الاختبار بالتيارات الدوامية مقابل الاختبار فوق الصوتي لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ: اختيار طريقة الفحص غير التدميري المناسبة

بالنسبة لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ، يُعَدّ اختبار التيارات الدوامية (ET) الخيار الأسرع للفحص أثناء الإنتاج لاكتشاف العيوب السطحية والقريبة من السطح مثل الثقوب الدقيقة والانثناءات والشقوق الطولية القصيرة. أما الاختبار فوق الصوتي (UT) فيُستخدَم للتحقق من سماكة الجدار وللكشف عن العيوب الموجودة تحت السطح أو العيوب الطباقية. وبعد ذلك، يُجرى الاختبار الهيدروستاتيكي لإثبات أن القطعة النهائية قادرة على تحمل الضغط. وفي الواقع العملي، نادرًا ما تختار طريقة واحدة فقط. فعلى سبيل المثال، يسمح معيار ASTM A312 للمصنِّع بإجراء إما اختبار كهربائي غير تدميري (ET) أو الاختبار الهيدروستاتيكي على كل قطعة، كما تشترط العديد من الطلبيات الصعبة إجراء كلا الاختبارين بالإضافة إلى الاختبار فوق الصوتي (UT). وفي شركة تشجيانغ ونكيانغ للفولاذ المقاوم للصدأ المحدودة، نختار الطريقة الأنسب وفقًا لشكل المنتج ومعيار القبول ومستوى خطر الاستخدام.

كيف يعمل اختبار التيارات الدوامية
تُشغِّل فحص التيارات الدوامية ملفًّا يُولِّد تيارات دوامية في جدار الأنبوب. وتؤدي أي عيبٍ يقطع أو يشوِّه هذه التيارات إلى تغيُّر في مقاومة الملف، ويظهر هذا التغيُّر على هيئة إشارة. أما المجال المُحفَّز فيكون أقوى ما يكون عند السطح ثم يضعف تدريجيًّا مع العمق بسبب ظاهرة «التأثير السطحي»، لذا فإن فحص التيارات الدوامية هو بطبيعته طريقة للفحص السطحي والقريب من السطح. وبما أن درجات الأوستنيت مثل ٣٠٤‏/٣٠٤ل و٣١٦‏/٣١٦ل غير مغناطيسية، فإن الفحص بالملف المحيط بها يتم بسلاسة وبسرعات خطية عالية. وهذا يجعله مناسبًا جدًّا للفحص الكامل المتواصل لأنابيب القطر الصغير والمتوسط المصنَّعة وفق المواصفات القياسية ASTM A249 وA269 وA213.
يتم ضبط الحساسية باستخدام معايير مرجعية اصطناعية. ونُحضّر أنبوب معايرة به ثقوب محفورة أو شقوق، ثم نُعدّل الجهاز حتى تعطي هذه العواكس إشارة واضحة وقابلة للتكرار فوق مستوى الضوضاء. ومن أبرز العواكس المرجعية الثقب المثقوب تمامًا (غالبًا بقطر ٠٫٨ مم، أو وفق الجدول الوارد في المعيار) أو الشقوق الطولية والعَرضية التي تُصنع بنسبة محددة من سماكة الجدار. ويؤدي ظهور أي مؤشر عند مستوى العاكس المرجعي أو فوقه إلى رفض القطعة أو إخضاعها لمزيد من الفحص التفصيلي. ويجري فحص التوصيل الكهربائي (ET) بسرعة، دون استخدام سوائل، ويتميز بتكرار عالٍ في النتائج، لكنه لا يقدّر بدقة أبعاد العيوب الواقعة بعيدًا تحت السطح، كما يواجه صعوبات في المواد الفيرومغناطيسية أو تلك الخاضعة لتشويه بارد شديد، ما لم تُطبَّق عليها التشبع المغناطيسي.

كيف يعمل فحص الموجات فوق الصوتية
تُرسل فحوصات الموجات فوق الصوتية صوتًا عالي التردد، وعادةً ما يتراوح تردده بين ٢ و١٥ ميغاهيرتز، إلى جدار العينة عبر مادة توصيل. وتُعطي الانعكاسات الصادرة عن الجدار المقابل قياس السماكة، بينما تُظهر الصدى الناتجة عن العيوب الداخلية موقع هذه العيوب. أما فحص الموجات القصية ذات الحزمة المائلة فيكشف الشقوق الطولية والعرضية، والطبقات المتراكبة، والشوائب، ويختلف عن الفحص الكهرومغناطيسي (ET) في قدرته على تقدير عمق العيب ومدى امتداده عبر الجدار. ولأن سلامة الجدار والمتانة تحت السطح هما العاملان الحاسمان في عمر الخدمة، فإن الفحص فوق الصوتي يُعد غالبًا الأسلوب الحجمي الرئيسي المستخدم في الأنابيب غير الملحومة ذات الجدران السميكة، وكذلك في أنابيب الصلب المزدوج ٢٢٠٥ أو الصلب المزدوج فائق التحمل ٢٥٠٧.
ويُستخدم الفحص فوق الصوتي أيضًا للتحكم في الأبعاد. إذ يرصد مراقبة السماكة فوق الصوتية المستمرة أثناء الإنتاج أي عدم انتظام في مركزية الجدار أو رقاقات محلية قبل أن يغادر أي طول من المنتج مصنع التصنيع. وبما أن الفحص فوق الصوتي يحتاج إلى مادة توصيل وسطح مناسب، وبما أن بنية الحبيبات في المواد المسبوكة الخشنة أو تلك الخاضعة لتشويه شديد تُبدد الموجات الصوتية، فإنه يتعين التحقق من صحة هذه الطريقة أولًا باستخدام عينات تمثيلية.

الاختبار الهيدروستاتيكي واختيار المواصفة القياسية ASTM A312
تَملأ اختبارات الضغط الهيدروستاتيكي كل قطعةٍ بالماء وتُطبَّق عليها ضغطٌ معيّن، مع الاحتفاظ بهذا الضغط لمدة لا تقل عن فترة التحمُّل الدنيا، والتي تكون عادةً خمس ثوانٍ على الأقل وفقًا للمواصفة A312، بينما يراقب المشغِّل وجود أي تسرب أو انخفاض في الضغط. ويُثبت هذا الاختبار ما إذا كانت الحدود المقاومة للضغط قد نجحت أم فشلت؛ لكنه لا يكشف العيوب. وتسمح المواصفة ASTM A312 للمصنِّع باستبدال الاختبار الهيدروستاتيكي باختبار كهربائي غير مدمر، أو إجراء كلا الاختبارين معًا، شريطة أن يُذكر في الشهادة نوع الاختبار الذي أُجري فعليًّا. وعندما يطلب المشتري إثباتًا لضمان عدم التسرب واكتشاف العيوب، فإننا ندمج الاختبار الهيدروستاتيكي مع الاختبار الكهربائي (ET) أو الاختبار فوق الصوتي (UT)، ونُدوِّن جميع المعاملات في شهادة الاختبار المادية وفق المعيار EN 10204 من النوع 3.1 أو 3.2.

الصلاحية حسب شكل المنتج
أنابيب ملحومة ذات قطر صغير وجدار رقيق، وأنابيب دقيقة، تُفضَّل لفحص التيار المُتَحَرِّك الكهربائي (ET) عالي السرعة على الخط، وغالبًا ما يُرفق هذا الفحص باختبار إثبات هيدروستاتيكي. أما أنابيب الشعيرات الدقيقة، التي يكتسب فيها سلامة السطح أهمية قصوى، فتعتمد على فحص التيار المُتَحَرِّك الكهربائي (ET) مع فحوصات بصرية وأبعادية. وتُركِّز أنابيب الجدار السميك غير الملحومة على فحص الموجات فوق الصوتية (UT) لضمان السلامة الحجمية. أما خطوط اللحام في الأنابيب الملحومة المُصنَّعة وفق المواصفات A249 أو A928، فتخضع غالبًا للفحص بالموجات فوق الصوتية (UT) أو بالأشعة السينية للتحقق من خط الانصهار، إلى جانب فحص سطحي باستخدام التيار المُتَحَرِّك الكهربائي (ET). أما منتجات الصلب المزدوج والصلب المزدوج فائق المتانة المُعدَّة للاستخدام في بيئات تحتوي كلوريدات، فتخضع عادةً لفحص الموجات فوق الصوتية (UT) للتأكد من سلامة الجدار، نظرًا لأن خطر التآكل النقطي والتآكل الإجهادي يجعل العيوب المخفية مكلفة جدًّا.

ب إعداد خطة فحص قابلة للدفاع عنها
يبدأ الخطة السليمة بالمعيار الحاكم وفئة القبول، ثم تُطبَّق الطرق بشكل طبقي بحيث تغطي كل وضع فشل: الفحص الكهربائي (ET) للعيوب السطحية، والفحص بالموجات فوق الصوتية (UT) للمشاكل الحجمية ومخاوف السماكة، واختبار الضغط الهيدروستاتيكي لسلامة الضغط. ويجب أن تكون المعايير المرجعية قابلة للتتبع، ويجب التحقق من معايرة المعدات في بداية كل وردية وبعد أي انقطاع. كما يجب أن يكون الأفراد المؤهلون معتمدين وفق نظام معترف به، ويجب أرشفة النتائج مقابل كل دفعة حرارية وكل رقم طولي.
يدير ون تشيانغ مختبرًا داخليًّا يغطي تحديد المادة الإيجابي، والاختبارات الكيميائية والميكانيكية، واختبار الضغط الهيدروستاتيكي، والفحص غير المدمر (NDT)، وبالتالي لا يتم الاستعانة بمصادر خارجية في عمليات الفحص ولا تُجرى بشكل عشوائي. وعليك تحديد الطريقة صراحةً في أمر الشراء: اذكر العاكس المرجعي ومستوى القبول وما إذا كنت ترغب في استخدام الفحص الكهربائي (ET) أو الفحص بالموجات فوق الصوتية (UT) أو الاختبار الهيدروستاتيكي أو مزيجٍ منها. وهذه الوضوح يجنّب النزاعات المعتادة التي تنشأ حين تشير شهادة إلى «فحص كهربائي غير مدمر» دون ذكر أي شيء عن الحساسية.

إرشادات عملية
اختر الاختبار بالتيار الدوامي (ET) عندما تكون السرعة وفحص العيوب السطحية والتغطية الكاملة لأنابيب الجدران الرقيقة هي الأولويات الرئيسية. واختر الاختبار بالموجات فوق الصوتية (UT) عندما يُعتمد التحقق من سماكة الجدار أو سلامة الطبقات تحت السطحية أو فحص اللحامات في اتخاذ قرار القبول. واحتفظ باختبار الضغط المائي في كل حالة تتطلب فيها التطبيقة إثباتًا موثَّقًا لسلامة التحمل للضغط. أما بالنسبة للخطوط الحرجة المصنوعة من الفولاذ المزدوج (duplex) أو ذات الضغط العالي، فإن أدق مواصفات الاختبار تجمع بين طريقة فحص سطحية وأخرى حجمية واختبار إثباتي، مع ربط كل طريقة بمستوى قبول مكتوب وتوثيق النتائج في شهادة نوع ٣.١ أو ٣.٢. واجعل اختيار الطريقة مبنيًّا على آلية الفشل لا على العادة، وبذلك يحقِّق الاختبار فعليًّا الغرض المنشود منه.

الأسئلة الشائعة
س: هل يمكن لاختبار التيارات الدوامية أن يحلَّ محل اختبار الضغط المائي وفق معيار ASTM A312؟
ج: نعم. يسمح المعيار A312 للمصنِّع بأن يجري اختبارًا كهربائيًّا غير تدميري مثل اختبار التيارات الدوامية بدلًا من اختبار الضغط المائي، لكن الشهادة يجب أن توضح أيًّا من هذين الاختبارين تم إجراؤه، كما أن العديد من المشترين يحددون إجراء كلا الاختبارين معًا لضمان أعلى درجة من الثقة.
س: لماذا يُفضَّل الاختبار بالموجات فوق الصوتية للأنابيب ذات الجدران السميكة والأنابيب المزدوجة؟
ج: يفحص الاختبار بالموجات فوق الصوتية (UT) حجم الجدار بالكامل، ويتحقق من السماكة، ويكتشف العيوب الموجودة تحت السطح والعيوب الطباقية التي لا يمكن للاختبار بالتيارات الدوامية قياس أبعادها بدقة، وهذا أمرٌ بالغ الأهمية حيث تتحكّم سلامة الجدار في مدة الخدمة.

للحصول على أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ المفحوصة بطرق الفحص غير التدميرية (NDT) مع وثائق كاملة وفق المعيار EN 10204 3.1/3.2، يُرجى الاتصال بشركة تشيجيانغ ونكيانغ للفولاذ المقاوم للصدأ المحدودة على الرقم +86 577 8922 2595 https://www.chinawqsteel.com/