Badania nieniszczące

Badania wizualne są podstawową, obowiązkową metodą której poddawane są wszystkie złącza spawane konstrukcji stalowych.

W praktyce już na tym etapie wykrywane jest większość niezgodności powierzchniowych (pęknięcia kuźnicze, spawalnicze, hartownicze, podtopienia, braki przetopu, wklęśnięcia), wady kształtu elementów (przesunięcia brzegów, odkształcenia kątowe, ubytki korozyjne, porowatości, pustki).

Badania prowadzi się w sposób bezpośredni (okiem nieuzbrojonym) lub pośredni za pomocą takich urządzeń jak: lupa, endoskop, peryskop, zestaw lusterek i wideoskop.

Metoda ta jest stosowana w różnych etapach produkcji konstrukcji stalowych: przygotowanie elementów do spawania, kontrola złącza w trakcie spawania oraz gotowego złącza.

Ważną rolę odgrywa również w badaniach obiektów eksploatowanych (wirniki, turbiny, zbiorniki, pompy, rurociągi, wymienniki ciepła, części statków, samolotów itp.), a w wielu z nich jest wręcz jedyną możliwą formą kontroli.

Pamiętaj: Przy bezpośrednim przeprowadzaniu badań VT należy zapewnić, by odległość między okiem badającego i powierzchnią badaną mieściła się w granicach do 600mm, przy kącie widzenia nie większym niż około 30 stopni.

Złącza spawane przeznaczone do badań powinny być oczyszczone z pozostałości spawalniczych (szlaka) i nie mogą być pomalowane.

Badania magnetyczno-proszkowe są jedną z najbardziej powszechnych powierzchniowych metod badań nieniszczących w przypadku materiałów ferromagnetycznych.

„Ferromagnetyk – ciało, które wykazuje własności ferromagnetyczne. Znajdują się w nim obszary stałego namagnesowania (tzw. domeny magnetyczne), wytwarzające wokół siebie pole magnetyczne (jak małe magnesy). Do ferromagnetyków należą m.in. żelazo, kobalt, nikiel i niektóre ich stopy oraz niektóre inne metale przejściowe, np. metale ziem rzadkich.”

Badania magnetyczno-proszkowe pozwalają na wykrycie najbardziej niebezpiecznych niezgodności powierzchniowych i podpowierzchniowych:

• pęknięcia zmęczeniowe, kuźnicze, szlifierskie, hartownicze
• przyklejenia
• pęknięcia spawalnicze
• zawalcowania
• naderwania
• zakucia
• wtrącenia niemetaliczne (pęcherze)
• rozwarstwienia

Metoda ta polega na magnesowaniu badanego elementu oraz wykrywaniu magnetycznego pola rozproszenia, pojawiającego się w miejscu występowania nieciągłości.

Metoda ta ma zastosowanie jedynie względem obiektów wykonanych z materiałów ferromagnetycznych, obrabianych plastycznie, spawanych, obrabianych termicznie (np. poszycia statków, wały, osie, czopy, przekładnie zębate, itp.).

W badaniach magnetyczno-proszkowych możliwe jest wykrywanie nieciągłości powierzchniowo otwartych oraz podpowierzchniowych do głębokości ok. 3 mm.

Badania magnetyczno-proszkowe są jedną z najskuteczniejszych metod zapewniania jakości nie tylko konstrukcji spawanych, ale również na liniach produkcyjnych wielu sektorów przemysłu;

• automotive (badanie odlewów, komponentów)
• lotnictwo
• badanie gięć indukcyjnych rur (pęknięcia, rozwarstwienia)

i wielu innych.

Pamiętaj: Dopuszczalna jest powłoka lakiernicza, która łącznie z podkładem do badań MT w świetle białym nie może przekraczać 50 µm. Powierzchnia do badań musi być wolna od zgorzeliny, tłuszczu, olejów, smarów, wszelkich odprysków spawalniczych.

Za pomocą badań MT bada się tylko materiały ferromagnetyczne, zazwyczaj niskostopowe węglowe stale, staliwa, żeliwa. Na stalach typu Duplex, Superduplex badań magnetyczno-proszkowych nie wykonuje się.

Metoda penetracyjna jest jedną z metod badań nieniszczących. Dzięki zjawisku włoskowatości cieczy (penetrantu) – czyli zdolności do wnikania cieczy do cienkich nieciągłości umożliwia ona wykrywanie otwartych nieciągłości powierzchniowych, płaskich wąskoszczelinowych różnie zorientowanych (pęknięcia na gorąco, na zimno, pęknięcia hartownicze, szlifierskie, pęknięcia zmęczeniowe). W szczególności stosowana jest do badań nieszczelności spoin spawanych zbiorników, rur i itp. Stosowana jest zarówno w materiałach ferromagnetycznych jaki i nieferromagnetycznych (stale austenityczne, miedź, mosiądz, brąz, wolfram), a także w materiałach niemetalicznych (np. ceramicznych). Za pomocą metody penetracyjnej można badać zarówno półwyroby jaki i wyroby gotowe o różnym stopniu komplikacji kształtu (małe i duże).

Dzielimy je na trzy główne grupy

• Klasyczne badanie PT
• Badanie PT przy użyciu światła UV (wykorzystuje specjalny penetrant o właściwościach fluorescencyjnych)
• Badanie szczelności (Wykorzystywane np. przy badaniach zbiorników tak zwaną metodą „nafta-kreda” polega na nakładaniu penetrantu z jednej strony badanego obiektu i „wyciąganie” go wywoływaczem z drugiej)

Badania penetracyjne należą do grupy badań powierzchniowych. Ze względu na to, że powierzchnia obiektów konstrukcyjnych należy do stref szczególnie zagrożonych, stanowią ważny środek diagnostyczny dla bezpieczeństwa konstrukcji. Badania wykonuje się na etapie produkcji, bądź też kontroli w trakcie eksploatacji. Metoda penetracyjna wykorzystuje zjawisko wnikania cieczy (penetrant o odpowiednich właściwościach) w głąb materiału.

Po odpowiednim czasie, usuwa się nadmiar penetrantu z powierzchni badanej i nanosi tzw. wywoływacz, którego zadaniem jest wyciągnięcie penetrantu z nieciągłości. Metoda wymaga bardzo starannego przygotowania powierzchni badanej i jest dość czasochłonna. Do zalet z kolei zalicza się możliwość badania bardzo różnorodnych materiałów.

Pamiętaj: Badania PT wymagają bardzo dobrego przygotowania powierzchni, doświadczenia w stosowaniu, ponieważ bardzo łatwo popełnić błąd dyskwalifikujący cały proces. Temperatury poniżej 10°C i powyżej 55°C wymagają specjalnych odczynników i szczególnego przygotowania przedmiotu badania. Konieczność badania w takich warunkach trzeba zaznaczyć przy zlecaniu badań.

Jest to jedna z najskuteczniejszych metod badań nieniszczących.

Badania ultradźwiękowe opierają się na wykorzystaniu właściwości fal ultradźwiękowych, tj. o częstotliwości ponad 16 kHz. Badania te należą do badań objętościowych, co oznacza, że wykrywamy nieciągłości w objętości materiału. Metoda ta pozwala wykrywać nieciągłości w materiale takie jak: wtrącenia niemetaliczne, rozwarstwienia, zawalcowania, niespawy, pęknięcia, przyklejenia, braki przetopu, wtrąceniu żużlu, pęcherze itp.

Wykorzystywana jest także do kontrolowania ciągłości szpilek, śrub, itp. Metodą UT bada się obiekty wykonane ze stali ferrytycznych, austenitycznych, aluminium, magnezu, miedzi, stopów miedzi, ołowiu, niklu, materiałów kompozytowych.

Ogromną zaletą metody ultradźwiękowej jest to, że wynik badania otrzymujemy natychmiast po przeprowadzonych badaniach. Jest to szybka, nieinwazyjna metoda pozwalająca na precyzyjną lokalizację wykrytych nieciągłości.

Metoda UT umożliwia:

• badania objętościowe – wykrywanie wad w całej objętości badanego materiału,
• badania spoin, odlewów, odkuwek, blach,
• wykrywanie niezgodności takich jak: wtrącenia niemetaliczne, pęcherze, rozwarstwienia, zawalcowania, niespawy, pęknięcia, przyklejenia, braki przetopu, wtrącenia żużlu, pęcherze,
• kontrolę ciągłości szpilek, śrub, itp., rozwarstwień, przylegania powłok,
• badanie obiektów wykonanych ze stali ferrytycznych, austenitycznych, aluminium, magnezu, miedzi, stopów miedzi, ołowiu, niklu, materiałów kompozytowych,
• bardzo szybką ocenę badanych elementów, dającą wynik od razu w trakcie badania,
• dokładne określenie wielkości oraz umiejscowienia zlokalizowanych nieciągłości.

W skład naszej oferty, oprócz klasycznych badań ultradźwiękowy wchodzą również najnowocześniejsze techniki i rozwiązania takie jak:

• UTPA (Phased Array)

Metoda Phased Array (PA) polega na zastosowaniu ultradźwiękowych głowic wieloprzetwornikowych (mozaikowych). Głowice te wyróżnia w stosunku do głowic standardowych to, że składają się z wielu pojedynczych przetworników (10, 16, 32, 64, 128 elementowych), z których każdy może niezależnie generować i odbierać falę ultradźwiękową, dzięki czemu możliwe jest kształtowanie wiązki falowej m.in. jej skupianie na dowolnej głębokości badanego elementu lub jej odchylanie o dowolny kąt. Przy wykorzystaniu metody Phased Array (PA) możliwe jest badanie elementów o skomplikowanych kształtach, badanie spoin, pęknięć, rozwarstwień oraz mapowanie korozji.

• UT TOFD

Technika TOFD (Time of Flight Diffraction) w odróżnieniu od pozostałych technik ultradźwiękowych wykorzystujących amplitudę odbitej od nieciągłości fali ultradźwiękowej wykorzystuje sygnały pochodzące od fal dyfrakcyjnych, powstających na krawędziach wad. Technika TOFD wykorzystywana jest przede wszystkim podczas badania złączy spawanych. Cały jej proces podlega cyfrowej rejestracji co umożliwia późniejszą wielokrotną analizę i weryfikację wyników badań. Metoda TOFD cechuje się wysoką wykrywalnością wad przy małej liczbie fałszywych wskazań, daje możliwość dokładnego pomiaru geometrii nieciągłości w trzech płaszczyznach i odbywa się w krótszym od konwencjonalnych metod czasie.

• UT IBUS-TD

Ultradźwiękowe badania spoin o grubości od 2 do 8 mm elementów płaskich oraz rur wykonujemy przy użyciu specjalistycznych głowic profilowanych. Badania przeprowadzane są wg procedury zgodnej z normą PN-EN ISO/IEC 17025. Powyższa procedura uwzględniająca dedykowane głowice pozwala na całkowite wyeliminowanie ograniczeń wynikających ze stosowania głowic standardowych

• UTT – Ultradźwiękowe pomiary grubości

Ultradźwiękowe pomiary grubości ze względu na wykorzystanie własności fal ultradźwiękowych należą do grupy metod objętościowych, choć w rzeczywistości dają nam pogląd na temat stanu powierzchni elementu jak metody powierzchniowe.Na podstawie pomiaru czasu przejścia podłużnej fali ultradźwiękowej przez badany obiekt, grubościomierz wylicza grubość danego obiektu w miejscu pomiaru. Dzięki tym właściwościom możliwe jest określenie rzeczywistej grubości konstrukcji, co w szczególności jest konieczne dla stwierdzenia stanu wielu eksploatowanych konstrukcji, zwłaszcza tych silnie narażonych na korozję., tj. rurociągi, zbiorniki, itp. Pomiary grubości, określane także jako pomiary ubytków korozyjnych znalazły powszechne zastosowanie w okrętownictwie i są główną metodą, na podstawie której Towarzystwa Klasyfikacyjne (np. PRS, GL, LRS, BV, ABS, DNV, NKK) dopuszczają statki do użytkowania.Nowoczesne grubościomierze pozwalają na wykonywanie dokładnych pomiarów bez potrzeby usuwania powłoki malarskiej co w znaczny sposób obniża koszty badań, a jednocześnie stwarza je bardzo wiarygodnymi.

• UT DUPLEX/SUPERDUPLEX

Jako jedno z nielicznych laboratoriów NDT posiadamy specjalistyczny certyfikat norweskiej jednostki certyfikującej FORCE INSTITUTE.

Umożliwia nam on przeprowadzanie badań ultradźwiękowych stali DUPLEX i SUPERDUPLEX za pomocą specjalnych, dedykowanych głowic.

Pamiętaj: Badanie materiałów innych niż stal / staliwo niskowęglowe może być utrudnione, czasami niemożliwe. Na przykład stale „nierdzewne”, stale typu DUPLEX, SUPERDUPLEX wymagają zastosowania innego sprzętu i procedur. Niektóre odlewy ze względu na rodzaj materiału i kształt mogą okazać się niemożliwe do zbadania. By uniknąć problemów, przekaż laboratorium jak najwięcej danych dotyczących obiektu badanego.

Przy wykonywaniu badań radiograficznych konieczny jest dostęp dwustronny do badanego obiektu. Z jednej strony znajduje się źródło promieniowania, natomiast z drugiej strony znajduje się detektor promieniowania – najczęściej klisza rentgenowska. Na kliszy ukazuje się obraz radiograficzny (radiogram) na którym badane złącze przedstawia się jako obraz cieniowy, z jasnym pasem spoiny (większa grubość) na ciemniejszym tle elementów łączonych (mniejsza grubość).

Wady na obrazie radiograficznym ukazują się na tle jasnej spoiny lub w miejscu przejścia spoiny w materiał rodzimy jako ciemne pola o różnych kształtach (zmiana grubości metalu oraz współczynnika pochłaniania. Wyjątek stanowią: wytrącenie wolframu – pierwiastek ciężki i wyciek – obie wady dają obraz jaśniejszy od tła spoiny.

Przyjmuje się, że za pomocą techniki radiograficznej wykrywa się różnice grubości wynoszące 2%. Wykrywalność metody przy użyciu promieniowania gamma jest znacznie gorsza niż przy zastosowaniu promieniowania X. Do oceny wykrywalności wad w metodzie radiograficznej stosowane są różne wzorce czułości – wskaźnika jakości obrazu. Metodą radiograficzną wykrywamy wady wewnętrzne w spoinach typu:

• pęcherze gazowe
• wtrącenia
• przyklejenia
• brak przetopu
• pęknięcia
• wady powierzchni i kształtu

Ze względu na zdecydowanie lepsze rezultaty, do badań radiograficznych wykorzystujemy wyłącznie promieniowanie X. Pracujemy na wysokiej klasy defektoskopach rentgenowskich uznanych w branży firmy takich jak; firm Eresco czy ICM oraz materiałach fotochemicznych firm Agfa Gevaert, Kodak i Fuji. Stosowanie pełnego systemu Agfa (błony, chemikalia, automatyczna obróbka fotochemiczna) umożliwia nie tylko szybkie uzyskanie potrzebnych rezultatów ale jednocześnie powoduje standaryzowanie obróbki, co daje podwyższenie jakości tej metody.

Przemysłowa radiografia cyfrowa znalazła swoje zastosowanie m.in. w przemyśle odlewniczym, lotniczym i motoryzacyjnym, gdyż badanie radiograficzne pozwala na badanie: odlewów, odkuwek, złączy spawanych, ceramiki, kompozytów, dzieł sztuki i wielu innych elementów.

Pamiętaj: Badania radiograficzne odbywają się przy pomocy promieniowania rentgenowskiego (X bądź gamma).

Aby ich wykonanie było możliwe, teren musi być odpowiednio zabezpieczony przez specjalistów firmy świadczącej usługę.

Pracę przy użyciu materiałów radioaktywnych powinni wykonywać wyłącznie profesjonaliści certyfikowani przez odpowiednie jednostki i urzędy.

Badanie prądami wirowymi pozwala na wykrycie pęknięć powierzchniowych jak i podpowierzchniowych w materiałach przewodzących prąd elektryczny, zarówno magnetycznych jaki i niemagnetycznych. Do niewątpliwych zalet metody zalicza się możliwość badania poprzez powłoki malarskie spoin. Brak konieczności usuwania farby do badań w znacznym stopniu przyczynia się do redukcji kosztów związanych z badaniem.

Badania wiroprądowe umożliwiają wykrywanie takich nieciągłości jak: pęknięcia, przyklejenia, zawalcowania, łuski, wtrącenia. Badanie metodą prądów wirowych polega na wytworzeniu w warstwie powierzchniowej badanego obiektu prądów wirowych w obszarze oddziaływania na obiekt szybkozmiennego pola magnetycznego, wytwarzanego przez przetworniki indukcyjnościowe. Zaletą metody jest możliwość bardzo szybkiego, 100% badania wyrobów w wielkoseryjnej produkcji, np. przy produkcji rur ze szwem, zgrzewanych lub spawanych.

Zaawansowane badania prądami wirowymi oferują szereg możliwości w automatyzacji badań, obróbce i wizualizacji wyników badań. Dysponujemy technologią wieloprzetwornikową, tzw ECA (Eddy Curent Array), którą stosuje się do mapowania powierzchni lub badania spoin bez konieczności usuwania powłok malarskich.

Metoda stosowana jest powszechnie do badania rurek wymienników ciepła w elektrowniach jądrowych i konwencjonalnych, w przemyśle chemicznym, rafineryjnym, cukrowniczym, papierniczym i spożywczym. Szybkość badania, pełna rejestracja wskazań, precyzyjna lokalizacja i znakowanie podczas badania stanowią olbrzymią wygodę i gwarantują bardzo wysoką jakość wykonanych badań. Systemy wykorzystywane przez nasze laboratorium pochodzą od największych światowych producentów i charakteryzują się bardzo wysoką niezawodnością badań.

Badania takie wymagają bardzo dużego doświadczenia i odpowiednich kwalifikacji personelu.

Badaniom podlegają rury z materiałów takich jak: mosiądz, miedź, stal nierdzewna, stale węglowe, aluminium i jego stopy, inconell, hastelloy. Odpowiednie techniki badań umożliwiają badanie również rur użebrowanych. Podstawowe defekty wykrywane w badaniach ET to: ubytki grubości ścianek (z rozróżnieniem ich położenia od wewnątrz lub zewnątrz) powstałe w wyniku erozji lub korozji, wtrącenia obcego materiału, perforacje, wyżłobienia, pęknięcia, deformacje. Wszystkie ww. wady są bardzo precyzyjnie lokalizowane, również pod podporami

Pamiętaj: Maksymalna grubość powłoki nie ferromagnetycznej przy badaniach ET to 2 mm. Powłoki przewodzące np. pokrycie cynkiem, uniemożliwiają badania prądami wirowymi.

Badanie szczelności metodą pęcherzykową polega na zjawisku przenikania gazu z ośrodka o ciśnieniu wyższym do ośrodka o ciśnieniu niższym.

Warunkiem koniecznym do zaistnienia takiego procesu jest połączenie pomiędzy tymi ośrodkami. Badanie złączy spawanych odbywa się w powietrzu atmosferycznym przy wytworzonym podciśnieniu w nakładanej na badany odcinek komorze zwanej potocznie boxem.

Kapilarne nieszczelności w spoinie stanowią połączenie między ośrodkami o różnym ciśnieniu.

W pokrytym pianotwórczym roztworem złączu następuje przenikanie powietrza z atmosfery do komory poprzez nieszczelności, w wyniku oddziaływania różnicy ciśnień.

Proces ten powoduje powstanie pęcherza pozwalającego na zlokalizowanie nieszczelności.

Pęcherzykową metodę badania szczelności złączy można zastosować na wyrobach, których podstawowym warunkiem dopuszczenia do eksploatacji jest szczelność wykonanych połączeń spawanych.

Pamiętaj: Powierzchnia do badań musi być czysta, a temperatura obiektu między 5 a 50 °C. Przesadzenia, nieprostopadłość przy złączu teowym łączonych blach, naroża, obłe kształty utrudniają, czasami uniemożliwiają wykonanie badania. Jednakże jako jedno z niewielu laboratoriów posiadamy warsztat przygotowujący specjalne głowice (box’y) na zamówienie pod konkretne typy złącz.

Określenie rodzaju badanego stopu jest możliwe dzięki badaniu i analizie składu chemicznego metali, które wykonujemy przy użyciu spektrometru fluorescencji rentgenowskiej XRF oraz mobilnego spektrometru iskrowego OES.

Urządzenia mogą być wykorzystywane do badań: stali konstrukcyjnych, stali nierdzewnej, stali niskostopowej, stali narzędziowych, stopów niklu, stopów kobaltu, stopów miedzi, stopów tytanu, stopów aluminium, stopów i stali niezidentyfikowanych.

W zakres badanych pierwiastków wchodzą zarówno pierwiastki metaliczne, jak i niemetale (węgiel, fosfor, siarka i azot)

Badanie Identyfikacyjne Materiałów określane w skrócie PMI (Positive Material Identification) jest dobrze rozwiniętą techniką do analizy i identyfikacji pierwiastków chemicznych. PMI jest szczególnie ważny, jeśli w instalacji występują materiały o wyższych właściwościach wytrzymałościowych, odporności na korozję lub temperaturę, które stanowią krytyczny element dla bezpiecznej pracy instalacji. Badania identyfikacyjne materiałów stanowią integralną część systemu bezpieczeństwa podczas realizacji wielorakich inwestycji. W wyniku serii niebezpiecznych awarii spowodowanych pomyłkami materiałów podczas budowy instalacji inwestorzy zostali zobowiązani przez firmy ubezpieczeniowe do opracowania procedur kontroli zgodności zastosowanych materiałów z dokumentacją projektową.

PMI pozwala:

• Stwierdzić, czy produkty oraz komponenty zostały wyprodukowane przy użyciu prawidłowego stopu
• Znaleźć mieszaniny stopów
• Stwierdzić, że materiał jest zgodny z właściwą normą

Pamiętaj: Zamawiając usługę zdefiniuj, jakie pierwiastki mamy zmierzyć. Metoda PMI przy użyciu spektrometru XRF nie służy do badań stali niskowęglowych, nie mierzy zawartości węgla. Węgiel można zmierzyć przy użyciu mobilnego spektrometru iskrowego OES. Element badany nie może być pokryty powłoką antykorozyjną, rdzą, smarami. W celu zwiększenia dokładności pomiaru zaleca się dokładne oczyszczenie powierzchni drobnym papierem ściernym lub szlifierką z tarczą listkową.