metode nerazornih ispitivanja - fsb online · pdf file1 metode nerazornih ispitivanja...
TRANSCRIPT
1
Metode nerazornih ispitivanja
non-destructive testing NDT
zerstörungs-freie prüfung ZfP
...strani nazivi:
defektoskopija
kontrola bez razaranja
...još i nazivi:
Doc.dr.sc. Damir Markučič
Nerazorna ispitivanja
u svrhu pronalaženja nepravilnosti
su vrlo značajna za praćenje kvalitete
u proizvodnjizavarivanje, odljevci, otkivci, strojne i toplinske obradbe, ...
i posebno tijekomeksploatacije
petrokemijska i energetskapostrojenja, nuklearna postrojenja,
pomorski objekti, transport, posude pod tlakom, ...
volumnih planarnih
nastalih uslijed tehnoloških ili eksploatacijskih uvjeta
2
Metode i tehnike nerazornih ispitivanja
a obzirom na specifičnosti načina provedbe ispitivanja na
TEHNIKE nerazornih ispitivanja
obzirom na fizikalne principe, nerazorna ispitivanja dijelimo na
METODE nerazornih ispitivanja,
vacuum, helijLT ispitivanje propusnosti
inertni plin (propusnost)
ovisno o vrsti penetranta...PT penetrantska
penetrant (kapilarni efekt)kontakt
akustička emisija, Impact Echo (IE)
AC, AE akustičkaakustički valovi
tehnike odjeka (PE), difrakcije (TOFD), ...
UT ultrazvučnaultrazvučni valovielastični valovi
magnetskim česticama, MFL, Barkhausen
MT magnetskamagnetsko polje
RFEC, ACPD, ACFM, ..ET (EC, vrtložne struje)
niskofrekventna polja
GPRradarskamikrovalovi
termovizija, lock-in termografija
IR termografskaIR valovi
direktna, RVIVTvizualnavidljivi dio spektra
radiografija, radioskopija, gamagrafija, XRD, XRF
RT radiografska (radijacijska)X i γ zračenjeelektromagnetski
valovi
TEHNIKEMETODAispitna strukturaNAČELO
3
Metode i tehnike nerazornih ispitivanja
Ovisno o primijenjenom fizikalnom principu i ispitnimparametrima (npr. osjetljivost, razlučivost) može se govoriti
Stoga se nerazorna ispitivanja primjenjuju u cilju
i o odzivu materijala (strukture).
pronalaženja nepravilnosti (pogrešaka) i
karakterizacije materijala
Detekcija nepravilnosti se temelji na
određenom odzivu od nepravilnosti.
Prikaz metoda nerazornih ispitivanja
Dvije posebno izdvojene metode
termografija / termovizija (IR),
vizualno ispitivanje / pregled (VT).
Volumne metode detekcija nepravilnosti u materijalu
ispitivanje ultrazvukom (UT),
radiografsko ispitivanje (RT).
Površinske metode detekcija površinskih nepravilnosti
ispitivanje penetrantima (PT),
ispitivanje magnetnim česticama (MT).
4
Ispitivanje penetrantima (PT)
Koraci primjene:
priprema površine - čišćenje
nanošenje penetranta - penetriranje
odstranjivanje viška penetranta s površine
nanošenje razvijača - razvijanje
završno čišćenje
Ispitivanje penetrantima (PT)
Obojeni penetranti(crveni)
5
Ispitivanje penetrantima (PT)
Fluorescentnipenetranti
Obojeni(crveni) penetrant
Primjeri indikacija za PT
6
Ispitivanje penetrantima (PT) - u “brojkama”
Zahtjevi / osjetljivosti / podjele / ostale tehnike:
pukotine šir. 1 µm, dub. 10 µm, dulj. 100 µm
čišćenje površine:mehanički, jetkanje, parno i kem. odmašćivanje, ....
odstranjivanje viška penetranta s površineVPP, OOP, PEP
uvjeti promatranja: (HRN EN ISO 3059)rasvjeta - min 500 lx; UV - min 1000 µW/cm2, max 20 lx
temperaturno područje primjene: 10o do 50oC
može i za ispitivanje propusnosti
HRN EN 571-1, HRN EN ISO 3452-2 i 3, HRN EN 1289
Ispitivanje magnetnim česticama (MT)
Crne i fluorescentne čestice
7
Ispitivanje magnetnim česticama (MT)
Ispitivanje magnetnim česticama (MT) - oprema
8
obojene - crvenemagnetne čestice.
Primjeri indikacija za MT
fluorescentnemagnetne čestice.
Primjeri indikacija za MT
9
Ispitivanje mag.česticama (MT) - u “brojkama”
Zahtjevi / osjetljivosti / podjele / ostale tehnike:
veličina čestica 0,1 µm do 10 µm
suhe i mokre čestice, uljne i vodene suspenzije (+dodaci)
temperaturno područje primjene; hrapavost površine
samo feromagnetski materijali !!!“tvrdi” - npr. martenzitni č., manji µ, veći Hi “meki” - npr. niskolegirani č., veći µ, manji H
uvjeti promatranja: (HRN EN ISO 3059) rasvjeta - min 500 lx; UV - min 1000 µW/cm2, max 20 lx
HRN EN ISO 9934-1 ...-3, HRN EN 1290, HRN EN 1291 ....
Ispitivanje ultrazvukom (UT)
ultrazvučni impulsi se reflektiraju odgranice dvaju sredstva različitihakustičkih impedanci
10
Ispitivanje ultrazvukom (UT)
mm Materijala
hds
0 2 4 6 8 10
Uređaji s A-prikazom
- vremenska os- amplituda signala
Ispitivanje ultrazvukom (UT)
∆ps
pk ⊥pk pk
pe
∆ps
pe
∆ps
L-val L i T-val T-val(T-val) (L-val)
ravna sonda dvostruka sonda kutna sonda
11
Ispitivanje ultrazvukom (UT)
pp pp
p1
p2
p tt td
detekcija nepravilnosti (reflektora) pomoću kutne sonde - tipično za ispitivanje zavarenih spojeva
Ispitivanje ultrazvukom (UT)
tehnike ultrazvučnog ispitivanja zavarenih spojeva
12
UT - mjerenje debljine stijenke
Ispitivanje ultrazvukom (UT) - u “brojkama”
Zahtjevi / osjetljivosti / podjele / ostale tehnike:
ravne sonde - L valovikutne sonde - T valovi
brzina ultrazvučnog impulsa u mat. = const.
osjetljivost u ispitnom materijalu proizlazi iz frekv.:v = λ * f (detektibilnost λ/2 = d npr. 0,3 mm)
f: od 2 do 10 MHz (1-20) v: od 2000 do 6500 m/s
prigušenje - mikrostruktura / veličina zrna
kontakt (sredstvo, površina)
HRN EN 583-1 ....-6, HRN EN 1712, 1713, 1714, ...
13
Radiografsko ispitivanje (RT)
X i γ zrake - elektromagnetski valovi, ionizirajuća zračenja....
10-16
kozmičke zrake
X - zrake vidljive radio valovi
λ (m)
ultraljubičaste zrake
infracrvene zrake
γ - zrake
10-14 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 1
X ili γ
r2r
Radiografsko ispitivanje (RT) - princip metode
....
X-zrake daju kvalitetnije radiograme od γ-zraka;
Prema zahtjevima EN normi primjenjuju se za debljine čelika do ≈40mm.
1
2
3
4
d 1
Id1
Id2
IG1IG3
IG2
I
d 2
G3
G2
G1
5
6
7
A B
A B
14
Radiografsko ispitivanje (RT)
Pomoću rendgen uređaja (X-zrake)- rendgenografija i radioskopija (real-time radiography)
Radiografsko ispitivanje (RT) - gamagrafija
Radioaktivni izotopi koji se koriste kao izvori ionizirajućeg zračenja: kobalt (Co 60), iridij (Ir 192), u zadnje vrijeme i selen (Se 75).
γ-zrake imaju veću prodornost od X-zraka te se u pravilu primjenjuju za prozračivanje većih debljina objekata (prema EN normama npr. za čelike preko 20 mm).
15
Radiografsko ispitivanje (RT) - radioizotopi+--------------------------- ISOTOPE DATA ---------------------------+¦ ** ELEMENT ** ¦¦Characteristic Cobalt Caesium Iridium Thulium ¦¦************** ****** ******* ******* ******* ¦¦ ¦¦Symbol Co Cs Ir Tm ¦¦Isotope 60 137 192 170 ¦¦Chemical form Co CsCl Ir Tm2 O3 ¦¦Half life 5.27 yrs 30.1 yrs 74.3 days 129 days¦¦Density (g/cm^3) 8.9 3.5 22.4 4 ¦¦Number of gamma quanta ¦¦ spectra lines 2 1 16 2 ¦¦Gamma quanta energies of 1.33 0.661 0.885 0.084 ¦¦ spectra lines (MeV) 1.17 0.785 0.052 ¦¦ 0.613 ¦¦ 0.604* ¦¦Half Value Layer (mm) ¦¦ Lead 12.5 6.4 6.3 -- ¦¦ Concrete 68.6 53.4 48.3 -- ¦¦Equivalent kV in ¦¦ X-ray tubes ¦¦ (effective voltage) 1250 670 590 84 ¦¦--------------------------------------------------------------------¦
Radiografsko ispitivanje (RT) - oprema
16
Radiografsko ispitivanje (RT) - radiogrami
Radiografsko ispitivanje (RT) - radiogrami
17
Radiografsko ispitivanje (RT) - radiogrami
Naljepljivanje – cold lap
Radiografsko ispitivanje (RT) - radiogrami
Poroznosti - porosity
18
Radiografsko ispitivanje (RT) - radiogrami
Gnijezda pora – cluster porosity
Radiografsko ispitivanje (RT) - radiogrami
Uključci troske - slag inclusions
19
Radiografsko ispitivanje (RT) - radiogrami
Nedovoljna penetracija meterijalaincomplete penetration, IP; lack of penetration, LOP
Radiografsko ispitivanje (RT) - radiogrami
Nepotpuno protaljivanje - incomplete fusion
20
Radiografsko ispitivanje (RT) - radiogrami
Uvlačenje - internal concavity, suck back
Radiografsko ispitivanje (RT) - radiogrami
Uključine volframa - tungsten inclusions
21
Mogućnosti NDT metoda
Mogućnosti NDT metoda
površina mora biti dostupnaotežana detekcija na hrapavim površinamadetaljna priprema površinesamo feromagnetski materijaliovisnost detekcije o orijentaciji defektapotredna demagnetizacija
prenosivostniža cijenadetekcija malih diskontinuitetarezultati trenutnoumjerena obukapovršinski i podpovršinski diskontinuitetibrzina
ISPITIVANJE MAGNETSKIM ČESTICAMA
samo površinski defektiotežana detekcija na hrapavim površinamadetaljna priprema površinepotreban direktan vizualni kontakt
prenosivostniža cijenadetekcija malih diskontinuitetakratko trajanje ispitivanjaminimalna obuka
ISPITIVANJE PENETRATIMA
samo površinski diskontinuitetisamo veliki diskontinuitetipogrešna interpretacija ogrebotina
niža cijenaprenosivosttrenutni rezultatiminimalna obukaminimalna priprema objekta
VIZUALNO ISPITIVANJE
OGRANIČENJAPREDNOSTIMETODA
22
Mogućnosti NDT metoda
opasnost po zdravlje ovisnost detekcije o orijentaciji defektavrlo visoka obučenost i iskustvo
prenosivostniža cijena od rendgenografijeinspekcija teško dostupnih dijelovapermanentni zapisminimalna priprema
GAMAGRAFIJA
opasnost po zdravljevisoka cijenamala brzinaovisnost detekcije o orijentaciji defektavrlo visoka obučenost i iskustvo
površinski i diskontinuiteti unutar materijalainspekcija teško dostupnih dijelovapermanentni zapisminimalna priprema
RENDGENOGRAFIJA
površina mora biti dostupnaotežana detekcija na hrapavim površinamaovisnost detekcije o orijentaciji defektavrlo visoka obučenost i iskustvozahtijeva kontaktni materijal
prenosivostniža cijenadetekcija malih diskontinuitetarezultati trenutnominimalna priprema objektaširoki raspon materijala i debljina
ULTRAZVUČNO ISPITIVANJE
OGRANIČENJAPREDNOSTIMETODA
Vizualno ispitivanje (RVI)
Direktne i indirektne tehnike. Pomoću posebne opreme, indirektno pristupamo i vizualno pregledavamo našemoku nedostupna mjesta.
23
Vizualno ispitivanje (RVI)
Vizualno ispitivanje (RVI)
24
Termografija
ispitivanja saćastih struktura na zrakoplovima
Termografija
ispitivanjaelektričnih sklopovai instalacija