أعداد /منير محسن NDT Assistant WWW.MUNEERPHYSICS.TK
مهنة ال NDT تعريف الاندي تي NDT (NON DESTRUCTIVE TEST) أي الاختبار الغير تدميري فماذا يعني هذا ؟ و ماهي انواعة :- حسنا هذا العلم يهتم بدراسة العيوب والكشف عنها في المواد وبالأخص اللحام وهياكل المركبات كالطائرات وغيرها وأنابيب وخزانات النفط والغاز وأيضا الألواح المعدنية وأيضا تصوير العظام والأجنة وغيرها دون التسبب في دمار تلك المواد أو تشوهها وهذا ما نعنيه بالاختبار الغير تدميري . المختصون بالاندي تي يمتلكون عدة طرق لتصوير بال NDT وسنذكر أشهرها كما يلي :-
أشهر طرق ال NDT :- 1- الفحص المرائي visual inspection وهي معاينة اللحام او العيب باستخدام الاجهزة البصرية او البصر . هذه بعض الادوات البصرية الحديثة ريبوت اّلي يحمل كيمراء لسهولة التنقل جهاز بصري
2- الفحص بالسائل المخترق liquid penetrant وهو عبارة عن بودرة مطورة تنتشر على السطح وتتغلغل في الشقوق مما تجعل امكانية مشاهدتها سهله هذه احد العينات بعد رشها بالمادة والتي عند تعريضها للضوء يمكن مشاهدة الشق المادة المستخدمة في رش العينات لمعاينة الشقوق
3-الاختبار بالجزئيات الممغنطة magnetic particle testing حيث تترتب هذة الجزبئات بانتظام بفعل مجال مغناطسي خارجي حيث تظهر الجزيئات بشكل غير منتظم عند الشقوق . هذة الشقوق التي تظهر بعد رش الجسم بالمواد التي تتأثر بالمجال المغناطيسي
الترس قبل رشه بالمواد القابلة للمغنطة بسبب تسليط مجال مغناطسي عليها الترس بعد رشه بالمواد القابلة للمغنطة بسبب تسليط مجال مغناطسي عليها والذي يظهر الشق عليه
4-الفحص بالتصوير الاشعاعي Radiographic inspection وهو من اجود الأنواع وأفضلها وهناك أنواع من التصوير بالاشعة مثل استعمال اشعة اكس (x-ray) او اشعة جاما (gamma-ray) وسنتطرق لشرحها في هذا المقال صورة لقطعة خشبية بواسطة اشعة اكس حيث تظهر الشروخ بشكل واضح صورة لأحد انواعة الأجهزة المولدة لأشعة اكس 1- كيمراء مولدة لأشعة اكس 2-الفلم
5-التصوير الحراري Thermography وهي التقاط الفروق في درجات الحرارة بواسطة كيمراء حرارية حساسة للموجات الحرارية وترجمتها الى صور لكن هنا نحن نوجه مصدر حراري للجسم المراد فحصة وتتلقى الكيمراء تلك الموجات الحرارية والتي تضهرها على هيئة الون تعتمد على درجة الحرارة . صورة لأحد الأجهزة المستخدمة في التصوير الحراري
صورة للقطعة الخشبية حيث يظهر الشق بلون الابيض والذي يكون اسخن من غيرة القطعة الخشبية قبل التصوير حيث يمكننا مشاهدة الشرخ قبل التصوير
6-الاختبار بالموجات الفوق صوتية Ultrasonic test تستخدم ايضا هذة الطريقة في تحديد العيوب والشقوق في المواد وذلك باستعمال جهاز يصدر اموج فوق صوتية حيث يتسبب الاختلاف في اختراق وانعكاس الموجة الصوتية من الشق في اللوح مثلا عن زميلاتها التي تمر من قرب الشق دون ان تتاثر به مما يجعل الجهاز يعطي اشارة بوجود الشق او الخلل وتحديد مكانه .
7-الاختبار بالتيارات الدوامية eddy current test وهنا نمرر تيار متردد في ملف بحيث يتكون مجال كهربي ومغناطسي حول الملف والذي يوثر بالحث على المادة المراد فحصها فينشأ نتيجة ذلك تيارات دوامية بالحث وعند وجود العيب نتمكن من ملاحظة ذلك لان التيار التاثيري سوف يتغير تبعا لتغير مقاومة المادة بفعل الشقوق ومن خلال هذا الفرق نكتشف الشق .
لنأخذ الفحص بالتصوير باستخدام الموجات الكهرومغناطيسي لكن قبلها يجب أن نعرف ما المقصود بالأشعة النووية تنقسم هذه الأشعة إلى قسمين رئيسيين هما 1- الأشعة الجسيمية والتي هي عبارة عن سيل من الجسيمات بنوعيها المشحونة او المتعادلة . 2- الأشعة الكهرومغناطيسية وهي عبارة عن تعامد المجالين الكهربي والمغناطيسي والمحمولة بواسطة الفوتون اصطلاحا . الأشعة الكهرومغناطيسية من أمثلتها الضوء الذي نستخدمه للرؤية وهناك ضوء لا تستطيع أعيننا إدراكه كالأشعة تحت الحمراء وفوق البنفسجية , حيث نعبر عن اللون الذي نرصده بطول موجي فلكل لون طول موجي خاص به مثل الضوء الأحمر والأصفر وغيرها وهنا أطول موجية للأشعة الحرارية والراديو وتحت الحمراء وأيضا أشعة اكس و جاما .
وهذا رسم توضيحي للطيف الكهرومغناطيسي
تعاريف النشاط الاشعاعي :- هو عبارة عن تفكك تلقائي لنواة النظير المشع مع اصدار جسيمات نووية مثل جسيمات الفا او بيتا والتي يعقبها انطلاق اشعة جاما . *- جسيمات الفا هي انوية ايون ذرات غاز الهليوم المحرر من الاكترونات التي تعادلة وهذه الجسيمات يستطيع ايقافها القماش لكونها ثقيلة وقد تنتزع الكترونات اثنا مرورها في الوسط متحوله الى غاز الهليوم الخامل . *- جسيمات بيتا وهي سيل من الالكترونات سالبة الشحنه وتشبه الاكترونات التي تمر في سلك كتيار الكهربا الفرق انها طليقة حره وهذا النوع من الجسيمات يمكن ان توقفها عن النفاذ لوح معدني خفيف لكن خذ في بالك قد تمتلك هذه الجسميات طاقة عالية وقد تنفذ . *- اشعة جاما هي اشعة كهرومغناطيسية وتمتلك طاقة عالية وقدره كبيرة على النفاذ وتأيين الوسط . حسنا تصدر اشعة جاما من العناصر النشطة اشعاعيا كا اريدوم192 ونظير الكوبلت60 ...الخ وهذه العناصر نستفيد منها في تصوير الشقوق والعيوب .
لنعود الى موضوعنا الفحص بالتصوير الاشعاعي Radiographic inspection ويمكننا تقسيمة الى نوعين 1- التصوير الاشعاعي باستخدام اجهزة مولدة لأشعة اكس وفي وهذا النوع الأشعة لا تصدر من عناصر نشطة اشعاعيا وانما بفعل تعجيل الاكترونات وجعلها تصطدم بطبقة سميكه من التنجستن مما يودي الى اطلاق اشعة اكس ويعتبر هذا التصوير آمن لأنه يعتمد على التحكم بمصادر التيار الكهربائي حيث ينقطع توليد الاشعة بفصل مصدر التغذية من أمثلته اشعة اكس, مثل اشعة اكس المستخدمة في المستشفيات والمعرفة بالعامية بالكشافة . يمكننا التحكم بطاقات اشعة اكس من خلال التحكم بشدة فرق الجهد فأشعة اكس المستخدمه في المستشفيات تسمى بالينه اي ضعيفة بخلاف الاشعة المستخدمه في تصوير العيوب . 2- التصوير الاشعاعي باستخدام النظائر المشعة Isotope radiography وهذا النوع خطير ولا يمكننا التحكم به لانه يبعث من عناصر كا اريديوم او نظير الكوبلت المشع لذلك يحفظ في اوعية مغلفة بالرصاص بسمك كبير وذلك لان الرصاص يخفف من شدة هذه الاشعة وبتالي حماية للعاملين وللوسط المحيط . نحن نستخدم هذة المصادر المشعة في تصوير العيوب وذلك بتعرض المادة المراد تصويرها للاشعة حيث تكون المادة المراد تصويرها بين المصدر والفلم كما في الصورة .
المخاطر الإشعاعية والوقاية الإشعاعية radiation hazards & the radiation protection
التأثيرات البيولوجية للاشعاعات المؤينة Biological effects of the ionizing radiation ما مدى خطورة هذه الأشعة ؟ وجد ان الأشعة التي لها أطوال موجية قصيرة تكون ذات طاقة عالية مثل الجاما واكس وهذه الأطياف التي تبدأ من الأشعة فوق البنفسجية تكون قادرة على تأيين الوسط الذي تخترقه وتكون قدرتها اكبر كلما كان طولها الموجي اصغر وأمر كهذا يتسبب بالمشاكل الآتية للإنسان!
كيف ؟ كما نعلم أن جسم الإنسان مكون من لحم وعظم وهذا اللحم سواء كان عضل او نسيج او حتى جلد هو يتكون من خلايا دقيقة هذه الخلية يوجد بداخلها نواة وهذه النواه تحمل خصائص الإنسان والصفات الورثية والتي تسمي كروسومات او جينات والمكونه من الحمض النووي DNA وعند تعرض الخلية للاشعة المؤينه يحدث الاتي . قد تتسبب في تدمير مراكز التحكم في الخلية الحياة مما يجعل انقساماتها غير منتظمة مكونة بذالك السرطانات والتي قد تكون خبيثه ووميته . قد تتسبب في تدمير الخلية وموتها وكلما تعرض شخص ما لأشعة ذات شدة علية قد يؤدي الى موت خلايا جسمه وقد يصاب بالحروق او الموت . قد تدمر سلسلة الحمض النووي في الخلية المسمى DNA وهذا يعني نقل التشوه منه للاجيال القادمة كاتشوهات الخلقية في الاطفال . قد تتسبب في دمار خلاياء الجهاز العصبي وكما نعلم خلاياء الجهاز العصبي غير قادرة على التكاثر او التجدد مما يودي الى تلف احد اقسام الجهاز العصبي فيفقد الشخص السيطرة على عضو من اعضائة او احد الاعضاء التي يتحكم بها الجهاز العصبي مباشرة كالقلب مثلا وهذا يؤدي بدورة الى الوفاءة او حدوث شلل سوى كان جزئي او كلي .
لكن كل ما سبق لكي يحصل يجب ان يمر بمراحل وكما يقسمها المختصين تنقسم هذه المراحل الى . المرحلة الفيزيائية the physical stage وعمر هذه المرحلة قصير جدا يقدر بحوالى 10-16 ثانية من فترة التعرض للاشعة حيث تنتقل الطاقة من الاشعة المؤينه الى جزيئات الماء في الخلية وهنا يصبح الماء مؤين اي مشحون بكهرباء موجبة لأنه فقد إلكترون بفعل طاقة الاشعاع . 2- المرحلة الفيزوكيميائية The physico-chemical stage وتاتي هذه المرحلة بعد المرحلة الفيزيائية حيث يقدر عمر هذه المرحلة بحولي 10-6 وهو صغير ايضا لكنه اكبر من زمن المرحلة السابقة وفيها يتحول ايون الماء الموجب الى ايون الهيدروجينH+ اي ذرة تحتوي على بروتون واحد وايون سالب هو الهيدروكسيد OH- . 3- المرحلة الكيميائيه The chemical stage . وعمر هذه المرحلة هو عدة ثواني حيث تتفاعل الايونات السابقة مع الجزيئات العضوية في الخلية وهذا يقود الى الدخول في اخر مرحلة وهي المرحلة البيولوجية 4- المرحلة البيولوجية the biological stage وعمر هذه المرحلة يتفاوت بين عدة دقائق وعدة عشرات من السنين اي قد تظهر الاعرض بعد التعرض خلال دقائق وقد لا تظهر الا بعد عشرات السنين حيث تعتمد على مدى تحسس تلك الخلاياء وزمن التعرض وغيرها . وفي هذه المرحلة تظهر الاعراض كما سبق ذكره 1- موت الخلية . 2- منع او تاخر انقسام الخلية او زيادة معدل انقسامها 3- حدوث تغييرات مستديمة في الخلية تنتقل وراثيا الى الخلايا الوليدة . بعد ان ذكرنا مرحل التاثير وظهور الاعرض سنذكر الان التاثيرات الحتمية والعشوائية .
The deterministic and stochastic effects التأثيرات الحتمية والعشوائية للإشعاعات المؤينه The deterministic and stochastic effects
الوقاية الإشعاعية The radiation protection كيف نقي انفسنا التعرض لمثل هذه الانواع من الاشعة ؟! 1- عدم الاقتراب من الحواجز الذي يقوم بها العاملين في الأشعة وهذه الحواجز هي الإشارات الضوئية وأيضا الشريط الذي يحمل شعارات الطاقة الذرية وأيضا الألواح التي تحمل شعار المواد المشعة والموضحين في الصور ادناة
المراجع التي اخذت منها معظم الصور والمعلومات الوقائيه The References I Took Most Of The Protection Pictures and Information