وقد أصبح الاختبار غير التدميري العمود الفقري لضمان الجودة للمفاصل المحفورة في الهياكل الأساسية الحيوية تتراوح بين أجنحة الطائرات التجارية والجسور الصلبة التي تبلغ من العمر قرن، وخلافا للاختبارات التدميرية، التي تضحي بعينة، تتيح شركة NDT للمهندسين تقييم سلامة كل أضلاع وموادها المحيطة بالآلات دون إحداث أي ضرر.

تطور أساليب المكافحة الوطنية للتصحر لأغراض إقامة الشركات

وقد تطور التفتيش على المفاصل المضللة من عمليات التفتيش البصرية البسيطة ورسم المطرقات إلى نهج متطورة متعددة التقنيات، كما أن الاختبارات اليدوية التقليدية التي تستخدم مسبارات ذات عنصر واحد لا تزال تستخدم على نطاق واسع لأنها قابلة للتداول وفعالة لكشف عيوب الحجم، غير أنها يمكن أن تكون مستهلكة للوقت ومعتمدة على المشغلين، ولا سيما في عمليات الكشف عن المعادن الأرضية المعقدة مثل التواؤم مع التحلل.

علم رقمي وعلم الترجيص المحوسب

ويستعيض عن التصوير الرقمي بالأشعة السينية التقليدية بأجهزة الكشف عن الشظايا المسطحة التي تنتج صورا رقمية عالية الاستبانة، وبالنسبة للمفاصل المضللة، تكشف مادة الأشعة السينية عن شق داخلي، وثغرات، وتآكل تحت الرأس الضئيل أو في إطار صفائح متداخلة، كما أن القدرة على تعديل وتكبير مناطق محددة على شاشة الشاشة تجعل تحديد العيوب أكثر موثوقية من الصور الملتقطة.

الترميز تحت الحمراء: نُهج نشطة وعاطفية

ويكشف الترميز الحراري الخافت عن تغيرات في درجة الحرارة السطحية تشير إلى وجود خلل في سطح الأرض، وفي سياق المفاصل المضللة، يستخدم التحلل الحراري السلبي تغيرات في درجة الحرارة الطبيعية (مثلاً من التسيير أو الوصل الحراري) لتحديد المناطق التي تكون فيها السمعة الحرارية المختلفة ناجمة عن التآكل أو الاضطرابات الحرارية أو الارتدادية أو الارتداد السائلي.

Eddy Current Testing for Surface and Subsurface Flaws

ويستخدم اختبار الأشعة المغناطيسية الحالي (الكهرباء) عملية تحفيز الكهرومغناطيسي لكشف التغيرات في السلوكيات الكهربائية والقابلية للتشنج المغناطيسي، وبالنسبة للمفاصل المضللة، فإن الأشعة المميتة شديدة الحساسية للشقوق السطحي أو شبه السطحي، ولا سيما في المناطق التي تحجب فيها رؤوس الطيف البصري، كما أن الأجهزة الحديثة تستخدم صفائف تحتوي على عجلات متعددة لمسح منطقة واسعة النطاق في مرور واحد.

Ultrasonic Phased Array

إن مجموعة الأشعة فوق البنفسجية (UT PA) هي قفزة كبيرة على الصور التقليدية ذات العناصر الواحدة، حيث إن استخدام عناصر متعددة من الفكتيريا تتقيأ في أوقات مختلفة قليلا، يمكن أن تُنقل الشعاعات وتُركّز على نحو إلكتروني دون تحريك المسبار، وتستخدم صفائف مرحلية لتفتيش كامل خريف من موقع واحد مميّز.

رصد الانبعاثات الصوتية

(أ) رصد الانبعاثات الصوتية (AE) يستمع إلى موجات الإجهاد التي تطلق عندما تكون هناك تشوهات أو كراكات مادية، وفي المفاصل المثبتة، يمكن أيضاً أن يُلحق مفتشو الانبعاثات بالكشف بصورة دائمة أو مؤقتة عن الضرر الفعلي أثناء الخدمة، مثلاً أثناء اختبار تحميل الأدلة على جسر أو مكون للطائرات، يمكن للأجهزة الاستنفارية أن تحدد حجم الضجيج أو التي تمزقها.

Shearography for Disbond Detection

إن الأشعة الضوئية هي تقنية متقطعة عن سطح الطائرة، وهي تدابير تزييف سطحها تحت الضغط، وهي فعالة بوجه خاص في الكشف عن المزروعات في المفاصل والجلود، ولكنها يمكن أن تكشف أيضا عن وجود انحرافات وارتباطات بالقرب من الأضلاع في هياكل رقائقية، وتتطلب هذه الطريقة فراغا طفيفا أو ميزات حرارية في المكوّن، مما يتسبب في تشويه سطحي.

المواد الذكية وأجهزة الاستشعار المدمجة لرصد الصحة الهيكلية

وبالتوازي مع أوجه التقدم في مجال التكنولوجيا الرقمية المحمولة، أدى تطوير أجهزة الاستشعار الذكية التي تُدمج مباشرة داخل أو بالقرب من المفاصل المزروعة إلى تمكين الرصد المستمر للصحة الهيكلية، وتوفر هذه أجهزة الاستشعار بيانات آنية عن السلالات، والاهتزاز، ودرجة الحرارة، والتآكل، مما يقلل الحاجة إلى إجراء عمليات تفتيش دورية ويتيح الصيانة القائمة على الظروف، كما أن إدماج أجهزة الاستشعار في تصميمات القاحلة ذاتها هو مجال واعد نشط من مجالات البحث.

أجهزة الاستشعار فيبر براغ

فالأصابع البرقية المتحركة هي تغييرات دورية في الرقم القياسي للانتشار المقيد في الألياف البصرية، مما يعكس موجة محددة من الضوء تتحول إلى إجهاد ودرجات حرارة، ويمكن أن تُدرج صفيفة من طراز FBG في طبقة ثابتة من الفتح الممزق أو توضع على طول خط ضلع لرصد السلاسل المحلية.

Piezoelectric Sensors for Active Sensing

أجهزة الاستشعار الصاعقة التي تعمل في الآونة الأخيرة، مثل أجهزة التكسير ذات الصدر، يمكن للمهندسين أن يعملوا كمُلَكّفات وأجهزة استقبال في نظام SHM، بإيداع مجموعة من أجهزة التكتل الضوئية حول الأضلاع،

أجهزة الاستشعار اللاسلكية والأجهزة اللاسلكية

وتجنبا للحاجة إلى الأسلاك والبطاريات، تم تطوير أجهزة الاستشعار اللاسلكية المتسربة التي تعمل بالترددات اللاسلكية، والتي كثيرا ما تكون مستندة إلى تكنولوجيا تحديد الترددات، ويمكن وضعها تحت رؤوس الضباب أو في المسافات المتاخمة، وعندما يستجوبها قارئ يدوي أو هوائي مجهز بأجهزة لا تحمل أجهزة إنذار، فإنها تبلغ عن تغيرات في الارتداد أو الارتداد باللوتين.

التلقائية والروبوت في التفتيش المشترك

وقد عالج إدماج الروبوتات والآلات في مادة النيتروجين العديد من الجوانب الكثيفة العمالة المتمثلة في تفتيش العديد من الأضلاع في هيكل ما، ويمكن للطائرات الطائرات، والآلات الزحفية، والأسلحة المجهزة بمجسات متعددة أن تقوم بعمليات تفتيش أكثر اتساقا بكثير من مفتش بشري، لا سيما في البيئات الخطرة أو المحصورة، وتولد هذه النظم، مع برامج حاسوبية متطورة، توأمتين رقميتين مفصّتين تتابعتين لحالة كل هيكلية على مدى الحياة.

طائرات استطلاعية للتفتيش الجوي

وعلى الرغم من أن المركبات الجوية غير المأهولة المجهزة بكاميرات عالية الاستبانة، والصور الحرارية، وحتى أجهزة الاستشعار للاتصال فوق الصوتية قد تم نشرها لتفتيش المفاصل المضللة على الجسور، وأبراج النقل، والطائرات المتوقفة على متن الطائرات المصفحة، ويمكن للطائرات الآلية أن تحافظ على مسارات الطيران على طول خط قزحية، مما يستوعب آلاف الصور المتحركة التي تُصقَعَّت لاحقاً.

التسلق و القذف

يمكن للآليات التسلقية التي تستخدم الأشعة المكشوفة أو الأشعة المغنطية أن تقطع لوحات كبيرة وتُجري فحصاً آلياً للأشعة المقطعية، ويستخدم هذان الآليان عادة في صمامات سطو الطائرات ومستودعات التخزين، ويمكن تجهيزهما بعلامات متطورة من الأشعة فوق البنفسجية أو صفائف من الطيف الحالي المضغط على الجلد مع الضغط المتحكم به.

تعليم الآلات لتفسير البيانات

ومن شأن الكمية الضخمة من البيانات التي تنتجها نظم الصيانة الآلية أن تؤدي إلى زيادة عدد محلليها البشرية دون التشغيل الآلي، كما أن نماذج التعلم من الآلات، ولا سيما الشبكات العصبية المولدة للثورة، قد تم تدريبها لتحديد وتصنيف العيوب في المفاصل المضللة من الرسوم البيانية والصور غير المباشرة، والمسحات الفوقية، ويمكن لهذه النماذج أن تتعلم التمييز بين الملامس الجغرافية (مثل الأضلاع).

دراسات الحالة والتطبيقات العالمية الحقيقية

وقد تبين أثر هذه الابتكارات في العالم الحقيقي في عدة تطبيقات عالية الجودة، وفي الفضاء الجوي، أدى إدخال صفيفة تدريجية من نظام التفتيش الرقمي إلى تقليص فترات التفتيش على خطوط الغطس في البوينغ 787، بما يزيد على 50 في المائة مقارنة بالطرق السابقة، وقد أدت القدرة على التقط صور متطورة على أرضية المتاجر إلى اكتشاف عيوب في التصنيع مثل ثقوب الارتفاعية الكبيرة أو أجهزة الحرق التي يمكن أن تؤدي إلى حدوثها في وقت مبكر.

التحديات والحدود

وعلى الرغم من التقدم المثير للإعجاب، فإن اعتماد هذه الأساليب المتقدمة في مجال النقل الجوي يواجه عدة عقبات، فالتكاليف لا تزال تشكل عاملا هاما: فنظام التفتيش الآلي الذي يحتوي على أجهزة الاستشعار المتعددة يمكن أن يتجاوز 000 200 دولار، كما أن تدريب الموظفين على تشغيله يزيد من النفقات، كما أن العديد من الشركات، ولا سيما مرافق الصيانة الأصغر، تعتمد على الأساليب التقليدية بسبب القيود المفروضة على الميزانية، وثمة تحد آخر يتمثل في إمكانية الوصول إلى المفاصلات المضجرة في التجمعات المعقدة.

الاتجاهات المستقبلية

وفي المستقبل، من المرجح أن تشكل عدة اتجاهات ناشئة العقد القادم من مادة النيتروجين للقطع المزروعة، وأن تصبح التكنولوجيا الرقمية المزدوجة أكثر انتشارا، وأن تدمج البيانات في الوقت الحقيقي من أجهزة الاستشعار الخاصة بالقذائف التسيارية، وأن تُجرى عمليات تفتيش دورية في نموذج موحد يُحاكي القوام والعمر المتبقي لكل مصانع، ويمكن أن توفر التطورات في الاستشعار الكمي حساسية لم يسبق لها مثيل في الميادين المغناطيسية، مما يتيح الكشف عن الشقوطات المستمرة في أعماق

خاتمة

أما الابتكارات في الاختبارات غير المدمرة للمشتركات الممزقة فقد حولت ما كان يوماً بطيئاً وكتيباً، وكثيراً ما تكون عملية ذاتية إلى نظام ذي سرعة عالية وثراء للبيانات، وزاد آلياً، ومن حيث الأشعة الرقمية والأشعة فوق الصوتية إلى أجهزة الاستشعار الضوئية المحتوية على الألياف، ومن ناحية أخرى، فإن الأدوات المتاحة للمهندسين في الوقت الحاضر لا تزال غير مسبوقة.