Недеструктивни методи во тестирањето на метали
Тестирањето на метали е клучен дел од обезбедувањето на квалитетот, безбедноста и сигурноста на компонентите што се користат во различни индустрии, вклучувајќи производство, градежништво, автомобилска индустрија, нафта и гас, производство на енергија и воздухопловство. Меѓу различните достапни пристапи, недеструктивното тестирање (НДТ) е претпочитан избор бидејќи може да ги процени условите на материјалот без да ја оштети или намали функцијата на компонентата што се тестира. Со НДТ, дефектите можат да се откријат рано, ризикот од дефект може да се намали, а трошоците за одржување може да се оптимизираат.
Дефиниција и цел на недеструктивно тестирање
Недеструктивните методи се низа техники за инспекција што се користат за откривање на површински и внатрешни дефекти во металот без потреба од сечење, кршење или оштетување на испитуваниот предмет. Нивните главни цели вклучуваат:
1. Пронајдете ги дефектите од самиот почеток, и за време на производството и кога компонентата веќе работи.
2. Обезбедете усогласеност со стандардите како што се ASME, ASTM, ISO, AWS и други.
3. Подобрете ја безбедноста при работа со спречување на ненадејни дефекти, како што се пукнатини во цевките под висок притисок.
4. Продолжете го животниот век на компонентите преку редовни инспекции и предвидливо одржување.
5. Намалете го времето на застој бидејќи поправките можат да се планираат врз основа на податоците за реалната состојба.
Вообичаени видови на дефекти во металот
Пред да ги разберете методите на НДТ, важно е да ги знаете видовите дефекти што често се појавуваат кај металот, вклучувајќи:
– Пукнатини: може да бидат предизвикани од замор, корозија предизвикана од стрес или лоши процеси на заварување.
– Порозност: мали шуплини предизвикани од заробен гас за време на леење или заварување.
– Вклучувања: туѓи честички заробени во металот, на пример згура.
– Недостаток на фузија / недостаток на пенетрација: неуспех на фузија или пенетрација во заварени споеви.
– Корозија и истенчување: намалување на дебелината на материјалот поради влијанието на околината.
– Деламинација: одвојување на слоеви кај одредени материјали.
Секој тип на дефект има различни карактеристики и локализација, па затоа методот NDT се избира според потребите.
Најчесто користени NDT методи
1. Визуелно тестирање (ВТ)
Визуелното тестирање е најосновниот метод на НДТ и често е првиот чекор во инспекција. Испитувањето се спроведува директно со употреба на очите или алатки како што се лупа, борескоп или камера.
Вишок:
– Ниска цена и брзина
– Може да се пронајдат очигледни површински дефекти како што се големи пукнатини, деформација или корозија
Ограничувања:
– Ефикасно само за дефекти видливи на површината
– Многу зависи од компетентноста на инспекторот и условите на осветлување
2. Тестирање на пенетрантни течности (PT)
Овој метод се користи за откривање на отворени површински дефекти кај непорозни материјали. Се нанесува пенетрантен раствор, се остава да навлезе во пукнатината, а потоа се чисти и развива за да се откријат сите видливи дефекти.
Погодно за:
– Фини пукнатини на површината
– Материјали како челик, алуминиум и не'рѓосувачки челик (се додека не се порозни)
Вишок:
– Чувствителни на мали пукнатини
- Опремата е релативно едноставна
Ограничувања:
– Не открива внатрешни дефекти
- Потребно е добро чистење на површината
– Не е погодно за груби/порозни површини
3. Тестирање на магнетни честички (МТ)
МТ се користи конкретно за феромагнетни материјали како што е јаглеродниот челик. Компонентата се магнетизира, а потоа се нанесуваат магнетни честички (суви или влажни). Ако е присутна пукнатина, магнетното поле протекува (протекување на флукс) и честичките ќе се акумулираат на местото на дефектот.
Вишок:
– Многу ефикасно за површински и блиску до површината пукнатини
– Брза инспекција на заварени споеви и челични одлеаноци
Ограничувања:
– Не е погодно за алуминиум, бакар или неферомагнетен не'рѓосувачки челик
– Во одредени случаи е потребен процес на демагнетизација
– Индикациите можат да бидат под влијание на геометриската форма и насоката на магнетизација
4. Ултразвучно тестирање (UT)
UT користи високофреквентни ултразвучни бранови кои се одбиваат од границите на материјалот или од внатрешните дефекти. Операторот ги чита одбиените сигнали на екран за да ја одреди локацијата и големината на индикацијата.
Апликација на умум:
– Детекција на внатрешни дефекти во плочи, кованици и заварени споеви
– Мерење на дебелина за следење на корозија (мерење на дебелина)
Вишок:
– Може да детектира внатрешни дефекти на одредена длабочина
– Висока точност за дебелина и локација на дефекти
– Не користи зрачење
Ограничувања:
– Потребен е искусен оператор
– Интерпретацијата може да биде комплексна
– Површините бараат соодветен пристап и често бараат спојувач (гел)
Современите развојни процеси во UT вклучуваат UT со фазиран низ (PAUT) кој е способен да произведе подетални слики од пресек на дефекти и да ја зголеми веродостојноста на инспекцијата.
5. Радиографско тестирање (RT)
РТ користи Х-зраци или гама зраци за да произведе внатрешни слики од компоненти на филм или дигитален детектор. Дефекти како што се порозноста или инклузиите ќе се појават како разлики во густината на сликата.
Вишок:
– Добро за прегледување на волуметриски дефекти (пори, шуплини, инклузии)
– Документацијата во форма на слики може да се зачува за евиденција на патеките.
Ограничувања:
– Постои ризик од зрачење, па затоа се потребни строги безбедносни процедури
– Релативно високи трошоци
– Помалку чувствителни на тенки пукнатини со неповолна ориентација
Денес, дигиталната радиографија (DR) и компјутеризираната радиографија (CR) се повеќе се користат за да се забрза процесот и да се намали употребата на филм.
6. Тестирање со вртлива струја (ЕКТ)
ЕКТ користи вртложни струи индуцирани во спроводливи метали. Промените во струјата поради дефекти, промени во дебелината или варијации на материјалот се детектираат од страна на сондата.
Погодно за:
– Детекција на површински пукнатини во алуминиум (авионска индустрија)
– Инспекција на цевките за разменувач на топлина
– Мерење на дебелината на одреден слој
Вишок:
– Брзо и може да се направи без директен контакт (во некои конфигурации)
– Чувствителни на површински и блиску до површината дефекти
– Не бара спојување
Ограничувања:
– Интерпретацијата на сигналите бара искуство.
– Ограничена длабочина на пенетрација
– Под влијание на спроводливоста и пропустливоста на материјалот
7. Тестирање на акустична емисија (AET)
AET детектира еластични бранови генерирани од раст на пукнатини или деформација за време на оптоварување на компонентите (на пр., за време на тест на притисок). Сензорите се прикачени на површината за да ги снимаат „емисиите“.
Вишок:
– Може да се следи широка област одеднаш
– Добро за откривање на дефектна активност што се „движи“ или се влошува
Ограничувања:
– Посоодветен како метод за следење отколку детално мапирање на локациите на дефектите.
– Осетливо на бучава од околината
Избор на вистинскиот NDT метод
Ниеден метод не е супериорен во сите случаи. Изборот на НДТ зависи од неколку фактори:
– Вид на материјал (феромагнетен или не, спроводлив или не)
– Вид на баран дефект (површински, близу до површината, внатрешен)
– Облик и големина на компонентите
– Пристапност на инспекциската зона
– Потребни стандарди
– Трошоци, време и безбедносни ризици
На пример, инспекцијата на фини пукнатини во заварен челик е често ефикасна со MT или PT, додека откривањето на внатрешни дефекти во дебели завари е посоодветно со употреба на UT или RT.
Улогата на кадровските стандарди и компетенции
Точноста на НДТ се одредува не само од опремата, туку и од процедурите и компетентноста на персоналот. Сертификатите како што се ISO 9712, ASNT SNT-TC-1A или националните системи за сертификација служат како реперни точки за да се обезбеди дека инспекторите имаат соодветни способности. Понатаму, процедурите за инспекција мора да се придржуваат до релевантните индустриски стандарди за да се обезбедат сигурни и одговорни резултати.
Заклучок
Недеструктивните методи во тестирањето на метали се клучни за одржување на квалитетот и безбедноста на индустриските компоненти. Техниките како што се VT, PT, MT, UT, RT, ECT и AET овозможуваат откривање на различни видови дефекти без оштетување на примерокот за тестирање. Изборот на метод треба да го земе предвид видот на материјалот, карактеристиките на дефектот, стандардните барања и ефикасноста на трошоците и времето. Со правилна имплементација на NDT и компетентен персонал, индустриите можат да го минимизираат ризикот од дефект, да ја подобрат сигурноста на средствата и да обезбедат безбедно и одржливо работење.
