prof dr milo - poč · pdf filemetodama ispitivanja bez razaranja zbog svoje pouzdanosti i...

Prof dr Miloš D. Milovančević

Tehnička dijagnostika

KATEDRA ZA MAŠINSKE KONSTRUKCIJE I MEHANIZACIJU

Tehnička dijagnostika prslina – Zapreminsko ispitivanje

Tehnička dijagnostika 3 11. april 2008

Tehnička dijagnostika prslina

Radiografija

Ultrazvuk

Vrtložne struje

Teme o kojima ce biti reči



Ispitivanje

materijala

sa razaranjem

bez razaranja površinsko

zapreminsko



sa razaranjem bez razaranja

oštećenje uzorka

može se utvrditi greška i u

unutrašnjosti bez oštećenja

materijala

rezultati ne daju vernu sliku o

materijalu ugrađenom u

konstrukcije već o uzorku

mogu se uočiti greške, odrediti

njihov položaj, veličina i priroda

uzorci se moraju fino obraditi ne mogu se odrediti mehaničke

osobine

veoma skupa oprema



Ispitivanje bez razaranja - definicija

Upotreba neinvazivnih tehnika

sa ciljem da se odredi

integritet:

materijala

komponente ili

konstrukcije

ili kvantitativno izmere neke

karakteristike objekta naziva

se ispitivanjem bez razaranja



Osnovne karakteristike

Mogu se sprovoditi direktno na konstrukciji

moguce je sprovesti 100% kontrolu

isti objekat se može ispitivati sa više metoda

ili ponoviti ispitivanje

može se vršiti kontrola objekta u eksploataciji



mogu se pratiti kumulativni efekti uticaja greške

nije potrebna priprema objekta za sprovođenje

kotrole osim čišćenja

kontrola se često može sprovesti ne

zaustavljajući pogon

oprema za ispitivanje je u principu pokretna

Osnovne karakteristike



Ispitivanje bez razaranja - metode



Radiografija - Uvod

Radiografija je postupak

beleženja unutrašnjih i

spoljašnjih grešaka

trodimenzionalnih objekata na

dvodimenzionalnoj filmskoj

površini.



Radiografija - Uvod

Radiograf je trajni zapis u

obliku slike na filmu.

Da bi nastao radiograf

potreban je snažan izvor

energije, objekt ispitivanja i

film na kojem će ostati trajni

zapis.



Uređaji za radiografiju



U praksi su u upotrebi rentgenski aparati za:

1. Meko zračenje – za lake legure i čelike malih debljina

2. Jako zračenje – za čelike debljine do 120 mm

3. Veoma jako zračenje – za čelike do 500 mm

Uređaji za radiografiju



Princip rada

Katoda je spiralna volframova žica

Anoda je od bakra sa W-pločicom i

kanalom za proticanje tečnosti za

hlađenje anode, jer od celokupne

energije elektrona samo se 0.1%

pretvara u rentgenske zrake a

ostalo u toplotu



Princip rada

Radiografskom metodom mogu se ispitivati predmeti od čelika, debljine do 250 mm.



Intenzitet zračenja opada po dubini prozračavanog materijala po sljedećoj formuli:

, gdje je:

Io ...ulazni intenzitet zračenja

I ... intenzitet zračenja na izlazu iz materijala

d ... debljina prozračavanog materijala

m ... linearni koeficijent apsorbcije zračenja (slabljenja zračenja)



Šematski prikaz radiografske kontrole

zavarenih spojeva na cilindričnim

elementima

1. izvor zračenja, 2. zavareni element, 3. radiogram



Princip rada - primena



Izvori energije

Uobičajni izvori energije koji se koriste

u industriji su:

uređaji za X-zrake (najčešći)

Iridij 192

Kobalt 60

Cezij 137



Zračenje koje se koristi pri radiografskim

ispitivanjima se odlikuje manjim talasnim

dužinama ali velikom učestalošću, pa

stoga i velikom sposobnošću penetracije

u materijal.



Karakteristike X-zraka

energija zraka se smanjuje pri prolazu kroz materije, (što je veća

gustina materije time se više smanjuje energija)

sposobni su izazivati fotohemijske reakcije, što omogućava da

se registruje greška unutar materijala

sposobni su da izazivaju fluorescenciju nekih materijala, npr.,

ZnS(cink-sulfid), CaWO4(Calcium Tungstate),CdS(cadmium sufid) i druge

sposobni su da joniziraju gasove

imaju štetno dejstvo na žive organizme



Prednosti i nedostaci radiografije

Prednosti Nedostaci

zapreminska metoda opasnost po zdravlje ljudi i okoline

radiograf je trajni zapis geometrija objekta mora biti jednostavna

metoda primenjiva na veliki broj

raznih materijala (metali, nemetali)

zahteva visoki stepen stručnosti ispitivača

oprema je skupa i složena (uključuje i opremu

za razvijanje filmova)

greške laminarnog tipa (pukotine) se lako

mogu prevideti (ovisno o orijentaciji)



Primeri primene

Uobičajne primene radiografskog ispitivanja:

ispitivanje zavarenih spojeva

ispitivanje otkivaka i odlivaka



Radiograf kod zavarenih spojeva

Nalepljivanje – cold lap




Poroznost – porosity




Porozna gnezda – cluster porosity




Umetanje šljake – slag inclusions




Nedovoljna penetracija materijala

incoplete penetration – IP




Nekompletno sjedinjavanje - incomplete fusion




Uvlačenje – suck back




Umetanje volframa – tungsten inclusion



Zaključak

Metoda radiografskog ispitivanja

zauzima značajno mjesto među

metodama ispitivanja bez razaranja zbog

svoje pouzdanosti i trajnosti zapisa.



Ultrazvuk je treperenje materijalne

sredine sa učestalošću od 20 kHz,

pa i više. Treperenje sa takvom

učestalošću su neosetljiva za

čovečije uho, a imaju veliku

sposobnost prodiranja kroz čvrste,

tečne i gasovite materije.

Šta je to ultrazvuk?



Šta je to ultrazvuk?

Bazira se na činjenici da su

materijali dobri provodnici

zvučnih talasa

Brzina prostiranja

ultrazvuka zavisi od vrste

sredine, a u prvom redu od

elastičnih svojstava te

sredine i njene gustine

ULTRAZVUČNO ISPITIVANJE



Ultrazvučno ispitivanje

Visoko

frekventni

ultrazvučni

talasi se

reflektuju

nazad ili od

površine ili od

greške




Reflektovanu zvučnu energiju je moguće

očitati u funkciji vremena i ispitivač može da

vizualizuje poprečni presek ispitivanog dela i

da odredi dubinu greške od koje se zvuk

odbija




Na ekranu se nalazi

skala koja nam

omogućava očitavanje

dubine na kojoj se

nalazi greška. Da bi se

odredila dubina

greške, ultrazvuk se

šalje u materijal

periodično, a ne

kontinualno.




Ultrazvučni talasi koji padaju normalno na jednu površinu odbijaju se u suprotnom smjeru (nazad), tj. ugao odbijanja jednak je nuli.

Ako ultrazvučni talasi padaju pod nekim uglom na površinu, tada je odbojni ugao jednakupadnom.




Ultrazvučne glave rade na principu bilo

magnetostrikcije ili piezoelektričnog efekta.

Ultrazvučne glave su konstruisane prema

obliku ispitivanog materijala tako sa stvaraju:

-podužne,

-poprečne i

-površinske talase




Tehnika sa odvojenim ultrazvučnim glavama za emitovanje i prijem.




Neke od grešaka koje se mogu otkriti

ultrazvučnim ispitivanjem:

-pukotine (površinske i

potpovršinske),

-korozitet,

-odlepljivanje slojeva kod višeslojnih

materijala,

-stanjenje debljine stijenke kao

posledice trošenja i/ili korozije.



Metode ultrazvučnog ispitivanja

Metoda prozvučavanja

Impulsne eho metode, i

Rezonantne metode(sa rezonansom)



Metode ultrazvučnog ispitivanja

Šema ispitivanja ultrazvukom metodom prozvučavanja

1.predajna sonda

2.predmet

3.prijemna sonda

4.greška



Prednosti ultrazvučnog ispitivanja

Velika osetljivost,

velika moć prodiranja u homogenim materijalima,

tačnost u mjerenju položaja i veličine greške,

brzina ispitivanja,

mogućnost ispitivanja na osnovu pristupa samo jednoj površini ispitivanog komada



Nedostaci ultrazvučnog ispitivanja

relativno skupa i složena oprema

većina objekta mora biti odgovarajuće pripremljena

interpretacija rezultata ovisi o znanju i iskustvu ispitivača

priprema za ispitivanje može biti dugotrajna kod složenijih objekata ispitivanja



Prikaz C-slika

"C-slika" je

dvodimenzionalna

grafička

prezentacija na

kojoj su ehoi

diskontinuiteta ili

izmerene vrednosti

debljine zida,

predstavljeni kao

projekcija na ispitnu

površinu.

Softver "C-slike" za prikaz rezultata u realnom vremenu



Prikaz C-slika

Jedan od modela mobilnih ultrazvučnih uređaja ("Starmans") koji

podržava prikaz "C-slike", karakteristični izgled ehografa

u toku skeniranja i tip nosača – enkodera za ravne površine.



Sastav za ispitivanje ultrazvukom

Sastoji od ultrazvučnog uređaja, kablova, sondi i kontaktnog sredstva



Oblast primene

Ultrazvučno merenje kod aviona Ultrazvučno merenje debljine materijala



Oblast primene

Ultrasonic inspection in the laboratory Ultrasonic inspection on the platform



Vrtložne struje

Vrtložne struje nastaju indukcijom napona u provodniku kada se magnetno polje oko provodnika menja.

Do promene dolazi kada se provodnik kreće u const magnetnom polju ili kada provodnik miruje u promenljivom magnetnom polju

Postupak ispitivanja vrtložnim strujama

http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%98%D0%BD%D0%B4%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%98%D0%B0

http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%9D%D0%B0%D0%BF%D0%BE%D0%BD

http://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA&action=edit&redlink=1

http://sr.wikipedia.org/sr-el/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%BD%D0%BE_%D0%BF%D0%BE%D1%99%D0%B5



Vrtložne struje

Kada se naizmenična struja pusti kroz

provodnik, poput bakarne žice, stvara

se magnetno polje u i oko provodnika.

Ovo magnetno polje se širi sa porastom

naizmenične struje do maksimuma i

nestaje kada se struja smanji na nulu.

Ako se jos jedan električni provodnik

dovede u blizinu ovog promenljivog

magnetnog polja, struja će se

indukovati na taj drugi provodnik.



Vrtložne struje

vrtložne struje su

složene raspodele



Vrtložne struje

vrtložne struje su lokalizirane



Vrtložne struje

visoka vodljivost niska vodljivost

visoka frekvencija niska frekvencija

visoka permeabilnost niska permeabilnost



Vrtložne struje



Vrtložne struje

Vrtložne struje smanjuju se lameliranjem željezne jezgre - sastavlja

se od tankih međusobno izoliranih magnetskih limova.



Vrtložne struje

Vrtložne struje stvaraju gubitke

Gubici vrtložnih struja proporcionalni su

kvadratu frekvencije f i maksimalne

indukcije Bm

Specifični gubici sv se odrede se mjerenjem za 1kg

materijala, obično kod 50 Hz i 1.0 T



Vrtložne struje



Vrtložne struje

Referentni uzorci – karakteriziranog

sastava i strukture, geometrije, indikacija



Vrtložne struje



Vrtložne struje

Zaključci

-Vrtložne struje su prostorno lokalizirane

-Ovise o sastavu i strukturi materijala

-Vizualizacija ispitivanja koristi dijagram

impedancija



Hvala na pažnji

prof dr milo - poč · pdf filemetodama ispitivanja bez razaranja zbog svoje pouzdanosti i...

Documents