اختبار الجسيمات المغناطيسية للحامات — متطلبات D1.1:2025
يخضع اختبار الجسيمات المغناطيسية للحامات لمعيار AWS D1.1:2025 Clause 8.10 مع القبول وفقًا لـ Table 8.1، وإجراء ASTM E3024/E3024M الإلزامي وفقًا لـ Clause 8.14.4، واعتماد موظفي NDT Level II وفقًا لـ Clause 8.14.6 — مثل UT، ينطبق MT فقط عندما تنص وثائق العقد على ذلك.
ما الذي يكتشفه MT في اللحام
يكشف اختبار الجسيمات المغناطيسية عن الانقطاعات السطحية وتحت السطحية بقليل في المواد المغناطيسية الحديدية — الفولاذ الكربوني، الفولاذ منخفض السبائك، الفولاذ المقاوم للصدأ الفيريتي — والتي تكون صغيرة جدًا أو ضيقة جدًا أو موجهة بشكل يصعب العثور عليه عن طريق الفحص البصري وحده. تقوم الطريقة بمغنطة منطقة الاختبار وتطبيق جسيمات مغناطيسية حديدية دقيقة على السطح؛ وعند أي انقطاع يقطع مسار التدفق المغناطيسي، يقوم التدفق المتسرب بحجز الجسيمات في مؤشر مرئي.
يعتمد عمق الكشف العملي على تقنية المغنطة، ونوع التيار، ونفاذية المادة، ولكن التغطية النموذجية للسطح وما تحت السطح تكون في حدود بضعة مليمترات من السطح. الشقوق الضيقة التي تخترق السطح — بما في ذلك الشقوق الساخنة، وشقوق الهيدروجين عند طرف لحامات fillet welds، والتمزقات الصفائحية في وصلات T-joints — هي الأهداف الكلاسيكية لـ MT في فحص اللحام.
لا يعمل MT على الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، أو الألومنيوم، أو النحاس، أو النحاس الأصفر، أو غيرها من المواد غير المغناطيسية. بالنسبة لتلك المواد، استخدم اختبار السوائل النافذة (PT) وفقًا لـ Clause 8.14.5.
موقع MT في D1.1 Clause 8
يضع AWS D1.1:2025 اختبار الجسيمات المغناطيسية ضمن Part C من Clause 8 (معايير القبول) تحت Clause 8.10 بالاشتراك مع اختبار السوائل النافذة (PT). إجراء MT تحديدًا يوجد في Part D (الإجراءات) تحت Clause 8.14.4. أما تأهيل الأفراد لأي طريقة NDT، بما في ذلك MT، فيوجد في Clause 8.14.6.
وفقًا لنص Clause 8.10: "يجب تقييم اللحامات التي تخضع لـ MT أو PT على أساس معايير القبول في 8.10.1. ويجب إجراء الاختبار وفقًا لـ 8.14.4 أو 8.14.5، أيهما ينطبق." لذا فإن Clause 8.10 يحدد جانب القبول؛ و Clause 8.14.4 يحدد الجانب الإجرائي؛ ومعًا يحددان المتطلبات الكاملة لـ MT على اللحامات تحت D1.1.
متى يكون MT مطلوبًا
وفقًا لصياغة Clause 8.6.4 (اختبارات NDT المحددة بخلاف البصري)، يتم تحديد NDT — بما في ذلك اختبار الجسيمات المغناطيسية — بواسطة وثائق العقد المقدمة للمزايدين. لا يوجد متطلبات عامة شاملة في D1.1 تقضي بضرورة اختبار جميع اللحامات بواسطة MT. يحدد المهندس في كل مشروع ما إذا كان MT مطلوبًا، وعلى أي لحامات، وفي أي مرحلة، وبأي مستوى قبول.
تشمل مواصفات المشروع الشائعة التي تتطلب MT على اللحامات: لحامات tack welds قبل تغطيتها بالمسارات النهائية، ومسارات الجذر (root passes) في لحامات CJP groove welds الحرجة، وحفريات الإصلاح التي توشك على إعادة اللحام، ولحامات fillet welds في الوصلات المحملة ديناميكيًا حيث قد تنتشر شقوق الأطراف السطحية تحت الحمل الدوري، وأي لحام في عروة رفع أو ملحق لعضو حرج للكسر.
وفقًا لـ Clause 8.6.5، إذا لم يكن NDT بخلاف البصري موجودًا في العقد الأصلي ولكن طلبه المالك لاحقًا، يكون المالك مسؤولاً عن التكاليف المرتبطة ما لم يكشف الاختبار عن محاولة احتيال أو عدم مطابقة جسيم للكود — وفي هذه الحالة تكون أعمال الإصلاح على نفقة المقاول.
إجراء MT: معيار ASTM E3024 (إلزامي) و ASTM E709 (إرشادي)
وفقًا لنص Clause 8.14.4: "عند استخدام MT، يجب أن يكون الإجراء والتقنية متوافقين مع ASTM E3024/E3024M، ويجب أن يكون معيار القبول متوافقًا مع Clause 8, Part C، من هذا الكود." لذا فإن D1.1:2025 يفرض ASTM E3024/E3024M للإجراء.
يتم الرجوع إلى معيار ASTM E709 الأقدم ("دليل قياسي لاختبار الجسيمات المغناطيسية") فقط في Commentary C-8.14.4 كإرشادات معلوماتية: "ASTM E709 هو دليل قياسي ويمكن استخدامه للمعلومات بالاقتران مع E3024/E3024M." هذا ارتباك شائع لدى الممارسين — حيث يتم الاستشهاد بـ E709 على نطاق واسع في مواصفات المشاريع القديمة ووثائق الورش، ولكن المرجع الإلزامي الحالي لـ D1.1:2025 هو E3024/E3024M، وليس E709.
“إذا كانت مواصفات مشروعك لا تزال تستشهد بـ ASTM E709 كإجراء MT إلزامي لأعمال D1.1، فقد تمت كتابة تلك المواصفات بناءً على إصدار أقدم من الكود. يفرض D1.1:2025 Clause 8.14.4 معيار E3024/E3024M؛ أما E709 فهو للمعلومات فقط وفقًا لـ Commentary C-8.14.4.”
D1.1:2025 Clause 8.14.4 + Commentary C-8.14.4
تقنيات MT الشائعة
ضمن إجراء E3024، هناك عدة تقنيات نموذجية لفحص اللحام:
- طريقة Yoke (AC أو DC) — الأكثر شيوعًا لفحص اللحام الميداني. يطبق نير كهرومغناطيسي محمول مجالاً مغناطيسيًا عبر نقطتي تلامس. محمولة، سريعة، ولا يوجد خطر من حدوث ضربات قوس (arc strikes) على الجزء. التقنية المهيمنة لـ MT في الموقع على اللحامات الإنشائية.
- طريقة Prod — يتم تمرير التيار عبر الجزء عبر قطبين (prods). حساسية عالية ولكنها مرتبطة تاريخيًا بخطر ضربات القوس عند نقاط تلامس القطب؛ تقيد العديد من المواصفات أو تحظر استخدام prods على الأعضاء الحرجة.
- الرطب المستمر (Wet continuous) — يتم تطبيق الجسيمات المعلقة في حامل سائل أثناء تشغيل تيار المغنطة. أعلى حساسية، تستخدم للفحص الخاضع للرقابة في الورش للمكونات الحرجة؛ أقل عملية للاستخدام الميداني.
- الجاف المستمر (Dry continuous) — جسيمات جافة يتم رشها على السطح أثناء المغنطة. شائعة مع اختبار yoke للأعمال الميدانية حيث يكون التعامل مع الحمام الرطب غير عملي.
تأهيل المفتش
وفقًا لـ Clause 8.14.6.1، يجب أن يتم اعتماد موظفي NDT الذين يجرون اختبارات بخلاف البصري كـ NDT Level II في طريقة وتقنية الاختبار، أو كـ NDT Level I يعمل تحت إشراف NDT Level II. يقوم مفتش Level II بتفسير المؤشرات وتقييمها مقابل معايير القبول والتوقيع على سجل الفحص.
وفقًا لـ Clause 8.14.6.2، يتبع الاعتماد القائم على صاحب العمل إما الممارسة الموصى بها ASNT SNT-TC-1A أو ANSI/ASNT CP-189. يجب أن يتم اعتماد أفراد Level I و II بواسطة Level III. وفقًا لـ Clause 8.14.6.3، تشمل خيارات الاعتماد من طرف ثالث برنامج ASNT Central Certification Program (ACCP)، و ASNT CP-9712، و CAN/CGSB-48.9712، و ISO 9712. وفقًا لـ Clause 8.14.6.5، يُعفى موظفو NDT الذين يجرون عمليات التفتيش بموجب 8.14.6 من متطلبات AWS QC1 (CWI) — لا يحتاج مفتش MT إلى CWI لإجراء MT في وظيفة D1.1، على الرغم من أن الكثيرين يحملون كلا الاعتمادين.
للمقارنة جنبًا إلى جنب بين اعتمادات CWI و ASNT، راجع مرجع CWI مقابل ASNT Level 2.
MT مقابل PT مقابل UT — مصفوفة القرار
| العامل | MT (Clause 8.10 / 8.14.4) | PT (Clause 8.10 / 8.14.5) | UT (Clause 8.15) |
|---|---|---|---|
| الكشف | سطحي + تحت سطحي بقليل | سطحي فقط (مفتوح للسطح) | حجمي (كامل السماكة) |
| المادة | مغناطيسية حديدية فقط | أي مادة غير مسامية | أي مادة صلبة |
| السرعة | سريع (yoke 30-60 ثانية/وصلة) | أبطأ (دورة 5-30 دقيقة: تنظيف/نافذ/انتظار/مظهر) | متوسط (يعتمد على طول اللحام) |
| المعدات | Yoke أو prod، جسيمات | نافذ + منظف + مظهر | جهاز UT + محول طاقة + مادة اقتران |
| مرجع الإجراء | ASTM E3024/E3024M وفقًا لـ 8.14.4 | ASTM E165/E165M وفقًا لـ 8.14.5 | وفقًا لـ Clause 8.15 + Annex H لـ PAUT |
| مرجع القبول | Table 8.1 وفقًا لـ 8.10.1 | Table 8.1 وفقًا لـ 8.10.1 | Tables 8.2, 8.3 وفقًا لـ Clause 8.15 |
| المفتش | NDT MT Level II | NDT PT Level II | NDT UT Level II (+ 320 ساعة لـ PAUT) |
| الأنسب لـ | الشقوق عند أطراف fillet، تحقق حفر الإصلاح، اللحامات الإنشائية الفيريتية | الشقوق السطحية على الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم، التحقق من إحكام السطح ضد التسرب | العيوب الداخلية في لحامات CJP groove welds، المقاطع السميكة |
معايير قبول MT (Clause 8.10.1)
وفقًا لـ Clause 8.10.1: "يجب أن تستوفي جميع مؤشرات MT و PT متطلبات القبول في Table 8.1." لذا يطبق مفتش MT نفس معايير Table 8.1 المستخدمة للفحص البصري — مع إضافة قاعدتين رئيسيتين للتصنيف بواسطة Clause 8.10.1:
- الانقطاع الخطي (Linear discontinuity): يُعرف بأنه الانقطاع الذي يتجاوز طوله ثلاثة أضعاف عرضه. وفقًا لـ 8.10.1(1)، يجب اعتبار الانقطاعات الخطية مساوية لحجم وشكل المؤشر نفسه.
- الانقطاع المستدير (Rounded discontinuity): يُعرف بأنه الانقطاع الذي يكون طوله ثلاثة أضعاف عرضه أو أقل. قد يكون مستديرًا أو غير منتظم وقد يكون له ذيول. وفقًا لـ 8.10.1(2)، قبل التفسير، يجب إزالة الوسيط (الجسيمات لـ MT، والمظهر لـ PT) للقياس الدقيق.
وفقًا لـ Clause 8.10.2، يُسمح بإنهاء الأسطح لتحسين إمكانية اكتشاف الانقطاعات باستخدام MT أو PT، بشرط أن تتوافق العملية مع Clause 7. هذه هي الطريقة التي تقوم بها الورش بشكل قانوني بتجليخ أطراف اللحام أو الأسطح لإزالة العوائق البصرية قبل MT — مع مراعاة حدود Clause 7 بشأن التجليخ في المعدن الأساسي أو حلق اللحام (weld throat).
وفقًا لـ Clause 8.11.1 (وقت الاختبار)، قد يبدأ MT فور تبريد اللحامات المكتملة إلى درجة الحرارة المحيطة — مع استثناء واحد حرج: تتطلب أنواع الفولاذ ASTM A514 و A517 و A709 Grade HPS 100W [690W] إجراء NDT بعد ما لا يقل عن 48 ساعة من اكتمال اللحام، للسماح للشقوق المتأخرة (الناتجة عن الهيدروجين) بالوقت الكافي للتطور قبل الفحص.
أدلة المعايير ذات الصلة
الأسئلة الشائعة
وفقًا لـ D1.1:2025 Clause 8.10، يعد اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) أحد طرق الاختبار غير الإتلافي المعترف بها لفحص اللحام. كما هو الحال مع الاختبار بالموجات فوق الصوتية بموجب Clause 8.15، لا يلزم MT إلا عندما يتم تحديده في وثائق العقد — فهو ليس تلقائيًا لجميع اللحامات. تتطلب مواصفات المشروع الشائعة MT على لحامات tack welds، ومسارات الجذر في لحامات CJP groove welds الحرجة، وحفريات الإصلاح، ولحامات fillet welds في الوصلات المحملة ديناميكيًا. يحدد المهندس متى يكون MT مطلوبًا لكل مشروع.
يكشف MT عن الانقطاعات السطحية وتحت السطحية بقليل (عادةً حتى عمق 3 مم تقريبًا، اعتمادًا على التقنية ونفاذية المادة) في المواد المغناطيسية الحديدية. تجعل الطريقة الشقوق الضيقة التي تخترق السطح مرئية عن طريق جذب الجسيمات المغناطيسية إلى تسرب التدفق عند الانقطاع — والعديد منها صغير جدًا أو مغلق بإحكام بحيث لا يمكن اكتشافه بصريًا. لا يعمل MT على الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، أو الألومنيوم، أو النحاس، أو غيرها من المواد غير المغناطيسية؛ بالنسبة لتلك المواد، استخدم اختبار السوائل النافذة (PT).
كلاهما يكتشف الانقطاعات التي تخترق السطح، لكن الفيزياء الأساسية تختلف. يقوم اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) بمغنطة الجزء ويكشف عن تسرب التدفق عند الانقطاعات — وهو يعمل فقط على المواد المغناطيسية الحديدية (الفولاذ الكربوني، الفولاذ منخفض السبائك، الفولاذ المقاوم للصدأ الفيريتي) ويكشف عن العيوب السطحية وتحت السطحية بقليل. أما اختبار السوائل النافذة (PT) فيسحب سائلًا نافذًا إلى الانقطاعات المفتوحة للسطح عن طريق الخاصية الشعرية، ثم يقوم المظهر بسحب النافذ مرة أخرى إلى السطح للتصور — يعمل PT على أي مادة غير مسامية (بما في ذلك الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي) ولكنه يجد فقط العيوب التي تخترق السطح. يستغرق PT وقتًا أطول لكل وصلة من MT ويلوث منطقة العمل.
وفقًا لـ D1.1:2025 Clause 8.14.6.1، يجب اعتماد موظفي NDT كـ NDT Level II (أو NDT Level I يعمل تحت إشراف NDT Level II) في طريقة وتقنية الاختبار المحددة. وفقًا لـ Clause 8.14.6.2، يتبع الاعتماد القائم على صاحب العمل إما ASNT Recommended Practice SNT-TC-1A أو ANSI/ASNT CP-189، مع قيام موظفي Level III باعتماد أفراد Level I و II. وفقًا لـ Clause 8.14.6.3، يمكن الحصول على شهادة من طرف ثالث من خلال ACCP، أو ASNT CP-9712، أو CGSB-48.9712، أو ISO 9712. يُعفى موظفو NDT الذين يجرون عمليات التفتيش بموجب Clause 8.14.6 من متطلبات AWS QC1 (CWI) وفقًا لـ Clause 8.14.6.5.
نعم. وفقًا لـ D1.1:2025 Clause 8.10.1، يجب أن تستوفي جميع مؤشرات MT و PT متطلبات القبول في Table 8.1 (معايير قبول الفحص البصري). يجب تقييم الانقطاعات بخلاف الشقوق على أنها إما خطية (الطول يتجاوز ثلاثة أضعاف العرض) أو مستديرة (الطول يساوي أو يقل عن ثلاثة أضعاف العرض). يجب اعتبار الانقطاعات الخطية مساوية لحجم وشكل المؤشر. يجب أن يتوافق إجراء MT نفسه مع ASTM E3024/E3024M وفقًا لـ Clause 8.14.4 (يتم الرجوع إلى ASTM E709 فقط كإرشادات معلوماتية في Commentary C-8.14.4 وهو ليس إلزاميًا).