بر اساس پیوست ت از استاندارد ملی به شماره 8987-3 آزمون غیرمخرب قطعات بسیار مهم / حساس / بحرانی به شرح ذیل می باشد.
ت-1 هدف
این پیوست شرحی است از آزمون غیرمخرب برای وسایل و سواریها ی تفریحی که اصطلاحات و واژگان مورد استفاده و همچنین هدف در انجام آزمون غیرمخرب برای یک وسیله یا سواری تفریحی را توضیح میدهد.
ت-2 مقدمه
به علت گوناگونی بسیار زیاد انواع وسایل و سواریها، به همراه تشابه تعداد زیادی از طرحهای مورد استفاده که در عملکردهای مشابه، ضروری است که اجزاء در این پیوست عمومی با اصطلاحات نسبتاً ساده مشخص شوند. این پیوست با مثالی از یک سواری شناخته شده میکوشد تا اصول زیر بنایی مشخص شده در جدول(پ 1) را توضیح دهد.
ت-3 توضیح
ت-3-1 مسیر بار و قطعات بسیار مهم از نظر ایمنی
کارکرد اصلی یک سواری تفریحی تحمیل یک حرکت غیرعادی بر استفاده کننده است. حرکت غیرعادی حرکتی است در فضا که به صورت معمول در زندگی روزمره تجربه نمی شود. بعضی اوقات چنین حرکاتی می توانند مشابهت هایی با حرکتهایی که در فعالیتهای دیگر تجربه می شوند داشته باشند، نظیر هواپیمای نمایشی، سقوط آزاد، موتور سواری روی تپه های زیگزاگ یا امکانات آموزشی که توسط فضانوردان به کار می رود. تمامی مکانیزم هایی که در سواریها استفاده می شوند، دارای یک ویژگی مشترک هستند که این ویژگی همان ایجاد حرکت کنترل شده و قابل پیشبینی است که در نتیجه جابجایی ها، سرعتها و شتابهای تولید شده در کپسول، کرجی، صندلی یا دیگر مکانهای مورد استفاده کاربر، قابل اندازه گیری بوده و بدین گونه نیروهایی (عملهایی) که الزاماً توسط مکانیزم ها و ساختارهای وابسته و مربوط تحمل می شوند قابل محاسبه بوده و به صورت ایمن قابل پشتیبانی هستند. در تعیین مسیری که یک سواری در آن بار خود را حمل میکند، این امر منطقی است که با بار مجاز (اشخاص سوارشده) شروع کرده و سیستم پشتیبان آن بار مجاز از طریق سازه و مکانیزمها تا فونداسیون دنبال شوند. این مسأله به عنوان مسیر بار شناخته میشود. معمولاً یک مسیر بار اصلی وجود دارد اگرچه ممکن است بارهای انشعابی درامتداد مسیر ایجاد شوند. به عنوان مثال، برای یک صندلی پرنده معمولی مسیر بار را میتوان با استفاده از قسمتهای زنجیرهای زیر توضیح داد.
الف) صندلی
ب) زنجیر یا سیمهای آویز
پ) بار پخش کن (میله آویز)
ت) قلاب، لولا و یا موارد مشابه
ث) بازوهای چرخان کمکی که ممکن است دومین (یا سومین) انشعاب بار از صندلی دیگر را تحمل کند.
ج) بازوهای چرخشی اصلی که ممکن است دومین بار انشعابی از دومین بازوی چرخان کمکی را تحمل کند.
چ) چرخ محور که بارهای انشعابی از تمام بازوهای چرخشی را تحمل میکند.
ح) اکسل
خ) تکیه گاه
د) پایه، که ممکن است بار را در یک سیستم در تماس با فونداسیون و زمین توزیع کند.
این مسأله به صورت نمودار در شکل(ت 1) نمایش داده شده است.
در این مثال میتوان دید که قطعات مختلف در مسیر بار، بارهای کلی مختلفی را بسته به عملکرد، تعداد، بزرگی و جهات بارهای انشعابی آنها، پشتیبانی میکنند. در این مثال، حرکت صندلی و کاربر در یک مسیر دایره ای، اساساً در یک سرعت ثابت در فضایی بالای زمین می باشد. به علت معلق بودن صندلی در فاصله زیر چرخ متحرک (یعنی بازوی چرخان کمکی، بازوی چرخشی اصلی، چرخ محور و قطعات مربوطه)، نیروی گریز از مرکز حاصل از دوران ثابت قطعات همراه با نیروی وزنی ثقلی وارد عمل شده و تنش هایی در قطعات معلق، یک الگوی تنش پیچیده تر در بازوی چرخان کمکی (میله آویز) و تنشی در قلاب ایجاد میکنند. در سازه چرخ، به دلیل توزیع سرنشینان (تعادل) بر سواری الگوهای مختلف بار گذاری میتوانند ایجاد شوند.
در هر حال، بسته به این که توزیع کننده ها، بازوهای چرخشی اصلی و چرخ محور چگونه ساخته شده اند، در نهایت تمام بارها به چرخ محور و اکسل منتقل میشوند. از آن جاییکه در بعضی روشها حرکت سیستم توسط انتقال دهنده قدرت بر روی چرخ محور اعمال می شود، ممکن است به یک نیروی محرک ویژه اضافی که بر روی چرخ محور عمل می کند نیاز باشد. در صورتی که چرخ محور و اکسل برای تحمل گشتاور به یکدیگر متصل نباشند (یعنی، اکسل ثابت بوده و چرخ محور بر روی یاتاقان های بین دو قسمت حرکت می کند)، عمل ایجاد شده توسط محرک بر روی چرخ محور اعمال می شود. اگر اکسل و چرخ محور یک مجموعه باشند، احتمال دارد که نیروهای محرک تنها بر اکسل اعمال شوند. مفصل چرخان اصلی به هر روشی ساخته شده باشد، در این مثال، یک اکسل یا شفت انتقال نیروی منفرد اصلی برای تحمل بار وجود دارد. همچنین در این مثال، قلاب به عنوان وسیله اتصال کابین موردتوجه قرار میگیرد و احتمال دارد که گیره ها و اتصالات جوش خورده را نیز شامل شود، از این رو میتوان آن را به عنوان یک عضو منفرد در مسیر بار دسته بندی کرد. طرحها در این محدوده مختلف هستند و ممکن است بعضی از آنها به علت اندازه شان (بیشتر از اندازه طراحی) و دیگر مشخصات ایمن در برابر خرابی در نظر گرفته شوند. در هر حال آنچه که طرح یا پایه برای آن طراحی شده است باید اتصال لولایی باشد. معمولاً نصب مسیر بار دوم (پشتیبانی) و در نتیجه کاهش وابستگی به یک قسمت (عضو) امکانپذیر است. در حالتی که عضو منفرد پشتیبانی نشود و نیاز باشد تا بدون عیب باقی بماند، لازم است در زمانهای مناسب آن قسمت تحت بازرسی منظم و دقیقی شامل آزمون غیرمخرب قرار گیرد.
شکل(ت-1)- نمادی از مسیر بار تاب گردان
ت-3-2 شفت اصلی انتقال قدرت، شفت یا پین حامل بار
ت-3-2-1 شفت انتقال قدرت
یک شفت که به صورت مستقیم یا غیرمستقیم، توسط منبع قدرت و مکانیزم (مکانیزمهاى) سوارى حرکت می کند و سازه متحرک را پشتیبانى می کند. در صورت خراب شدن، سازه متحرک بدون پشتیبان مانده و بدون کنترل می شود. انتظار می رود چنین شفت انتقال قدرتى، بتواند در معرض خمش، کشش یا فشار و یا هر دو تنش عرضى و قطبى قرار گیرد. همچنین انتظار می رود این شفت به شدت مستعد به شکست خستگى باشد، بخصوص اگر از فولاد آلیاژى ساخته شده باشد و اگر داراى پیچیدگى در شکل بوده یا هرگونه جوشکارى بر آن انجام شده باشد.
ت-3-2-2 پین یا شفت حامل بار
پین یا شفتی است که اگرچه از طریق منبع قدرت حرکت نمیکند، سازه متحرک را پشتیبانی میکند و در صورت خرابی، سازه متحرک بدون محافظ و خارج از کنترل خواهد ماند.
شفت یا پین ممکن است نسبت به فونداسیون ثابت بوده و یا ممکن است در فضا حرکت کرده و یا بچرخد. انتظار می رود چنین شفت یا پینی در معرض خمش، کشش یا فشار و برش عرضی قرار گیرد و بسته به نوسان بار از لحاظ مقدار و جهت ممکن است مستعد خستگی باشد. همچنین در بعضی موارد، چنین شفت یا پینی ممکن است در معرض احتمال خطر بیشتری ناشی از نوع ماده، جوشکاری انجام شده بر آن و پیچیدگی شکل قرار داشته باشد. یک شفت یا پین حامل بار ممکن است یک محور ساده (میله) زائده دار مشابه نوع مورد استفاده در ترن هوایی باشد.
ت-3-3 پینها و تجهیزات اتصال کابین
کابینها مانند ماشینها، صندلیها، محفظه ها، کپسولها و دیگر وسایل مختلف که به منظور حفاظت و نگهداری استفاده کنندگان استفاده میشوند، معمولاً نیاز به اتصال به سازه متحرک دارند. چنین اتصالاتی میتواند به صورت اتصال مفصلی یک المان بدور المان دیگر باشد و به همین دلیل بارگذاری روی المان ثابت ممکن است از لحاظ بزرگی و جهت قابل تغییر بوده که این مسئله باعث ایجاد کشش، فشار، خمش و برش که ایجاد حساسیت به خستگی را میکند، میشود. حتی اگر یک مسیر بار اضافی ایجاد شود، خرابی تجهیزات اتصال کابین میتواند عواقب جدی در بر داشته باشد. به جز مواردی که از طرحهای قدیمی مانند تاب گردان، تجهیزات اتصال کابین معمولاً بعضی از انواع یاتاقانها را به منظور ایجاد چرخش نسبی به کار می برند. یاتاقان ممکن است در ارتباط با کابین بوده و در نتیجه بر روی یک شفت (غالباً یک شفت زائده دار) (Stub shaft) ثابت شده به بازو یا بازوی چرخشی اصلی کار کند و یا یاتاقان در ارتباط با بازوی چرخشی اصلی یا بازوی فرعی بوده و شفت زائده دار در ارتباط با کابین باشد. به طور کلی المان شفت، که شامل جوشهایی است که آن را ثابت نگه میدارد، قطعه ای است که توسط آزمون غیرمخرب مورد سنجش کیفیت قرار میگیرد. جایی که المان یاتاقان به یک یا چند سازه جوش یا پیچ شده یا در یک بدنه جوشکاری شده قرار گیرد (مگر با ابعاد بزرگ نسبت به المان شفت)، چنین قطعات جوشکاری شده باید تحت آزمون غیرمخرب قرار گیرند. یک پین کابین ممکن است یک قلاب یدک کش یا پین متقاطع (cross-pin) در اتصالات، نظیر متصل کننده ها در ترن هوایی یا قطار بی ریل، باشد.
ت-3–4 بازوهای شعاعی
ت-3-4-1 بازوهای شعاعی (بازوهای چرخش اصلی)
معمولاً سواری ها توسط بازوهای شعاعی (بازوهای شعاعی چرخشی) حرکت یا حرکت کنترلی را از مرکز چرخش منتقل میکنند. شرایط مشابه که در اتصالات لولایی در کابینها توضیح داده شد، معمولاً در اتصالات چنین بازوهایی با چرخ محور یا حلقه گردنده به کاربرده می شود. شفتها یا پینهای دارای المانهای یاتاقان اجازه آزادی برای حرکت مناسب را میدهند. آزمون غیرمخرب باید براساس دلایل مشابه اعمال شود
ت-3-4-2 گیره جوشکاری شده و اتصالات روی بازوهای شعاعی و اعضای اصلی مشابه
در بسیاری مواقع بازوهای شعاعی (بازوهای چرخشی اصلی) دارای فلز پایه یکنواخت در سرتاسر بازو نبوده و شامل ویژگیهایی مانند فرم مخروطی (taper)، خرپا (trussing) و تقویت کردن است که همگی مستلزم اتصال از طریق جوشکاری می باشد. اتصالات داخل یا روی بازوی چرخش اصلی میتواند سالم بودن سازه را از طریق تنش ایجاد شده به علت بلند کردن و تأثیرات شیار ناشی از تغییرات سطح مقطع و انجام جوشکاری تحت تأثیر قرار دهد. به ویژه، این امر میتواند به دلیل جهت گیری آنها نسبت به تنشهای اصلی و وجود مناطق حرارت دیده تمایل به خستگی ایجاد کند. در مورد چنین اتصالاتی، تمامی جزئیات باید تحت آزمون غیرمخرب مناسبی قرار گرفته و به منظور وجود گرایش و تمایل به خستگی، در صورت وجود، یک تاریخچه تهیه شود. اتصالات و گیره های مورد استفاده در المانهایی که به منظور تحمل بار کاربرد دارند و المانهایی که بار را تحمل نمیکنند مانند میله های رابط و اتصالات سبک به صورت معمول برای بازوهای شعاعی به کار می روند، (بعضی اوقات بدون توجه زیاد به تأثیر) و میتواند باعث ایجاد مناطق مشخص و متمایز تنش بالا و خستگی در تمام قسمتها به جز قسمت غیرمعیوب شود. آزمون غیرمخرب باید در مورد چنین تجهیزاتی به کار برده شود و یک تاریخچه هم تهیه شود. یک بازوی شعاعی میتواند بازوی متحرک اصلی و منفرد یک سیستم کرجی نوسانی عمودی (کشتی) (Swinging Gondola) باشد.
ت-3-5 پیچهای مونتاژ
پیچهای استاندارد یا مخصوص، که در مونتاژ و جدا کردن روزانه سواریها و وسایل مورد استفاده می باشند و برای نگهداشتن یا انتقال بارهای دینامیکی عمل میکنند باید قبل از مونتاژ تحت آزمون غیرمخرب مناسب قرار گیرند. زمانی که چنین پیچهایی در حین مونتاژ، تحت تنشهای کششی معینی قرار میگیرند و گشتاور در آنها ایجاد میشود، آچارهای گشتاور (ترکمتر) باید تحت بررسی و تحقیق و کالیبراسیون قرار گرفته که براساس آن هرگونه رابطه میان خرابی پیچها و خطاها در گشتاور ناشی از آچار (ترکمتر)، میتواند مورد بررسی قرار گیرد.
ت-3-6 کابلهای فولادی (سیم بکسل)
کابلهای فولادی به صورت گسترده هم به عنوان المانهای حمل کننده بار و هم به عنوان المانهایی که بار را تحمل نمیکنند، در وسایل و سواریها به کار میروند. در بعضی موارد، حتی جایی که کابل به عنوان یک المان در مسیر بار نیست، خرابی آن میتواند باعث نتایج جدی شامل فروپاشی برخی از سازه ها بر روی افراد یا حرکت شلاقی اجزا شود. تکنیکهای پیشرفته مغناطیسی (search coil) میتواند کاهش سطح مقطع و پارگی در کابلهای فولادی را شناسایی کرده و باید در جایی که چنین المانهایی از نظر ایمنی، در رده بسیار مهم هستند، به کاربرده شوند. یک کابل بالابر کابین یا تاب گردان یک مثال اساسی از حالتی است که یک المان منفرد به تنهایی المان اصلی مسیر بار است.
ت-3-7 سایر تجهیزات بالابر
زنجیر، اتصالات زنجیری، پیچهای تنظیم، سوکتهای گوه ای، قلابها و بسیاری از موارد معمول مربوط به تجهیزات بالابر غالباً المانهایی را در مسیر بار وسایل و سواریها تشکیل میدهند و باید در فواصل مناسب تحت آزمون غیرمخرب مربوط قرار گیرند. تکنیکهای ویژه و تخصصی و سرویس هایی که شامل آزمون اطمینان می باشد نیز باید درنظر گرفته شود.
ت-4 راهنمایی های تکمیلی
ت-4-1 جزئیات مربوط به آمادگی ایجاد خستگی
استاندارد ملی ایران (تا زمان تدوین استاندارد ملى به 4100 AS مراجعه شود.) شامل اطلاعات نموداری جزئیات مربوط به آمادگی ایجاد خستگی در سازه های فولادی برای ساختارهای پیچ شده و جوشکاری شده میباشد و مقادیر تنشهای اسمی بر چنین جزئیاتی را بیان میکند. حساسیت مقایسه ای نسبت به خستگی در ساختارهای مختلف را میتوان بر اساس اطلاعات تهیه شده در استاندارد ملی ایران 1 .... به دست آورد.
ت-4-2 تاریخچه بازرسی
نتایج ثبت شده آزمون غیرمخرب باید به صورت منظم مورد بازبینی قرار گرفته تا تاریخچه عملکرد قطعات و سازه های مختلف در وسایل و سواریها بر اساس آن تهیه شود. در حالتی که تاریخچه نشانگر فقدان عیب میباشد، امکان دارد تعداد دفعات تکرار آزمون غیرمخرب، میزان وسعت بازرسی آزمون غیرمخرب و یا هر دو مساله به منظور دستیابی به نتایج قابل توجیه تنظیم شوند که ممکن است شامل مواردی به منظور کاهش هزینه ها یا جلوگیری و اجتناب از آسیب به تزیینات ظاهری باشد. در هرحال، جایی که آزمون غیرمخرب منظم (شامل آزمون چشمی) مشکلات را نمایان می سازد، دفعات تکرار و میزان وسعت بازرسی براساس مدت افزایش عمر دستگاهها، نیاز به افزایش دارد.
براساس اصول بازرسی یک نمونه باید هیچ مسألهای در مورد تاریخچه وسیله یا سواری در نظر گرفته نشود. چرخش کارمندان یا پرسنل قراردادی باید همواره در نظر گرفته شود تا یک راه و روش جدید (یا تغیر دیدگاه) تضمین کند تا مسائلی مانند کاستی ها و عیوب غیرتهدید آمیز که قبلاً تشخیص داده شده است، گاه به گاه مورد بازبینی قرار گیرند.
ت-4-3 آزمون چرخشی موارد با طرح مشترک
زمانی که یک دستورالعمل یا پیشنهاد خاص، مانند آنچه در جدول(پ 1) اشاره شده است، در مورد انجام دادن آزمون غیرمخرب در دوره های زمانی گسترده (به عنوان مثال بیشتر از 12 ماه فاصله بین انجام آزمونها) روی قطعات یا جزئیات وجود دارد، تکنیک و روش چرخش باید بنیان نهاده شود. چرخش بدین معنی است که زمانی که موارد یک طرح مشترک که نیازمند انجام آزمون غیرمخرب میباشند، در یک وسیله تکرار میشوند، بخشی از آن موارد مورد بازرسی سالانه قرار گیرند. آن بخش به نحوی باید انتخاب شود که هر مورد در یک دوره پیشنهادی یا معین بازرسی شود. برای مثال اگر 20 بازوی چرخشی اصلی هر 5 سال مورد بازرسی قرار میگیرند 4 بازو میتواند هر سال بازرسی شود. انجام این روش اصول کلیت تاریخی و بررسی نمونه را محقق خواهد ساخت و استفاده از این روش به علت اینکه یادداشتها و مسایل ثبت شده به صورت واضح تهیه شده و مشخص است که چه مواردی در چه زمانی مورد بررسی قرار گرفته اند، ترجیح داده میشود. پیشرفت در این سیستم شامل بررسی و آزمون یک مورد است که به صورت تصادفی از یک محموله انتخاب شده است که به منظور ایجاد توازن این نمونه جهت بازرسی و نه به منظور انجام آزمون است. به عنوان یک مثال قابل لمس، این امر بدین معنی است که اگر مجموعه آزمونهای سالانه باید بر روی 5 نمونه انجام شود، 4 بازوی چرخشی اصلی انتخابی به منظور انجام آزمون به علاوه یک نمونه تصادفی انتخاب شده از 16 نمونه باقیمانده باید مورد بازرسی قرار گیرند. در هنگام کشف یک عیب در یک گروه تحت آزمون غیرمخرب چرخشی کل ملحقات آن قطعه نیز باید بررسی شود.