بازرسی جوش MT یکی از پرکاربردترین روش‌های آزمون غیرمخرب برای شناسایی عیوب سطحی و زیرسطحی در قطعات فرومغناطیس محسوب می‌شود. این روش که گاهی با نام بازرسی ذرات مغناطیسی نیز شناخته می‌شود، با بهره‌گیری از ویژگی‌های مغناطیسی مواد، عیوبی مانند ترک‌های خستگی یا ناپیوستگی‌های سطحی را آشکار می‌سازد. جوش‌ها و مناطق بحرانی سازه‌های فلزی اغلب در معرض تنش‌های مکانیکی، ضربه‌های حرارتی و آسیب‌های محیطی قرار دارند و اگر این عیوب به موقع شناسایی نشوند، ممکن است پیامدهای جبران‌ناپذیری به همراه داشته باشند.
در مقابل، بازرسی جوش MT می‌تواند با صرف هزینه نسبتا پایین و سرعت قابل توجه، اطلاعات ارزشمندی درباره سلامت قطعه ارائه دهد. یکی از نکات کلیدی در این روش، قابلیت استفاده آسان و امکان حمل‌ونقل تجهیزات آن است که موجب شده بسیاری از صنایع، از جمله نفت و گاز، نیروگاه‌ها، خودروسازی، هوافضا و ساخت‌وسازهای فلزی به آن تمایل نشان دهند. توجه به صحیح بودن فرایند مغناطیس کردن و سپس مشاهده نشانه‌های عیوب، نقش بسزایی در موفقیت تشخیص عیوب دارد. ازاین‌رو، درک کامل اصول فیزیکی حاکم بر بازرسی جوش MT و آشنایی با استانداردهای مرتبط، برای مهندسان و بازرسان ضروری است.
روش مغناطیسی در بازرسی جوش، مبتنی بر ایجاد میدان مغناطیسی در قطعه فرومغناطیسی و سپس مشاهده تمرکز ذرات آهنی در نقاطی است که ناپیوستگی یا شکستی در پیوستگی فلز رخ داده است. در مواد فرومغناطیس، الکترون‌های آزاد و حوزه‌های مغناطیسی (Domain) قابلیت هم‌راستا شدن با میدان اعمال‌شده را دارند. اگر در مسیر خطوط شار مغناطیسی، یک ناپیوستگی مانند ترک یا تخلخل وجود داشته باشد، در آن ناحیه شار مغناطیسی از فلز خارج شده و به‌اصطلاح، شار مغناطیسی نشت می‌کند. در این وضعیت، ذرات پودر آهن یا سوسپانسیون مغناطیسی که روی سطح پاشیده شده‌اند، در محل نشت میدان تجمع می‌یابند و نشانه‌ای قابل رویت بر جای می‌گذارند. این تجمع ذرات، وجود عیب را آشکار می‌سازد.
در بازرسی جوش MT می‌توان از دو روش القای میدان مغناطیسی بهره گرفت:
در روش مستقیم، جریان الکتریکی به‌طور مستقیم از قطعه گذر می‌کند و به واسطه جریان عبوری، میدان مغناطیسی درون قطعه ایجاد می‌شود. مثالی از این روش قرار دادن یک میله رسانا درون سیلندر بدون درز است که با عبور جریان، سطح داخلی قطعه تحت تاثیر خطوط میدان قرار می‌گیرد. در مقابل، روش غیرمستقیم متکی بر استفاده از ابزاری مانند یوک مغناطیسی یا کلمپ است. در این حالت، یوک به قطعه چسبانده می‌شود و جریان الکتریکی از خود قطعه عبور نمی‌کند، بلکه میدان توسط سیم‌پیچ داخلی یوک تولید و به قطعه القا می‌شود. انتخاب میان این دو روش، به ابعاد قطعه، شکل هندسی آن و استانداردهای اجرایی بستگی دارد.
یکی از موارد کلیدی در بازرسی جوش MT توجه به جهت میدان مغناطیسی نسبت به احتمال قرارگیری ناپیوستگی‌ها است. هنگامی که ترک یا عیب در راستای عمود بر میدان باشد، احتمال نشت شار بیشتر و در نتیجه تشخیص عیب آسان‌تر خواهد بود. اما اگر ترک‌ها با میدان به‌صورت موازی قرار بگیرند، حساسیت تست کاهش می‌یابد و ممکن است شناسایی آن‌ها دشوار شود. برای دستیابی به بالاترین دقت، پیشنهاد می‌شود میدان مغناطیسی حداقل دوبار و در دو جهت متعامد بر قطعه اعمال شود. به همین دلیل است که در برخی استانداردها، الزام شده بازرسی با تغییر زاویه یوک یا سیم‌پیچ تکرار شود تا تمامی عیوب احتمالی قابل شناسایی باشند.
در بازرسی جوش MT، می‌توان از جریان مستقیم (DC) یا جریان متناوب (AC) برای مغناطیس کردن قطعه استفاده کرد. جریان مستقیم قادر است درون مقطع فلز نفوذ کرده و میدان مغناطیسی یکنواخت‌تری ایجاد کند. از این رو، برای تشخیص عیوبی که اندکی زیر سطح واقع شده‌اند، مناسب‌تر است. جریان متناوب (AC) بیشتر در سطح قطعه اثر دارد و برای شناسایی ناپیوستگی‌های سطحی ایدئال محسوب می‌شود. همچنین، استفاده از AC در فرایند مغناطیس‌زدایی (Demagnetization) مزیت دارد، چرا که با کاهش تدریجی دامنه جریان، متریال مغناطیسی به‌تدریج وضعیت مغناطیسی خود را از دست می‌دهد و به اصطلاح، دیمگنت می‌شود.
بازرسی جوش MT در طیف وسیعی از صنایع به‌کار گرفته می‌شود. در صنایع فشار بالا نظیر ساخت مخازن تحت‌فشار، خطوط لوله نفت و گاز و بویلرهای صنعتی، این روش برای کشف ناپیوستگی‌های ایجادشده در جوش‌های طولی، عرضی و اتصالات شاخه‌ای به کار می‌رود. در سازه‌های فلزی بزرگ همچون پل‌ها، اسکلت‌های فلزی ساختمان و ماشین‌آلات سنگین نیز از بازرسی جوش MT جهت اطمینان از عدم وجود ترک‌های سطحی یا زیرسطحی بهره گرفته می‌شود. در بازرسی میلگردها و اجزای فولادی ساختمانی، با اعمال جریان الکتریکی به دو سر میلگرد، میدان دایروی اطراف آن شکل می‌گیرد و هر نقصی که در جهت محیطی قرار گرفته باشد، به‌خوبی آشکار می‌شود. همچنین، در صنایع هوافضا و حمل‌ونقل ریلی برای کنترل کیفی چرخ‌ها و قطعات تحت تنش دینامیکی، این روش بسیار کارآمد است.
حساسیت تست MT به عوامل متعددی چون شدت جریان، نوع منبع مغناطیسی، شکل و ابعاد قطعه و حتی ویژگی‌های پودر مغناطیسی بستگی دارد. برای اطمینان از صحت بازرسی، لازم است از وسایلی مانند گیج‌های اختصاصی استفاده شود. از جمله این ابزار می‌توان به Pie Gauge اشاره کرد که با قرارگیری روی سطح آزمون، تشکیل الگوهای خطوط میدان را نشان می‌دهد و به بازرسان کمک می‌کند تا مناسب بودن قدرت میدان و تکنیک اعمال آن را بسنجند. علاوه بر این، تست بلاک‌هایی با وزن مشخص (مثلاً در حدود ۴.۵ کیلوگرم) وجود دارند که به کمک یوک مغناطیسی بلند می‌شوند. در صورت موفقیت آمیز بودن این آزمون، می‌توان گفت میدان مغناطیسی ایجادشده به اندازه کافی قوی بوده و برای تشخیص عیوب سطحی مناسب است.
یکی از مراحل مهم پس از اتمام بازرسی جوش MT، فرایند مغناطیس‌زدایی است. در صنایعی نظیر هواپیمایی یا صنایع حساس دیگر، باقی ماندن خاصیت مغناطیسی در قطعات می‌تواند سبب بروز مشکلاتی جدی شود. برای نمونه، ممکن است تجهیزات ناوبری یا سنسورهای الکترونیکی مختل شوند. جهت پیشگیری از این خطرات، اغلب از جریان متناوب با دامنه کاهنده استفاده می‌شود. این فرایند شامل نزدیک کردن تدریجی یوک مغناطیسی به قطعه و دور کردن آن در حالی است که میدان به‌صورت تدریجی کاسته می‌شود. تکرار این عمل باعث می‌شود دامنه‌های مغناطیسی کوچک‌تر شود و قطعه به حالت خنثی بازگردد. در مواردی که قطعات حساسیت بالایی دارند، ممکن است چندین مرتبه روند دیمگنت اجرا شود تا کاملاً از حذف میدان اطمینان حاصل گردد.
بازرسی جوش MT مزایای متعددی دارد که آن را به گزینه‌ای محبوب در صنعت تبدیل کرده است. از جمله سرعت بالای انجام تست، هزینه کمتر نسبت به روش‌هایی چون رادیوگرافی صنعتی (RT) و فراصوت (UT)، سهولت حمل تجهیزات و امکان استفاده در موقعیت‌های دشوار می‌توان نام برد. همچنین، نشانه‌ها در روش بازرسی ذرات مغناطیسی به شکل واضح روی سطح قطعه مشاهده می‌شوند و بازرس می‌تواند با بررسی بصری، تشخیص دقیقی داشته باشد. بااین‌حال، محدودیت اصلی این روش در انحصار آن به مواد فرومغناطیس خلاصه می‌شود. ازاین‌رو، آلیاژهای آلومینیوم، منیزیم یا بسیاری از فولادهای زنگ‌نزن از دایره کاربری MT خارج هستند. علاوه بر این، عیوب عمیق که فاصله زیادی از سطح دارند، در تست MT کمتر شناسایی می‌شوند. از سوی دیگر، ضرورت اعمال میدان در دو جهت و لزوم مغناطیس‌زدایی پس از انجام تست، ممکن است در برخی کاربردها زمان‌بر باشد.
استانداردهای بین‌المللی و اصول بازرسی جوش MT بر اساس کدهای ASME و ASTM
برای تضمین دقت و قابل‌اعتماد بودن نتایج بازرسی جوش MT، استانداردها و کدهای معتبری به کار گرفته می‌شوند. در میان آن‌ها، ASME SECTION V به‌عنوان مرجع اصلی دستورالعمل‌های روش‌های غیرمخرب شناخته می‌شود و الزامات لازم برای انجام بازرسی ذرات مغناطیسی را تشریح می‌کند. همچنین، ASME SECTION VIII در بحث پذیرش عیوب در مخازن تحت‌فشار بسیار حائز اهمیت است. در حوزه متالوژی و روش‌های آزمون، استانداردهای ASTM مانند E709 و E1444 تنظیم شده‌اند که جزئیات فنی اجرای تست، از جمله شدت جریان، فاصله بین قطب‌ها، نوع پودر و روش ارزیابی نشانه‌ها را بیان می‌کنند. همچنین، در پروژه‌های ساخت‌وساز فولادی، بسیاری از بازرسان از AWS D1.1 برای تعیین حدود پذیرش عیوب جوش بهره می‌برند. رعایت این الزامات و همچنین مستندسازی فرایند تست، تضمین می‌کند بازرسی در بالاترین سطح کیفیت صورت گیرد.
بازرسی جوش MT روشی عملی، سریع و اقتصادی برای شناسایی عیوب سطحی و نزدیک به سطح در قطعات فرومغناطیس است که در بسیاری از صنایع اهمیت بسزایی دارد. توانایی آن در شناسایی ترک‌های ریز و ناپیوستگی‌های خستگی، این روش را به گزینه‌ای ایده‌آل در مراحل تولید یا در بازرسی‌های ادواری تبدیل کرده است. در عین حال، آزمایش‌کنندگان باید محدودیت‌های روش را در نظر داشته باشند، از جمله عدم کارایی برای آلیاژهای غیرمغناطیس و نیاز به اعمال میدان در دو راستا.
با توسعه فناوری‌های جدید در حوزه نانوذرات مغناطیسی و دستگاه‌های یوک دیجیتال، انتظار می‌رود دقت و حساسیت این روش بیشتر شود. به علاوه، ترکیب بازرسی جوش MT با روش‌های دیگر مانند فراصوت یا تصویربرداری دیجیتال می‌تواند زمینه‌ای برای کشف عیوب عمیق‌تر و کاهش خطاهای انسانی باشد. در نهایت، رعایت استانداردهای جهانی، استفاده از تجهیزات کالیبره‌شده و اجرای صحیح فرایند مغناطیس‌زدایی، رمز دستیابی به یک بازرسی دقیق و قابل‌اعتماد است. این رویکرد جامع، هم به تضمین سلامت سازه‌ها و قطعات مهم صنعتی کمک می‌کند و هم ایمنی کاربران و محیط زیست را بالا می‌برد.
