धातूच्या पदार्थांमधील भेगा शोधण्याचे तंत्र

धातूच्या सामग्रीमधील तडे शोधण्याचे तंत्र

पूल आणि पाइपलाइनपासून ते जहाजे आणि विमानांपर्यंत, तसेच कारखान्यातील उपकरणांपर्यंत, विविध संरचना आणि यंत्रांच्या घटकांमध्ये धातूच्या वस्तूंना पडणाऱ्या भेगा हे बिघाडाचे एक प्रमुख कारण आहे. वारंवार येणाऱ्या भारामुळे (थकवा), गंजण्यामुळे, उत्पादन दोषांमुळे, रचनेतील चुकांमुळे, अतिउष्णतेमुळे किंवा अनेक घटकांच्या एकत्रित परिणामामुळे भेगा पडू शकतात. भेगा अनेकदा सूक्ष्म आकारात सुरू होतात आणि हळूहळू वाढतात, त्यामुळे अचानक होणारे बिघाड, कामातील व्यत्यय आणि सुरक्षेचे धोके टाळण्यासाठी भेगा लवकर शोधणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. या लेखात, धातूच्या वस्तूंमधील भेगा दृष्यरूपाने आणि विनाशरहित चाचणी (NDT) पद्धती वापरून शोधण्याच्या मुख्य तंत्रांवर चर्चा केली आहे.

धातूमधील भेगा शोधणे कठीण का असते?

सर्वच भेगा दिसत नाहीत. भेगा पृष्ठभागावर (पृष्ठभागावरील भेगा) किंवा पृष्ठभागाखाली (पृष्ठभागाखालील/अंतर्गत भेगा) असू शकतात. पृष्ठभागावरील भेगा कधीकधी रंग, ऑक्साईड, तेल किंवा घाणीमुळे झाकल्या जातात. अंतर्गत भेगांच्या बाबतीत, घटक बाहेरून सामान्य दिसतो, परंतु आतमध्ये धोकादायक भेगांची वाढ होत असते. कंपन आणि तापमानातील बदल यांसारख्या कार्यान्वयनाच्या परिस्थितीमुळे देखील भेगांची वाढ वेगाने होऊ शकते, त्यामुळे योग्य पद्धती वापरून नियोजित तपासणी करणे आवश्यक आहे.

१. प्रत्यक्ष तपासणी (व्हिज्युअल टेस्टिंग/व्हीटी)

दृश्य तपासणी ही सर्वात मूलभूत पायरी आहे आणि अनेकदा इतर NDT पद्धतींपूर्वीची पहिली पायरी असते. या तंत्रामध्ये पृष्ठभागाची थेट तपासणी करून भेगा, रंगातील बदल, विरूपण, स्थानिक गंज किंवा पाईपमधील गळतीचे अंश यांसारख्या खुणा शोधल्या जातात.

जास्त:
स्वस्त आणि जलद.
– प्राथमिक तपासणीसाठी उपयुक्त.
– टॉर्च, भिंग किंवा बोअरस्कोप (अरुंद जागांसाठी) यांसारख्या साध्या साधनांनी हे करता येते.

केटरबतासन:
– पृष्ठभागावरील उघड्या भेगांपुरते मर्यादित.
निकाल हे तपासणीच्या अनुभवावर मोठ्या प्रमाणावर अवलंबून असतात.
– पृष्ठभागावर रंगाचा किंवा धुळीचा जाड थर जमा झाला असेल तर हे करणे अवघड जाते.

अचूकता वाढवण्यासाठी, भेगांच्या सावल्या अधिक स्पष्ट दिसण्यासाठी प्रत्यक्ष तपासणी करताना अनेकदा तिरकस प्रकाशाची मदत घेतली जाते, तसेच नियतकालिक तपासणीशी तुलना करण्यासाठी छायाचित्रण दस्तऐवजीकरणही केले जाते.

२. भेदक चाचणी (द्रव भेदक चाचणी/पीटी)

पेनिट्रंट चाचणी ही धातू (आणि इतर अपारगम्य पदार्थांमधील) पृष्ठभागावरील भेगा शोधण्यासाठी एक प्रभावी NDT पद्धत आहे. याचे तत्त्व असे आहे की, एक अत्यंत भेदक द्रव पेनिट्रंट भेगेमध्ये प्रवेश करतो. पृष्ठभागावरून पेनिट्रंट काढून टाकल्यानंतर, भेगेमध्ये राहिलेला द्रव डेव्हलपरद्वारे बाहेर खेचला जातो, ज्यामुळे ती भेग एक सूचक म्हणून दृश्यमान होते.

सर्वसाधारण टप्पे:
१. पृष्ठभागाची स्वच्छता (तेलकटपणा काढणे).
२. पेनिट्रंटचा वापर (कॉन्ट्रास्ट रेड किंवा फ्लोरोसेंट).
३. शोषण वेळ (स्थिर राहण्याचा वेळ).
४. अतिरिक्त भेदक द्रवाची साफसफाई.
५. डेव्हलपर ॲप्लिकेशन.
६. निकालांची तपासणी (फ्लोरोसेंट पेनिट्रंटसाठी पांढरा प्रकाश किंवा UV).

जास्त:
– पृष्ठभागावरील बारीक भेगांप्रति संवेदनशील.
– तुलनेने कमी खर्च आणि सोपी कार्यपद्धती.

केटरबतासन:
– फक्त पृष्ठभागावर उघड्या असलेल्या भेगा शोधते.
– पृष्ठभाग स्वच्छ आणि सच्छिद्र नसलेला असावा.
– अतिशय खडबडीत किंवा जाड थर असलेल्या पृष्ठभागांसाठी योग्य नाही.

पीटीचा वापर वेल्डेड जोड, विमानाचे घटक आणि थकव्याला बळी पडणाऱ्या इंजिनच्या भागांच्या तपासणीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

३. चुंबकीय कण चाचणी (एमटी)

एमटीचा वापर कार्बन स्टील, काही मिश्रधातू स्टील आणि लोखंड यांसारख्या फेरोमॅग्नेटिक धातूंच्या सामग्रीसाठी केला जातो. ही पद्धत चुंबकीय क्षेत्राचा उपयोग करते: जर पृष्ठभागावर किंवा पृष्ठभागाजवळ भेगेसारखा दोष असेल, तर चुंबकीय क्षेत्र बाहेर पडते (फ्लक्स लीकेज) आणि चुंबकीय कणांना आकर्षित करते, ज्यामुळे एक दृश्यमान संकेत तयार होतो.

अर्जाचा प्रकार:
– क्षेत्रीय तपासणीसाठी कोरडे कण (कोरडी पावडर).
– अधिक संवेदनशीलतेसाठी ओले प्रतिदीप्त कण.

जास्त:
– पृष्ठभागावरील आणि पृष्ठभागाजवळील भेगांप्रति संवेदनशील.
– विस्तृत क्षेत्रांसाठी सार्वजनिक वाहतुकीपेक्षा (PT) अधिक वेगवान.
– तुलनेने खडबडीत पृष्ठभागांवर वापरता येते.

केटरबतासन:
– फक्त फेरोमॅग्नेटिक पदार्थांसाठी.
– चुंबकीकरण आणि विचुंबकीकरण प्रक्रियांची आवश्यकता असते.
– चुंबकीय क्षेत्राच्या दिशेच्या तुलनेत भेगेच्या स्थितीमुळे संकेतांवर परिणाम होऊ शकतो.

एमटीचा वापर अनेकदा ट्रेनची चाके, एक्सेल, वाहनांचे घटक आणि स्टीलच्या संरचनेतील वेल्ड केलेल्या सांध्यांच्या तपासणीसाठी केला जातो.

४. अल्ट्रासोनिक चाचणी (यूटी)

अल्ट्रासोनिक रिट्रीव्हल (UT) ही अंतर्गत भेगा शोधण्यासाठी आणि जाडी मोजण्यासाठी सर्वात विश्वसनीय NDT पद्धतींपैकी एक आहे. एका प्रोबद्वारे पदार्थामध्ये अल्ट्रासोनिक लहरी पाठवल्या जातात आणि त्यांच्या परावर्तनांचे विश्लेषण केले जाते. भेगा किंवा सातत्यहीनता लहरींना एका विशिष्ट नमुन्यात परावर्तित करतात.

महत्त्वाचे प्रकार:
– पारंपरिक UT (A-स्कॅन): साधे परावर्तन सिग्नल विश्लेषण.
– फेझ्ड अॅरे यूटी (PAUT): अधिक तपशीलवार मॅपिंगसाठी लहरीचा कोन आणि फोकस इलेक्ट्रॉनिक पद्धतीने नियंत्रित केला जाऊ शकतो.
– टीओएफडी (टाइम ऑफ फ्लाईट डिफ्राक्शन): वेल्ड केलेल्या सांध्यांमधील भेगांचे आकारमान निश्चित करण्यासाठी अत्यंत अचूक.

जास्त:
– अंतर्गत आणि पृष्ठभागाखालील दोष शोधू शकते.
– दोषाची खोली आणि आकाराचा अंदाज लावता येतो.
– दुहेरी प्रवेशाची आवश्यकता नाही (कॉन्फिगरेशनवर अवलंबून).

केटरबतासन:
– यासाठी कुशल ऑपरेटर आणि काळजीपूर्वक कॅलिब्रेशन आवश्यक आहे.
– जोडणीसाठी पृष्ठभाग पुरेसा गुळगुळीत असणे आवश्यक आहे.
– गुंतागुंतीच्या भौमितिक आकारांमुळे अर्थ लावणे अवघड होऊ शकते.

तेल आणि वायू उद्योगात पाईपलाईन, दाबपात्र, मोठ्या संरचना आणि महत्त्वाच्या वेल्ड तपासणीसाठी अनेकदा UT ची निवड केली जाते.

५. रेडिओग्राफी (रेडिओग्राफिक चाचणी/आरटी)

RT एखाद्या घटकाच्या आतील भागाचे 'छायाचित्रण' करण्यासाठी एक्स-रे किंवा गॅमा किरणांचा वापर करते. भेगा, छिद्रे किंवा अंतर्भाव यांसारख्या विसंगती फिल्मवर किंवा डिजिटल डिटेक्टरवर तीव्रतेतील फरकाच्या रूपात दिसतील.

जास्त:
– अंतर्गत रचनेचा चांगला आढावा मिळतो.
– निकालांची नोंद ठेवणे सोपे आहे.
– सच्छिद्रता आणि आकारमानातील दोष शोधण्यासाठी प्रभावी.

केटरबतासन:
– जर अभिविन्यास विकिरणाच्या दिशेला समांतर असेल, तर अतिशय बारीक भेगांप्रति कमी संवेदनशील.
– कडक किरणोत्सर्ग सुरक्षा नियंत्रणे आवश्यक आहेत.
– सहसा अधिक महाग असते आणि कामगारांसाठी निर्जंतुक जागेची आवश्यकता असते.

पाईप आणि दाबपात्रांच्या वेल्ड केलेल्या सांध्यांच्या तपासणीमध्ये आरटीचा (RT) मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, विशेषतः जेव्हा गुणवत्ता तपासणीसाठी कागदोपत्री पुराव्याची आवश्यकता असते.

६. एडी करंट टेस्टिंग (ECT)

ईसीटी (ECT) वाहक धातूंमध्ये प्रेरित होणाऱ्या एडी प्रवाहांचा उपयोग करते. भेगेमुळे एडी प्रवाहांच्या प्रवाहात व्यत्यय येतो, ज्यामुळे प्रतिबाधामध्ये बदल निर्माण होतो, जो उपकरणाद्वारे ओळखला जातो.

जास्त:
– पृष्ठभागावरील आणि पृष्ठभागाजवळील भेगांसाठी उत्कृष्ट.
– जलद आणि (पीटीच्या विपरीत) कोणत्याही द्रवपदार्थांची आवश्यकता नाही.
– पातळ घटक आणि पातळ थरांच्या भागांच्या तपासणीसाठी उपयुक्त.

केटरबतासन:
– मर्यादित प्रवेश खोली (वारंवारता आणि सामग्रीवर अवलंबून).
– संकेतांचा अर्थ लावणे गुंतागुंतीचे असू शकते.
– सदोष मानकासह अंशांकन करणे आवश्यक आहे.

ईसीटीचा वापर विमान वाहतूक उद्योगात (विमानाच्या बाह्य आवरणाची तपासणी), हीट एक्सचेंजर ट्यूबिंगची तपासणी आणि अचूक मशीन घटकांच्या तपासणीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

७. ध्वनिक उत्सर्जन (AE) आणि स्थिती निरीक्षण

स्पॉट इन्स्पेक्शनच्या विपरीत, AE मध्ये तडे वाढताना किंवा सूक्ष्म विरूपण होताना मुक्त होणाऱ्या स्थितिज ऊर्जेच्या "आवाजा"चे निरीक्षण केले जाते. संरचनेला सेन्सर्स जोडले जातात आणि नुकसानीची क्रिया ओळखण्यासाठी सिग्नल्सचे विश्लेषण केले जाते.

जास्त:
– कार्यान्वयनादरम्यान देखरेखीसाठी किंवा दाब चाचणीसाठी उपयुक्त.
– अनेक सेन्सरच्या साहाय्याने मोठ्या क्षेत्रांचे निरीक्षण करता येते.
– विकसित होत असलेल्या भेगांच्या हालचाली ओळखते.

केटरबतासन:
– पुढील विश्लेषणाशिवाय भेगांचे स्थान आणि आकार नेहमीच अचूकपणे दाखवत नाही.
– कार्यान्वयनातील गोंगाटामुळे व्यत्यय येण्याची शक्यता असते.
– सहसा पडताळणीसाठी UT/MT/PT सोबत वापरले जाते.

AE चा वापर अनेकदा दाबपात्रे, साठवण टाक्या आणि तपशीलवार तपासणी करण्यास अवघड असलेल्या मोठ्या संरचनांवर केला जातो.

योग्य तंत्र निवडणे

भेग शोधण्याच्या पद्धतीची निवड खालील बाबींवर अवलंबून असते:
– पदार्थाचा प्रकार (चुंबकीय आहे की नाही, विद्युतवाहक, जाडी).
– भेगेचे स्थान (पृष्ठभागावरील की अंतर्गत).
– तपासणीसाठी प्रवेश (एका बाजूने किंवा दोन्ही बाजूंनी).
– पृष्ठभागाची स्थिती (खरबरीत, रंगवलेला, गंजलेला).
– अचूकतेच्या आवश्यकता (केवळ शोध किंवा आकार निश्चिती आवश्यक).
– खर्च, वेळ आणि नियम (विशेषतः RT साठी).

औद्योगिक व्यवहारात, तंत्रे अनेकदा एकत्रितपणे वापरली जातात: उदाहरणार्थ, सुरुवातीच्या टप्प्यासाठी VT, त्यानंतर पृष्ठभागावरील भेगांसाठी MT/PT, आणि महत्त्वाच्या वेल्ड्सवरील अंतर्गत भेगा व आकारमानासाठी PAUT/TOFD.

बंद होत आहे

संरचनांची विश्वसनीयता आणि सुरक्षितता टिकवून ठेवण्यासाठी धातूच्या सामग्रीमधील तडे शोधणे हा एक महत्त्वाचा प्रतिबंधात्मक उपाय आहे. दृश्य तपासणी आणि पीटी, एमटी, यूटी, आरटी, ईसीटी, आणि एई यांसारख्या एनडीटी पद्धती घटकांच्या गरजा आणि वैशिष्ट्यांनुसार विविध पर्याय उपलब्ध करून देतात. यशाची गुरुकिल्ली केवळ 'सर्वात प्रगत' पद्धत निवडण्यात नाही, तर सामग्रीचा प्रकार, तड्याचे स्थान, कार्याची परिस्थिती आणि तपासणीची उद्दिष्ट्ये यांना सर्वोत्तम अनुकूल ठरणारी पद्धत निवडण्यात आहे. एका योग्य तपासणी कार्यक्रमामुळे, तडे लवकर शोधले जाऊ शकतात, दुरुस्तीचे नियोजन करता येते आणि बिघाडाचा धोका लक्षणीयरीत्या कमी करता येतो.