فهرست مطالب

نشریه فناوری آزمون های غیرمخرب
سال سوم شماره 3 (پیاپی 13، بهار و تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • حمیدرضا زارعی*، محمد رضایی صفحات 1-12
    امروزه موتور وسایل پرنده به علت عمر بالا دچار آسیب های مختلفی شده و عملکرد آن ها را مختل نموده است. یکی از مهم ترین مشکلات در بخش گرم این موتورها می باشد. توربین این موتورها دچار مشکلات خزشی و متالوژیکی شده و دچار ترک خوردگی و شکست می شوند. در اثر شکست یک پره کل موتور از رده عملیاتی خارج می شوند. از این رو، استفاده از روشی به جهت تعیین پیری و عمر دهی این بخش از موتورها می تواند نقش به سزایی در عملیاتی نگه داشتن بالگردهای نظامی کشور داشته باشد. در این پژوهش از روش غیرمخرب جریان گردابی برای بررسی تغییرات ریزساختاری پره توربین موتور J85 با کاربرد نظامی از جنس سوپر آلیاژ Rene80 استفاده شده است. تغییرات ریزساختاری اتفاق افتاده در اثر پدیده پیری در این نمونه که در دمای بالای °C800 برای مدت زمان 1600 ساعت تحت شرایط سرویس قرار داشته، به صورت مخرب و غیرمخرب مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه، تغییرات چهار قطعه پره توربین که در مدت زمان یکسان تحت سرویس قرار داشته اند با یکدیگر و با یک نمونه پره سالم (به عنوان نمونه شاهد) تحت مقایسه قرار گرفته است. به منظور بررسی تغییرات ریزساختاری، از روش های متالوگرافی و تصویربرداری توسط میکروسکوپ الکترونی، آنالیز عنصری EDS و محاسبات درصد فاز و ریز سختی سنجی استفاده شده است. نتایج این بررسی ها نشان می دهد که کسر حجمی و اندازه رسوبات نمونه های تحت سرویس نسبت به نمونه سالم به میزان قابل توجه ای افزایش یافته است و مورفولوژی ذرات رسوبی'γ از حالت مکعبی به کروی متمایل شده است. همچنین، سختی نمونه های تحت سرویس نسبت به نمونه سالم کاهش یافته است. در ادامه، آزمون جریان گردابی نیز به منظور مشخصه یابی غیرمخرب بر روی قطعات انجام شد. نتایج آزمون جریان گردابی نشان می دهد که مقدار امپدانس نمونه های تحت سرویس نسبت به نمونه شاهد کاهش یافته است که این کاهش در نتایج سختی سنجی نیز مشاهده شد. همچنین، ارتباط خطی مناسبی با ضریب همبستگی مطلوب (95/0R2=) میان تغییرات خروجی آزمون جریان گردابی یعنی مقاومت القایی با نتایج سختی سنجی مشاهده شد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که استفاده از آزمون غیرمخرب جریان گردابی، توانایی ایجاد تفکیک میان نمونه های مختلف این سوپرآلیاژ و تشخیص تغییرات ریزساختاری را دارا می باشد.
    کلیدواژگان: سوپر آلیاژ پایه نیکل، پره توربین، تغییرات ریزساختاری، آزمون غیرمخرب، جریان گردابی
  • عباس بیاتی، محمدرضا فراهانی* صفحات 13-26

    همواره یکی از مهم ترین و پرچالش ترین فرایند های تولید قطعات صنعتی، فرایند ایجاد اتصالات مختلف از جمله اتصال دایمی با روش جوشکاری بوده است. با توجه به حساس بودن اتصالات جوشکاری شده از نظر عیوب و ترک خوردگی ناشی از فرایند، بررسی صحت، دقت و سلامت جوش ایجاد شده یکی از مهم ترین دغدغه های پژوهش گران و صنعتگران است. به همین دلیل توسعه ی روش های غیرمخرب بررسی صحت و کیفت اتصالات ایجاد شده توسط فرایند جوشکاری، در سال های اخیر رشد فزاینده ای داشته است. اما همواره هر یک از این روش ها محدودیت های خاصی در بررسی قطعات جوش داده شده نشان داده اند. از جمله ی این محدودیت ها نیاز به سرد شدن قطعه پیش از فرایند بررسی و نیاز به تماس مستقیم با قطعه است. روش دمانگاری فروسرخ به عنوان یکی از روش های بررسی غیرمخرب پیشرفته، در سال های اخیر در بررسی اتصالات جوشی، به دلیل مزایای بسیار کاربرد زیادی پیدا کرده است. از جمله مزایای روش دمانگاری فروسرخ می توان به غیر تماسی بودن، برخط بودن و توانایی بررسی سریع سطح بسیار بزرگ اشاره کرد. همچنین این فرایند در هنگام کار قطعه در مجموعه ی سرهم بندی شده نیز می تواند سلامت آن را در طول عمر کاری بررسی کند. این ویژگی های منحصر به فرد، روش دمانگاری فروسرخ را به یک روش با پتانسیل بسیار بالا در بررسی، کنترل فرایند و اتوماسیون فرایند جوشکاری تبدیل کرده است. به علاوه⸲ توانایی همگام سازی شدن با روش های هوش مصنوعی، یادگیری ماشین، یادگیری عمیق و پردازش سیگنال و تصویر پتانسیل این روش را برای کاربرد هرچه بیشتر در صنایع نوین در آینده ای نه چندان دور نشان داده است. همچنین زمینه های پژوهشی در این حوزه بسیار دست نخورده است و خلا های تحقیقاتی بسیاری در این زمینه احساس می شود. در پژوهش پیش رو با ارایه ی یک مرور کلی در خصوص کلیات و اصول دمانگاری فروسرخ، سعی در ایجاد یک پیش زمینه ی مناسب در خصوص این فرایند شده است. همچنین کاربرد های روش دمانگاری فروسرخ در فرایند جوش کاری به خصوص در بازرسی های غیر مخرب بررسی شده است که در آن روش های مختلف دما نگاری فروسرخ در بررسی های غیر مخرب بیان و توضیح داده شده است.

    کلیدواژگان: دمانگاری فروسرخ، آزمون های غیرمخرب، اتصالات جوشی، بازرسی جوش
  • کیهان ناطق، محمدرضا فراهانی*، مجید فرهنگ صفحات 27-37
    بررسی یکپارچگی سازه‎ها و تجهیزات از جمله هواپیما، خطوط لوله، سکوهای نفتی، پل و مخازن تحت فشار امری ضروری در صنعت است. استفاده از روش‎هایی قابل اعتماد و دقیق برای ارزیابی سلامت این تجهیزات به منظور به حداقل رساندن خطرات جانی مالی بسیار حیاتی است. استفاده از تکنیک بازرسی ترموگرافی یا همان بازرسی با استفاده از امواج مادون قرمز به عنوان یک ابزار مفید و پیشرفته در میان روش های مختلف پایش وضعیت و عیب یابی در حال گسترش است. ترموگرافی مادون قرمز با کمک تجزیه و تحلیل اطلاعات حرارتی با استفاده از دستگاه های تصویربرداری حرارتی غیر تماسی انجام می پذیرد. ترموگرافی مادون قرمز برای تشخیص نقاط داغ، تلفات حرارتی، نشتی، عیوب عایق و غیره استفاده می شود تا پرسنل تعمیر و نگهداری بتوانند اقدامات مناسبی را برای رفع مشکلات انجام دهند. در این پژوهش، از صفحه‎ای فولادی دارای 20 عدد سوراخ کف تخت (Flat Bottom Hole) با قطرهای 2 تا 10 میلی‎متر و عمق 5/0 تا 2 میلی‎متر به عنوان نمونه آزمایش استفاده شد. از یک لامپ فلاش و دو پروژکتور برای ایجاد تحریک حرارتی استفاده شد و دنباله‎ای از تصاویر حرارتی ضبط شد. با بررسی تصویر خام حرارتی مشخص شد که تعداد 11 عدد عیب قبل از انجام عملیات پردازش قابل تشخیص هستند. برای بهبود عملکرد آزمون گرمانگاری، 6 روش‎ افزایش کنتراست حرارتی شامل کنتراست حرارتی مطلق، کنتراست حرارتی پویا، کنتراست حرارتی نرمال شده (مقدار نهایی)، کنتراست حرارتی نرمال شده (مقدار بیشینه)، کنتراست حرارتی استاندارد، و کنتراست حرارتی اختلافی (DAC) به دنباله تصاویر حرارتی اعمال شد. نتایج نشان داد که روش‎های افزایش کنتراست حرارتی بوسیله افزایش کنتراست بین تصویر عیب و نواحی سالم اطراف و کاهش اثرات گرمایش غیریکنواخت عملکرد مطلوبی در بهبود قابلیت تشخیص عیوب داشتند. روش کنتراست حرارتی نرمال شده (مقدار نهایی) بهترین عملکرد را از نظر افزایش تعداد عیوب قابل شناسایی داشت و توانست 16 عدد عیب را آشکار سازد.
    کلیدواژگان: آزمون غیرمخرب، گرمانگاری، افزایش کنتراست حرارتی، پردازش سیگنال حرارتی
  • حسین حیدری*، سعید حاجی قاسمی، حمید فاضلی، جعفر اسکندری جم، مهدی احمدی نجف آبادی صفحات 38-46
    کاربرد لوله های آلومینیومی آلیاژی دارای عملیات حرارتی با سختی بالا (AA7075-T6) در صنایع مختلف به دلیل خواص مطلوب آن ها از قبیل نسبت استحکام به وزن بالا، ماشین پذیری عالی و شکل دهی مناسب در حال گسترش روزافزون می باشد و از طرفی با توجه به حساس بودن این نوع لوله ها به پدیده ترک خوردگی تنشی، ارزیابی و پایش مکانیزم های مرتبط با این موضوع اهمیت قابل توجهی در صنعت پیدا کرده است. در این پژوهش، از روش خوشه بندی فازی (FCM) جهت تشخیص سیگنال های آکوستیک امیشن مرتبط با مکانیزم-های ترک خوردگی تنشی لوله آلومینیومی بهره گرفته شده است. استفاده از این روش، ضمن آشکار نمودن خوشه ها به روش بدون ناظر منجر به کلاسه بندی و تفکیک مناسب تر داده ها می گردد. در این راستا یک سیستم آزمایشگاهی شامل ویو گاید، محفظه محلول خورنده، نمونه های آلومینیومی قوسی شکل مطابق استاندارد ASTM-E399 به همراه تجهیزات آکوستیک امیشن طراحی و آماده گردید. سپس با استفاده از آزمون نرخ کرنش آهسته (SSRT) و دریافت سیگنال های AE به صورت همزمان، نمونه آلومینیومی AA7075-T6 در دو محیط خورنده (HCL9% و HCL33%) برای شناسایی دو نوع مکانیزم اصلی ترک خوردگی تنشی شامل حل شدن آندی و تردی هیدروژن (کاتدی) قرار گرفت. برای آنالیز سیگنال های بدست آمده، پنج پارامتر توصیفی آکوستیکی شامل زمان اوج، ضرب آهنگ، انرژی، دامنه و مدت زمان استمرار مورد استفاده قرار گرفت. جهت انتخاب موثرترین مشخصه های آکوستیکی و کاهش حجم اطلاعات از روش آنالیز اجزای اصلی استفاده شد. در ادامه با روش فازی (خوشه بندی FCM) پیرو داده های بهینه شده از آنالیز اجزاء اصلی، تشخیص و تفکیک این دو نوع مکانیزم خوردگی میسر گردید. مطابق نتایج بدست آمده، مشخص گردید که مکانیزم غالب در پدیده ترک خوردگی تنشی در محلول خورنده HCL، مکانیزم حل شدن آندی می باشد که با افزایش غلظت یون های H+ و -C، ضمن افزایش چگالی جریان خوردگی، میزان وابستگی خوردگی تنشی به این مکانیزم افزوده می شود.
    کلیدواژگان: ترک خوردگی تنشی، آکوستیک امیشن، خوشه بندی فازی، لوله آلومینیومی
  • مهدی میرزاپور*، امیر موافقی، عفت یاحقی صفحات 47-55
    یکی از روش های مهم برای بررسی آسیب های لوله های ضخیم در صنعت گاز و نفت اسفاده از رادیوگرافی صنعتی گاما است. به علت انرژی بالای چشمه های گامای استفاده شده در رادیوگرافی، نفوذپذیری در قطعات با ضخامت حدود چند اینچ بالاست و تصویر مناسبی از مشخصات داخلی لوله می دهد. بر اثر عوامل مختلفی مانند پراکندگی اشعه گاما و مراحل ظهور و ثبوت فیلم، تصویر ثبت شده معمولا مات شدگی دارد. کنتراست و رزولوشن تصاویر رادیوگرافی نقش مهمی در تفسیر دقیق فیلم های رادیوگرافی و شناسایی عیوب دارند. روش های مختلف پردازش تصویر اعم از حوزه فرکانس و مکان می توانند برای بهبود کنتراست پرتونگاره ها مفید باشند. روش وردش یکی از متداول ترین روش های پردازش تصویر است. انواع مختلفی از روش های مبتنی بر وردش برای بهبود کیفیت تصاویر در مسایل مختلف پردازش تصویر مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق از روش وردش همسانگرد- ناهمسانگرد وزندار (WAITV) برای پردازش و بهبود کنتراست تصاویر رادیوگرافی استفاده شده است. این روش بر اساس عملگرهای تفاضل افقی و عمودی وتابع وردش همسانگرد وردش ناهمسانگرد عمل می کند و از روش مسیر متناوب ضرایب الگوریتمی سریع را برای بهینه سازی ارایه می دهد. این الگوریتم بر روی 24 تصویر رادیوگرافی تهیه شده اعمال شده و تصاویر اصلی و پردازش شده توسط متخصصین ارزیابی شده اند. نتایج ارزیابی نشان می دهد که از نظر متخصصین استفاده از روش WAITV در بهبود کنتراست تصاویر رادیوگرافی بین 10 تا 20% تاثیر داشته است. در کل لبه های تصاویر تیزتر شده و نواحی مختلف مانند خطوط IQI و عیوب در تصاویر پردازش شده بهتر دیده می شوند. همچنین متخصصین تاکید می کنند که با توجه به تغییرات روشنایی در پیکسل ها و امکان ایجاد عیوب دروغین استفاده از این روش و روش های پردازشی دیگر تنها در صورت مقایسه با تصویر رادیوگرافی اصلی قابل تفسیر است.
    کلیدواژگان: آزمون های غیرمخرب، رادیوگرافی گاما، پردازش تصویر، روش وردش همسانگرد- ناهمسانگرد وزندار
  • مجتبی عسکری*، امیرمحمد بیگ زاده، احسان علی بیگی، حجت الله ماهانی، علی طاهری، پژمان شیرمردی صفحات 56-69

    مدل سازی و شبیه سازی نقش مهمی در طراحی و توسعه هر سیستم پیچیده ای از جمله سیستم های اسکنر محموله ایفا می کند. اسکنر محموله وسیله ای است که برای اسکن و بازرسی محموله هایی که از طریق هوا، زمین و دریا حمل می شوند استفاده می شود. این اسکنرها معمولا توسط گمرک و مراکز امنیتی برای شناسایی تهدیدات احتمالی مانند سلاح، مواد منفجره و کالاهای قاچاق استفاده می شود. یکی از مزایای کلیدی استفاده از مدل سازی و شبیه سازی این است که به طراحان اجازه می دهد تا سناریوها و پیکربندی های مختلف را بدون نیاز به نمونه های اولیه فیزیکی آزمایش کنند. این می تواند در زمان و هزینه صرفه جویی کند و همچنین خطر اشتباهات گران قیمت را کاهش دهد این مطالعه تاثیر پارامتر زاویه بر پاسخ آشکارسازها در سیستم های بار اسکنر کامیونی با استفاده از کد MCNPX را بررسی می کند. این پارامتر به زاویه ای اشاره دارد که در این زاویه پرتوهای گسیل شده از مولد پرتو با سطح نرمال آشکارساز برهمکنش می کنند، که عامل مهمی در تعیین دقت و قابلیت اطمینان سیستم های اسکن محموله در تشکیل تصویر است. در این مطالعه ابتدا خروجی طیف ایکس حاصل از الکترونهای 6 مگا الکترون ولتی شتاب گرفته در اثر برخورد با هدف تنگستنی محاسبه گردید و با طیف های موجود در سایر مطالعات اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که طیف های خروجی تطابق خوبی با هم دارند. تغییرات شمارش ثبت‏شده در پیکسل های آرایه آشکارسازها در راستای عمودی نشان داد که اختلاف شمارش از پایین ترین پیکسل تا بالاترین پیکسل حدود 33 درصد بود و در راستای افقی تغییرات شمارش از نزدیک ترین پیکسل نسبت به دورترین پیکسل به مولد پرتو حدود 60 درصد شد. در ادامه زاویه تک تک آرایه ها به‏گونه ای تنظیم شد که جهت برخورد پرتوها گسیل شده از مولد پرتوی با هندسه مخروطی به صورت عمود باشد و این حالت با حالت هایی که در آن زاویه آرایه ها 20 و 30 درجه دوران یافته بود مقایسه شد. نتایج نشان داد که تحت تابش عمود، سیگنال ثبت شده در آشکارسازها بیشتر از حالتی است که آشکارساز دوران پیداکرده باشد و با افزایش زاویه، میزان شمارش در آشکارساز کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: دستگاه کارگواسکنر، کد MCNPX، تصویربرداری صنعتی، آزمون غیرمخرب
  • مجتبی عسکری*، امیرمحمد بیگ زاده صفحات 70-83
    کپسول آتش نشانی یک قطعه حیاتی از تجهیزات ایمنی است که برای سرکوب یا خاموش کردن حریق های کوچک در شرایط اضطراری استفاده می شود تا از ایجاد آتش سوزی های گسترده و مرگبار جلوگیری کند. این مطالعه امکان استفاده از یک سامانه اندازه گیری مبتنی بر پرتوی گامای عبوری و آشکارساز سوزن خطی پیکسلی جهت بازرسی کپسول های آتش نشانی بررسی می کند. هدف این تحقیق تعیین کننده این مسیله است که آیا این رویکرد می تواند به طور موثر و دقیق هرگونه نقص یا بی نظمی احتمالی در کپسول های آتش نشانی را تشخیص دهد، و در صورت برآورده شدن این موضوع، ایمنی و قابلیت اطمینان کلی این دستگاه های اضطراری بحرانی را بهبود می بخشد. این مطالعه شامل آزمایش بر روی 4 مدل مختلف از کپسول آتش نشانی و تجزیه و تحلیل نتایج برای ارزیابی پتانسیل آن به عنوان یک روش بازرسی مناسب است. یافته های این تحقیق می تواند پتانسیل اثرگذاری قابل توجهی بر حوزه ایمنی آتش نشانی داشته باشد و در کنار سایر بازرسی های غیرمخرب به توسعه تکنیک های بازرسی پیشرفته تر و کارآمدتر برای کپسول های آتش نشانی کمک می کند. در این مطالعه قابلیت ها، محدودیت ها و کاربردهای بالقوه یک سامانه تصویربرداری مبتنی بر گامای عبوری برای بازرسی کپسول آتش نشانی مورد بررسی قرار گرفت. واحد تصویربرداری مذکور متشکل از یک منبع پرتوزای رادیوایزوتوپی مبتنی بر پرتوهای گامای چشمه سزیوم-137 و یک آرایه آشکارساز خطی بود. نتایج برای 4 نمونه مورد بررسی قرار گرفت و به صورت تصاویر و پروفایل شدت ثبت شده در یک راستا از تصاویر استخراج شد. تفاوت های مشاهده شده از قبیل ساختار داخلی، حالت قرارگیری ماده خاموش کننده در داخل کپسول ها، بخش های چگال در ساختار نمونه ها در تصاویر پرتونگاری آنها با یکدیگر مورد بحث قرار گرفت. نتایج بینش های ارزشمندی را در مورد امکان سنجی استفاده از سیستم های تصویربرداری مبتنی بر فناوری اشعه گاما و آشکارسازهای خطی پیکسلی به عنوان روشی قابل اعتماد برای بازرسی کپسول های آتش نشانی ارایه می کند که در نهایت ایمنی عمومی و آمادگی اضطراری را افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: کپسول آتش نشانی، تابش گاما، پرتونگاری، آشکارساز، پردازش تصویر
  • سینا صباغی فرشی، داوود اکبری* صفحات 84-95
    تشخیص زودهنگام عیوب زیرسطحی در نگهداری و توسعه سازه های ساخته شده از مواد مرکب بسیار حایز اهمیت است. لذا بهره گیری از آزمون های غیرمخرب برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم و جلوگیری از شکست نابههنگام اجزا در حین کارکرد، ضرورت پیدا می کند. با این حال تشخیص عیب در مواد مرکب، به دلیل چندجزیی بودن و پیچیدگی پیکربندی و نیز گستردگی عیوب مختلف در این مواد، همیشه چالش برانگیز است. برش نگاری با تحریک داخلی عیب یکی از روش های نوین بازرسی غیرمخرب عیوب زیرسطحی است که با دریافت پاسخ سطحی عیب نسبت به بارگذاری صورت گرفته به تشخیص عیوب می پردازد. در این پژوهش، برش نگاری با بارگذاری فراصوتی مدوله شده در بازرسی غیرمخرب نمونه ای از جنس ماده مرکب زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف شیشه به کار رفته و پارامترهای موثر بر تشخیص پذیری عیب صفحه ای مورد بررسی قرار گرفت و نتایج به دست آمده با روش معمول با بارگذاری فراصوتی دامنه ثابت مقایسه شد. در انجام آزمون برش نگاری با تکنیک مدوله کردن دامنه، برخلاف بارگذاری فراصوتی دامنه ثابت، عیب در هر سه فرکانس تحریک و از طریق تصاویر فاز و دامنه به آسانی تشخیص داده شد. همچنین عیب در فرکانس تحریک 43 کیلوهرتز با بیش ترین وضوح تشخیص داده شد. نتایج حاصل از بررسی اثر فرکانس مدولاسیون بر تشخیص پذیری عیب در تصویر دامنه نشان داد مستقل از فرکانس تحریک پیزوالکتریک، عیب در پایین ترین فرکانس مدولاسیون بیشترین قابلیت تشخیص را دارد. همچنین فرکانس تحریک پیزوالکتریک، اثر معناداری بر تغییرات اختلاف فاز و قابلیت تشخیص عیب در تصاویر فاز ندارد که می توان آن را نشان دهنده استقلال تصویر فاز از شرایط بارگذاری دانست.
    کلیدواژگان: برش نگاری دیجیتال، مواد مرکب، آزمون غیرمخرب، پیزوالکتریک، فرکانس مدولاسیون
  • علی دائمی، سید رضا حمزه لو*، امیر رفاهی اسکوئی صفحات 96-107

    در سال های اخیر، با افزایش قیمت فرآورده های نفتی تجدید ناپذیر و قوانین سختگیرانه محیط زیستی، استفاده از الیاف طبیعی به عنوان تقویت کننده در مواد کامپوزیتی افزایش یافته است. در پژوهش حاضر تاثیر افزودن الیاف طبیعی بر مقاومت در برابر جدایش بین لایه ای که رایج ترین نوع خرابی در چند لایه های کامپوزیتی می باشد، در بارگذاری حالت یک بررسی می شود. نمونه ها با استفاده از روش لایه چینی دستی ساخته شدند. از آزمون تیر یکسر گیردار دولبه برای آزمایش نمونه ها استفاده شد. با استفاده از روش های ارایه شده در استاندارد ASTM D5528 لحظه شروع جدایش بین لایه ای در نمونه ها تعیین می شود. نتایج نشان می دهد که تنها استفاده از روش های مکانیکی ارایه شده در استاندارد مذکور برای تعیین شروع جدایش بین لایه ای کافی نمی باشد و برای تعیین آسان تر و دقیق تر لحظه شروع جدایش بین لایه ای باید از آزمون غیرمخرب نشرآوایی استفاده شود. سپس با استفاده از روش انرژی، انرژی تجمعی، شمارش ضرب آهنگ و شمارش ضرب آهنگ تجمعی برای تعیین لحظه شروع جدایش بین لایه ای در نمونه ها استفاده می شود. سپس با استفاده از بار بحرانی و جابجایی بحرانی تشخیص داده شده توسط روش های مختلف مکانیکی و نشرآوایی مقادیر چقرمگی شکست بین لایه ای نمونه ها محاسبه می شود. در انتها نتایج پژوهش حاضر با مطالعات پیشین مقایسه می شود. با توجه به نتایج بدست آمده، استفاده از الیاف کنف افزایش قابل توجهی را در چقرمگی شکست بین لایه ای کامپوزیت های شیشه/اپوکسی نشان نمی دهد، اما استفاده از الیاف پنبه باعث افزایش قابل توجه در چقرمگی شکست بین لایه ای می شود. در میان روش های نشرآوایی مختلف، روش شمارش ضرب آهنگ کمترین درصد خطا معادل 1.8درصد را نسبت به روش پیشنهاد شده در استاندارد، در میان سایر روش های نشرآوایی نشان می دهد.

    کلیدواژگان: آزمون نشرآوایی، شروع جدایش بین لایه ای، الیاف طبیعی، مود اول، چقرمگی شکست بین لایه ای
  • اسماء سلیمانی، محمد ریاحی* صفحات 108-123
    ساخت افزایشی (AM) ساختن یک قطعه یا جزء نهایی بر اساس رسوب مواد با دقت بالا با استفاده از روش های مختلف است. این فرآیند یکی از پیشرفت های اصلی در انقلاب صنعتی چهارم به شمار می رود و همچنان در حال رشد می باشد. انواع مختلفی از روش های ساخت افزایشی وجود دارد و امروزه استفاده از روش های بازرسی کارآمد برای اطمینان از سطح معینی از کیفیت و تشخیص عیوب و ناپیوستگی ها در صنعت مورد نیاز است. امروزه در صنعت، آزمون های غیر مخرب (NDT) به طور گسترده و به ویژه در ساخت افزایشی، برای اطمینان از کنترل کیفیت کارآمد و نگهداری پیش بینانه بدون تغییر ویژگی ها و حالت اولیه مواد مورد استفاده قرار می گیرد. هر روش آزمون غیر مخرب بر اساس اصول فیزیکی مختلفی انجام می شود و انتخاب و استفاده صحیح از هر آزمون به کاربرد، فرآیند ساخت، نوع ماده و ناپیوستگی های احتمالی و بسیاری از موارد دیگر بستگی دارد. متداول ترین عیوب ایجاد شده در قطعات AM از نظر ظاهری شامل تخلخل، ناخالصی حبس شده، ترک و نقص در مواد است که عمدتا ناشی از تغییر در پارامترهای تولید، پارامترهای تزریق و ویژگی های اولیه مواد است. در این مقاله به بررسی عملکرد آزمون های غیر مخرب به منظور بازرسی قطعات تولید شده به روش ساخت افزایشی پرداخته شد. این آزمون ها شامل بازرسی چشمی، آزمون مایع نافذ، آزمون ذرات مغناطیسی، آزمون جریان گردابی، آزمون فراصوت، روبش سی تی با پرتو ایکس (XCT)، آزمون نشرآوایی و آزمون دمانگاری است. کاربرد هر کدام از روش های NDT ذکر شده در ساخت افزایشی و مناسب بودن آن ها برای تشخیص عیوب قطعات ساخته شده به روش AMمورد بررسی قرار گرفت. همچنین میزان حساسیت و مزایا و معایب هر روش ارزیابی شد و انواع نقص، و قابلیت تشخیص این عیوب توسط روش های NDT ذکر گردید. با توجه به اینکه 7 دسته روش تولید در ساخت افزایشی وجود دارد، در این تحقیق کاربرد هر آزمون NDT برای دسته های مختلف فرآیند AM مورد بحث قرار گرفت و چالش های موجود در هر کدام ذکر گردید.
    کلیدواژگان: آزمون های غیرمخرب، ساخت افزایشی، تخلخل، بازرسی
|
  • Hamidreza Zarei *, Mohammad Rezaei Pages 1-12
    Nowadays, flying objects engines are harmed and malfunctioned due to aging phenomenon. One of the most important problems lies in the hot part of these engines. Turbines of these engines have creep and metallurgical difficulties which lead to cracks and part failure. In case of one engine blade failure, the whole engine will be out of operational line. Thus, proposing a method for aging determination and longing the lifetime of these engines’ parts can play a significant role in keeping the military helicopters of the country continuously operating. In this study, Eddy current non-destructive method was utilized to evaluate the microstructural changes of Rene80 super alloy turbine blades of J85 engine. The microstructural changes that occurred in this sample by aging phenomenon at a temperature above 800 ℃ for 1600 h under service was studied through destructive and non-destructive routes. To this end, changes of 4 turbine blade parts which were under service for the same periods of times were compared together as well as with an intact blade sample (as the control sample). Metallography studies, scanning electron microscopy (SEM), EDS element analysis, and micro hardness test were done to assess microstructural changes and destructions and phases characterizations. It was found that there was a good correspondence between the results obtained from destructive studies and Eddy current evaluations. The results show that the volume fraction and grain size of the precipitates of the under-service samples were considerably increased compared to the intact specimen and the morphology of 'γ precipitates were transformed from cubic to spherical shape. Likewise, the hardness of the under-service samples was decreased compared to the intact one. The Eddy current results show that the impedance amount of the under-service samples was decreased compared to the control which is in correspondence with the hardness test results. And the induction resistance parameter in Eddy current test closely correlates with hardness test results (R2=0.95). Altogether, it can be concluded that Eddy current non-destructive method is capable of separating different samples of this super alloy and distinguishing of microstructural changes.
    Keywords: nickel-based super alloy, turbine blade. microstructural changes, non-destructive test. Eddy current
  • Abbas Bayati, Mohammadreza Farahani * Pages 13-26

    One of the most important and challenging processes of manufacturing industrial parts has always been the process of creating various joints, including permanent joints by welding method. Considering the sensitivity of the welded joints in terms of defects and cracks caused by the process, checking the accuracy, precision and health of the created weld is one of the most important concerns of researchers and craftsmen. For this reason, the development of non-destructive methods to check the integrity and quality of the joints created by the welding process has been increasing in recent years. But each of these methods have always shown certain limitations in evaluation welded parts. Among these limitations is the need to cool down the part before the inspection process and the need for direct contact with the part. The infrared thermography method, as one of the advanced non-destructive inspection methods, has been widely used in the inspection of welded joints in recent years due to its many advantages. Among the advantages of the infrared thermography, it can be mentioned that it is non-contact, online, and has the ability to quickly evaluate a very large area of the part. Also, this process can check the health of the part during its working life in an assembled set. These unique features have turned the infrared thermography method into a method with a very high potential in the testing, process control and automation of the welding process .In addition, the ability to synchronize with the methods of artificial intelligence, machine learning, deep learning and signal and image processing has shown the potential of this method to be used more and more in modern industries in the future. Also, the research fields in this area are very untouched and many research gaps are felt in this field. In the upcoming research, an attempt has been made to create a suitable background for this process by presenting an overview of the principles of infrared thermography. Also, the applications of infrared thermography in the welding process, especially in non-destructive inspections, have been investigated, in which different methods of infrared thermography in non-destructive inspections have been described and explained.

    Keywords: Infrared Thermography, Non-Destructive Evaluation, Welded Joints, Weld Inspection
  • Keyhan Nategh, Mohammadreza Farahani *, Majid Farhang Pages 27-37
    Investigating the integrity of structures and equipment such as airplanes, the pipelines, the oil platforms, the bridges and the pressure vessels is an essential task in the industry. Employing a reliable and accurate methods for investigating the health of the industries equipment’s is vital to increase the health and reduce the financial hazards. Nowadays, the use of thermographic inspection technique or the inspection using infrared waves as a useful and advanced tool among the various methods of condition monitoring and nondestructive evaluations is expanding. Infrared thermography is performed with the help of thermal information analysis using non-contact thermal imaging devices. The infrared thermography is used to detect hot spots, heat losses, leaks, insulation defects, etc., so that the nondestructive men and maintenance personnel can take appropriate actions to fix the problems. In this research, a steel plate with 20 flat bottom holes (FBH) with diameters of 2 to 10 mm and distances from the test piece surface (Defect depth) ranging from 0.5 to 2 mm was used as a test sample. A flash lamp and two projectors were used as heating sources and then the thermal image sequences were recorded. It was observed that only 11 defects can be detected in the thermal raw image. In order to improve capability of thermography test, 6 techniques of Thermal contrast including absolute thermal contrast, running contrast, normalized contrast (final value), normalized contrast (maximum value), standard contrast and differentiated absolute contrast (DAC) have been applied to the of thermal raw images. Thermal contrast based techniques found to be useful in improving defect detection by increasing contrast between the image of the defect and sound area and reducing effects of non-uniform heating. Normalized contrast (final value) had the best performance in terms of increasing the number of detected defects and was able to reveal 16 defects.
    Keywords: non-destructive testing, Thermography, Thermal Contrast-Based Techniques, Thermal signal processing
  • Saeed Hajighasemi, Hamid Fazeli, Jafar Eskandari Jam, Mehdi Ahmadi Najafabadi Pages 38-46
    High strength aluminum alloy pipes (AA7075-T6) has been widely used in various industries due to their favorable properties, Such as high strength to weight ratio, excellent machinability and proper forming. On the other hand, according to the susceptible to phenomenon of stress corrosion cracking, the evaluation and monitoring of mechanisms related to this issue is of considerable importance in the industry. In this research, Fuzzy clustering method (FCM) has been used to detect acoustic emission signals related to stress corrosion cracking mechanisms of aluminum pipe. Using this method, while revealing the clusters in an unsupervised method, leads to more appropriate classification and separation of data. In this regard, a laboratory system including waveguide, corrosive solution chamber, and arc-shaped aluminum samples according to ASTM-E399 standard along with acoustic emission equipment was designed and prepared. Then, using the slow strain rate test (SSRT) and receiving AE signals simultaneously, the AA7075-T6 aluminum sample was placed in two corrosive environments (HCL9% and HCL33%) to identify the two main mechanisms of stress corrosion cracking, including anodic dissolution and hydrogen embrittlement (cathodic). Five descriptive acoustic parameters including rise time, count, energy, amplitude and duration were used to analyze the obtained signals. In order to select the most effective acoustic characteristics and reduce the amount of information, principal component analysis was used. Subsequently, with the fuzzy method (FCM clustering) based on the optimized data from the analysis of the main components, it was possible to distinguish and separate these two types of corrosion mechanisms. According to the obtained results, it was found that the dominant mechanism in the phenomenon of stress corrosion cracking in HCL corrosive solution is the anodic dissolution mechanism, which in addition to increasing the corrosion current density, increases the dependence of stress corrosion on this mechanism by increasing the concentration of H+ and C- ions.
    Keywords: Stress Corrosion Cracking, Acoustic Emission, Fuzzy Clustering, Aluminum pipe
  • Mahdi Mirzapour *, Amir Movafeghi, Effat Yahaghi Pages 47-55
    Industrial gamma radiography is used to test the defect of thick pipes in the oil and gas industry. Due to the high energy of the gamma sources used in radiography, the permeability is high in parts with a thickness of several inches and gives a good image of the internal characteristics of the pipe. Due to various factors such as the scattering of gamma rays and the stages of emergence and proofing of the film, the recorded image is usually blurred. The resolution and contrast of radiographic images have an important rule for precise interpretation and better defect detection. Different methods of image processing, both in the frequency and spatial domains, can be useful for improving the quality of radiographs. Various types of total variation-based methods have been used to improve the quality of images in different types of image processing problems. In this research, the weighted isotropic-anisotropic total variation method (WAITV) has been used to process and improve the contrast of radiographic images. This method works on the basis of horizontal and vertical differential operators and isotropic and anisotropic conversion functions and provides fast algorithmic coefficients for optimization using the alternating path method. This algorithm was applied to 24 prepared radiographic images and the original and processed images were evaluated by experts. The results of the evaluation show that, according to specialists, the use of the WAITV method has an effect of 10 to 20% in improving the contrast of radiographic images. In general, the edges of the images are sharper and different regions such as IQI lines and defects are better seen in the processed images. Experts also emphasize that due to the changes in brightness in the pixels and the possibility of creating false defects, the use of this method and other processing methods can only be interpreted when compared with the original radiographic image.
    Keywords: Nondestructive testing, Gamma radiography, image processing, weighted anisotropic–isotropic total variation
  • Mojtaba Askari *, Amirmohamamd Beigzadeh, Ehsan Alibeigi, Hojjat Mahani, Ali Taheri, Seyed Pezhman Shirmardi Pages 56-69

    Modeling and simulation are crucial in designing and developing complex systems, such as cargo scanner systems. A cargo scanner is a device used to scan and inspect cargo transported by air, land, and sea. These scanners are usually used by customs and security centers to identify potential threats such as weapons, explosives, and contraband. One of the key benefits of using modeling and simulation is that it allows designers to test different scenarios and configurations without the need for physical prototypes. This can save time and money, as well as reduce the risk of costly mistakes. This study examines how the parameter angle affects detector responses in truck cargo scanner systems using the MCNPX code. The angle refers to the angle at which the beam generated from the beam generator interacts with the detector's normal surface, an important factor in ensuring the accuracy and reliability of cargo scanning systems in imaging. Initially, the X-ray spectrum output was calculated from the accelerated 6 MV electrons due to tungsten target impact and validated against spectra from other studies. The results demonstrated good agreement between the output spectra. The changes in counts recorded in the vertical direction of the detector arrays showed that the count difference between the lowest pixel and highest pixel is approximately 33%, while the count changes from the closest pixel to the farthest pixel to the beam generator in the horizontal direction are about 60%. Subsequently, the angle of each array was adjusted so that the emitted rays from the cone beam generator were perpendicular, and this case was compared to cases where the array angle was 20 and 30 degrees. The results revealed that when exposed to perpendicular radiation, the signal recorded in detectors is greater than that of a rotated detector, and the count rate in the detector decreases as the angle increases.

    Keywords: Cargo scanner, MCNPX code, industrial imaging, non-destructive testing
  • Askari Mojtaba *, Amirmohammad Beigzadeh Pages 70-83
    A fire extinguisher is a critical piece of safety equipment used to suppress or extinguish small fires in emergency situations to prevent large and deadly fires. This study examines the possibility of using a measurement system based on a transmitted gamma ray and a linear pixel needle detector of a vehicle cargo scanner based on gamma ray technology to inspect fire extinguishers.. The aim is to determine the effectiveness and accuracy of this approach in detecting any defects or irregularities in fire extinguishers, which would enhance the safety and reliability of these crucial emergency devices. The study involves testing the system on four different models of fire extinguishers and analyzing the results to assess its viability as an inspection method. The results were analyzed, with output in the form of images and intensity profiles recorded in one direction from the images. The findings of this research could have a significant impact on the field of fire safety. They could help to contribute to the development of more advanced and efficient inspection techniques for fire extinguishers, in conjunction with other non-destructive inspection methods. In this study, the capabilities, limitations and potential applications of a transmission gamma based imaging system for fire extinguisher inspection were investigated.The imaging unit utilized a gamma source of cesium-137 and a linear detector array. The study discusses the potential applications of this technology in the field of fire safety and its limitations. The research highlights the importance of developing more advanced and efficient inspection techniques for fire extinguishers, as well as the need for ongoing research in this field. Ultimately, this study provides valuable insights into the potential use of vehicle cargo scanner systems for the inspection of fire extinguishers, and its findings have important implications for the field of fire safety. The results provide valuable insights into the feasibility of using gamma-ray technology-based automotive cargo scanner systems and pixel linear detectors as a reliable method for fire extinguisher inspection, ultimately enhancing public safety and emergency preparedness.
    Keywords: Fire extinguisher, Gamma Radiation, Radiography, detector, image processing
  • Sina Sabbaghi Farshi, Davood Akbari * Pages 84-95
    Early detection of sub surface defects is very important in the maintenance and development of structures made of composite materials. Therefore , it becomes necessary to use non - destructive tests to improve system reliability and prevent untimely failure of components during operation. However , due to the multi-component nature of the configuration , its complexity , and the extent of various defects in these materials , the detection of defects in composite materials is always difficult .So , there is important to develop some new and advanced methods to detect many of defects in these types of materials . Shearography or laser shearing interferometery , with internal excitation of the defect is one of the novel methods of non - destructive testing of subsurface defects , which detects defects by receiving the defect's surface response to the loading. In this article, a glass fiber-reinforced polymer specimen was subjected to non-destructive inspection using shearography with modulated ultrasonic loading. The parameters influencing the detectability of plane defects were studied , and the obtained results were compared with the usual constant - amplitude ultrasonic loading method . In shearography tests using the amplitude modulation technique , in contrast to the constant amplitude ultrasonic loading , the defect was easily detected at all three excitation frequencies and through the phase and amplitude images . Additionally , the highest resolution of defect detection was achieved at the 43 k Hz excitation frequency . The amplitude image results showed that the defect has higher detect - ability at lower modulation frequencies, regardless of the piezoelectric stimulation frequency . Furthermore , the phase difference changes and defect detect - ability in the phase images are not significantly affected by the piezoelectric excitation frequency , demonstrating the independence of the phase image and the modulating method from the loading conditions .
    Keywords: Digital shearography, Composites, Non-destructive test, Piezoelectric, Modulation Frequency
  • Ali Daemi, Seyed Reza Hamzeloo *, Amir Refahi Oskouei Pages 96-107

    In recent years, with the increase in the price of non-renewable petroleum products and strict environmental laws, the application of natural fibers as reinforcement in composite materials has been increased. In the current study, the effect of adding natural fibers on the resilience to delamination, which is the most common type of failure in laminated composites, is investigated in mode Ⅰ loading using features extracted and evaluated from acoustic emission non-destructive method. The samples were made using the hand lay-up method. The double edge cantilever beam test was used to test the samples. Using the methods provided in the ASTM D5528 standard, the occurrence of initiation of delamination is determined in the samples. The results show that only the use of the mechanical methods provided in the mentioned standard is not enough to determine the initiation of delamination, and for an easier and more accurate determination of the initiation of delamination. Thus, the assessment of delamination defect initiation and fracture toughness by means of features measured by acoustic emission test should be applied. Then, using the energy method, cumulative energy, count and cumulative count are used to determine the initiation of delamination in the samples. Then, using the critical load and critical displacement determined by different mechanical and acoustic emission methods, the interlaminar fracture toughness values of the samples are calculated. At the end, the results of the present study are compared with previous studies. According to the obtained results, the usage of kenaf fibers does not show a significant increase in the interlaminar fracture toughness of glass/epoxy composites, but application of cotton fibers causes a significant increase in the interlaminar fracture toughness. Among the different acoustic emission methods, the count method shows the lowest error of 1.8 percent regarding the method proposed in the standard, nonlinear method, among the other acoustic emission methods.

    Keywords: Acoustic Emission Test, Initiation of Delamination, Natural Fiber, Mode Ⅰ, Interlaminar Fracture Toughness
  • Asma Soleymani, Mohammad Riahi * Pages 108-123
    Additive manufacturing (AM) is based on the deposition of materials with high precision to make a final part or component using different methods. This process is considered one of the main developments in the fourth industrial revolution and is still growing. There are many different types of additive manufacturing methods, and today, the use of efficient inspection methods is required to ensure a certain level of quality and detect defects and discontinuities in the industry. Today, in industry, non-destructive testing (NDT) is widely used, especially in additive manufacturing, to ensure efficient quality control and predictive maintenance without changing the properties and initial state of materials. Each non-destructive testing method is based on different physical principles and the correct selection and use of each test depends on the application, manufacturing process, type of material and possible discontinuities and many other things. The most common defects created in AM parts in terms of appearance include porosity, entrapped impurity, cracks, and material defects, which are mainly caused by changes in manufacturing parameters, injection parameters, and initial material properties. In this article, the performance of non-destructive tests was investigated to inspect the parts produced by the additive manufacturing method. These tests include visual inspection, liquid penetrant testing, magnetic particle testing, eddy current testing, ultrasonic testing, XCT, acoustic emission testing and thermography test. The application of each of the mentioned NDT methods in additive manufacturing and their suitability for detecting the defects of parts manufactured by AM method were investigated. Also, the sensitivity, advantages and disadvantages of each method were evaluated and the types of defects and the ability to detect these defects by NDT methods were mentioned. Considering that there are 7 categories of production methods in additive manufacturing, in this research, the application of each NDT test for different categories of AM process was discussed and the challenges in each were mentioned.
    Keywords: Non-destructive testing, Additive manufacturing, Porosity, Inspection