در سازه‌های فولادی، جوش‌ها نقش اتصال‌دهنده را بر عهده دارند و نقاط حساسی محسوب می‌شوند که می‌توانند تحت تاثیر تنش‌های کششی، فشاری، خستگی و عوامل محیطی قرار گیرند. وقتی می‌گوییم یک اتصال فولادی مناسب است، منظور این است که جوش آن اتصال فاقد ناپیوستگی، حفره، ترک یا هرگونه عیب دیگری باشد که می‌تواند ظرفیت باربری را کاهش داده و استحکام قطعه را به خطر اندازد. بنابراین، تست جوش اسکلت فلزی یکی از مهم‌ترین مراحل در فرایند کنترل کیفیت است تا در صورت وجود هر نوع عیب ظاهری یا داخلی، بتوان پیش از بهره‌برداری از سازه، آن را شناسایی و ترمیم کرد. در این مقاله از سایت پویا پرتو بطور کامل به مراحل، اهمیت و کاربرد تست جوش اسکلت فلزی پرداخته‌ایم.
بازرسی جوش اسکلت فلزی معمولا در سه مرحله صورت می‌گیرد:
این سه مرحله بازرسی بر اساس آیین‌نامه‌های داخلی و خارجی چون AWS (انجمن جوشکاری آمریکا) و همچنین ضوابط سازمان نظام مهندسی ایران برنامه‌ریزی می‌شود. پیش‌بینی و انجام این مراحل باعث می‌شود تا اجرای جوش‌ها با کنترل حداکثری همراه باشد و نتایج آزمایش‌های بعدی نیز رضایت‌بخش باشد. در واقع اگر بازرسی‌های لازم در هر سه مرحله به‌صورت دقیق و طبق دستورالعمل‌های موجود صورت گیرد، بازرسی جوش اسکلت فلزی ساختمان با حداکثر اطمینان انجام خواهد شد.
آزمون‌های غیرمخرب یا Nondestructive Tests (NDT) به دسته‌ای از روش‌های ارزیابی و کنترل کیفیت گفته می‌شود که بدون ایجاد تغییر یا آسیب عمده به قطعه، اطلاعات ارزشمندی درباره سلامت، ضخامت، عیوب پنهان و دیگر ویژگی‌های قطعه ارائه می‌کنند. در بازرسی جوش اسکلت فلزی، استفاده از این روش‌ها بسیار رایج است. در ادامه با مهم‌ترین روش‌های NDT آشنا می‌شویم.
بازرسی چشمی یک آزمون ساده و پراستفاده است که به‌صورت مسلح (استفاده از ذره‌بین، دوربین‌های تخصصی و…) یا غیرمسلح انجام می‌شود. با این روش، تمام عیوب سطحی از قبیل ترک، ذوب ناقص سطحی، تخلخل‌های آشکار، همراستا نبودن قطعات، اضافه جوش و… در صورت پاکیزه بودن سطح جوش قابل مشاهده هستند.
اغلب این روش، نخستین گام در تست جوش اسکلت فلزی و مبنایی برای تصمیم‌گیری درباره روش‌های بعدی است. اطمینان از تمیزبودن قطعه، روشنایی کافی و مهارت بازرس در تشخیص عیوب، سه فاکتور اصلی برای موفقیت بازرسی چشمی هستند.
در روش مایعات نافذ، از یک مایع رنگی یا فلورسنت استفاده می‌شود که به درون ترک‌ها و حفره‌های سطحی راه پیدا می‌کند. سپس با اعمال ماده آشکارساز، می‌توان محل دقیق عیب را روی سطح قطعه مشاهده کرد. این تست برای تشخیص عیوب بسیار ریز و سطحی در انواع فلزات، بخصوص در آلیاژهای آهنی و غیرفلزی، کاربرد دارد. تست PT عمدتا در عیوبی به‌کار می‌رود که سطحی بوده و به داخل قطعه راه ندارند. در نتیجه گزینه مناسبی برای عیوب داخلی عمیق نیست.
این روش مخصوص مواد فرومغناطیس (مانند فولادهای کربنی) است و قدرت بالایی در کشف عیوب سطحی و زیرسطحی کم‌عمق دارد. در این تست، ابتدا قطعه مغناطیسی شده و سپس ذرات ریز آهن یا پودر مغناطیسی بر روی سطح پخش می‌شوند. عیوبی که به موازات میدان مغناطیسی نباشند، باعث ایجاد نشت میدان در محل ناپیوستگی شده و در نتیجه ذرات در آن ناحیه تجمع می‌یابند. بازرسان می‌توانند به کمک لایه‌های رنگی یا فلورسنت به سادگی محل تمرکز ذرات را شناسایی و وجود ترک یا حفره را تشخیص دهند.
در تست آلتراسونیک از امواج صوتی با فرکانس بالا برای تشخیص عیوب داخلی استفاده می‌شود. در این روش، یک ترانسدیوسر امواج فراصوت را به درون قطعه ارسال و سیگنال‌های بازگشتی را دریافت می‌کند. هرگونه تغییر در الگوی بازگشتی می‌تواند بیانگر وجود تخلخل، ترک یا خلا باشد. این روش، در ارزیابی جوش‌های ضخیم یا قطعات حساس کاربرد گسترده‌ای دارد؛ زیرا عیوبی که ممکن است در عمق قطعه قرار داشته باشند را نیز شناسایی می‌کند. اپراتور باید مهارت کافی در تفسیر سیگنال‌ها داشته باشد تا اندازه، عمق و نوع عیب به درستی تعیین شود.
در پرتونگاری صنعتی (RT)، از پرتوهای ایکس یا گاما جهت عکسبرداری از جوش استفاده می‌شود. در صورت وجود ناپیوستگی نظیر حفره، ترک یا ناخالصی با چگالی متفاوت، این عیب روی فیلم ظاهر می‌گردد. تست رادیوگرافی قادر است تقریبا تمامی عیوب درونی جوش را آشکار کند و نتایج آن در قالب فیلم یا تصاویر دیجیتال قابل بایگانی است. البته هزینه بالای تجهیزات، الزامات ایمنی مربوط به حفاظت در برابر پرتو و نیاز به اپراتور باتجربه باعث می‌شود این روش اغلب برای پروژه‌های حساس و قطعات حیاتی به کار رود.
عیوب جوش می‌توانند از مرحله طراحی تا زمان اجرا و حتی در حین سرویس‌دهی قطعه بروز پیدا کنند. برخی از این عیوب دارای ماهیت داخلی و برخی دیگر سطحی هستند و هر کدام می‌توانند به شکل‌های مختلفی باعث شکست احتمالی سازه شوند. در ادامه، مهم‌ترین مواردی را که در بازرسی جوش اسکلت فلزی مورد توجه قرار می‌گیرند به‌صورت خلاصه بررسی می‌کنیم:
شناسایی و رفع این عیوب پیش از بهره‌برداری، از وظایف اصلی کارشناسانی است که در قالب تست جوش اسکلت فلزی فعالیت می‌کنند. هر یک از این موارد بسته به نوع و شدت خود، می‌توانند مستلزم تعمیر مجدد جوش یا حتی تعویض بخشی از سازه باشند.
بازرسی جوش اسکلت فلزی ساختمان یکی از پایه‌ای‌ترین اقدامات در راستای ارتقای ایمنی سازه است؛ به‌ویژه در کشورهایی مانند ایران که از نظر لرزه‌خیزی در منطقه حساسی قرار دارند. این بازرسی‌ها شامل مراحل متعدد نظارتی و تست‌های مختلف غیرمخرب و گاه مخرب می‌شود تا جای هیچ‌گونه عدم انطباق با استاندارد باقی نماند.
در یک پروژه ساختمانی، هنگامی که صحبت از بازرسی جوش اسکلت فلزی ساختمان می‌شود، در واقع درباره بررسی تمام اتصالات حیاتی ستون‌ها، تیرها، بادبندها، اتصالات مهاربندی و حتی جزئیات پیچیده مانند صفحات کف ستون‌ها صحبت می‌کنیم. اگر جوش‌های این اتصالات، ضعیف یا معیوب باشند، تحت بارگذاری دینامیکی ناشی از باد یا زلزله به‌سرعت دچار گسیختگی می‌شوند. درست است که خرابی یک جوش ممکن است در نگاه اول مختصر به نظر برسد، اما گسترش ترک یا شکست اتصال می‌تواند به فروپاشی یک یا چند طبقه از ساختمان منجر شود.
فرآیند جوشکاری در ساخت اسکلت فلزی، کلیدی‌ترین نقش را در تامین انسجام و مقاومت سازه ایفا می‌کند و بی‌توجهی به آن ممکن است عواقب جبران‌ناپذیری به همراه داشته باشد. با شناخت دقیق الزامات، اصول و استانداردهای مربوط به بازرسی جوش اسکلت فلزی ساختمان می‌توان از صحت عملکرد اتصالات اطمینان حاصل کرد. بهره‌گیری هم‌زمان از بازرسی‌های سه مرحله‌ای (قبل، حین و بعد از ساخت)، استفاده از روش‌های مختلف آزمون غیرمخرب (NDT)، رعایت الزامات فنی در طراحی اتصال و انتخاب نیروهای متخصص، همگی اجزای یک چرخه موفق در تضمین کیفیت جوش هستند. برای اطلاعات بیشتر به سایر مقالات سایت پویا پرتو مراجعه فرمایید.
