آزمون جریان گردابی (ET) – Eddy Current Testing

آزمون جریان گردابی (Eddy Current Testing) یا ET یکی از روش‌های الکترومغناطیسی در بازرسی غیرمخرب (NDT) است که برای تشخیص عیوب سطحی و زیرسطحی در مواد رسانا استفاده می‌شود. این تکنیک سریع، دقیق و غیرتماسی، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. در این مقاله جامع، به بررسی اصول علمی، تجهیزات، روش‌های اجرا، کاربردها و مزایای این روش می‌پردازیم.

فهرست مطالب

1. مقدمه و اصول فیزیکی آزمون ET

2. تجهیزات مورد نیاز در آزمون جریان گردابی

3. انواع روش‌های آزمون جریان گردابی

4. کاربردهای صنعتی ET

5. مزایا و محدودیت‌های روش جریان گردابی

6. استانداردهای بین‌المللی ET

7. نتیجه‌گیری و آینده‌نگاری

1. مقدمه و اصول فیزیکی آزمون ET

آزمون جریان گردابی بر اساس القای الکترومغناطیسی کار می‌کند. هنگامی که یک سیم‌پیچ حامل جریان متناوب (کویل) نزدیک به ماده رسانای الکتریکی قرار می‌گیرد، جریان‌های گردابی در ماده القا می‌شوند. این جریان‌های گردابی خود میدان مغناطیسی ثانویه ایجاد می‌کنند که بر میدان اولیه تأثیر می‌گذارد.

پارامترهای کلیدی در ET:

• فرکانس آزمون: از 50Hz تا 6MHz (فرکانس‌های بالاتر برای عیوب سطحی مناسب‌ترند)

• نفوذ پوستی: δ = 503√(ρ/μf) (که ρ مقاومت ویژه، μ نفوذپذیری مغناطیسی و f فرکانس است)

• فاز و دامنه سیگنال: برای تشخیص نوع و اندازه عیب

2. تجهیزات مورد نیاز در آزمون جریان گردابی

• کویل‌های آزمون: در انواع مطلق، تفاضلی و آرایه‌ای

• دستگاه ET: تولید جریان متناوب و تحلیل پاسخ‌ها

• کالیبراسیون استانداردها: نمونه‌های با عیوب معلوم

• نرم‌افزارهای تحلیل داده: برای تفسیر نتایج

• اسکنرهای مکانیکی: برای آزمون سیستماتیک سطوح بزرگ

3. انواع روش‌های آزمون جریان گردابی

4. کاربردهای صنعتی ET

• صنعت هوافضا: بازرسی پره‌های توربین، بدنه هواپیما

• نیروگاهی: بازرسی لوله‌های مبدل‌های حرارتی

• خودروسازی: کنترل کیفیت قطعات ریخته‌گری شده

• صنایع نفت و گاز: بازرسی لوله‌های حفاری

• صنعت راه‌آهن: بازرسی ریل‌ها و چرخ‌های قطار

• پزشکی: بازرسی ایمپلنت‌های فلزی

5. مزایا و محدودیت‌های روش جریان گردابی

مزایا:

• سرعت بالا در بازرسی

• عدم نیاز به کوپلانت (تماس مستقیم)

• حساسیت بالا به ترک‌های سطحی

• قابلیت اتوماسیون و ثبت دیجیتال داده‌ها

• امکان اندازه‌گیری همزمان چند پارامتر (ضخامت، سختی)

محدودیت‌ها:

• فقط برای مواد رسانا کاربرد دارد

• نفوذ محدود به سطح (معمولاً تا چند میلی‌متر)

• تأثیرپذیری از تغییرات مواد

• نیاز به اپراتور مجرب برای تفسیر نتایج

6. استانداردهای بین‌المللی ET

• ASTM E309: استاندارد آزمون جریان گردابی برای لوله‌ها

• ISO 15549: استاندارد بین‌المللی آزمون جریان گردابی

• ASME Section V: استاندارد بازرسی جوش‌ها با ET

• EN 1711: استاندارد اروپایی برای بازرسی جوش با ET

7. نتیجه‌گیری و آینده‌نگاری

آزمون جریان گردابی با ترکیب سرعت، دقت و قابلیت‌های دیجیتال، یکی از روش‌های ضروری در بازرسی غیرمخرب مدرن است. توسعه کویل‌های آرایه‌ای، سیستم‌های چندفرکانسه و الگوریتم‌های هوش مصنوعی برای تحلیل داده‌ها، آینده روشنی را برای این تکنیک ترسیم می‌کند.

پرسش‌های متداول:

• آیا ET برای مواد غیرفلزی کاربرد دارد؟
  خیر، این روش فقط برای مواد رسانای الکتریکی مانند فلزات کاربرد دارد.

• عمق نفوذ در ET چقدر است؟
  معمولاً 1-5mm بسته به فرکانس و خواص ماده، با فرمول نفوذ پوستی قابل محاسبه است.

• آیا ET قادر به تشخیص عیوب زیر سطحی است؟
  بله، اما با کاهش فرکانس می‌توان نفوذ را افزایش داد، هرچند حساسیت به عیوب سطحی کاهش می‌یابد.