Radiografska preiskava

04 Postopki neporusne kontrole - RT2 rev 2 5.2.07 Vidrih, Javornik html m2895923aPri industrijski radiografski preiskavi uporabljamo ionizirajoče sevanje, ki je elektromagnetno valovanje visokih energij (kratke valovne dolžine). Sevanje lahko ustvarja izvor z X – žarki ali radioaktivni izvor –gama žarki.

slika2Glavni namen industrijske radiografske preiskave je odkrivanje volumetričnih napak v notranjosti materiala ali zvara. Pri industrijskih radiografskih preiskavah ugotavljamo intenziteto sevanja po prehodu skozi preiskušanec, da dobimo sliko -film.

Imamo več različnih metod v industrijski radiografiji:

slika3

  • Film Radiography
  • Real Time Radiography
  • Computed Tomography (CT)
  • Digital Radiography (DR)
  • Computed Radiography(CR)

RTG oprema in pripomočki za film radiografijo:

a) RTG aparati

  • prenosni, stabilni
  • (~100 kV – 500kV)

b) Gamagrafi z izotopi (aktivnost, razpolovni čas)

  • Ir 192
  • Co 60
  • Se 75

Kakovost izdelave filma - radiograma

Za kvalitetno izdelan radiogram morajo biti izpolnjene naslednje tri zahteve:

  • v radiogramu mora biti vidna predpisana žica ali stopnja IKS po standardu
  • radiogram mora imeti predpisano optično gostoto na mestu
  • radiograma, ki ga vrednotimo radiogram ne sme biti poškodovan ali vsebovati lažne indikacije

Indikatorji kakovosti slike -IKS

Z indikatorji kvalitete slike – IKS dokazujemo kvaliteto posnetka, da se lahko opravi evaluacija-ocenitev filma -radiograma.

slika4

Oprema za pregled filma- radiograma

Oprema za pregled radiograma in merjenje optične gostote radiograma v predpisanem intervalu.

slika5

Predpogoji za izvedo RT preiskave

Za izvedbo radiografske preiskave potrebujemo vhodne podatke:

  • Naročnik preiskusa
  • Kraj, lokacija in čas preiskusa (višina, dostopnost , termin. ..)
  • Objektpregleda(npr.tlačnaposoda,jeklenakonstrukcija...)
  • Dimenzije preiskušanca (načrt, debelina, premer...)
  • Material – gostota preskušanca (vrsta, kvaliteta materiala)
  • Tehnologija izdelave ( varjeno, ulitek, odkovek, toplotna obdelava,..)
  • Stanjepovršinepreiskušanca(brušeno,varjeno...)
  • Plan - obseg preiskave ( % dolžine zvarov, križni spoji,...)
  • Kvaliteta zvarov in kriterij sprejemljivosti ( po katerem standardu )
  • Standard izvedbe RT preiskave (npr. EN ISO 17636-1, ASME SEC. V, API ...)
  • Ali so zahteve po akreditiranem laboratoriju

Uporabnost RT metode po vrsti materiala in debelini stene preskušanca

EN ISO 17635 –Tabela 3 - Splošno priznane metode za odkrivanje notranji nepravilnosti za sočelne in T spoje z polno prevaritvijo

Material in vrsta spoja

Debelina stene v mm a)

 

t ≤ 8

8 < t ≤ 40

t > 40

Feritni sočelni spoji

RT ali (UT)

RT ali UT

UT ali (RT)

Feritni T spoji

(UT) ali (RT)

UT ali (RT)

UT ali (RT)

Avstenitni sočelni spoji

RT

RT ali (UT)

RT ali (UT)

Avstenitni T spoji

(UT) ali (RT)

(UT) in/ali (RT)

(UT) ali (RT)

Sočelnispojiizaluminija

RT

RT ali UT

RT ali UT

T spoji iz aluminija

(UT) ali (RT)

UT ali (RT)

UT ali (RT)

Sočelni spoji iz nikljevih

in bakrovih zlitin

RT

RT ali (UT)

RT ali (UT)

T Spoji iz nikljevih in

bakrovih zlitin

(UT) ali (RT)

(UT) ali (RT)

(UT)ali(RT)

( ) pomeni, da je ta postopek uporaben le omejeno.

a) debelina stene t je nazivna debelina izhodiščnega materiala delov, ki jih spajamo.

Izbira izvora presevanja – EN ISO 17636-1

Tabela 1: Področje presevanih debelin za izvore gama sevanja in rentgen aparate z energijo od 1 MeV in več za jeklo, baker in legure na bazi niklja.

Izvor sevanja

Presevana debelina, w

v mm

Klasa preiskušanja A

Klasa preiskušanja B

Tm 170

w ≤ 5

w ≤ 5

Yb 169 1)

1 ≤ w ≤ 15

2 ≤ w ≤ 12

Se 75 2)

10 ≤ w ≤ 40

(5 ≤ w≤ 40) tč. 6.2.2

14 ≤ w ≤ 40

Ir 192

20 ≤ w ≤ 100

(10 ≤ w≤ 100) tč. 6.2.2

20 ≤ w ≤ 90

Co 60

40 ≤ w ≤ 200

60 ≤ w ≤ 150

Rentgen aparat z energijo od

1 MeV do 4 MeV

30 ≤ w ≤ 200

50 ≤ w ≤ 180

Rentgen aparat z energijo od

4 MeV do 12 MeV

w ≥ 50

w ≥ 80

Rentgen aparat z energijo nad

12 MeV

w ≥ 80

w ≥ 100

1) Za aluminij i titan, je presevana debelina materiala 10 mm < w < 70 mm za klaso A

in 25 mm < w < 55 mm za klaso B.

2) Za aluminij in titan, je presevana debelina materiala 35 mm < w < 120 mm za klaso A.

Izbira tehnike in kriterijev sprejemljivosti EN ISO 17635 - Dodatek A (normativen)

Tabela A.5: Radiografska preiskava

Stopnje sprejemljivosti nepravilnosti po EN ISO 5817 ali EN ISO 10042

Preskusne tehnike in nivoji preskušanja po EN ISO 17636-1

Stopnje sprejemljivosti indikacij

po EN ISO 10675-1

B

B

1

C

Ba)

2

D

A

3

a) Vendar mora maksimalna površina za posamezni posnetek ustrezati razredu A po EN 1435.

Izbor filmov in folij glede na klaso preiskušanja

Izvor sevanja

Presevana

debelina

w

Klasa sistema filma1)

Vrsta in debelina kovinskih folij

Klasa A

Klasa B

Klasa A

Klasa B

Potencijali X sevanja

≤ 100 kV

 

C5

C3

Ni jih ali do 0,03mm svinčene folije z sprednje in zadnje strani

PotencijaliXsevanja

>100 kV do 150 kV

Do 0,15 mm svinčene folije z sprednje in zadnje strani

Potencijali X sevanja

> 150 kV do 250 kV

C4

0,02 mm do 0,15 mm svinčene folije z sprednje in zadnje strani

Tabela 2: Klase sistema filma in kovinske folije zaradi ografijo jekla, bakra in legur na bazi niklja

Klasa filma po EN 584-1 Oznaka filmov firme Agfa Oznaka filmov firme FUJI
C1 D2 IX 25
C2 D3 -
C3 D4 IX 50
C4 D5 IX 80
C5 D7 IX 100

Zahteve za optično gostoto radiograma-počrnitev EN ISO 17636-1

Tabela 4: Počrnitev radiograma

Klasa

Počrnitev1)

A

B

≥ 2,02)

≥ 2,33)

1) Dovoljena je tolerancija merjenja ± 0,1.

2) Lahko se zmanjša z posebnim dogovorom med pogodbenimi strankami na 1,5.

3) Lahko se zmanjša z posebnim dogovorom med pogodbenimi strankami na 2,0.

Problemi pri RT preiskavi razpok

slika6

slika7

Prednosti RT preiskave

  • Odkrivanje volumetričnih napak v materialih in zvarih:
    • iz ogljičnih jekel,
    • legiranih jekel,
    • avstenitnih jekel,
    • aluminija in njihovih legur,
    • barvne kovine in njihove legure(medenina, bron),
    • umetne mase,
    • ulitkih.
  • Radiogram predstavlja trajen dokument preiskave
  • Enostavno dokazovanje kvalitete radiograma z IKS in merjenjem optične gostote
  • Ponovljivost preiskave na osnovi shranjene dokumentacije
  • Presevanje in izdelavo radiogramov lahko opravi ekipa kontrolorjev - Nivo I, ki ni usposobljena za ovrednotenje indikacij.
  • Ovrednotenje indikacij lahko opravi druga oseba, ki je za to usposobljena- Nivo II. ali Nivo III.
  • Geometrijski pogoji presevanca niso običajno ovira za pregled
  • Možna izvedba preiskave iz notranje stani votlih preskušancev – gamamat
  • Možno je klasificirati presevance s sprimerjalnimi katalogi(zvarni spoji in ulitki)

Omejitve in slabosti RT preiskave

  • nevarnost ionizirajočega sevanja – zdravju škodljivo
  • mesto pregleda je potrebno izolirati ali ograditi in označiti
  • dostopnost do preskušanca ( na obeh straneh – izvora in filma) in včasih velika višina na montaži cevovodov.
  • slabše odkrivanje dvodimezionalnih napak, kot so razpoke,laminacije, zlepi, nespojena mesta če niso usmerjene v smeri prehoda žarkov skozi preskušanec
  • odkovkov, vlečenih in valjanih izdelkov, kadar v teh iščemo lamelarne napake
  • kotni in K zvari so manj primerni za presevanje z to metodo zaradi neenakomerne debeline presevanca v smeri presevanja
  • napake v obliki nespojenih mest pri obžigalnem in točkastem varjenju se težko odkrivajo z RT preiskavo
  • o položaju nepravilnosti na osnovi enega posnetka lahko sklepamo samo posredno iz vrste nepravilnosti. Za določitev globine bi morali uporabiti stereo posnetek z dvemi posnetki na različnih pozicijah
  • preiskava je omejena pri izdelkih z velikih debelin in materialih velikih gostot (težke kovine)
  • ISI pregled cevovodov z kaplevičastim medijem med obratovanjem (sipano sevanje-slaba zaznavnost)
  • metoda ne dopušča preiskave vročih preskušancev
  • stroškovno draga metoda( delo, filmi,aparature...)

RT - standardi

SPLOŠNI: SIST EN ISO 5579 (osnovna pravila)
SIST EN ISO 17635 (splošna pravila za kovinske materiale)
SIST EN 1330-3 (pojmi, ki se uporabljajo v industrijski radiografiji)
SIST EN ISO 19232-1 do 5 (ugotavljanje stopnje kakovosti slike)
SIST EN ISO 11699-1 (klasifikacija sistemov filmov za industrijsko radiografijo)
SIST EN ISO 11699-2 (kontrola razvijanja filmov s pomočjo referenčnih vrednosti)
SIST EN 25580 (minimalne zahteve za iluminatorje)
SIST EN ISO 12543-1 (metoda skeniranja)
SIST EN ISO 12543-4 (neporušitveno preskušanje - značilnosti goriščne površine v industrijskih rentgenskih sistemih za neporušitveno preskušanje)
ASME B&PV Sec. V
ASME B&PV Sec. III
ZVARNI SPOJI: SIST EN ISO 17636-1 (X in gama žarki z uporabo filmov)
SIST EN ISO 17636-2 (računalniška radiografija)
SIST EN ISO 10675-1 (stopnje sprejemljivosti pri radiografiji-1.del: jeklo, nikelj, titan in njihove zlitine)
SIST EN ISO 10675-2 (stopnje sprejemljivosti pri radiografiji-2.del: aluminij in njegove zlitine)
SPAJKANJE: SIST EN 12799 (neporušitvene preiskave spajkanih spojev)
KOVINSKO INDUSTRIJSKI CEVOVODI: SIST EN 13480-5 (pregled in preskušanje)
ASME B 31.1
ASME Sec. V
TLAČNE POSODE: SIST EN 13445-5 (kontrola in preskušanje)
AD 2000-Merkbaltt HP 5/3
ASME Sec. VIII
VARJENE CEVI: SIST EN ISO 10893-6 (ugotavljanje napak varov pri jeklenih ceveh, obločno varjenih pod praškom z radiografsko preiskavo)

Poročilo: EN ISO 17636-1

Poročilo mora vsebovati najmanj sledeče podatke:
a) ime ustanove, ki je izvršilo preiskušanje;
b) predmet ki je preiskušan;
c) material;
d) termična obdelava;
e) geometrija zvara;
f) debelina materiala;
g) postopek varjenja;
h) specifikacija preiskušanja, vključujoč kriterije sprejemljivosti;
i) radiografska tehnika in klasa, potrebna občutljivost IKS v skladu s tem standardom.

Kontrola tesnosti

Preskušanje tesnosti delimo v tri glavne skupine, in sicer na:

Preskušanje tesnosti z mehurčki – pri tem preizkusu se preskušanci potopijo v preskusno tekočino ali se njihova zunanja površina pokrije z omočljivo raztopino. Tlačna razlika na steni preskušanca je tolikšna, da se na netesnih mestih pojavijo mehurčki.

Preskus z mehurčki delimo na:

  • Nadtlačna tehnika (slika B, D)
  • Vakuumska tehnika (slika A, C)
  • Filmska tehnika (slika A, B)
  • Tehnika s potapljanjem (slika C, D)
A B

image001

image006 image010
C D
image004 image008

Preskušanje tesnosti s spremembo tlaka – pri tem preizkusu se meri hitrost spremembe celotnega ali delnega tlaka, ki pada ali raste v samem preskušancu.

Preskušanje tesnosti s slednimi plini - sledni plin se pomeša z zrakom, s čimer lahko nastavljamo plinsko mešanico pri preskusu na primerno občutljivost. Koncentracija pri danem testnem tlaku, t.i. parcialni tlak v plinski mešanici, je merodajen za občutljivost posamezne preskusne tehnike.

Pogoji opazovanja; kvalifikacija osebja in ustrezen vid.

Oprema za preiskavo

  • vakuumska črpalka - slika 1
  • izvor tlaka (kompresor)
  • priključki – slika 4
  • merilni instrumenti – slika 3
  • vakuumski povezniki – slika 2
image012 image014 image018 image016
Slika 1 Slika 2 Slika 3 Slika 4

Kontrola LT-sistema za preiskavo/občutljivost

Vsak preizkusni sistem je potrebno med delom preverjati:

1. Merjenje

  • osvetljenosti
  • tlaka

2. Verifikacija

  • občutljivosti (primerjalno puščanje s kontrolo občutljivosti sistema)

Primerjalno puščanje s kontrolo občutljivosti sistemaBakreni vzorec (primerjalni blok) – slika 5

image020
Slika 5

Merilna oprema mora biti kalibrirana (Lux-meter, manometer ...) ter ustrezno označena.

Prednosti in omejitve

Prednosti:

  • visoka občutljivost (metode s slednimi plini),
  • lokaliziranje mesta puščanja (metoda z mehurčki),
  • tehnično enostavna za komplicirane sisteme pod tlakom,
  • visoka storilnost in ekonomičnost (pregled zvarov s poveznikom).

Omejitve:

  • potrebna visoka usposobljenost osebja (poznavanje opreme in metode);
  • verodostojnost rezultatov močno odvisna od začetnih delovnih pogojev preskusa (temperatura okolice, vsebnost vlage/vode, čistoča…);
  • pojav lažnih indikacij, če preskusni (tlačni/vakuumski) sistem ni ustrezno zatesnjen ali je preskusna tekočina onesnažena;
  • vpliv sprememb vremena na izvedbo časovno dolgotrajnih preskusov;
  • poveznik mora biti skonstruiran tako, da prenese tlačno razliko med preskusom.

Praktični primer: Puščanje čepa za ventiliranje (NEK)

1. kvalifikacija metode

image025 image023 image021
Slika 6 Slika 7

Pred samo izvedbo kontrole puščanja ventilacijskih čepov z vakuumskim poveznikom je potrebno izvesti kvalifikacijo (Slika 6, 7).

2. izvedba postopka

1. korak: Verifikacija puščanja pred zamenjavo (odkrito puščanje)
2. korak: LT / BT po zamenjavi in pritegovanju na 1. moment (odkrito puščanje na dveh čepih)
3. korak: LT / BT po pritegovanju na maksimalni moment (puščanja ni)

image028

image027

Slika 8 Slika 9

Na ta način je bilo uspešno verificirano tesnenje novo - inštaliranega čepa. Pomemben je prihranek časa, ki je bil dosežen z implementacijo te metode!

S klasičnim scenarijem inšpekcije ob dvigovanju parametrov celotnega sistema (elektrarne) pod tlakom bi izvedba trajala 2 - 3 dni. Tako pa je trajala 3 x po 2 uri.

LT-standardi

SIST EN 1330-8 (definicije)
SIST EN 1779   (kriterij za izbiro metode in postopka)
SIST EN 1593   (tehnika preskušanja z mehurčki)
SIST EN 13184 (metoda spremembe tlaka)
SIST EN 13185 (metoda slednega plina)

Poročilo

  • uporabljena tehnika
  • notranji in/ali nižji zunanji tlak
  • vrsta tekočine
  • temperatura preskušanja
  • čas omočitve
  • čas trajanja preskusa
  • certifikat operaterja
  • rezultati preskusa

Shranjevanje dokumentacije (poročila, slike, video posnetki …) mora biti v skladu s pogodbenimi zahtevami za vodenje projektne dokumentacije.

Vizualna preiskava

Vizualna preiskava je neporušna preiskava materiala, ki kot delovno sredstvo izkorišča elektromagnetno valovanje svetlobe v vidnem področju.

Ločimo (po EN 13018):

  • direktno vizualno kontrolo
  • daljinsko (indirektno) izvajano vizualno kontrolo

image001

Pogoji opazovanja (EN 970), kvalifikacija osebja in ustrezen vid.

image005

image003

Merilna oprema in pripomočki

Direktna vizualna kontrola:

  • oprema za dimenzionalno kontrolo (merila)
  • pripomočki (lupe, ogledala, dodatni izvori svetlobe…)

Daljinsko (indirektno) izvajana vizualna kontrola:

  • zahtevni delovni pogoji
  • nedostopna mesta

Oprema na visokem tehničnem nivoju (video-boroskopi, video sistemi, daljinsko vodene kamere…) – glede na industrijski sektor.

image007image009image011image013

Občutljivost – kalibracija merilne opreme

Demonstracija:
Daljinsko voden VT sistem

image015 image017
  • občutljivosti (testne karte s črtami)
  • osvetljenosti (lux-meter: izjemoma)
  • barvna ločljivost (testne-barvne karte)

Merilna oprema mora biti kalibrirana in ustrezno označena na instrumentu (lux-meter: EN ISO 3059).

Prednosti in omejitve

Prednosti:

  • neposredna
  • visoka storilnost
  • ekonomična (razen v medicini, letalski in jedrski industriji)
  • široko uporabna (enostavna izvedba)

image020image022

Primer: % izmeta ↑  →  (vodja kontrole-tehnolog/kovač-projektant → analiza → ukrepanje)

Omejitve:

  • površinska metoda
  • meja občutljivosti

VT - standardi

EN 13445-5 (pregled in preskušanje)AD 2000-Merkbaltt HP 5/3 (neporušne preiskave zvarnih spojev

SIST EN 13445-5 (pregled in preskušanje)AD 2000-Merkbaltt HP 5/3 (neporušne preiskave zvarnih spojev

SPLOŠNI: SIST EN 13018 (splošna načela), SIST EN ISO 14730, SIST EN ISO 13927 (oprema), SIST EN 1330-10, ASME, SIST EN 3058 (pripomočki), SIST EN 13927 (naprave), asme v, SIST EN ISO 17635
ZVARNI SPOJI:

SIST EN ISO 17637 (neporušitveno preskušanje zvarov)

SIST EN ISO 5817 (kriteriji sprejemljivosti)

SIST EN ISO 6520-1 (klas. geom. nepravilnosti)

SIST EN ISO 10042 (zvarni spoji aluminija in njegovih zlitin)

SIST EN ISO 13920 (splošne tolerance za varjenje konstrukcije)

PLOČEVINE:

SIST EN 10163-1 (splošne zahteve)

SIST EN 10163-2 (pločevina in široki ploščati izdelki)

SIST EN 10163-3 (profili)

SIST EN 8785 (poimenovanje, definicije in parametri)

ULITKI:

SIST EN ISO 1370 (livarstvo)

SIST EN SIO 8785 (poimenovanje, definicije in parametri)

TLAČNE POSODE:  

Primer: Kriteriji sprejemljivosti za zvarni spoj: (material: NAXTRA 70):

Napaki OBŽIG/OBRIZG: za ta material po EN ISO 5817 sta le izjemoma nesprejemljiva! Nujna pravočasna opredelitev in komunikacija med vsemi, ki so udeleženi v proizvodnji:

Projektant – tehnolog - vodja kontrole - kontrolor – komercialist.

Poročilo: EN 13018

  • datum in lokacija
  • metoda
  • kriterij sprejemljivosti
  • (procedura/inštrukcija-ref)
  • uporabljena oprema/sistem
  • ref. naročila
  • naziv izvajalca NDT-del
  • identifikacij/opis preizkušanca
  • rezultati glede na kriterije (velikost, lokacija…)
  • obseg izvedenih del
  • ime/podpis izvajalca del
  • označevanje preizkušanca
  • končna ocena preizkušanca (sprejemljivo: DA/NE)

Shranjevanje dokumentacije (poročila, slike, video posnetki …) mora biti v skladu s pogodbenimi zahtevami za vodenje projektne dokumentacije.

Magnetna preiskava

image002

Magnetna preiskava je neporušna preiskava, ki lahko s pomočjo magnetnih delcev in umetno ustvarjenega magnetnega polja odkriva na površino odprte napake v feromagnetnih materialih.

Pod vplivom distorzije magnetnega polja se fero-magnetni delci nakopičijo na napakah - formira se: vidna magnetna indikacija.

Glede na smer magnetizacije ločimo naslednja magnetne polja:

a) Obodno (cirkularno) mag. polje, ki ga lahko ustvarimo z:

  • direktno indukcijo (če elek. tok teče skozi preizkušanec z magnetnimi čeljustmi ali elektrodami)
  • indirektno indukcijo (če tok teče skozi pomožen vodnik)

image003

image005

image007

b) Vzdolžno (longitudinalno) mag. polje, ki ga lahko ustvarimo z:

  • direktnim magnetnim poljem
  • indirektnim (induciranim) magn. poljem
image009 image011 image013

Pogoji opazovanja (EN ISO 3059), kvalifikacija osebja in ustrezen vid (EN ISO 9712).

Oprema za preiskavo

EN ISO 9934-3 (Oprema), EN ISO 9934-2 (sredstva za detekcijo)

Oprema:

  • prenosna
  • stacionarna
  • mobilna
  • avtomatizirana

image015 image017 image019

Kontrola MT-sistema za preiskavo/občutljivost

Vsak preizkusni sistem je potrebno med delom preverjati:

1. Merjenje

  • jakosti magnetnega polja (kAm)
  • osvetljenosti (lux)
  • UVA svetlobe (μWcm2)

2. Verifikacija

  • smeri mag. polja
  • dvižne sile (jarem)
  • koncentracije delcev
  • občutljivosti

image022    image023

image025 image027 image029

Merilna oprema mora biti kalibrirana (Lux-meter, UVA-meter: EN ISO 3059) in ustrezno označena na instrumentu.

Praktični primer:

image031image033

Slika lažne MT indikacije na zvaru vijaka in brusilnih razpok

Prednosti in omejitve

Prednosti:

  • visoka občutljivost (fluorescentni delci)
  • zanesljivost tudi pri kompliciranih geometrijah
  • odkriva tudi podpovršinske napake
  • visoka storilnost (serijska proizvodnja)
  • ekonomičnost (glede na obseg del)

Omejitve:

  • površinska metoda
  • uporabna le pri feromagnetnih materialih
  • pojav lažnih indikacij
  • nastanek dodatnih napak (kontakti)
  • demagnetizacija in čiščenje po preiskavi

Primer:

  • zlom 2" cevi na kondenzatorju
  • zahtevan dodaten pregled 45 enakih zvarov
  • odkrita še ena MT indikacija (preko sloja barve)
  • potrjevanje s PT-metodo

image035 image038image040 image042

Kljub temu da je po brušenju barve MT indikacija postala še bolj izrazita, naknadno (večkrat) izveden PT ni potrdil obstoja indikacije! Kljub temu, da je vse nakazovalo na lažno indikacijo, ki bi jo lahko povzročila uporaba avstenitne elektrode, to ni bilo mogoče dokazati. Analiza: vodja kontrole/tehnolog varjenja/tehnolog obrata/projektant. Akcija: popravilo zvara.

image045 image047

MT - standardi

SPLOŠNI:

SIST EN ISO 9934-1 (splošna načela)
SIST EN ISO 12707  (izrazi s področja preskušanja z magnetnimi delci)
SIST EN ISO 3059    (pogoji opazovanja)
SIST EN ISO 9934-2 (sredstva za preiskave)

SIST EN ISO 9934-3 (naprave)
ASME B&PV Sec. V

ASME B&PV Sec.

ZVARNI SPOJI:

SIST EN ISO 17638 (preskušanje z magnetnimi delci)

SIST EN ISO 23278 (stopnje sprejemljivosti)

CEVOVODI:

SIST EN 13480-5 (pregled in preskušanje)

ASME B 31.1

ASME B 31.3

TLAČNE POSODE:

SIST EN 13445-5 (kontrola in preskušanje)

AD 2000-Merkblatt HP 5/3

ASME Sec. VIII

ODKOVKI: SIST EN 10228-1 (preiskave z magnetnimi prahovi)
ULITKI: SIST EN ISO 1369 (preskušanje z magnetnim prahom - feromagnetne železne in jeklene ulitke)

Poročilo: EN ISO 9934-1

  • naziv podjetja
  • identif./opis preizkušanca
  • proizvodna faza
  • ref. procedure/inštrukcije
  • uporabljena oprema
  • tehnika magnetiziranja (mag. poljska jakost, tok, razdalja med poli ...)
  • naziv izvajalca NDT-del
  • magnetni delci, kontr. barva
  • priprava površine
  • pogoji opazovanja
  • maks. remanentni magnet. po končanih delih
  • metoda označevanja in beleženja indikacij
  • datum
  • ime, nivo in podpis kontrolorja

Shranjevanje dokumentacije (poročila, slike, video posnetki …) mora biti v skladu s pogodbenimi zahtevami za vodenje projektne dokumentacije.

Ultrazvočna preiskava in merjenje debelin

Pri ultrazvočni kontroli uporabljamo zvočno valovanje (longitudinalno, transverzalno ...) s frekvencami med 0.5 MHz in 25 MHz, ki se širi iz ultrazvočne sonde skozi preizkušanec in se odbija na mejnih površinah, kot so površine preizkušanca ali nepravilnosti v njem.

A) Ultrazvočni preizkusni sistem

B) Katodna cev osciloskopa

Odbite zvočne valove sonda sprejema in pretvarja v električne impulze, ki se prikažejo na ekranu instrumenta kot amplitude (A »skan«) ali v drugačnih oblikah (B in C »skan«).

Slika: Prikaz indikacije v A, B in C »skanu«

Da bi se dosegel optimalen način odkrivanja nepravilnosti v preizkušancu, so v uporabi različne osnovne tehnike:

RESONANČNA TEHNIKA
TEHNIKA PREZVOČENJA
IMPULZNA EHO-TEHNIKA

Pri tem moramo dobro razumeti, kaj se v materialu z ultrazvočnim valovanjem dogaja (B) in kateri del tega valovanja lahko pri tem uporabimo (A):

A) Oblika zvočnega polja v materialu B) Širjenje valovanja v kristalni rešetki

Ker je odkrivanje nepravilnosti (reflektorjev) v materialu pogojeno z njihovo orientacijo oz. pravokotnostjo na smer zvoka, jih pogosto brez uporabe kotnih sond ni mogoče detektirati. Pri delu z njimi pa moramo upoštevati lomne zakonitosti zvoka, ki ga določa Snellov zakon.

Snellov zakon

Vse to je potrebno, da lahko med izvedbo kontroliramo fizikalne lastnosti ultrazvočnega valovanja v materialu preizkušanca, ki direktno vplivajo na učinkovitost UT sistema:

  • penetracija zvoka (globina/prodornost ultrazvoka),
  • dušenje zvoka (angl.: Attenuation – pojemanje zvoka),
  • občutljivost,
  • ločljivost.

Oprema/tehnike UT preiskave (EN 12668-1 do 3)

  • ultrazvočni instrumenti (prenosni, stacionarni – preskusne  linije),
  • ultrazvočne sonde (normalne, kotne, dvojne, fokusirane …),
  • kontrolni in referenčni bloki,
  • kontaktno sredstvo.
Prenosni UT - instrumenti: 1) Analogni 2) Digitalni

Ultrazvočne sonde so prilagojene potrebam in namenu uporabe. UT – sonde za različno uporabo prikazuje slika spodaj.

image041

Široka uporaba UT kontrole pa je pripeljala do razvoje velikega števila različnih variant posameznih tehnik in ultrazvočne opreme (UT-aparatov in sond):

  • uporaba SE in fokusiranih sond
  • Imerzijska tehnika (že uveljavljena)
  • TOFD (za natančno dimenzioniranje razpok
  • Phased Array (istočasna uporaba več kotov zvoka)

image043

TOFD – Time Of Flight Difraction - tehnika

image045

Phased Array sonda z digitalnim prikazom

Kalibracija/kontrola UT sistema(EN ISO 16811, EN ISO 2400)

Standardi določajo, da mora biti UT-aparat (sistem) pred začetkom dela umerjen (kalibriran), med samim delom pa preverjen v določenih časovnih intervalih. Za kalibracijo časovne baze in občutljivosti se uporabljajo različni kalibracijski bloki:

  • sam preizkušanec,
  • referenčni kalibracijski bloki (material s podobnimi lastnostmi),
  • kontrolni bloki (K1, K2 …).

image047

image049

K2 blok (nerjavno jeklo)

Cilindrični kalibracijski bloki za DAC

image051

Referenčni-kalibracijski blok za cevi

Zelo stroge zahteve so postavljene za UT-aparate in sisteme, ki morajo imeti potrdilo o obdobni kalibraciji (enkrat letno) in nalepko o njeni časovni veljavnosti.

image054

Slika desno: UT-kalibracijski bloki v laboratoriju Q Techne

Občutljivost in meje detekcije

Glavni namen ultrazvočne preiskave je odkrivanje volumetričnih in ploskovnih napak v notranjosti ali na površini materiala, kjer na osnovi višine amplitude ter oddaljenosti lahko določimo približno velikost nepravilnosti ali njeno obliko.

S pomočjo ultrazvoka lahko v kovinskih materialih odkrivamo nepravilnosti manjše od milimetra. Občutljivost je odvisna od globine in orientacije reflektorja, vrste materiala, uporabljene frekvence in vrste valovanja (longitudinalno, transverzalno). Načeloma je meja detekcije nižja za aluminij in feritno jeklo, kot je za avstenitno jeklo, sivo litino, baker in njegove zlitine.

image055

Ekran notesnika s programom za analizo UT podatkov

Z uvajanjem avtomatizacije pri izvedbi in programske opreme za zbiranje in analizo UT-podatkov so se močno izboljšale tudi meje zmogljivosti te metode.

Vse več UT-instrumentov je mogoče povezati z notesnikom in ustreznim programom za analizo, ki dajejo tudi možnost shranjevanja podatkov - in ne le odkritih indikacij - in kasnejšo ponovitev meritev. Vendar pa je ravno zato nujno zelo dobro razumevanje medsebojnega vpliva osnovnih fizikalnih lastnosti materialov in vplivnih faktorjev sodobnih UT-sistemov:

  • digitalizacija signalov in podatkov (digitalni UT aparati so dokončno prevzeli primat),
  • vzajemni vpliv fizikalnih lastnosti in sistemskih parametrov.

Prednosti in omejitve

Prednosti:

  • visoka občutljivost,
  • načeloma velika globina penetracije v material,
  • visoka natančnost določanja pozicije, velikosti, oblike, orientacije in tipa nepravilnosti,
  • potrebna dostopnost samo s ene površine preizkušanca,
  • možnost odkrivanja površinskih in pod-površinskih nepravilnosti,
  • možnost zapisov podatkov na medij.

Omejitve:

  • posredna metoda,
  • interpretacija signalov zahtevna  (pojav lažnih - geometrijskih indikacij),
  • učinkovitost je odvisna od usposobljenosti kontrolorja,
  • neuporabno za nehomogene materiale, grobih površin in nepravilne oblike ter za debeline do 6 mm (razen za nekonvencionalne tehnike).

Primer: Merjenje globine razpoke s konvencionalno tehniko:

UT - Ultrazvočna kontrola poleg RT omogoča odkrivanje in dimenzioniranje napak v notranjosti ulitkov, odkovkov in zvarnih spojev različnih materialov. Poleg tega pa različne UT - tehnike omogočajo zelo natančno določitev lokacije in globine odkritih reflektorjev. Iz tega stališča ima UT-kontrola celo prednost pred RT-metodo.

image058 image060

Slika A

Slika B

Merjenje globine razpoke: Slika A kaže optimiziran eho VRHA razpoke, ki sega cca 20% v globino zavarjene spojnice, svoj začetek pa ima v neposredni bližini zone taljenja zvarnega spoja (na površini), kar kaže Slika B.

UT - Standardi

SPLOŠNI: SIST EN ISO 16810 (splošna načela)
SIST EN ISO 16811 (občutljivost in območje nastavitve)
SIST EN ISO 16823 (prehodna metoda)
SIST EN ISO 16828 (metoda zvočne poti za odkrivanje in ocenjevanje velikosti nezveznosti-TOFD)
SIST EN 12668-1(aparati)
SIST EN 12668-2(preskuševalne glave)
SIST EN 12668-3 (sestavljeni sistemi)
SIST EN ISO 18563-1 (naprave_phased array)
SIST EN ISO 18563-2 (sonde_phased array)
SIST EN ISO 18563-3 (kombinirani sistemi_phased array)
SIST EN ISO 16392-2 (sonde_phased array)
SIST EN 15317 (karakterizacija in preverjanje ultrazvočne opreme za merjenje debeline)
SIST EN ISO 2400 (kalibracijski blok K1)
SIST EN ISO 7963 (kalibracijski blok K2)
SIST EN 1330-4 (pojmi, ki se uporabljajo pri preskušanju z ultrazvokom)
SIST EN 16018 (izrazi, ki se uporabljajo pri ultrazvočnih preiskavah_phased array)
SIST EN ISO 16946 (specifikacija za kalibracijo stopničastega klinastega bloka)
ASME B&PV Sec. V
ASME B&PV Sec. III
ZVARNI SPOJI: SIST EN ISO 17640 (tehnike, stopnje sprejemljivosti in kriteriji ocenjevanja)
SIST EN ISO 11666 (stopnje sprejemljivosti)
SIST EN ISO 23279 (UT preskušanje - karakterizacija indikacij v zvarnih spojih)
SIST EN ISO 22825 (preskušanje zvarnih spojev iz avstenitnih jekel in nikljevih zlitin)
SIST EN ISO 13588 (ultrazvočno preskušanje-uporaba polavtomatske in avtomatske tehnike s faznim krmiljenjem (Phased Array)
SIST EN ISO 19285 (Phased Array-merila sprejemljivosti)
SIST EN ISO 10863 (TOFT tehnika)
SIST EN ISO 15626 (kriteriji sprejemljivosti za TOFT tehniko)
PALIČNI MATERIAL: SIST EN ISO 10308 (UT preskušanje jeklenih palic)
PLOČEVINE: SIST EN 10160 (UT preskušanje ploščatih jeklenih izdelkov, debeline 6 mm in več - tehnika impulz-odmev)
SIST EN ISO 10307 (UT preskušanje avstenitnih in avstenitno-feritnih nerjavnih ploščatih jeklenih izdelkov debelin, ki so enake ali večje od 6 mm - odbojna metoda)
CEVOVODI: SIST EN 13480-5 (pregled in preskušanje)
ASME B 31.1
ASME B 31.3
DEBELINE: SIST EN 14127 (UT merjenje debeline)
TLAČNE POSODE: EN 13445-5 (kontrola in preskušanje)
AD-Merkblatt HP 5/3
ASME B&PV Sec. VIII
VARJENE CEVI: SIST EN ISO 10893-1 (avtomatska ultrazvočna preiskava)
SIST EN ISO 10893-11 (ugotavljanje vzdolžnih in/ali prečnih napak vara pri jeklenih ceveh, obločno varjenih pod praškom, z avtomatsko UT preiskavo)
ODKOVKI: SIST EN 10228-3 (UT preskušanje feritnih ali martenzitnih jeklenih izkovkov)
SIST EN 10228-4 (UT preskušanje avstenitnih in avstenitno-feritnih nerjavnih jeklenih izkovkov)
ULITKI: SIST EN 12680-1 (jekleni ulitki za splošno uporabo)
SIST EN 12680-2 (jekleni ulitki za močno obremenjene sestavne dele)
SIST EN 12680-3 (ulitkiiz sive litine s kroglastim grafitom)

Izbiro metode (RT ali UT) za izvajanje volumetričnih preiskav zvarov glede na različne debeline in vrste (tip) zvarnih spojev s polno prevaritvijo določa standard EN ISO 17635:

image061

Poročilo (EN ISO 16810)

Minimalne zahteve, kaj mora vsebovati poročilo o izvedeni ultrazvočni kontroli, so med drugimi določene tudi v standardu EN ISO 16810:

  • identifikacijo proizvajalca in/ali naročila,
  • popolno identifikacijo preizkušanca,
  • kraj izvedbe preiskave,
  • proizvodna faza/status preizkušanca,
  • identifikacijska oznaka ultrazvočnega instrumenta oz. opreme,
  • sklic na merodajne pogodbene dokumente (standarde itd.),
  • sklic na pisni postopek preiskave,
  • oznaka kontrolnih in referenčnih blokov,
  • način kalibracije, meja zapisovanja in kriterij sprejemljivosti,
  • ime, kvalifikacijo in podpis kontrolorja,
  • datum izvedbe preiskave,
  • rezultate preiskave in vrednotenja,
  • vsako odstopanje od pisnega postopka preiskave.

Penetrantska preiskava

image001

Penetrantska preiskava je neporušna preiskava pri kateri penetrant zaradi svoje kapilarnosti najprej zapolni napako, razvijalec pa povzroči njegovo ponovno izhajanje na kontrastno površino, s čimer napaka postane očem vidna.

Postopek izvedbe:

  • čiščenje površine
  • nanašanje penetranta
  • odstranjevanje presežka penetranta
  • nanašanje razvijalca
  • odkrivanje indikacij
  • zaključno čiščenje

Izbira ustrezne tehnike: na osnovi:

  • velikosti/geometrije izdelka
  • hrapavosti površine
  • vrste napak
  • transporta/manipulacije
  • stroškov izvedbe

Pogoji opazovanja (EN ISO 3059), kvalifikacija osebja in ustrezen vid (EN 473).

Oprema/tehnike za preiskavo (EN ISO 3452-1,2)

image002

Preizkusne tehnike:

  • barvno kontrastna – za normalno in visoko občutljivost
  • fluorescentna – za ultra-visoko občutljivost

Metode (mediji za) odstranjevanja presežka penetranta:

  • voda
  • topilo
  • emulgator + voda

Vrste razvijalcev:

  • suhi
  • mokri (vodni in ne-vodni)

Merilna oprema mora biti kalibrirana (Lux-meter, UVA-meter: EN ISO 3059) in ustrezno označena na instrumentu.

Primer:

image003 image004 image005

Pregled zvara posode pod tlakom: PT indikacija v zvaru po žlebljenju, ki se je v prvi fazi pokazala le kot brezbarvno-vlažna indikacija.

Kontrola PT-sistema za preiskavo/občutljivost

  • kontrole penetrantskih materialov v laboratorijih
    (vzorec/šarža – EN ISO 3452-2)
  • kontrole PT-sistema med izvedbo (EN ISO 3452-3)

Demonstracija, da je izbrana metoda/tehnika učinkovita:

image006 image007 image008
Kontrolni blok št.1 Kontrolni blok št. 2 ASME primerjalni blok

Prednosti in omejitve

Prednosti:

  • enostavna izvedba
  • učinkovita za različne vrste materialov
  • uporabna tudi pri komplicirani geometriji
  • ekonomičnost
  • učinkovita za interpretacijo lažnih MT-indikacij

Omejitve:

  • površinska metoda
  • ni uporabna za hrapave površine in porozne materiale
  • zahteva večfazne delovne operacije, kontrolirane pogoje dela (čas, temperatura) in doslednost
  • čiščenje pred in po izvedbi (včasih tudi kemično čiščenje)

PT - standardi

SPLOŠNI: SIST EN ISO 3452-1 (splošna načela)
SIST EN ISO 12706  (slovar izrazov)
SIST EN ISO 3059    (pogoji opazovanja)
SIST EN ISO 3452-2 (preiskava penetrantskih snovi)
SIST EN ISO 3452-3 (primerjalni vzorci)
SIST EN ISO 3452-4 (oprema)
SIST EN ISO 3452-5 (penetrantski preskusi pri temperaturah višjih od 50°C)
SIST EN ISO 3452-6 (penetrantski preskusi pri temperaturah nižjih od 10°C)
ASME B&PV Sec. V
ZVARNI SPOJI: SIST EN ISO 23277 (stopnje sprejemljivosti)
CEVOVODI: SIST EN 13480-5 (pregled in preskušanje)
TLAČNE POSODE: SIST EN 13445-5 (kontrola in preskušanje)
ODKOVKI: SIST EN 10228-2 (preskušanje s penetranti)
ULITKI: SIST EN 1371-1 (ulitki v pesek, težnostno kokilno uliti in nizkotlačno uliti ulitki)
SIST EN 1371-2 (precizijsko uliti ulitki)
JEKLENE CEVI: SIST EN ISO 10893-4 (ugotavljanje površinskih nepravilnosti nevarjenih in varjenih jeklenih cevi s tekočimi penetranti)

Poročilo: EN ISO 3452-1

  • podatki o preizkušancu:
    • označba, dimenzije, material, stanje površine, proiz. faza
    • preizkusni sistem, označba proizvajalec, ser. številka
    • postopek/navodilo
    • odstopanja od navodil
  • rezultati kontrole (opis indikacij)
  • lokacija izvedbe (datum, ime kontrolorja)
  • tehnika magnetiziranja
  • ime, nivo certifikata in podpis nadzorne osebe

Shranjevanje dokumentacije (poročila, slike, video posnetki…) mora biti v skladu s pogodbenimi zahtevami za vodenje projektne dokumentacije.

Primer: MT- obodna indikacija na spojnici – potrditev z PT in VT:

image011 image010 image009
Slika: MT indikacije PT indikacija VT indikacija

Rezultat PT in VT kontrole:

  • obodna MT indikacija je LAŽNA
  • realna je le ena: tista, ki jo lahko potrdimo tudi s PT in VT

Zaključek:
nekateri preizkušanci zahtevajo MULTIDISCIPLINARNI pristop pri načrtovanju in izvedbi NDT preiskave, v katerega se po potrebi  vključi tudi tehnolog varjenja in projektant.

Rezultate, ki vplivajo na kvaliteto proizvodov in stroške pa bi v bodoče morali upoštevati vsi udeleženi v proizvodnji (vodja kontrole/kontrolor, tehnolog, projektant, komercialist…).

Programi izobraževanja za NDT osebje

Ultrazvočna kontrola

utrazvocna small

Penetrantska kontrola

penetrantska small

Magnetna kontrola

magnetna small

Kontrola tesnosti

tesnost small

Vizualna kontrola

vizualna small

Radiografska kontrola

radiografska small