|

Čo je nedeštruktívne testovanie?

Nedeštruktívne skúšanie materiálov /NDT/ má významnú úlohu v systéme riadenia akosti výrobného procesu. Umožňuje skoré zistenie vnútorných chýb vo výrobku alebo polotovare, ktoré by mohli znemožniť jeho efektívne využitie alebo vyvolať haváriu konštrukcie po určitej dobe prevádzky. Pre detekciu a kvantitatívne vyhodnotenie zistených chýb v obore nedeštruktívneho skúšania používame celú radu metód využívajúcich rôzne fyzikálne princípy.

Výhodou nedeštruktívnych metód oproti metódam deštruktívnym je v tom, že výrobok po skúške ostáva v nezmenenom stave pre ďalšie použitie. Metódy NDT skúšania jednotlivých typov polotovar a výrobkov sú predpísané v príslušných normách a predpisoch. Z tohto hľadiska je spravidla rozhodujúca požiadavka zákazníka, ktorý stanoví, podľa ktorej normy alebo predpisu má byť výrobok z hľadiska NDT hodnotený.

Charakteristiky základných NDT metód 

Nedeštruktívne metódy skúšania môžeme rozdeliť z hľadiska praktickej aplikácie do dvoch základných skupín:

a) Metódy pre zisťovanie chýb nachádzajúcich sa na povrchu alebo v blízkosti povrchu súčiastky alebo polotovaru (trhliny, preložky, vruby, neprievary, atď.)

b) Metódy pre zisťovanie chýb v celom objeme (dutiny, vmestky, studené spoje, atď.)

Do prvej skupiny patria metódy: 

  • vizuálna /VT/ 
  • magnetická /MT/ 
  • kapilárna /PT/ 
  • vírivých prúdov /ET/. 

V druhej skupine majú rozhodujúci význam metódy: 

  • rádiografické /RT/ 
  • ultrazvukové /UT/ 

Okrem týchto základných metód existujú desiatky ďalších NDT metód a ich kombinácií. Z nich majú najväčšie praktické uplatnenie predovšetkým metódy:  

  • skúšanie netesností /LT/ 
  • metóda akustickej emisie /AT/ 
  • metódy termografické /IRT/. 

Vizuálna metóda - je základnou metódou pre zisťovanie povrchových chýb a odchýlok tvaru. Pri vizuálnej kontrole a hodnotení zvarov hodnotíme napríklad prípustné prevýšenie zvaru, veľkosť neprievaru, presadenie, atď. Obdobne hodnotíme povrchové chyby aj iných typov polotovarov alebo výrobkov. K tomuto účelu využívame rôzne typy meracích mechanických a optických pomôcok.

Magnetická metóda - využívame ju pri detekcii povrchových chýb a zviditeľnení zmien magnetického poľa v mieste trhliny alebo inej povrchovej nehomogenity. Môžeme ju teda použiť len na feromagnetických materiáloch.

Kapilárna metóda -  môže byť použitá aj na iných typoch materiálov s výnimkou vysoko poréznych. Pri detekcii využívame farebnú detekčnú kvapalinu a kapilárne účinky povrchových trhlín.

Metóda vírivých prúdov - vyžaduje elektricky vodivý materiál. Preto je veľmi dobre uplatniteľná napr. pri detekcii povrchových trhlín v súčastiach z hliníkových zliatin.

Metóda rádiografická - umožňuje zobraziť vnútorné nehomogenity resp. chyby na röntgenový film prejavené vplyvom zníženia absorpcie ako tmavšie útvary. Pri tejto metóde ako zdroj žiarenia používame röntgenové prístroje alebo niektoré typy izotopov. Rozsah hrúbok, ktoré môžeme touto metódou skúšať, je obmedzený. Najčastejšie využitie tejto metódy je pre kontrolu zvarov a odliatkov.

Ultrazvuková metóda - využívame ju pri detekcii odrazu ultrazvukových vĺn od nehomogenít resp. chýb. Túto metódu používame aj pre kontrolu kovových i nekovových materiálov. Výhodou je možnosť skúšania polotovarov veľkých hrúbok (u výkovku až niekoľko metrov).

Netesnosti
LT

Netesnosti, hélium, čpavok, voda, rádioaktívni plyn, halogény

Zvárané,  lepené a spájkované spoje, tlakové nádoby, vákuové komory, palivové a plynové zásobníky.

Vysoká citlivosť na extrémny úzke trhliny, ktoré sa nedajú detekovať inými NDT metódami. Citlivosť závisí na použitom postupu.

Vyžaduje prístupnosť oboch povrchov. Nečistoty môžu zabrániť detekcii. Cena závisí na citlivosti.

Magnetická prášková
MT

Chyby na povrchu a tesne pod povrchom- trhliny, poréznosť, vmestky. Vysoká citlivosť na povrchové trhliny

Feromagnetické materiály, tyče, výkovky, zvary, aj.

Oproti kapilárnej metóde sa indikujú i podpovrchové chyby. Relatívne rýchla a lacná metóda.

Nutnosť demagnetizácie súčiastky po skúške. Smer magnetického poľa je kritický.

Kapilárne
(farebné alebo fluorescenčné penetranty)
PT

Trhliny otvorené
na povrch, porezita, preložky, atd.
Netesnosti prechádzajúce stenou

Všetky súčiastky s neporéznym povrchom.

Nízka cena. Jednoduchá interpretácia výsledku.

Povrchové nečistoty a povlaky môžu znemožniť detekciu chýb. Súčiastky musia byť pred a po skúške očistené. Chyby musia byť na povrchu otvorené.

Prežarovanie
rádioizotopmi
(Co-60, Ir-192)
RT

Vnútorné chyby-porezita, vmestky, trhliny, neprievary, korózne zoslabenie,
atď.

Kde sa nedá použiť röntgenová lampa alebo nie je k dispozícii.
Panoramatické zobrazení.

Nízka nadobúdacia cena. Trvalý záznam na film. Prenosnosť.

Jedna energetická úroveň zdroja.
Znižovanie aktivity s časom. Radiační ohrožení. Horšia geometrická neostrosť. 

Röntgenografia
RT

Vnútorné chyby-porezita, vmestky, trhliny, neprievary, korózne zoslabenie. Zmeny hustoty.

Odliatky
Zvary
Tenké tvárnené 
Výrobky
Nekovy
Kompozity

Trvalý záznam na
film. Meniteľná úroveň energie Vysoká citlivosť na zmeny hustoty.

Vysoká nadobúdacia cena. Vplyv orientácie chyby Radiační ohrožení. Nie je indikovaná hĺbka chyby.

Ultrazvuk
UT

Vnútorné a povrchové chyby, trhliny,
neprievary, vmestky, póry,
delaminácie.
zmeny hrúbky

Tvárnené polotovary,
zvary, spájkované a lepené spoje, nekovy

Citlivosť na zisťovanie trhlín a plošných vád. Výsledky sú bezprostredne k dispozícii
Možnosť automatizácie
kontroly
Prenosnosť, vysoký dosah

Vyžaduje väzbu. Nutnosť referenčných mierok. Obtiažna kontrola malých hrúbok a hrubozrnných štruktúr

 

Upozorňujeme, že žiadna z NDT metód neumožňuje presné stanovenie skutočného rozmeru chyby. Aj u metód MT, PT a RT máme k dispozícii len dvojrozmerný obraz chyby. V niektorých prípadoch môžeme stanoviť tretí rozmer špeciálnymi postupmi.

Zisťovanie chýb však nie je jedinou oblasťou využití NDT metód. Niektoré z uvedených metód sú využiteľné aj pri hodnotení štrukturálnych zmien a fyzikálnych vlastností materiálu.

Praktická aplikácia všetkých NDT metód kladie značné nároky na operátorov po fyzickej stránke a zároveň vyžaduje odborné znalostí. Týka sa to predovšetkým tých metód (UT, ET), kde je prítomnosť chyby nutné hodnotiť “nepriamo” podľa indikácie (signálu) na obrazovke v reálnom čase. Rovnako správne vyhodnotenie röntgenového snímku a indikácií u magnetickej alebo kapilárnej metódy však nie je jednoduché a vyžaduje značné skúsenosti.

Z tohto dôvodu musia pracovníci v odbore NDT absolvovať predpísané odborné školenie a byť certifikovaní pre jednu alebo viac metód. Vyškolenie každého pracovníka je preto časovo i finančne veľmi náročné.

Nedeštruktívne skúšanie výrobkov sa významne podieľa na celkových výrobných nákladoch. Jeho zaradenie do systému kontroly je v súčasnosti z hľadiska konkurencieschopnosti našich výrobkov a požiadaviek zákazníka nevyhnutné.