصوص نوع ناپیوستگی (پارگی گرم، ترک سرد و یا انقباض خطی) تردید وجود دارد، همه سطوح در منطقه مورد بررسی باید سنگ‌زنی شده و MT یا PT شوند. میزان و عمق سنگ‌زنی یه بررسی مهندسی نیاز دارد. اگر نشانه ترک روی سطح ظاهر نشود، باید آن را انقباض محسوب کرد.

11-8) تراکم تصویر ناپیوستگی‌ها در مقایسه با تراکم زمینه فیلم، یک متغیر وابسته به فاکتورهای فنی است. این تراکم نباید در مقایسه با فیلم‌های مرجع به عنوان معیاری برای پذیرش یا رد کردن استفاده شود.

 

9- واژگان

1-9) قطعات ریختگی، ناپیوستگی‌ها، اشعه گاما، فیلم‌های رادیوگرافی مرجع، فولاد، اشعه X