Roncsolásmentes anyagvizsgálatok

Egyik látogatóm, Végh Balázs, ellát érdekességek címszavakhoz alkalmas információval. A tőle kapott összefoglaló alapján foglalom össze a roncsolásmentes anyagvizsgálatok érdekes témakörét. Az alkalmazott eljárások közül némelyik megtalálható már lexikonomban.

A roncsolásmentes anyagvizsgálatok rendkívül fontosak a szerkezetek biztonságos és megbízható működésének (integritásának), reális állapotának és maradék élettartamának megítéléséhez. Alapvető fontosságúak a korszerű, gazdaságos és biztonságos üzemeltetésükhöz. A méréstechnika és a hozzá kapcsolódó elektronika fejlődése lehetővé teszi a szerkezetek, létesítmények (például hidak, hajók, repülőgépek, erőművek) üzemeltetési feltételeinek, maradék élettartamának egyre nagyobb pontosságú becslését.

A műszaki gyakorlatban többféle roncsolásmentes vizsgálatot alkalmaznak, a módszerek eredményességét azonban sok tényező befolyásolja (például az anyagminőség, az anyagvastagság, a hiba nagysága és helyzete, a hiba jellege, a vizsgálati körülmények, a gazdaságossági szempontok). Különböző típusú, méretű, elhelyezkedésű hibák megtalálása, méreteinek meghatározása eltérő vizsgálati módszert igényelhet.

Nézzük meg kicsit részletesebben a roncsolásmentes anyagvizsgálatoknál alkalmazott jellemző módszereket.

Szemrevételezés

Felületen elhelyezkedő hibák kimutatásának legegyszerűbb módszere a szemrevételezés.
Repülőgépek és különböző termelő berendezések üzemeltetésénél mindennapos eljárás. Alkalmazása történhet önálló eljárásként (nagyobb méretű hibák feltárására), de sok esetben valamely más vizsgálat kiegészítőjeként is. Az emberi szem felbontóképessége és érzékenysége nagymértékben különbözik az egyéb észlelési módszerektől, és a gépi, automatikus észlelésekkel összehasonlítva nem elhanyagolható a szubjektív hatás sem (pl. a vizsgálatot végző személy fizikai vagy pszichés állapota).

Nagyobb számú azonos alkatrész vizsgálatánál, a megfelelő dokumentálást is biztosító és a szubjektivitástól is mentesebb gépi vizsgálatokat célszerű választani.
Egyedi vizsgálatnál, vagy előzetes tájékozódás esetén hasznosabb a sokszor több részletet feltáró szemrevételezés.

Fontos eljárás a szükséges karbantartások meghatározásánál. Sok meghibásodás egyszerű szemrevételezéssel megállapítható a szakemberek számára. Eldönthető, hogy szükséges-e azonnali beavatkozás, vagy elég jelezni a hibát és ráér elhárítani a legközelebbi szokásos karbantartás során.

Festékpenetrációs vizsgálat

A vizsgálat során a vizsgálandó felületre - annak megfelelő megtisztítása után - egy, szabad szemmel jól látható színű (vagy fluoreszkáló) folyadékot kell feljuttatni az előírt módon.

Meghatározott idő eltelte után (amíg a jelző anyag a felületi repedésbe behatol) a festékanyagot el kell távolítani a munkadarab felszínéről.

Ezután az "előhívó" anyag felhordása következik, ami a repedésekbe beszivárgott jelzőanyag felszínre emelését végzi el. A repedésekben megmaradt és onnan visszaszívott festék az előhívó rétegen éles kontraszttal mutatja meg a repedés helyét.

Az eljárás hátránya, hogy csak bizonyos méreten felüli felületi, vagy felületre nyitott repedések kimutatása lehetséges ilyen módon. Porózus felületű munkadarabok nem vizsgálhatók, mert a pórusok hibaként jelennek meg.

Mágnesezhető poros vizsgálat

A mágneses erővonalak irányát a vizsgálandó anyagban található eltérő anyagú és mágneses permeabilitású részek eltérítik. A felületre felhordott vizsgálóanyag révén az erővonalak láthatóvá tehetők, így a hiba helye meghatározható.

A vizsgálatot csak ferromágneses anyagokon lehet elvégezni.

Két fő változata létezik, a száraz poros valamint a nedves vizsgálati módszer. A száraz változat egyszerűbb és a felülethez közel eső hibák esetében pontosabb, míg a nedves mágneses eljárás kisebb repedésméret esetében is nagyobb felismerési pontosságot tesz lehetővé.

Röntgen vizsgálat

Megfelelő ipari röntgenkészülékkel sok alkatrész, eszköz, tárgy, hegesztési varrat, stb. esetleges belső hibái vizsgálhatók.

Anyagvizsgálati célokra is a röntgensugárzás azon tulajdonságát használhatják fel, hogy valamely tárgyon való áthaladás során a sugárzás intenzitása csökken, az anyagra jellemző elnyelési együttható függvényében.

A röntgensugárzás sokféle módon kimutatható (Geiger-Müller számláló, ionizációs kamra, stb.), anyagvizsgálatra azonban a fényérzékeny filmes eljárást alkalmazzák, így a film egyben
dokumentációként is szerepel.
Mivel az elkészített felvétel a vizsgált alkatrész egy adott irányú vetülete, ezért a hibának is vetületi képe nyerhető. A hiba pontos meghatározáshoz többirányú felvétel készítése szükséges.

Ultrahangos vizsgálat

Az ultrahangos vizsgálat során az ultrahangnak azt a tulajdonságát használják fel, hogy különböző közegekben eltérő sebességgel halad és a más-más akusztikai sűrűségű anyag határához érve az ultrahangnyaláb elhajlik, illetve visszaverődik. Ilyen eltérő akusztikai tulajdonságú anyag lehet a hegesztési varratban található estleges zárvány (gáz vagy salak) illetve repedés.
A hibátlan alkatrészek esetében csak a darab határfelületéről verődik vissza az ultrahang, amennyiben hibás részeket is tartalmaz az alkatrész úgy a hiba felületéről is tapasztalhatóvisszaverődést.

Az ultrahangos vizsgálatok megbízhatósága a digitális technológia fejlődésével egyre növekszik. E technológia további előnye az adatok tárolásának, reprodukálhatóságának, adatok továbbításának terén tapasztalható.

Örvényáramos repedésvizsgálat

Ha egy tekercsben váltakozó áram folyik akkor a tekercs körüli térben váltakozó mágneses mező indukálódik (H1). Ebben a mágneses térben az odahelyezett elektromos vezetőben a változó mágneses mező hatására váltakozó áram indukálódik (I2 örvényáram). A keletkezett örvényáram iránya olyan, hogy az általa létrehozott mágneses mező (H2) a H1 mágneses mezőt gyengíteni igyekszik. Repedések, egyéb felületi hibák megváltoztatják a felületen indukálódó örvényáram nagyságát és ez a változás megmutatkozik a H2 mágneses mező nagyságában is. Az anyagvizsgálat során érzékeny elektronikus készülékkel mérik az említett változást.
A módszer legfontosabb sajátossága, hogy csak elektromos vezető anyagok esetében használható, és a "Skin-effektus" jelentkezése miatt csak korlátozott mértékű az ellenőrizhető anyagmélység.

Felhasznált irodalom