هسته‌ای در صنعت - ۱ | کنترل کیفیت جوش با پرتو گاما
به گزارش خبرنگار اقتصادی خبرگزاری تسنیم؛ هرگونه نقص در اتصال‌های جوش‌خورده می‌تواند پیامدهایی چون انفجار، آتش‌سوزی، نشت مواد خطرناک، و حتی خسارات جانی را به دنبال داشته باشد. در چنین بستری، کنترل دقیق کیفیت جوش به امری حیاتی بدل شده است.
یکی از پیشرفته‌ترین و دقیق‌ترین ابزارهای ارزیابی سلامت جوش‌ها، روش‌های مبتنی بر فناوری هسته‌ای و به‌ویژه استفاده از پرتوهای گاما است. این روش که تحت عنوان «رادیوگرافی گامایی جوش» شناخته می‌شود، با بهره‌گیری از خاصیت نفوذپذیری بالای پرتوهای گاما، امکان بررسی وضعیت درونی جوش بدون آسیب رساندن به آن را فراهم می‌کند. در حقیقت، پرتوهای گاما همانند چشمی نافذ و بی‌طرف از درون فلز عبور کرده و هرگونه ترک، حفره، ناخالصی، عدم نفوذ یا عدم همجوشی را برملا می‌سازند.
پرتوهای گاما، نوعی تابش الکترومغناطیسی با فرکانس بالا هستند که از واپاشی عناصر پرتوزا مانند ایریدیوم-192 یا کبالت-60 به‌دست می‌آیند. این پرتوها به‌سبب انرژی بالای خود، قادرند تا از فلزات ضخیم نیز عبور کرده و در طرف دیگر، تأثیر متفاوت خود را بر فیلم رادیوگرافی یا آشکارساز دیجیتال برجای بگذارند. این تفاوت‌ها در عبور و جذب، به شناسایی ناهنجاری‌های داخلی در جوش کمک می‌کند. به‌طور معمول، ایریدیوم برای قطعات با ضخامت کمتر از 50 میلی‌متر و کبالت برای ضخامت‌های بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فرآیند رادیوگرافی گامایی شامل مراحلی دقیق و استاندارد است: ابتدا قطعه جوش‌خورده آماده‌سازی و تمیز می‌شود. سپس فیلم حساس یا آشکارساز دیجیتال در طرف مقابل محل جوش و منبع پرتوزا قرار می‌گیرد. با آزادسازی کنترل‌شده پرتو از منبع، تابش گاما از قطعه عبور می‌کند و تصویر آن بر فیلم نقش می‌بندد. تفاوت در تراکم و یکنواختی ماده، به تفاوت در تیرگی یا روشنایی تصویر منجر شده و همین امر به تفسیر دقیق وضعیت جوش منجر می‌شود.
با استفاده از این روش می‌توان عیوب متعددی را شناسایی کرد. از آن جمله می‌توان به تخلخل‌ها یا حباب‌های گاز، ترک‌های مویی و ساختاری، عدم همجوشی بین فلز پایه و جوش، وجود ناخالصی‌ها و حتی نفوذ ناقص در لایه‌های داخلی جوش اشاره کرد. این عیوب اغلب با چشم غیرمسلح یا روش‌های ساده قابل شناسایی نیستند و تنها از طریق تصویربرداری پرتویی می‌توان به آنها پی برد.
در مقایسه با سایر روش‌های آزمون غیرمخرب، رادیوگرافی گامایی دارای مزیت‌های ویژه‌ای است. بر خلاف آزمون مایع نافذ یا ذرات مغناطیسی که محدود به عیوب سطحی هستند، روش گامایی به اعماق جوش نفوذ کرده و تصویری جامع از درون آن ارائه می‌دهد. همچنین در مقایسه با روش آلتراسونیک که نیازمند تفسیر تخصصی با دستگاه‌های مبدل و بستگی زیادی به مهارت اپراتور دارد، رادیوگرافی گامایی تصویری شفاف، مستند و قابل بازبینی فراهم می‌کند که می‌توان آن را برای مقایسه‌های آینده نیز ذخیره نمود.
کاربردهای این روش بسیار گسترده است. در صنایع نفت و گاز، برای کنترل خطوط انتقال لوله‌های تحت‌فشار و جوش‌های محیطی و طولی از آن استفاده می‌شود. در نیروگاه‌ها، به‌ویژه تأسیسات هسته‌ای، برای بررسی کامل اتصالات بحرانی و مخازن تحت فشار، رادیوگرافی گامایی استاندارد طلایی محسوب می‌شود. در صنعت هوافضا، کوچک‌ترین ترک در یک نقطه جوش ممکن است به فاجعه‌ای بزرگ منجر شود و این روش کمک می‌کند تا در مراحل ساخت، هرگونه عیب بالقوه شناسایی شود. در ساخت کشتی‌ها، زیردریایی‌ها و سکوهای دریایی نیز جوشکاری در فشار بالا و محیط‌های مرطوب انجام می‌شود و کنترل کیفیت به‌وسیله پرتو گاما نقش تعیین‌کننده‌ای در ایمنی سازه دارد.
اما استفاده از این روش، همان‌گونه که مزایای فراوان دارد، مستلزم رعایت دقیق اصول ایمنی پرتویی نیز هست. منابع گاما، به‌ویژه کبالت و ایریدیوم، حتی در حالت خاموش نیز تابش دارند و باید در محفظه‌های محافظت‌شده (معمولاً سربی یا تنگستن) نگهداری شوند. محدوده‌های قرنطینه پرتویی، تابلوهای هشدار، دوزیمترهای شخصی، سامانه‌های پایش محیطی، و آموزش‌های مستمر برای کارکنان، بخشی جدایی‌ناپذیر از این فرایند هستند. در ایران، نظارت بر این نوع فعالیت‌ها برعهده سازمان انرژی اتمی و مراکز تخصصی ایمنی هسته‌ای است.
تحول مهمی که در سال‌های اخیر در این حوزه رخ داده، دیجیتال‌سازی فرآیند تصویربرداری است. امروزه با جایگزینی فیلم‌های سنتی با حسگرهای دیجیتال، امکان تصویربرداری لحظه‌ای، پردازش تصویر با الگوریتم‌های نرم‌افزاری، ارسال بی‌درنگ داده‌ها به پایگاه‌های اطلاعاتی، و تفسیر خودکار با بهره‌گیری از هوش مصنوعی فراهم شده است. این روند، دقت، سرعت و قابلیت اطمینان روش را افزایش داده و هزینه‌ها را کاهش داده است.
در آینده، ترکیب فناوری پرتو گاما با سامانه‌های هوشمند، ربات‌های خودکار و هوش مصنوعی، روند بازرسی جوش را دگرگون خواهد کرد. سیستم‌های تحلیل‌گر تصویر با استفاده از شبکه‌های عصبی، قادر خواهند بود عیوب را بدون دخالت انسان، سریع‌تر و دقیق‌تر شناسایی کنند. همچنین، توسعه منابع پرتوزای کم‌خطر با نیمه‌عمر بهینه و مدیریت ایمن پسماندهای پرتوزا، از موضوعات مهم در حوزه پدافند پرتویی و پایداری فناوری خواهند بود.
در پایان، باید گفت که کنترل کیفیت جوشکاری با پرتوهای گاما، صرفاً یک فناوری صنعتی نیست، بلکه تضمین‌کننده ایمنی اجتماعی، محیط‌زیستی و اقتصادی در بسیاری از زیرساخت‌های حیاتی کشورهاست. این روش تلفیقی است از دانش هسته‌ای، مهندسی مواد و فناوری تصویربرداری پیشرفته که در خدمت توسعه‌ای ایمن، هوشمند و پایدار قرار گرفته است.
انتهای پیام/
