مقدمه بازرسی جوش با روش چشمی (Visual Inspection یا VT) یکی از قدیمی‌ترین و در عین حال پایه‌ای‌ترین روش‌های کنترل کیفیت در صنعت جوشکاری است. این روش به دلیل سادگی، هزینه نسبتاً پایین و قابلیت اجرا در مراحل مختلف تولید و نصب، همواره به عنوان نخستین و ضروری‌ترین گام در ارزیابی کیفیت اتصال جوشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما برای دستیابی به نتایج دقیق، قابل اتکا و قابل تکرار، تنها تکیه بر مشاهده چشمی ساده کافی نیست؛ استفاده از تجهیزات مناسب، استانداردها و روش‌های صحیح لازم است. در این مقاله به تفصیل تجهیزات مورد نیاز برای بازرسی جوش به روش چشمی، کاربری هر یک، مشخصات فنی مهم، نکات اجرایی و استانداردهای مرتبط توضیح داده خواهد شد.
۱. اصول و هدف بازرسی چشمی قبل از معرفی تجهیزات لازم است اهداف کلی بازرسی چشمی روشن شود:
- تشخیص عدم پیوستگی‌های سطحی مانند ترک، پریدگی فلز (spatter)، ناصافی‌های سطح و عدم همپوشانی.
- ارزیابی شکل و فرم جوش، ارتفاع و پهنای ریشه و تاج، نفوذ و چاله‌های سطحی.
- بررسی وجود خوردگی سطحی یا تغییر رنگ مشکوک ناشی از اکسیداسیون یا مشکلات حرارتی.
- تطبیق با مشخصات طراحی، نقشه‌های جوش، و الزامات کدها و استانداردها. هدف از بازرسی چشمی شناسایی نقاط نیازمند بررسی بیشتر (مثلاً با روش‌های غیرمخرب دیگر مثل PT، MT، UT یا RT) و تعیین پذیرش یا رد قطعه بر اساس معیارهای مشخص است.
۲. دسته‌بندی تجهیزات براساس کارکرد تجهیزات بازرسی چشمی را می‌توان در چند دسته کلی قرار داد:
- ابزارهای بصری مستقیم و کمک‌بینی: آینه‌ها، عدسی‌ها، آفتابگیرها.
- منابع روشنایی و لوازم اپتیکی: چراغ‌های دستی، پروژکتورها، چراغ‌های با طیف نور خاص.
- ابزارهای اندازه‌گیری ابعادی و شکل هندسی: کولیس، میکرومتر، قلم عمق‌سنج، الگوهای اندازه‌گیری جوش (welding gauges).
- تجهیزات تصویربرداری و ثبت: دوربین‌های دیجیتال، دستگاه‌های تهیه گزارش تصویری، سیستم‌های ویدئویی.
- لوازم آماده‌سازی سطح: برس‌ها، اسکراپرها، پاک‌کننده‌ها و حلال‌ها.
- تجهیزات ایمنی برای بازرس: چراغ پیشانی، عینک ایمنی، دستکش، حفاظ تنفسی. در ادامه هر گروه به‌صورت مفصل مورد بررسی قرار می‌گیرد.
۳. منابع روشنایی و لوازم اپتیکی روشنایی مناسب پایه‌ای‌ترین نیاز برای بازرسی چشمی است. عدم نور کافی یا نور نامناسب (سایه‌ها، نور مستقیم خیلی شدید یا نور رنگی ناخوشایند) می‌تواند منجر به تشخیص‌های نادرست شود.
- چراغ‌های دستی (Flashlights): بهتر است از چراغ‌های دستی LED با شدت نور مناسب و پخش یکنواخت استفاده شود. مشخصات مورد توجه: شدت نور (لومن)، دمای رنگ (kelvin)، شاخص نمود رنگ (CRI)، عمر باتری، دوام و مقاومت در برابر ضربه و آب (IP rating).
- چراغ‌های با شاخص تابش خطی یا نقطه‌ای: برای تمرکز نور بر روی ناحیه جوش و مشاهده جزئیات ناهمواری‌ها.
- چراغ‌های حلقه‌ای و چراغ‌های سرد (cold light): برای کاهش تولید گرما و جلوگیری از تأثیر حرارت بر سطح، مخصوصاً در قطعات حساس.
- منبع نور با طیف قابل تنظیم: در برخی موارد مشاهده با طیف‌های مختلف نور (سفید، زرد، آبی) می‌تواند به دیدن ترک‌های سطحی یا تغییرات سطحی کمک کند.
- آینه‌های بازرسی و لوله‌های بازرسی (Borescope/Endoscope): برای دسترسی به مناطق محدود، زوایا و سطوح داخلی که دید مستقیم ممکن نیست. انواع ساده آینه تا بوئرسکوپ‌های نوری یا ویدئویی مجهز به نور داخلی.
- عدسی‌ها و لوپ‌ها (Loupe): لوپ‌های دستی با بزرگنمایی 3x تا 10x برای بررسی جزئیات سطحی مانند ترک‌های ریز، گسست‌های نقطه‌ای و ناپیوستگی‌های ریز. لوپ‌های با نور داخلی یا LED مزیت دارند.
- آفتاب‌گیر (shade) یا صفحه سفید مرجع: برای مقایسه رنگ، براقی و شناسایی تغییرات رنگ که نشان‌دهنده اکسیداسیون یا تغییر متالورژیکی باشد.
۴. ابزارهای اندازه‌گیری و گِیج‌ها (Gauges) اندازه‌گیری هندسی و ابعادی جوش بخشی از بازرسی چشمی است. ابزارهای اندازه‌گیری دقیق به بازرس امکان می‌دهند تا ابعاد ریشه، تاج، پاس‌ها و سایر ویژگی‌ها را با معیارهای طراحی مقایسه کند.
- گِیج جوش (Welding Gauge): انواع استاندارد شامل اندازه‌گیری ارتفاع تاج (reinforcement), عمق نفوذ، عرض شیار (bevel), زاویه شیار و سایر پارامترها. نمونه‌هایی مانند Fillet Weld Gauge، V-Groove Gauge، و Multifunction Weld Gauge.
- کولیس (Caliper): دیجیتال یا مکانیکی برای اندازه‌گیری عرض و ارتفاع قسمت‌های مرتبط با جوش.
- میکرومتر: برای اندازه‌گیری ضخامت قطعات در حوزه‌هایی که دقت بالاتر لازم است.
- قلم عمق‌سنج (Depth Gauge): برای اندازه‌گیری عمق نفوذ یا عدم نفوذ (همچنین برای اندازه‌گیری عمق شیرجوش‌ها یا پیت‌ها).
- گونیومتر (Inclinometer) و یا شابلون‌های زاویه: برای بررسی زاویه شیار و انطباق با طراحی.
- خط‌کش‌های فلزی، شابلون‌های جوش و فولدرهای استاندارد: به منظور مقایسه مستقیم ابعاد و پروفیل جوش.
۵. ابزارهای تصویربرداری و ثبت نتایج ثبت تصویری برای گزارش‌دهی و بازبینی‌های بعدی ضروری است. تصاویر با کیفیت می‌توانند به پیگیری نقص‌ها، فراهم آوردن مدرک و مقایسه قبل و بعد از تعمیر کمک کنند.
- دوربین دیجیتال یا DSLR: ترجیحاً با قابلیت ماکرو برای ثبت جزئیات سطحی. تنظیمات مانند عمق میدان، نور و دقت پیکسل مهم‌اند.
- دوربین‌های صنعتی و ابزارهای ویدئویی: برای محیط‌های صنعتی، دوربین‌های مقاوم و ضدانفجار (در محیط‌های قابل اشتعال) در صورت نیاز.
- بوئرسکوپ/اندوسکوپ و دوربین‌های بافیبر: برای دسترسی تصویری به فضاهای داخلی و نقاط کور، بعضی مدل‌ها امکان ضبط و ذخیره تصاویر و فیلم را فراهم می‌کنند.
- تجهیزات ثبت و گزارش‌دهی الکترونیکی: تبلت‌ها یا نرم‌افزارهای بازرسی که امکان عکس‌گذاری، برچسب‌گذاری، وارد کردن پارامترها و تولید گزارش‌های منظم را فراهم می‌کنند. برخی نرم‌افزارها قابلیت امضا و ارسال مستقیم گزارش را دارند.
- میکروسکوپ دستی دیجیتال: برای بزرگنمایی عکس‌برداری و اندازه‌گیری جزئیات ریز سطحی در محل.
۶. لوازم آماده‌سازی سطح برای مشاهده صحیح نقص‌ها لازم است سطح جوش تمیز، بدون رنگ، چربی یا رسوب باشد. آماده‌سازی نامناسب می‌تواند عیوب را پنهان یا ظاهر غلط ایجاد کند.
- برس سیمی و برس‌های غیرآلیاژی: برای حذف سرباره، اکسیدها و آلودگی سطحی. باید از برس‌هایی استفاده شود که باعث ایجاد مواد ناخالص بر سطح نشوند.
- اسکراپر و ابزار تراش: برای برداشتن سرباره و پوسته‌ها در سطوح.
- پاک‌کننده‌ها و حلال‌ها (مانند الکل ایزوپروپیل، تینرهای مخصوص): برای پاک‌سازی روغن، گریس و آلودگی‌های آلی.
- پارچه‌های بدون پرز: جهت پاک کردن سطح بدون ایجاد نخ یا پرز که ممکن است تشخیص را مختل کند.
- سنگ فیبری و سنباده: برای لطیف‌سازی لبه‌ها یا نمایش نمایش سطحی مشخص اما باید با دقت استفاده شوند تا سطح بیش از حد تغییر نکند و شرایط نمونه را دستکاری نکند.
۷. لوازم ایمنی و تجهیزات حفاظتی بازرس حین بازرسی نیز باید اصول ایمنی رعایت شود، چرا که محیط‌های جوشکاری اغلب با خطرات حرارتی، شیمیایی و مکانیکی همراه هستند.
- عینک ایمنی یا عینک محافظ با فیلترهای مناسب: برای جلوگیری از پاشش ذرات و براده‌ها.
- ماسک تنفسی یا نیم‌ماسک (در صورت وجود بخارات یا ذرات معلق): هنگام استفاده از حلال‌ها یا کار در محیط‌های پرگرد و غبار.
- دستکش مناسب: برای جلوگیری از بریدگی و تماس با مواد شیمیایی یا سطوح داغ.
- کلاه ایمنی و کفش ایمنی: در محیط‌های کارگاهی و نصب.
- حفاظ‌های صوتی: در محیط‌های پر سر و صدا.
- چراغ پیشانی و جلیقه با دید بالا: برای بازرسی در محیط‌های کم‌نور یا محدود.
- محافظ صورت: در صورت وجود خطر پاشش یا فرار ذرات یا مواد داغ.
۸. ملزومات و تجهیزات جانبی
- نوار اندازه‌گیری (Tape measure): برای اندازه‌گیری طولی مفاصل و قطعات.
- برچسب‌ها و مارکرها: برای علامت‌گذاری نواحی معیوب و ثبت شماره‌ها و نشانه‌ها بر روی قطعات یا نقشه‌ها.
- دفترچه بازرسی و فرم‌های استاندارد: جهت ثبت مشاهدات، پارامترها و نتیجه‌گیری بر اساس قالب‌های مشخص.
- چراغ‌های قابل حمل و قابل شارژ: مخصوصاً در محل‌های دورافتاده یا کار در ارتفاع.
- کیت‌های نگهداری برای ابزارها: شامل باتری یدک، عدسی‌های اضافی، پارچه‌ها و مواد پاک‌کننده.
- تجهیزات ارتباطی: برای هماهنگی با تیم‌های دیگر هنگام نیاز به تعمیرات فوری یا تست‌های تکمیلی.
۹. استانداردها و دستورالعمل‌های مرجع بازرسی چشمی باید بر اساس دستورالعمل‌ها و کدهای معتبر انجام شود تا یکنواختی و قابلیت پذیرش در سطح صنعت حاصل شود. برخی استانداردهای مهم عبارت‌اند از:
- ASME Section V (برای روش‌های آزمون غیرمخرب، شامل VT به عنوان بخشی از فرآیند کلی)
- AWS D1.1 (برای جوشکاری فولاد ساختمانی، شامل آیین‌نامه‌های بازرسی دیداری و معیارهای پذیرش)
- ISO 17637 (توصیه‌ها برای VT جوش فلزات — رویه‌ها و الزامات)
- EN 13018 (برای بازرسی جوش — روش‌ها و معیارها در برخی صنایع اروپایی)
- استانداردها و مشخصات داخلی شرکت‌ها و پروژه‌ها: نقشه‌ها، مشخصات فنی و جداول پذیرش که باید قبل از بازرسی مطالعه شوند. آشنایی بازرس با استانداردهای مرتبط، روش انجام بازرسی، شرایط محیطی مجاز (مانند حداقل روشنایی)، و معیارهای پذیرش برای انواع نقص‌ها ضروری است.
۱۰. شرایط محیطی و پیش‌نیازها برای به دست آوردن نتایج قابل اتکا باید شرایط محیطی کنترل شوند:
- سطح نور محیط: استانداردها معمولاً حداقل‌های روشنایی مورد نیاز را ذکر می‌کنند (مثلاً 300 لوکس برای برخی از بازرسی‌ها یا مقدار مناسب براساس استاندارد مربوطه).
- تمیز بودن سطح: جوش باید از رنگ، روغن و سرباره پاک باشد مگر اینکه دستورالعمل خاصی اجازه دهد.
- دمای محیط و قطعه: در برخی موارد اختلاف دما می‌تواند باعث تغییرات ظاهری شود؛ باید از شرایط بحرانی یا تأثیرگذار آگاه بود.
- دسترسی و وضعیت قطعه: قطعات باید در موقعیت مناسب برای مشاهده قرار گیرند یا از ابزارهای کمکی مانند آینه یا اندوسکوپ استفاده شود.
۱۱. آموزش و صلاحیت بازرس داشتن تجهیزات کافی به تنهایی کافی نیست؛ بازرس باید آموزش‌دیده و دارای صلاحیت مناسب باشد:
- دوره‌های آموزشی بازرسی VT و آزمون‌های تئوری و عملی.
- گواهینامههای مرتبط مانند ASNT Level I/II یا گواهینامههای تخصصی محلی و بین‌المللی.
- تسلط بر خواندن نقشه‌های جوش، درک مشخصات، و تجربه در محیط‌های کاری متنوع.
- مهارت در استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری و تصویربرداری و نگارش گزارش‌های فنی.
۱۲. روش نمونه‌کار و روال بازرسی چشمی یک روال متداول برای بازرسی چشمی می‌تواند شامل مراحل زیر باشد:
- بررسی مستندات: نقشه، مشخصات جوش، استانداردهای پذیرش.
- آماده‌سازی محل: پاک‌سازی جوش، تأمین روشنایی کافی و ایمنی.
- مشاهده اولیه: بررسی کلی برای یافتن ناپیوستگی‌های واضح و تشخیص نواحی مشکوک.
- بررسی دقیق با ابزار کمکی: استفاده از لوپ، کولیس، گِیج و دوربین برای ثبت مشاهدات.
- علامت‌گذاری نواقص: نشانه‌گذاری دقیق برای پیگیری و بررسی بیشتر.
- مستندسازی: ثبت تصاویر، ابعاد و شرح نقص.
- گزارش‌نویسی: نتیجه‌گیری بر اساس معیارهای پذیرش یا ارجاع به آزمون‌های غیرمخرب دیگر.
- پیگیری: در صورت نیاز به تعمیر یا تست‌های تکمیلی، هماهنگی با تیم مربوطه.
۱۳. نکات کلیدی برای بهبود دقت بازرسی چشمی
- استفاده از منابع نور با کیفیت و امکان تنظیم جهت و شدت نور.
- بررسی از زوایا و فواصل مختلف برای جلوگیری از خطاهای دیدی ناشی از بازتاب.
- استفاده از لوپ یا میکروسکوپ دستی برای بازبینی جزئیات کوچک.
- مستندسازی دقیق و استاندارد تصاویر (راهنمای نگه داشتن زاویه و مقیاس در عکس‌ها).
- شناسایی و تفکیک بین عیوب واقعی و علائم ناشی از عملیات سطحی یا آلودگی.
- به‌روزرسانی مداوم مهارت‌ها و دانستن محدودیت‌های روش VT.
نتیجه‌گیری بازرسی جوش به روش چشمی یک ابزار اساسی و ضروری در کنترل کیفیت فرآیندهای جوشکاری است که می‌تواند عیوب سطحی و ناهماهنگی‌های هندسی را به‌سرعت شناسایی کند و مسیر تصمیم‌گیری برای آزمایش‌های غیرمخرب تکمیلی یا تعمیر را فراهم آورد. اما دقت و اعتبار این روش به شدت وابسته به استفاده از تجهیزات مناسب، شرایط محیطی مطلوب، و تخصص بازرس است. بدین جهت تهیه و نگهداری چراغ‌های با کیفیت، لوپ‌ها و میکروسکوپ‌های دستی، گِیج‌های استاندارد، ابزارهای تصویربرداری و لوازم آماده‌سازی سطح همراه با رعایت استانداردها و آموزش‌های لازم، از ارکان حیاتی یک برنامه مؤثر بازرسی چشمی به شمار می‌آیند. با پیروی از رویه‌های صحیح، مستندسازی کامل و استفاده از تجهیزات مناسب می‌توان از قابلیت اطمینان و کیفیت اتصال‌های جوشی اطمینان حاصل کرد و هزینه‌ها و ریسک‌های ناشی از نقص‌های پنهان را کاهش داد.