ndt metode zavarivanja i montaze

ZAVOD ZA KVALITETU KATEDRA ZA NERAZORNA ISPITIVANJA

NDT metodeZavarivanje i montaaProf.dr.sc. Damir Markui listopad 2011.

Sadraj:1. 2. 3. 4. Uvod Terminologija Openite znaajke NDT metoda Mogunosti i ogranienja pojedinih NDT metoda

NDT metode...HR nazivi: nerazorna ispitivanja (HZN, TO 135) kontrola bez razaranja ispitivanja bez razaranja defektoskopija

...strani nazivi: non-destructive testing non-destructive examination non-destructive evaluation non-destructive inspection zerstrungs-freie prfung

NDT NDE NDE NDI ZfP

1

Nerazorna ispitivanjasu vrlo znaajna za praenje kvalitete u proizvodnjizavarivanje, odljevci, otkivci, strojne i toplinske obradbe, ...

i posebno tijekom eksploatacijepetrokemijska i energetska postrojenja, nuklearna postrojenja, pomorski objekti, transport, posude pod tlakom, ...

U svrhu pronalaenja nepravilnosti volumnih i planarnih, . nastalih uslijed tehnolokih ili eksploatacijskih uvjeta.

Metode i tehnike nerazornih ispitivanjaObzirom na fizikalne principe/naela, nerazorna ispitivanja dijelimo na METODE nerazornih ispitivanja, a obzirom na specifinosti naina provedbe ispitivanja na TEHNIKE nerazornih ispitivanja

2

PRINCIPelektromagnets ki valovi

ispitna strukturaX i zraenje vidljivi dio spektra IR valovi mikrovalovi niskofrekventna polja magnetsko polje

METODART radiografska (radijacijska) VT vizualna IR termografska GPR radarska ET (EC, vrtlone struje) MT magnetska UT ultrazvuna AC, AE akustika PT penetrantska LT ispitivanje propusnosti

TEHNIKEradiografija, radioskopija, gamagrafija, XRD, XRF direktna, RVI termovizija, lock-in termografija

RFEC, ACPD, ACFM, .. magnetskim esticama, MFL, Barkhausen tehnike odjeka (PE), difrakcije (TOFD), ... akustika emisija, Impact Echo (IE) ovisno o vrsti penetranta... vacuum, helij

elastini valovi

ultrazvuni valovi akustiki valovi

kontakt

penetrant (kapilarni efekt) inertni plin (propusnost)

Metode i tehnike nerazornih ispitivanjaDetekcija nepravilnosti temelji se na odreenom odzivu od nepravilnosti. Ovisno o primijenjenom fizikalnom principu i ispitnim parametrima (npr. osjetljivost, razluivost) moe se govoriti i o odzivu materijala (strukture). Stoga se nerazorna ispitivanja primjenjuju u cilju pronalaenja nepravilnosti (pogreaka) i karakterizacije materijala

3

Pobuda vjerodostojnost odziva

izvor, pobuda proba

detekcija, odziv

PRINCIPispitivana cjelina okolina

Odnos odziva od nepravilnosti (signal) i od materijala (um)

POSREDNOST nerazornih ispitivanjaUsporeujui razine dviju vrsta odziva (od nepravilnosti i osnovnog materijala) razmatramo: odnos signal-um (SNR S/N Ratio) U cilju to uspjenije i pouzdanije detekcije: poveanjem osjetljivosti istovremeno se poveava odziv od nepravilnosti (signal), ali i odziv od materijala (um) !!! Stoga, odabirom ispitnih parametara i uvjeta, treba ostvarivati to veu razliku signala u odnosu na um tj. postizati to vei odnos signal-um (kontrast)

4

Terminologija & koraci interpretacije(1) Uoavanje odziva (detekcija) indikacija (naznaka) (2) Ocjena odziva/indikacije lane indikacije postojanje nepravilnost & utvrivanje parametara (discontinuity, nonhomogeneity, flaw) (3) Ocjena sukladno kriteriju prihvatljivosti pogreka (defect)

Evaluacija - karakterizacija nepravilnostiOsnovni parametri nepravilnosti:

veliina mjesto/pozicija (x,y,z) orijentacija uestalostKriterij prihvatljivosti utvruje vrijednosti za razine prihvatljivosti po pojedinim od navedenih parametara ili za njihove razliite kombinacije.

pogreke

parametar nepravilnostinepravilnosti

5

Provedba i ishodi ispitivanja u praksipronalaenje DETEKCIJA

ili

nakon detekcije KARAKTERIZACIJA

Provedba i ishodi ispitivanja u praksi

ili Temeljem (1) pojavljivanja indikacija (metoda-postupak) te (2) uoavanja (detekcija) i analize (karakterizacija) istih zakljuujemo o prihvatljivosti ispitnog objekta.

6

Vjerojatnost detekcije i ocjenjivanjastvarno stanje ISHODI - rezultati ispitivanja / ocjena rezultata PoD ili NDT sustav ili = 100 % FCP, FAP = 100 %

Pouzdanost nerazornih ispitivanjaNa uspjenost ispitivanja utjeu: ispitno osoblje, ispitna oprema i sredstva (referentni uzorci, etaloni), ispitni postupak / ispitni parametri / tehnologija, ispitni objekt (oblik, dimenzije, materijal). Pouzdanost nerazornih ispitivanja (reliability) manifestira se kroz dva koraka: dobivanje indikacije (detectability), tumaenje, ocjenjivanje indikacije (interpretability).

7

Vjerojatnost detekcije - PoD

Zavarene konstrukcije ispitivanja ?

8

otkazi

otkazi

9

otkazi

PT - penetrant testingOpe znaajke ispitivanja penetrantima: otkrivanje povrinskih prekidnosti (samo nepravilnosti koje su otvorene prema povrini), u posebnim sluajevima i otkrivanje propusnosti naelo kapilarni uin sredstva: penetrant (tekue sredstvo), odstranjiva, razvija pomona sredstva: ista, emulgator indikacije prekidnosti uoavaju se na povrini odmah po razvijanju tj. po zavretku ispitivanja jednostavnost primjene, ali svi su koraci primjene vani i izravno utjeu na pouzdanost PT

10

PT - primjeri primjene

PT - ispitne znaajke pukotine ir. 1 m; dub. 10 m; dulj. 100 m ienje povrine !!! mehaniki, jetkanje, parno i kem. odmaivanje, .... za pjeskarenje i samarenje OPREZ ! odstranjivanje vika penetranta s povrine VPP, OOP, PEP uvjeti promatranja: HRN EN ISO 3059 obojeni: rasvjeta - min 500 lx; fluorescentni: UV - min 1000 W/cm2, max 20 lx temperaturno podruje primjene: 10o do 50oC duljina - nije mogue odredjivati dubinu pukotine ! moe i za ispitivanje propusnosti HRN EN 571-1, HRN EN ISO 3452-2-6, HRN EN 1289,

11

MT - magnetic testingOpe znaajke ispitivanja magnetnim esticama: provedba: - magnetizacija ispitnog objekta - nanoenje magnetnih estica na povr. - formiranje indikacije na mjestu gdje postoji flux leakage detekcija povrinskih nepravilnosti samo feromagnetski materijali ! tvrdi - npr. martenzitni ., manji , vei H i meki - npr. niskolegirani ., vei , manji H

MT - tehnike magnetizacije & opremamagnetizacija zavojnicom

magnetizacija elektrodnim ureajem elektromagnetski jaram

12

MT - znaajke moe preko sloja premaza debljina < 50 m struje magnetizacije (AC / DC) za DC dublja penetracija u odnosu na AC (skin efekt) dva meusobno okomita smjera magnetizacije PoD obzirom na odnos smjerova magnetizacije i linearne indikacije DEMAGNETIZACIJA !!! EN 10228-1: < 0,8 kA/m; EN 1290: < 0,4 kA/m

MT - ispit. mag. esticama - znaajke odnos irina dubina duljina nepravilnosti: 1 10 50 veliina estica 0,1 m do 10 m suhe & mokre estice (uljne i vodene suspenzije) temperaturno podruje primjene; hrapavost povrine obojene (crne, crvene) i fluorescentne estice uvjeti promatranja: kao kod PT - HRN EN ISO 3059 zahtijevana jakost mag. polja > 2 kA/m HRN EN ISO 9934-1,-2,-3 HRN EN 1290, HRN EN 1291 ....

13

UT - ultrasonic testing

Princip: Ultrazvuni impulsi reflektiraju se od granice dvaju sredstava razliitih akustikih impedancija.

Ureaji s A-prikazom vremenska os vrijeme preleta (TOF) udaljenost reflektora amplituda signala energija reflektiranog impulsa veliina reflektora

14

UT - skeniranje i odzivi, vrste sondiUZ sonde

ravna sonda,ps pe p k

dvostruka sonda,

kutna sonda,

ps

p k

pe

p s

pk

UT - ispitivanje ultrazvukom - znaajke ravne sonde - Long. valovi, kutne sonde Transv. valovi frekvencija i veliina piezoel. pretvaraa geometrija UZ snopa brzina ultrazvunog impulsa u mat. = const. propagacija impulsa kroz medij - interakcija (mikrostruktura vel. zrna) slabljenje energije impulsa guenje koef. priguenja pojave na granici dva (akustiki razliita) sredstva (refleksija, Snellov zakon loma, konverzija)

detektabilnost u ispitnom materijalu proizlazi iz frekvencije pretvaraa: v=*f (detektibilnost /2 = d npr. 0,3 mm) f: od 2 do 10 MHz (1-20) v: od 2 do 6,5 km/s kontakt (sredstvo, povrina, prevlaka) EN 583-1 ....-5, UT opi zahtjevi EN 1712, 1713, 1714, UT zavarenih spojeva EN 14127, mjerenje debljine stijenke, EN 10160, EN 10307, UT limova, ...

15

UT - tehnike i prikazi tehnika odjeka (Pulse Echo) tehnika prozvuivanja TOFD tehnika tehnika voenih valova (Guided Waves) viepretvornika tehnika (Phased Array)

UT - prikazi, primjene

16

UT - prikazi, primjene A-prikaz (A-scan) amplitudni prikaz u vremenskoj domeni B-prikaz, vert.presjek C-prikaz, plona projekcija D-prikaz, vert.presjek tomografija UT CT P-scan, S-scan UT zavara, cijevi, limova, mjerenje debljine stijenke

RT - radiographic testing metoda prolaskom zraenja, prozraivanjem ionizirajua zraenja zatita 1 X i zrake (zraenja) .... ... izvori zraenja (RTG ureaj, izotopi) detekcija - eksponiranost - latentna slika film kemijska obrada slikovne ploe skeniranje pretvarai slika u realnom vremenud1

2 3 G1 4

G2

G3 d2

6 A I B IG1 IG3 IG2 7

5

Id2 Id1 A B

17

RT - znaajke X-zrake daju kvalitetnije radiograme od -zraka prodornost energija zraenja RTG ureaji 100-400 kV, Ir192 600-885 keV prema zahtjevima EN normi primjena RT elika za debljine do 40mm; izotopi za RT elika t 20 mm klase radiografskih snimki zacrnjenje, kontrast, (ne)otrina geometrija snimanja: FF udaljenost, veliina fokusa projekcija ispitnog volumena dubina nepravilnosti? detekcija planarnih nepravilnosti? uvjetno - vremenski odmak do rezultata ispitivanja, postoji (trajni) zapis kao rezultat ispitivanja (radiogram) topografska pripadnost traceability dodatne oznake na radiogramu

RT - kvaliteta snimkezacrnjenje D (density), kontrast i (ne)otrina

D

D

D

18

RT primjeri primjene

RT primjeri primjene

19

Radiografsko ispitivanje (RT) - radiogrami

Naljepljivanje cold lap


Poroznosti - porosity

20


Gnijezda pora cluster porosity


Ukljuci troske - slag inclusions

21


Nedovoljna penetracija meterijala incomplete penetration, IP; lack of penetration, LOP


Nepotpuno protaljivanje - incomplete fusion

22


Uvlaenje - internal concavity, suck back


Ukljuine volframa - tungsten inclusions

23

RT - oprema

VT visual testing preventivna uloga uvjeti promatranja !!! oko je senzor fotometrija odgovarajue izvjetavanje veliina, identifikacija objekta,

24

VT vizualna metoda izvori svjetla (svjetlost je nositelj signala) mjerila + oprema: lupe, ogledala, RVI - endoskopi (boroskopi, fibroskopi)

VT vizualni pregledHRN EN 970 prije zavarivanja za vrijeme zavarivanja nakon zavarivanja

25

VT vizualni pregled

AT acoustic emission testing detekcija tranzijentnih elastinih impulsa - akustikih signala nastalih uslijed optereenja (promjena tlaka, temperature) nastanak ili porast pukotine korozijski procesi erozija, kavitacija proputanje (leakage)

26

Ostale metode

NDT - primjeri primjene

27



28

emu tolika brojnost NDT metoda ?Obzirom na razliite fizikalne principe svaka metoda ima svojstvene prednosti i ogranienja metode se meusobno nadopunjuju. Stoga u praksi gotovo redovito susreemo primjenu vie NDT metoda u jednom ispitivanju: VT vizualna metoda (preventivna i prethodno ostalima) PT i MT povrinske metode UT i RT volumetrijske metode te alternativne (dopunske/zamjenske) LT, AC, IR

Osiguranje kvalitete (vjerodostojnosti) rezultataOsiguranje sljedivosti: uporaba etalona i referentnih blokova (zapisi!) biljeenje svih relevantnih parametara (uvjeta) ispitivanja ponovljivost i obnovljivost ispitivanja (Repeatability and Reproducibility) tonost i preciznost rezultata, mjerna nesigurnost (Measurement Uncertainty) posebice kod mjerenja debljine stijenke (MDS)

29

ndt metode zavarivanja i montaze

Documents