การควบคุมคุณภาพ

การทดสอบแบบไม่ทำลาย

การตรวจจับส่วนประกอบที่บกพร่องตั้งแต่เนิ่นๆ ด้วยระบบ CT ในอุตสาหกรรม

การทดสอบแบบไม่ทำลายคืออะไร

การทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) เป็นเทคนิคสำหรับการตรวจสอบส่วนประกอบ ชิ้นงาน หรือชุดประกอบเพื่อหาข้อบกพร่อง วิธีการต่างๆ เช่น เอกซเรย์ อัลตราซาวนด์ CT หรือผงแม่เหล็ก สามารถใช้ในการตรวจ NDT ได้

จุดมุ่งหมายของ NDT คือการตรวจจับข้อบกพร่องในวัสดุตั้งแต่เนิ่นๆ และนำชิ้นงานที่บกพร่องออกจากการผลิต เพื่อตรวจจับข้อบกพร่องเหล่านี้ ชิ้นงานทดสอบจะต้องได้รับความเครียดจากความร้อน กลไก และสารเคมีระหว่างการทดสอบแบบไม่ทำลาย ความผิดปกติหรือข้อบกพร่องต่างๆ เช่น รูพรุน ช่องอากาศ รอยแตกร้าว หรือการกัดกร่อนบนพื้นผิว การทดสอบจะต้องดำเนินการโดยไม่ทำลายหรือสร้างความเสียหายต่อชิ้นงานทดสอบ ภายหลังการทดสอบ ชิ้นงานหรือวัสดุจะต้องมีความเหมาะสมต่อการใช้งานเช่นเดียวกับก่อนการทดสอบ จึงทำให้ NDT เป็นวิธีที่สำคัญสำหรับการควบคุมคุณภาพและการทดสอบความปลอดภัยของส่วนประกอบและระบบ เนื่องจากวัสดุที่ชำรุดและบกพร่องทางโครงสร้างในกรณีร้ายแรง อาจถึงขั้นส่งผลกระทบต่อความปลอดภัยของส่วนประกอบหรืออาคารได้

อะไรคือความแตกต่างจากวิธีการทดสอบแบบทำลาย

การทดสอบแบบทำลายแตกต่างจากการทดสอบแบบไม่ทำลาย เพราะจะทำลายวัสดุจนถึงจุดที่ไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป โดยมีการใช้ชิ้นทดสอบมาตรฐานที่ผลิตขึ้นเป็นพิเศษเพื่อจุดประสงค์นี้ อีกทั้งยังไม่สามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าส่วนประกอบถัดไปที่ผลิตจะไม่มีข้อบกพร่อง ดังนั้นในอุตสาหกรรม การทดสอบแบบไม่ทำลายจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อให้แน่ใจถึงคุณภาพ ความปลอดภัย และความคุ้มทุนของการผลิต

วัตถุประสงค์ของการทดสอบแบบทำลายนั้นอยู่ในอีกรายละเอียดหนึ่ง: การทำลายชิ้นงานทดสอบให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับวัสดุที่เหมาะสมและรูปทรงเรขาคณิต รวมถึงขนาดของชิ้นส่วนที่จะผลิตควรเป็นอย่างไร

การทดสอบแบบทำลายจะดำเนินการเพื่อกำหนดลักษณะของวัสดุ นี่ไม่ใช่กรณีของการทดสอบแบบไม่ทำลาย หลังจากนั้นสิ่งที่ทราบคือ อุปกรณ์ที่ตรวจสอบจำเป็นต้องเปลี่ยนหรือไม่ หรือปลอดภัยทางเทคนิคหรือไม่

วิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายที่แตกต่างกัน

มีหลายวิธีในการทดสอบแบบไม่ทำลาย นอกเหนือจากวิธีการทดสอบที่กล่าวไปแล้ว เช่น การตรวจสอบด้วยอัลตราซาวนด์หรือเอกซเรย์ ยังมีเทคนิคอื่นๆ เช่น การทดสอบด้วยเสียง เทอร์โมกราฟี หรือเรดาร์เจาะพื้นดิน การตรวจสอบด้วยเลเซอร์ยังถูกใช้ใน NDT อีกด้วย การเลือกวิธีการขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น ประเภทของวัสดุ ขนาดของชิ้นทดสอบ หรือประเภทของข้อบกพร่องที่ต้องการตรวจหา

วิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายแบบ "คลาสสิก" ถือเป็นวิธีการที่สำคัญที่สุดในการทดสอบ NDT ซึ่งแตกต่างจากการตรวจสอบพื้นผิวและการตรวจสอบโครงสร้างภายใน

การตรวจสอบด้วยสายตาเป็นการตรวจสอบแบบออปติคอลเพื่อตรวจสอบชิ้นส่วนและอุปกรณ์ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการควบคุมคุณภาพของพื้นผิวและในระหว่างการประกอบชิ้นส่วน สามารถใช้อุปกรณ์ช่วยเหลือต่างๆ ได้ระหว่างขั้นตอน เช่น แว่นขยาย กระจก ไมโครสโคป กล้องเอนโดสโคป กล้องถ่ายภาพ เครื่องสแกน หรือแม้แต่มองด้วยตาเปล่า อย่างไรก็ตาม ข้อเสียอย่างหนึ่งของการตรวจสอบด้วยสายตาแบบไม่ทำลายชิ้นงานก็คือ สามารถตรวจพบได้เฉพาะข้อบกพร่องหรือจุดบกพร่องที่พื้นผิวเท่านั้น ในขณะที่ข้อบกพร่องภายในชิ้นทดสอบยังคงตรวจไม่พบในตอนแรก สิ่งนี้ต้องการวิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายเพิ่มเติม
การทดสอบการซึมผ่านของสีย้อม เกี่ยวข้องกับการฉีดพ่นหรือจุ่มสารทึบรังสีที่มีสีหรือฟลูออเรสเซนต์ลงบนส่วนประกอบ สารนี้จะเข้าไปเกาะในรอยแตก รูพรุน หรือรูบนพื้นผิวและทำให้มองเห็นได้ การทดสอบด้วยการการซึมผ่านของสีย้อมมักใช้กับรอยเชื่อมโดยเฉพาะ ข้อเสียของวิธีนี้คือจะต้องคำนึงถึงประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมของสารทึบแสง และการย้อมสีไม่ได้บ่งชี้ความลึกของรอยแตกหรือรูได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ พื้นผิวขรุขระอาจแสดงข้อบกพร่องเทียมที่ไม่ใช่ข้อบกพร่องจริงได้ แม้จะมีข้อจำกัดเหล่านี้ แต่การทดสอบการซึมผ่านของสีย้อมยังคงเป็นวิธีการสำคัญในการควบคุมคุณภาพของส่วนประกอบและระบบ
การทดสอบอนุภาคแม่เหล็กหรือที่เรียกว่าการทดสอบการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็ก เป็นวิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายที่ใช้สำหรับวัสดุและชิ้นงานที่เป็นแม่เหล็กได้ ด้วยวิธีนี้ ชิ้นทดสอบจะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กก่อน จากนั้นจึงนำอนุภาคแม่เหล็กเรืองแสงไปใช้กับชิ้นทดสอบโดยใช้ของเหลวหรือผง ซึ่งจะมองเห็นข้อบกพร่องได้ เนื่องจากการสร้างสนามแม่เหล็กที่แตกต่างกัน การทดสอบการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็กเป็นวิธีการทดสอบที่รวดเร็วมาก และช่วยให้สามารถตรวจจับรอยแตกที่เล็กที่สุดได้ ซึ่งอาจบางกว่าเส้นผมของมนุษย์ถึงสี่เท่า

การทดสอบอนุภาคแม่เหล็กจึงมีความไวสูงในการตรวจจับข้อบกพร่องของพื้นผิวและมักใช้ในการแปรรูปโลหะและอุตสาหกรรมยานยนต์ ข้อดีอีกอย่างของวิธีการนี้คือทำได้ง่าย แม้จะมีข้อดี แต่การทดสอบการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็กมีข้อจำกัด เนื่องจากจะสามารถใช้ได้กับวัสดุที่เป็นแม่เหล็กได้เท่านั้น รวมถึงผลลัพธ์อาจได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุ
การทดสอบกระแสวนเป็นการทดสอบแบบไม่ทำลายที่สามารถใช้ได้กับวัสดุที่นำไฟฟ้าเท่านั้น พื้นผิวของชิ้นทดสอบได้รับการตรวจสอบเพื่อหาข้อบกพร่อง สนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นรอบๆ ชิ้นงาน สร้างกระแสวนในชิ้นทดสอบเอง ซึ่งจะสร้างสนามแม่เหล็กของตัวเอง การเปลี่ยนแปลงในวัสดุ เช่น รอยแตกร้าว ช่องอากาศ หรือข้อบกพร่องอื่นๆ รวมไปถึงสิ่งปนเปื้อน จะสร้างสนามแม่เหล็กที่แตกต่างไปจากวัสดุจริง เนื่องจากวัสดุเหล่านั้นมีค่าการนำไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

ข้อดีของการทดสอบส่วนประกอบแบบไม่ทำลายนี้ คือต้องใช้ทรัพยากรและต้นทุนการบำรุงรักษาต่ำเมื่อเทียบกับวิธีการอื่นๆ การทดสอบกระแสวนจึงเป็นหนึ่งในวิธีทดสอบแบบไม่ทำลายที่ประหยัดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด มีการใช้บ่อยๆ ในอุตสาหกรรมยานยนต์และการบินและอวกาศ อย่างไรก็ตาม การทดสอบกระแสวนสามารถใช้ได้กับวัสดุที่มีสภาพนำไฟฟ้า และจำกัดอยู่เพียงการตรวจสอบพื้นผิว เนื่องจากกระแสวนจะถูกเหนี่ยวนำในชั้นบนของวัสดุเท่านั้น

วิธีการตรวจสอบส่วนประกอบภายใน

การตรวจสอบด้วยการเอกซเรย์

การตรวจเอกซเรย์หรือที่เรียกว่าการทดสอบด้วยรังสี เป็นวิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายที่สำคัญที่ช่วยให้คุณสามารถตรวจสอบภายในส่วนประกอบได้ การทดสอบด้วยรังสียังสามารถระบุประเภทและตำแหน่งที่แน่นอนของข้อบกพร่องได้ไม่เหมือนกับการทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง ซึ่งถือเป็นข้อได้เปรียบในการใช้งานหลายๆ อย่าง การตรวจสอบด้วยการเอกซเรย์ดิจิทัล เช่น ระบบเอกซเรย์โดยคอมพิวเตอร์ (CT) ทำให้เกิดข้อดีอื่นๆ มากมาย เนื่องจากสามารถจัดเก็บและประเมินผลการทดสอบในรูปแบบดิจิทัลได้

การตรวจสอบด้วยการเอกซเรย์มีความสำคัญมาก: NDT 4.0 คือการผสมผสานการใช้ระบบดิจิทัลในการทดสอบด้วยภาพรังสีและการใช้ AI เข้าด้วยกัน ซึ่งจะนำมาซึ่งข้อได้เปรียบที่ชัดเจน

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ NDT 4.0

การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

ในการทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง คลื่นเสียงความถี่สูงจะถูกส่งจากโพรบผ่านชิ้นทดสอบ พื้นที่ที่มีข้อบกพร่องในวัสดุ จะสะท้อนคลื่นเสียงและสามารถติดตามได้บนหน้าจอ โดยการวัดเวลาการส่งผ่านของการส่งผ่านคลื่นเสียงความถี่สูงและการสะท้อนสามารถกำหนดชนิดและตำแหน่งของข้อบกพร่องได้อย่างแม่นยำ การทดสอบคลื่นเสียงความถี่สูงที่ทันสมัย สามารถวัดได้แม้แต่ขนาดของข้อบกพร่อง

การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเหมาะสำหรับการทดสอบแบบไม่ทำลายของส่วนประกอบที่แบนและมีปริมาตร เช่น การวัดความหนาของผนัง การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าการตรวจสอบด้วยรังสีเอกซ์สำหรับข้อบกพร่องแบบแบน อย่างไรก็ตาม ข้อเสียอย่างหนึ่งของวิธีดังกล่าวคือ วัสดุไม่เพียงแต่ต้องรับความเครียดทางเสียงระหว่างการทดสอบเท่านั้น แต่ยังได้รับความเครียดจากความร้อนอีกด้วย การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงยังเป็นเรื่องยากมากขึ้นด้วยพื้นผิวหยาบ

การสแกน CT

ใน NDT ที่มีระบบเอกซเรย์โดยคอมพิวเตอร์ (CT) วัตถุที่ได้รับการทดสอบจะถูกเอกซเรย์ คล้ายกับการทดสอบทางรังสี ภาพ 2D จำนวนมากถูกบันทึกจากมุมมองที่แตกต่างกัน จากนั้น ภาพเหล่านี้จะถูกแปลงเป็นโมเดลสามมิติโดยใช้คอมพิวเตอร์ โมเดลนี้จะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับภายในของวัตถุ แสดงข้อบกพร่องหรือความแตกต่างที่เป็นไปได้ในวัสดุ คุณลักษณะเฉพาะของ CT-NDT คือให้ความละเอียดสูงกว่าวิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายอื่นๆ ซึ่งหมายความว่าสามารถตรวจพบข้อบกพร่องที่มีขนาดเล็กมากหรือตรวจจับได้ยาก

ด้วยระบบเอกซเรย์โดยคอมพิวเตอร์ในอุตสาหกรรม แม้แต่ชิ้นส่วนขนาดเล็กที่ซับซ้อนก็สามารถตรวจสอบได้ด้วยความแม่นยำสูงสุด การควบคุมอุปกรณ์และการประเมินข้อมูลการวัดจะดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์พิเศษ ด้วยเหตุนี้จึงสามารถสร้างการสแกนที่ตอบสนองข้อกำหนดด้านมาตรวิทยาขั้นสูงของอุตสาหกรรมได้ โดยตรวจจับการแตกหักของแกน และแม้แต่ข้อบกพร่อง รูพรุน และช่องว่างที่เล็กที่สุดในชิ้นส่วนได้ การสแกน CT ยังจับส่วนประกอบที่เทคโนโลยีการวัดที่เก่ากว่าไม่สามารถทดสอบได้ เนื่องจากไม่สามารถเข้าถึงชิ้นส่วนได้

ZEISS INSPECT X-Ray

วิเคราะห์ข้อมูลปริมาณอย่างมีประสิทธิภาพ

สร้างภาพและวิเคราะห์ข้อมูลชิ้นส่วนได้ลึกจนถึงแกนชั้นในโดยใช้ข้อมูลการถ่ายภาพโดยอาศัยข้อมูล CT ไม่ว่าคุณจะใช้ฮาร์ดแวร์ CT ใดๆ ซอฟต์แวร์ ZEISS INSPECT อันทรงพลังจะช่วยให้คุณเห็นภาพและวิเคราะห์ข้อมูลได้ ประเมินข้อบกพร่อง โครงสร้าง และสถานการณ์การประกอบ และรวมผลลัพธ์ของคุณในรายงานที่เข้าใจง่าย แม้แต่เป็นวิดีโอ

เริ่มเลย

เราไม่จำเป็นต้องสลับไปมาระหว่างโซลูชันซอฟต์แวร์ที่แตกต่างกันอีกต่อไป แต่เราอยู่ภายในชุดซอฟต์แวร์ชุดเดียว และสามารถจัดทำรายงานและทำการประเมินผลได้

Horst Lang หัวหน้าฝ่ายสนับสนุนการดำเนินงานด้านคุณภาพขององค์กร Festo

เหตุใดการทดสอบแบบไม่ทำลายจึงมีความสำคัญในอุตสาหกรรม

เทคโนโลยีที่ทันสมัยของ NDT สร้างมูลค่าเพิ่มที่ยอดเยี่ยมให้กับอุตสาหกรรม การตรวจจับส่วนประกอบที่บกพร่องได้ตั้งแต่เนิ่นๆ ทำให้สามารถกำจัดส่วนประกอบเหล่านั้นออกจากกระบวนการผลิตได้ สามารถดำเนินการซ่อมแซม หากเป็นไปได้ ในกรณีที่มีข้อบกพร่องที่ไม่สามารถแก้ไขได้ วัสดุจะถูกทิ้งและกลับสู่วงจรของวัสดุ

ซึ่งส่งผลให้เกิดข้อได้เปรียบที่โดดเด่นดังต่อไปนี้

ประหยัดทรัพยากร เวลา และเงิน
ข้อร้องเรียนน้อยลง
เพิ่มคุณภาพและความปลอดภัยของส่วนประกอบ
ลดความเสี่ยงต่อผู้คนและสิ่งแวดล้อม เนื่องจากความผิดพลาดในส่วนประกอบ

ใครบ้างที่เป็นผู้ดำเนินการ NDT ได้

การทดสอบแบบไม่ทำลายเป็นไปตามมาตรฐาน DIN EN ISO 9712 ตามมาตรฐานนี้ มีเพียงบุคคลที่ได้รับการรับรองเท่านั้นที่สามารถดำเนินการทดสอบแบบไม่ทำลายได้ ใบรับรองเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและความปลอดภัยของการทดสอบ

บุคคลที่ได้รับการรับรองสามารถบรรลุระดับการทดสอบได้สามระดับ ขึ้นอยู่กับประสบการณ์และการฝึกอบรมของพวกเขา จำเป็นต้องมีใบรับรองแยกต่างหากสำหรับแต่ละวิธีทดสอบ ตัวอย่างเช่น บุคคลที่ได้รับการรับรองให้ทำการทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเท่านั้น จะไม่สามารถทำการตรวจสอบเอกซเรย์แบบไม่ทำลายหรือการทดสอบกระแสวนได้

การรับรองสามระดับ ประกอบด้วยดังนี้

ขั้นตอนที่ 1: การอนุญาตให้ดำเนินการขั้นตอนการทดสอบและบันทึกผลการทดสอบ
ระดับที่ 2: การอนุญาตให้ประเมินผลการทดสอบเพิ่มเติม (ตามมาตรฐานและข้อบังคับ)
ระดับที่ 3: บุคคลที่ดำเนินการตรวจสอบอาจตัดสินใจเกี่ยวกับขั้นตอนการตรวจสอบที่เหมาะสม ระบุวิธีการทดสอบและรับผิดชอบต่อสถานที่ที่ดำเนินการตรวจสอบ

ใบรับรองจะออกโดยหน่วยงานรับรองต่างๆ เช่น German Society for Nondestructive Testing (DGZfP), American Society for Nondestructive Testing (ASNT) และหน่วยงานอื่นๆ สิ่งเหล่านี้ต้องได้รับการยืนยันจากหน่วยงานรับรองของเยอรมนี (DAkkS)

ต้องต่ออายุใบรับรองทุก 5 ปีเพื่อให้แน่ใจว่าผู้ทดสอบมีความรู้และความเชี่ยวชาญในขั้นตอนการทดสอบในปัจจุบัน

AI: ข้อได้เปรียบของ NDT 4.0

ระบบ CT ในอุตสาหกรรมได้กลายเป็นหนึ่งในวิธีการที่สำคัญที่สุดใน NDT โครงสร้างภายในที่ซับซ้อนได้รับการตรวจสอบเพื่อหาข้อบกพร่องแบบไม่ทำลายและในรูปแบบ 3 มิติ เป็นผลให้พารามิเตอร์กระบวนการมีการประสานงานและกระบวนการผลิตได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

การทำให้เป็นดิจิทัลและระบบอัตโนมัติของการทดสอบแบบไม่ทำลาย ถือเป็นความก้าวหน้าในอุตสาหกรรม และเรียกกันว่า NDT 4.0 เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความเหนื่อยล้าส่งผลต่อการทดสอบของมนุษย์ การใช้ AI จึงเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง ปัจจัยเหล่านี้ไม่มีบทบาทใน NDT อัตโนมัติ ยิ่งไปกว่านั้น: ผลการทดสอบหรือการประเมินข้อผิดพลาดอาจแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคล การทดสอบที่ดำเนินการโดยบุคคลเดียวกันอาจแตกต่างกันไป เนื่องจากความเหนื่อยล้า เป็นต้น การตรวจหาข้อบกพร่องอัตโนมัติที่ใช้ AI ช่วยขจัดข้อผิดพลาดของมนุษย์และเพิ่มความสามารถในการทำซ้ำของผลการทดสอบได้สูงสุด ด้วยการเรียนรู้ของเครื่องจักร ทำให้ AI ยังสามารถเรียนรู้พารามิเตอร์การทดสอบใหม่ได้ตลอดเวลาและปรับปรุงกระบวนการทดสอบอย่างต่อเนื่อง เป้าหมายของ NDT 4.0 คือการยกระดับการทดสอบแบบไม่ทำลายไปอีกขั้น โดยรวมความเชี่ยวชาญและประสบการณ์ของมนุษย์เข้ากับประสิทธิภาพของปัญญาประดิษฐ์เพื่อสร้างการทำงานร่วมกัน

การตรวจหาข้อบกพร่องอัตโนมัติที่ใช้ AI ช่วยขจัดข้อผิดพลาดของมนุษย์และเพิ่มความสามารถในการทำซ้ำของผลการทดสอบได้สูงสุด ด้วยการเรียนรู้ของเครื่องจักร ทำให้ AI ยังสามารถเรียนรู้พารามิเตอร์การทดสอบใหม่ได้ตลอดเวลาและปรับปรุงกระบวนการทดสอบอย่างต่อเนื่อง เป้าหมายของ NDT 4.0 คือการยกระดับการทดสอบแบบไม่ทำลายไปอีกขั้น โดยรวมความเชี่ยวชาญและประสบการณ์ของมนุษย์เข้ากับประสิทธิภาพของปัญญาประดิษฐ์เพื่อสร้างการทำงานร่วมกัน

แชร์หน้านี้