Podsumowanie

JAK PRZEBIEGA BADANIE?

W praktycznej realizacji pierwszym etapem badania jest namagnesowanie przedmiotu inspekcji, na przykład przy użyciu elektromagnesu jarzmowego. W kolejnym kroku pokrywa się go proszkiem magnetycznym. Jego drobiny skupią się wówczas tam, gdzie występuje strumień rozproszenia. Gromadząc się w tych miejscach, proszek magnetyczny wskaże zatem, gdzie znajdują się skazy.

Używa się proszków różnego typu. Zwykle są to substancje kolorowe, które są widoczne w świetle widzialnym. Stosowane są też proszki fluorescencyjne albo ich mieszanki z proszkami barwnymi. Wówczas oględzin powinno się dokonywać w świetle ultrafioletowym.

Stosuje się dwie metody nanoszenia proszku na przedmiot inspekcji. W pierwszej namagnesowany obiekt jest nim posypywany. W drugiej zanurza się go albo polewa jego zawiesiną.

Badanie jakości połączeń spawanych

Jakość połączeń spawanych sprawdza się na kilka sposobów, na przykład przez badanie wizualne. Jest to najtańsza metoda. Jednocześnie wymaga dużego doświadczenia. Dla najlepszych wyników badanie dobrze jest wykonywać nie tylko po, ale również przed i w trakcie spawania.

Przyjmuje się, że inspekcja wizualna powinna poprzedzać sprawdzenie innymi metodami. Jeżeli bowiem spoina nie przejdzie tej weryfikacji pozytywnie, nie ma sensu uciekać się do droższych i bardziej zaawansowanych technik.

Kontrola wizualna nie wymaga użycia specjalistycznego sprzętu. Szkło powiększające i specjalna suwmiarka, czyli spoinomierz, którym można zmierzyć m.in. szerokość, wysokość, grubość spoiny, jej podcięcie, szerokość szczeliny oraz kąt ukosowania, to podstawowe wyposażenie. Osoba, która przeprowadza badanie, powinna mieć odpowiednie kwalifikacje oraz cieszyć się dobrym wzrokiem. Poza tym ważne jest odpowiednie oświetlenie stanowiska inspekcji.

Etapy inspekcji wizualnej
Przed spawaniem sprawdzić trzeba jakość materiałów, które zostaną połączone, przede wszystkim ich rozmiary, czystość oraz defekty. Smary, farby, oleje i powłoki z tlenków powinno się usunąć. Trzeba również zbadać ich płaskość oraz prostoliniowość. Ważne są ponadto: stan oraz ustawienia spawarki.

Obserwując postępy spawania, można z kolei zapobiec przewymiarowaniu spoiny, które powoduje straty materiałów, czasu oraz deformacje, jak i jej niedowymiarowaniu. Po zakończeniu spawania inspekcja wizualna pozwala wykryć szereg różnych wad złącza.

Są to m.in.: pęknięcia, spowodowane na przykład przez nadmierne naprężenia własne w przypadku zbyt sztywnej konstrukcji, pęcherze gazowe, które powstają m.in. wówczas, gdy spoina ochładza się zbyt szybko i wtrącanie z żużlu, topnika, metali obcych. Wzrokowo można też zlokalizować braki połączenia spawu z materiałem bazowym, podtopienia i wycieki spoiny oraz wypaczenia.

Inne metody NDT w kontroli jakości spoin
Badanie rentgenowskie pozwala "zajrzeć" do wnętrza spawu. Na przykład grubsze fragmenty spoiny lub wtrącenia z materiałów o większej gęstości, na przykład z rozprysków wolframu, będą się na obrazie rentgenowskim wyraźnie odznaczać.

Metoda magnetyczno-proszkowa jest wykorzystywana m.in. w kontroli jakości krawędzi przed ich zespawaniem. Jej czułość niestety jest tym mniejsza, im większy jest defekt. Najlepiej wykrywa ona pęknięcia, natomiast może przeoczyć okrągłe skazy w spoinie, na przykład pęcherze gazowe.

W przeciwieństwie do badania magnetyczno-proszkowego, metoda penetracyjna znajduje zastosowanie w inspekcji stali austenitycznych i materiałów nieferromagnetycznych. Używając ultradźwięków, z kolei łatwo można przeoczyć pęcherze gazowe. Porowatość zdecydowanie skuteczniej wykrywa badanie rentgenowskie.

METODA PENETRACYJNA

Badanie penetracyjne (Penetrant Testing) uważane jest za jedną z prostszych metod. Dzięki temu jest to również jedna z popularniejszych technik NDT. Wykorzystuje się w niej właściwość kapilarności powierzchni z defektami. Polega ona na tym, że wąskie szczeliny wsysają ciecz, wbrew sile ciężkości.

W badaniu penetracyjnym używa się obojętnej, kolorowej cieczy, tzw. penetranta. Nanosi się ją na powierzchnię poddawaną inspekcji. Ciecz ta wnika w skazy, takie jak szczeliny lub pory. Nadmiar penetranta jest usuwany.

Następnie powierzchnię pokrywa się drugą, bezbarwną lub białą substancją, proszkiem / zawiesiną, tzw. wywoływaczem. Wówczas penetrant wypływa z rowków i zabarwia wywoływacz. W taki sposób uwidocznione zostają miejsca, w których występują defekty.

KOLEJNE ETAPY BADANIA

Pierwszym krokiem jest dokładne oczyszczenie sprawdzanej powierzchni. Smary, pyły, oleje lub inne zanieczyszczenia mogą bowiem uniemożliwić penetrantowi wniknięcie w szczeliny. Środek czyszczący powinno się dobierać, uwzględniając właściwości powierzchni.

Na przykład w przypadku implantów medycznych, które są wykonane z tytanu, powinno się używać wyłącznie niechlorowanych rozpuszczalników. W przeciwnym razie na ich powierzchni mogą się z czasem pojawić pęknięcia spowodowane rozwojem korozji naprężeniowej.

Kolejnym etapem jest naniesienie penetranta. W tym celu obiekt inspekcji umieszcza się w zbiorniku wypełnionym tego typu płynem lub spryskuje się go nim. Penetrant można również rozprowadzić przy użyciu pędzelka.

Ciecz ta powinna pozostać na badanej powierzchni przez określony czas zwany czasem penetracji. Następnie penetrant zmywa się, na przykład strumieniem wody. Później obiekt inspekcji trzeba wysuszyć, na przykład nagrzanym powietrzem. Potem pokrywa się go wywołaczem. Także ta substancja musi pozostać na badanej powierzchni przez pewien czas (czas wywołania), zanim obiekt zostanie poddany oględzinom.

PODSUMOWANIE

Tematy numerów w kolejnych miesiącach

Na zakończenie przedstawiamy porównanie wybranych wad i zalet opisanych metod nieniszczącej kontroli jakości. Na przykład jeżeli chodzi o koszty, to najdroższa jest inspekcja rentgenowska, natomiast najtańsza metoda penetracyjna.

W przypadku metody penetracyjnej i magnetyczno-proszkowej na wynik badania musimy trochę poczekać. Jeszcze dłużej trwa interpretacja wyników radiografii. Najszybciej defekty wykrywają badania ultradźwiękami i prądami wirowymi.

W przypadku inspekcji rentgenowskiej, ultradźwiękami i prądami wirowymi kształt obiektu badań ma wpływ na wiarygodność wyników. Inaczej jest w przypadku metody magnetyczno-proszkowej oraz penetracyjnej.

Jeżeli chodzi o czułość, to największa charakteryzuje badania ultradźwiękami i prądami wirowymi. Najsłabiej pod tym względem wypadają z kolei metody: magnetyczno-proszkowa i penetracyjna.

Te dwie ostatnie techniki nie wymagają natomiast od operatora wysokich kwalifikacji. Inaczej jest w przypadku na przykład radiografii. W tabeli przedstawiamy jeszcze inne zalety, m.in. możliwość automatyzacji, oraz ograniczenia metod UT, RT, ET, PT i MT.

Monika Jaworowska

Ilustracja tytułowa: Branża lotnicza korzysta z większości stosowanych w przemyśle metod testowania - na zdjęciu silnik General Electric GEnx podczas testu klimatycznego