Nedestruktivní zkoušení svarů. Svařovací procesy a metody mohou do svaru zavádět kontaminanty a metalurgické vady. Pokud je svar vyžadován, aby vydržel těžké podmínky zatížení a namáhání, je důležité zajistit, aby jeho kvalita splňovala minimální standardy. Svary mohou být testovány destruktivními a nedestruktivními technikami. Většina produkce je testována pomocí nedestruktivních metod. Nejběžnější nedestruktivní zkoušky pro kontrolu svarů jsou vizuální kontrola, kapalný Penetrant, magnetické částice, vířivý proud, ultrazvuk, akustická emise a radiografie. Klíčová slova: NDT, kontrola kvality, neshoda, verifikace, Postup svařování.
při svařování kovu se roztavená louže ochladí a ztuhne. Během chlazení může být kvalita svaru ohrožena inkluzemi, jako je struska, lidskou chybou z únavy, nesprávným nastavením a technikou, chybou zařízení v důsledku poruch, účinky na životní prostředí, jako je nízká teplota a vlhkost, a metalurgickým jevem z nekompatibilních kovů nebo vysokými rychlostmi chlazení. Protože svařování je vysoce závislé na faktorech řízených lidmi, možná je nutné prokázat, že kvalita práce je pro tuto povinnost vhodná.
ve všech níže popsaných metodách NDT je jistota shody zcela závislá na schopnosti inspektora. Vysoce kvalitní výsledky jsou možné pouze od vyškolených, kompetentních a zkušených lidí. Nepoužívejte nekvalifikované osoby k provedení některého z testů, o kterých se chystáte číst.
vizuální kontrola
tato metoda používá kvalifikovaného a vyškoleného pozorovatele, který sleduje svar při práci svářeče. Pozorovatel sleduje svarovou lázeň a chladicí kov. Obvykle hledají inkluze, podříznutí (výška svaru je pod výškou základního kovu), hloubku průniku svaru a jistotu lepení na základní kov.
je-li pozorována nevyhovující vada, je místo označeno. Na konci svarového běhu je vada vybroušena a svar je přepracován na požadovanou kvalitu.
kontrola penetrantu kapaliny nebo barviva
jak název napovídá, barvivo se používá k detekci vad svaru. Tato metoda najde pouze povrchové trhliny a povrchové nespojitosti. Svarový povrch je důkladně očištěn od vodního kamene a postříkání (ale není zastřelen, protože se uzavře přes vady). K odstranění nečistot se používá prací prostředek, k odstranění barvy nebo mastnoty se používá mořící pasta a k odstranění oleje se aplikuje odmašťovač nebo rozpouštědlo. Přijatelný je pouze čistý kovový povrch.
systém se obvykle dodává ve dvou rozprašovačích-jeden je penetrant a druhý je vývojář. Penetrant se nastříká přes svar a kapilární působení jej vtáhne do jakýchkoliv nepatrných povrchových trhlin. Penetrant na povrchu se setře a penetrant v trhlinách zůstane mokrý. Po krátké době prodlevy se vývojář nastříká na svar. Vývojář působí tak, že z trhlin vytahuje penetrační barvivo a mění tak barvu. Chová se jako savý papír a zvětšuje přítomnost trhliny.
kontrola magnetických částic
tato metoda používá změny v magnetickém poli k detekci povrchových a těsně pod povrchovými nespojitostmi. Když je magnetické pole přerušeno vadou, pole se deformuje kolem vady. Práškové magnetické piliny umístěné v poli mohou vykazovat toto zkreslení. Tato metoda je použitelná pouze pro feromagnetické (magnetické) kovy na bázi železa.
při testování svarů se magnetické pole vytváří buď umístěním kovových prod na každou stranu svaru a zavedením nízkého elektrického proudu kovem, nebo umístěním kovové části do magnetického pole. Magnetická pole jsou indukována do části vnějším magnetickým polem.
po vytvoření magnetického pole se na část umístí několik práškových barevných kovových částic. Vzorek vytvořený práškem v magnetickém poli je kontrolován na zkreslení pole. Částice mohou být použity mokré (v suspenzi petroleje) nebo suché v závislosti na umístění dílů a účelu vyšetření.
kontrola vířivých proudů
princip činnosti je detekce změněného toku elektrického proudu v cívce elektrického drátu. Střídavý elektrický proud protékající cívkou vytváří kolem cívky kolísavé magnetické pole. Pokud je magnetické pole přiblíženo vodivému kovu, v kovu se vyvíjejí vířivé elektrické proudy. Vířivé proudy zase vytvářejí magnetické pole v opozici vůči primárnímu poli cívky.
jakékoli kolísání sekundárního magnetického pole v důsledku zkreslení také mění sílu primárního pole, což zase mění tok elektrického proudu primární cívkou. Je detekována změna průtoku primárního proudu cívky. Množství aktuální změny představuje účinek diskontinuity způsobující zkreslení v sekundárním poli.
tato metoda se používá k detekci vad svaru hluboko do kovu. Hloubky až 25 mm jsou možné v závislosti na testovaném kovu a rychlosti, při které se střídavý proud mění(jeho frekvence).
Toto je preferovaný přístup pro testování ocelových nádrží podlahy a stěny. Po povrchu je odeslán procházející skener a na monitorovací obrazovce jsou zobrazeny změny vířivého proudu. Tam, kde je nalezen důkaz o diskontinuitě, je místo označeno a poté je provedeno důkladnější místní vyšetření s jiným NDT zařízením k kvantifikaci vady.
ultrazvuková inspekce
vysokofrekvenční zvukové vlny jsou odesílány do kovu pomocí emitující sondy. Pokud se vlny setkají s diskontinuitou, odrazí se od ní a vrátí se do sondy, kde jsou detekovány. Velikost a umístění diskontinuity se zobrazí na monitorovací obrazovce.
metodu nelze použít pro povrchové a blízké povrchové poruchy. Mrtvá zóna se vyskytuje těsně pod kontaktním bodem sondy. Pro zajištění správného akustického spojení mezi sondou a kovovým povrchem se mezi nimi používá kapalné spojovací činidlo, jako mazivo. Zkušební povrch musí být dostatečně hladký, aby spojovací prostředek udržoval kontakt mezi sondou a kovem. Tam, kde je svar vrcholil příliš vysoko, je vyžadována jiná technika, která používá odražený zvuk ke kontrole nespojitostí.
velikost defektů, které lze detekovat, závisí na vlnové délce zvuku. Aby byla vada detekovatelná, musí být zpravidla polovina vlnové délky. Různé kovy mají různé vlnové délky pro stejnou zvukovou frekvenci. U oceli při 2 MHz jsou detekovatelné vady 1,5 mm.
monitorování akustických emisí
akustické emise jsou stresové vlny vznikající náhlým pohybem v namáhaných materiálech. Když je materiál umístěn pod zatížením, deformuje se tak mírně. Vnitřní pohyby způsobené deformací vytvářejí zvuky, které procházejí strukturou. Tyto zvuky mohou být detekovány a zdroj pohybu umístěn. Jakmile je zdroj nalezen, používají se další techniky NDT ke kvantifikaci pohybu a jakékoli přítomnosti nespojitostí.
tato metoda se často používá na stávajících velkých konstrukcích, jako jsou nádrže a tlakové nádoby, protože je rychlá a nízká cena. Pevné senzory jsou umístěny na konstrukci a obvykle umístěny každých 1 až 6 metrů od sebe. Struktura je „načtena“ stoupajícím, krok-moudrý způsobem a akustické emise zaznamenané na monitoru displeje. Zatížení je po určitou dobu měněno nebo udržováno konstantní a změny akustických emisí naznačují, zda se konstrukce nadále pohybuje uvnitř.
faktoringem-v rychlosti zvuku kovu může být emisní bod umístěn triangulací s dobrou přesností. Šum pozadí může rušit výsledky. Tento problém lze překonat zastavením šumu u jeho zdroje, filtrováním pomocí elektroniky v monitorovacím zařízení nebo použitím jiné měřicí frekvence než frekvence šumu.
průmyslová radiografie
radiografická kontrola je založena na absorpci záření materiály různé hustoty. Ve strojírenském průmyslu se používají rentgenové nebo gama paprsky. Je to nákladný proces, ale proniká téměř všemi materiály do velkých hloubek.
zdroj záření je umístěn na jedné straně testovaného svaru a detekční „fotografický“ film je umístěn na druhé straně svaru. Jak záření prochází svarovými nespojitostmi, působí jako reduktory hustoty, které jim umožňují více záření. Vysoká úroveň záření se na filmu projevuje jako tmavší barva.
protože obraz vytvořený na filmu je „stín“, může být ovlivněn faktory, jako jsou změny tloušťky objektu, rozptyl záření, geometrické faktory ovlivňující záření, umístění zdroje, doba expozice a kvalita filmu.
Mike Sondalini – Zařízení Dlouhověkost Inženýr