Nedestruktivní
defektoskopie
Technologie údržeb a oprav strojů
Obsah
Vizuální prohlídky
Kapilární metody
Magnetické práškové metody
Ultrazvukové metody
Radiodefektoskopické metody
Infračervené metody
Optická holografie
1
Vizuální prohlídka
Zpravidla se používá před všemi ostatními.
ostatními.
Vyžaduje dobrou zrakovou schopnost pracovníka.
Citlivost metody ovlivňuje jakost povrchu a intenzita
osvětlení.
osvětlení.
Metoda přímá – nevyžaduje nákladnou techniku
(čistý povrch, 60 cm prostoru, 500 lux, kvalifikace pracovníka EN
EN 473,
měřidla).
Metoda nepřímá – nepřístupné povrchy (k osvětlení a
přenosu obrazu se používají speciální zařízení - endoskopy)
Vizuální prohlídka - endoskopie
Boroskopy – pevný tubus - průměru sondy od 0,9 mm
v délkách od několika centimetrů až po 1,6 metru.
Fibroskopy – ohebný tubus - svazek optických vláken
(až 200000) -průměr tubusu se obvykle pohybuje
v rozpětí 2 (ultratenké třeba i 0,5 mm) až 13 mm a může
mít ohebný inspekční konec.
Videoskopy - Videoskopy
jsou v podstatě ohebné
endoskopy, kde je do
inspekčního konce
zabudován CCD snímač.
CCD snímače mají rozlišení
kolem 440000 pixelů.
pixelů.
V případě ultratenkých s
průměrem 3,9 mm 290000.
2
Fyzika
Kapilární nedestruktivní
defektoskopie
Povrch kapalin je jakoby pokryt tenkou
pružnou vrstvou – kulový tvar (bez vnější
síly)
Povrchové napětí a kapilární jevy souvisí s
kohezí (vzájemné působení přitažlivých sil
molekul
Kapilární metody jsou založeny na
vzlínavosti a smáčivosti detekční kapaliny
(penetrantu)
Pouze povrchové vady.
Možné použití pro všechny materiály kromě
porézních a materiálů reagujících s
penetrantem
Penetrant – schopnost závisí na viskozitě
povrchovém napětí, smáčivosti a nosném
prostředí
3
Technologický postup
Očištění povrchu součásti (voda, pára, mechanické,
chemické apod.)
Nanesení detekční kapaliny a její působení
(štětcem, stříkáním, ponořením, tlakový, vakuový způsob,
10 – 15 minut bez zaschnutí)
Odstranění přebytečné detekční kapaliny (nutno
oparně, aby zůstala ve vadách detekční kapalina)
Nanesení vývojky (vychází z jejich vlastností, štětcem,
stříkání – lepší citlivost metody)
Sledování výsledku zkoušky, vyhodnocení
(provádí se hned (velké vady) a po nějaké době 5 -20 min.
(malé vady))
Odstranění všech látek z povrchu součásti
4
Metody
Barevné indikace – bílé pozadí a červené
indikace – přírodní nebo umělé světlo.
Metody fluorescenční – zelená nebo
žlutozelená barva indikace, tmavé okolí vady –
ultrafialové světlo
Indikace
Liniové (souvislé x přerušované)
Okrouhlé indikace (plynové dutiny)
Shluk tečkovitých indikací
Rozptýlené indikace
Falešné indikace
Magnetická metoda prášková
Fyzika
Lze použít pouze pro feromagnetické materiály
(lze je zmagnetizovat)
Trhlina musí být na povrchu nebo těsně pod
povrchem (povrch může být natřen barvou)
Trhlina musí být kolno na magnetické pole
(ve směru průchodu elektrického proudu)
Detekce se děje na základě rozptylového toku
Využívá se stejnosměrná (větší hloubka – 5 – 10 mm)
magnetizace i střídavá magnetizace (hloubka
do 2 mm, ale lepší kopírování členitého povrchu)
5
B – magnetická indukce (Tesla) – hustota
magnetického toku
H – intenzita magnetického pole (A/m) – síla
magnetického pole
Trhlina kolmá k magnetickému toku nebo
souběžná s elektrickým proudem
6
Rozptylový tok
Techniky magnetizace
Magnetizace přímým průchodem proudu – cirkulární
Magnetizace pomocným vodičem – cirkulární
Magnetizace cívkou – podélná
Magnetizace elektrickým jhem - podélná
7
Technologický postup
Příprava zkoušeného předmětu – odstranění cizích
látek z povrchu (špína, rez, nátěr)
Magnetizace zkoušeného předmětu – podle
odpovídající normy – pozor na zkušební úsek
Nanesení zkušebního prostředku – prášek (černý, červený)
nebo suspenze – zpravidla během magnetování
Inspekce zkoušené plochy – UV světlo (1000 µW/mm2)
nebo obyčejné světlo (500 lux) – kontrastní látka
Registrace indikací a jejich posouzení
Demagnetizace a čištění
Falešné indikace
Vznikají:
při velké změně tloušťky,
v okolí elektrod,
při přesycení magnetickým tokem,
na rozhraní austenitu a feritu,
na rozhraní tepelně zpracovaného pásma.
Ověření:
demagnetizace a nová zkouška,
jiná zkouška NDT,
metalografdickým výbrusem.
8
Ultrazvuková metoda
Fyzika
Jedná se o mechanické vlnění (podélné – příčné
– ohybové – objemové – povrchové)
Základní vztahy
Rychlost šíření c – podélná vlna
Ocel
Hliník
Plexi
5920 m/s
6300 m/s
2730 m/s
Rychlost šíření c – příčná vlna
Ocel
Hliník
3250 m/s
3140 m/s
Frekvence f – 1/T
Vlnová délka λ
λ=
c
f
9
Odraz a lom – pokud vlnění narazí na
rozdílné prostředí tak se část odrazí a část
prochází dále
Vlnění se popisuje hustotou energie (závisí
na čtverci amplitudy vlny), intenzitou (množství
energie na kolmou plochu) a akustickým tlakem
(je úměrný amplitudě rychlosti a akustického impedance)
Interference – šíří-li se více vlnění dochází
k jejich skládání – stojaté vlnění (bod s nulou
a maximální výchylkou – dvě stejné vlnění proti sobě)
Metody ultrazvukové defektoskopie
Metoda průchodová – vlnová délka UZ vln musí být
menší než
nejmenší požadovaná zjistitelná vada.
Materiály o velkém útlumu
Materiály se špatným odrazem
Lepené spoje
Nutný přístup z obou stran
Metoda odrazová – je nejpoužívanější a k vysílání a přijímání se
využívá stejná sonda.
Rezonanční metoda
– do materiálu se vysílají vlny
s proměnnou frekvencí až se
při stojaté vlně dostane do
rezonance – používá se pro
kontrolu lepených spojů,
dvojitosti plechů apod.
10
Nepravé indikace
echa, která nejsou způsobena defektem, ale
příčinou je geometrický tvar zkoušence
Zkoušení v imerzním prostředí
konstantní akustická vazba i pro členité součástky
různé vstupní úhly – možnost současného
prozvučování z více úhlů
imersní prostředí – např. voda
Imersní zkoušení
11
Radiodefektoskopické metody
V principu je to prozáření zkoušence vhodným
zdrojem a vyhodnocením zeslabení záření po
jeho průchodu.
Za prozařovaným předmětem vzniká plošný
obraz na fotocitlivém materiálu.
Hlavní přednost radiografie
spočívá v zobrazení výsledků
v reálném čase.
12
Je průkazná pro povrchové i vnitřní prostorové
vady.
Méně průkazná je pro vady plošné (trhliny, studené
spoje apod.)
Ionizující záření je lidskému organismu
nebezpečné. Práce s ním musí být povolena SÚJB.
SÚJB.
Rentgen
Rentgenové záření je ionizující elektromagnetické záření,
záření,
proud fotonů, o energii řádově desítek až stovek kV.
kV.
Typické rozmezí vlnových délek je 1010-12 µm.
Uměle lze rentgenové záření získat v rentgenové trubici
dopadem urychlených elektronů na anodu rentgenky.
Vysokonapěťový zdroj vytváří napětí řádově desítek až
stovek kilovoltů.
Anoda musí být dostatečně chlazená, neboť přibližně
99% příkonu se přemění na teplo a pouze 1% na
rentgenové záření.
Využívá se např. v rentgenové strukturní a spektrální
analýze, v lékařství, radiační chemii a defektoskopii.
13
Rentgenová kabina slouží k zajištění bezpečnosti
obsluhy přístroje (laboratoře
(laboratoře a rentgenové kobky)
kobky).
Kobky jsou konstruovány takovým způsobem, aby
nedocházelo k průniku záření ani v místech
zámků a klik, nebo okolo vstupních dveří.
Všechna taková pracoviště podléhají schválení
úřadem pro jadernou bezpečnost.
bezpečnost. Někdy se
rentgeny umísťují ve
speciální kabině, která je
z olověného plechu
příslušné tloušťky
plátované ocelovým
plechem.
14
PŘENOSNÝ RTG PŘÍSTROJ
Izotopový defektoskopický kryt
15
Infračervená defektoskopie
Vlnové délky 0,75 až 104 µm.
Lze zkouš
zkoušet materiá
materiál jaké
jakéhokoliv druhu – i plasty.
Hodí
Hodí se pro kontroly teplot pod 1000 K (vyšší
(vyšší
teploty jsou již
již ve viditelné
viditelném spektru).
Vada způ
způsobuje změ
změnu tepelné
tepelného toku nebo
zvýší
zvýší vyzá
vyzáření
ení tepla.
Při použ
použití
ití kamer se hovoř
hovoří o termovizi.
termovizi.
Je potř
potřeba sprá
správně
vně nastavit emisivitu materiá
materiálu.
16
Nedestruktivní
defektoskopie
Technologie údržeb a oprav strojů
17
Download

Nedestruktivní defektoskopie: magnetická, kapilární metoda, ultrazvuk