ده ها سال است که حین فرآیند تولید و هنگام بازرسی از سازه های پیشرفته کامپوزیتی، آزمون های غیر مخرب به کارگرفته می شوند. تاکنون برای اجرای آزمون های غیر مخرب روش های فراوانی ابداع شده است. به عنوان مثال آزمون امواج فراصوت یکی از آزمایش های غیر مخرب می باشد. سابقا در این آزمایش از یک عنصر پیزوالکتریک استفاده می گردید که ساختار نامتقارنی داشت و می توانست سیگنال های الکتریکی را به ارتعاش مکانیکی تبدیل کند و بالعکس. سرعت پایین این آزمایش از مهم ترین نقاط ضعف آن می باشد. امواج فراصوت، ارتعاشات مکانیکی هستند که توسط مبدل های پیزوالکتریک ایجاد می شوند. این امواج پس از برخورد به هر عیبی، بازتابیده می شوند و قسمتی از این امواج توسط حسگر دریافت می گردد. از روی دامنه و زمان بازگشت این امواج می توان به مشخصات عیوب پی برد. از کاربردهای این روش می توان به اندازه گیری ضخامت و تشخیص عیوب موجود در قطعات اشاره نمود.یکی از امتیازات مهم این روش، توانایی آن در تشخیص عیوب بسیار کوچک است. زیرا در آن از ارتعاشات مکانیکی با فرکانس بالا و طول موج بسیار کوچک استفاده می شود. امواج فراصوت توسط یک مبدل (بلورکوارتز که تحت جریان متناوب قرار دارد) که به یک واحد جستجو گر (پِراب) متصل شده، تولید می گردد. امواج منعکس شده (پژواک ها) به صورت برجستگی هایی نسبت به خط مبنا، بر روی صفحه نمایش دستگاه (اِسیلوسکوپ) ظاهر می شوند. هنگامیکه پراب به سطح مورد آزمایش متصل می گردد، دو نوع پژواک بر روی صفحه نمایش ظاهر می شود. ضربان (پالس) اول، انعکاس صدا از سطح رویی جسم است و ضربان دوم انعکاس موج از سطح زیرین آن را نشان می دهد. سپس فاصله بین این دو ضربان با دقت کالیبره یا واسنجی می شود ( طی مجموعه ای از عملیات، مقادیر اندازه گیری شده با مقادیر موجود در نمونه مرجع با یکدیگر مقایسه می گردند و به این ترتیب از صحت اندازه گیری اطمینان حاصل می شود). هنگامیکه پراب یک عیب یا ترک داخلی را پیدا کرد، ضربان سومی را تولید می کند که بر روی صفحه نمایش، بین ضربان اول و دوم ثبت می شود.
امروزه از آزمون فراصوتی آرایه فازی استفاده می گردد. آرایه فازی یکی از روش های نوین در آزمایش غیر مخرب فراصوتی است. آزمون فراصوتی آرایه فازی به دلیل ویژگی هایی نظیر سرعت و انعطاف پذیری بالا و هدایت و متمرکز نمودن امواج، نسبت به روش های متداول فراصوتی از مزایای بیشتر برخوردار می باشد. با این روش می توان نتایج آزمایش را به صورت تصاویری مشاهده نمود و آنها را تفسیر کرد. آرایه فازی از تعدادی مبدل تشکیل شده است که هر کدام از آنها به صورت جداگانه امواج فراصوت را ایجاد می کنند. در آزمون فراصوتی آرایه فازی، اطلاعات حاصل از صدها مولد پیزوالکتریک به صورت الکترونیکی ترکیب می شوند و به طور همزمان و به صورت دیجیتال پردازش می گردند. در این فناوری، پِراب آلتراسونیک (فراصوت) از پهنای باند فرکانسی وسیعی برخوردار است و به این ترتیب برای ردیاب عیوب، امکان جاروب کردن سطح بیشتری فراهم می گردد و در نتیجه اطلاعات مربوط به عیوب پیچیده تر نیز اسکن می شوند. پیشرفت هایی که در پردازش سیگنال های دیجیتال حاصل شده است و روی کار آمدن رباتهای صنعتی سبب گردیده اند که بتوان آزمایش هایغیر مخرب را با انعطاف پذیری بیشتر و به صورت خودکار انجام داد. اخیرا نیز با ابداع فناوری آلتراسونیک لیزری دیگر لازم نیست برای انتقال موثر پالس به داخل قطعه از مواد واسط (آب یا ژل که با نام کوپلنت یا سیال اتصالی شناخته می گردند) استفاده گردد. ضمنا از آنجا که لازم نیست تا پرتوهای فراصوت بر سطح مورد آزمایش عمود باشند، نیاز نیست که موقعیت پراب به طور دقیق تنظیم گردد تا بتواند حداکثر پالس های بازتاب شده را دریافت نماید. با وجودیکه بخش های صنعتی نیاز دارند تا برای بازرسی درون خطی از قطعات تولید خود ، آزمون های غیر مخرب رباتیک (خودکار) را به کار گیرند، اما تاکنون این آزمایش ها به اندازه کافی مورد توجه قرار نگرفته اند. به عنوان مثال صنعت هوافضا تاکنون بر روی ساختار داخلی قطعات کامپوزیتی هواپیماها هزاران آزمایش انجام داده است تا بتواند برای آنها تاییدیه های لازم را دریافت نماید اما هنوز اقدامات جدی صورت نگرفته است تا به جای این آزمایش های وقت گیر و هزینه بر از آزمون های غیر مخرب رباتیک استفاده گردد. لازم به ذکر است که بازرسی درون خطی همان بازرسی از داخل قطعه می باشد.

شرکت تِکناتوم (واقع در شهر مادرید، اسپانیا) و مرکز فناوری های پیشرفته (واقع در شهر سِویل، اسپانیا) سالهاست که در زمینه اجرای آزمون های غیر مخرب فعالیت می کنند. این دو شرکت از اعضای برنامه تحقیقاتی مسئولیت مشترک در قبال آسمان پاک می باشند و صنایع را به بهره گیری از آزمون های غیر مخرب رباتیک تشویق می کنند. لازم به ذکر است که برنامه مذکور یکی از بزرگترین پروژه های تحقیقاتی صنعت هوافضای کشورهای عضو اتحادیه اروپاست که کاهش انتشار گازهای دی اکسید کربن، مونوکسید نیتروژن و دی اکسید نیتروژن و پایین آوردن آلودگی صوتی از جمله اهداف آن می باشد. اخیرا به خاطر روش های جدید بازرسی و استفاده از تجهیزات رباتیک برای پایش آنلاین عیوب قطعات کامپوزیت پلاستیک های تقویت شده با الیاف کربن، به این دو شرکت جوایزی اعطا شده است. شرکت تِکناتوم و مرکز فناوری های پیشرفته کشور اسپانیا کشف زودهنگام آسیب ها، پایش عیوب با روش های پیشرفته، جمع آوری اطلاعات کامل تر از راه بازرسی های دقیق تر و پایین آمدن هزینه ها را از مزایای نوآوری های خود برشمرده اند. اگر چه روش جدید این دو شرکت مستلزم آن است که دفعات بازرسی ها افزایش یابد، اما اطلاعات حاصل از این بازرسی ها به سرعت و به صورت آنلاین از طریق یک سیستم دریافت اطلاعات که توسط رایانه کنترل می شود، به اپراتور منتقل می گردد. این پروژه بخشی از فناوری های شرکت اِیرباس میلیتاری ( بخش نظامی شرکت اِیرباس واقع در شهر خِتافه، اسپانیا) است که تا اواخر سال ۲۰۱۶ میلادی به بهره برداری خواهد رسید.

ادامه دارد …