čo je NDT?
Non destructive testing. Nedeštruktívne metódy skúšania polotovarov a výrobkov.
Nedeštruktívne skúšanie materiálu /NDT/ má významnú úlohu v systéme riadenia akosti výrobného procesu, pretože umožňuje skoré zistenie vnútorných chýb vo výrobku alebo polotovare, ktoré by mohli znemožniť jeho efektívne využitie alebo vyvolať haváriu konštrukcie počas doby prevádzky. Pre detekciu a kvantitatívne vyhodnotenie zistených chýb sa v odbore nedeštruktívneho skúšania používa celá rada metód využívajúcich rôzne fyzikálne princípy.
Úvod
Je všeobecne známe, že každý výrobok alebo polotovar môže obsahovať vnútorné nehomogenity /chyby/ alebo nežiadúce odchýlky štruktúry. Prítomnosť takýchto chýb v kritických oblastiach potom môže podstatne ovplyvniť životnosť konštrukcie. Požiadavka, aby výrobok neobsahoval vôbec žiadne chyby, by bol celkom nereálny a preto musia byť v príslušných normách alebo predpisoch stanovené hranice pre prípustnosť resp. neprípustnosť chýb v závislosti na ich veľkosti, typu, početnosti atď. Výrobok je potom možno na základe výsledku nedeštruktívnej kontroly zaradiť do príslušnej triedy akosti a rozhodnúť o jeho ďalšom využití, tzn. či bude využívaný bez ohľadu na prítomnosť chýb alebo budú chyby odstránené alebo bude výrobok vyradený ako nepoužiteľný.
Výhodou nedeštruktívnych metód oproti metódam deštruktívnym je v tom, že výrobok po skúške zostáva v nezmenenom stave pre ďalšie použitie. Metódy NDT skúšania jednotlivých typov polotovarov a výrobkov sú predpísané v príslušných normách a predpisoch. Z tohoto hľadiska je spravidla rozhodujúca požiadavka zákazníka, ktorý si stanoví, podľa ktorej normy alebo predpisu má byť výrobok z hľadiska NDT hodnotený.
Vzhľadom k obmedzenému rozsahu príspevku môžeme uviesť len charakteristiky základných NDT metód a oblasti ich využitia.
Charakteristiky základných NDT metód
Nedeštruktívne metódy skúšania môžeme rozdeliť z hľadiska praktickej aplikácie do dvoch základných skupín:
a) Metódy pre zisťovanie chýb nachádzajúcich sa na povrchu alebo v blízkosti povrchu súčiastky alebo polotovaru (trhliny, preložky, vruby, neprievary, ap.)
b) Metódy pre zisťovanie chýb v celom objeme (dutiny, vmestky, studené spoje, ap.)
Do prvej skupiny patria metódy:
- vizuálna /VT/
- magnetické /MT/
- kapilárna /PT/
- vírivých prúdov /ET/.
V druhej skupine majú rozhodujúci význam metódy:
- rádiografické /RT/
- ultrazvukové /UT/
Okrem týchto základných metód existujú desiatky ďalších NDT metód a ich kombinácií. Z nich majú najväčšie praktické uplatnenie predovšetkým metódy:
- skúšanie netesností /LT/
- metóda akustickej emisie /AT/
- metódy termografické /IRT/.
Vizuálna metóda - je základnou metódou pre zisťovanie povrchových chýb a odchýlok tvaru. Pri vizuálnej kontrole a hodnotení zvaru sa napr. hodnotí prípustné prevýšenie zvaru, veľkosť neprievaru, presadenie, atď. Obdobne sa hodnotia povrchové chyby i iných typov polotovarov alebo výrobkov. K tomuto účelu sa využívajú rôzne typy meracích mechanických a optických pomôcok.
Magnetická metóda - využíva pre detekciu povrchových chýb a ich zviditeľnenia zmien magnetického poľa v mieste trhliny alebo inej povrchovej nehomogenity. Môže teda byť použitá len na feromagnetických materiáloch.
Kapilárna metóda – môže byť použitá i na iných typoch materiálov s výnimkou vysoko poréznych. Pre detekciu sa využíva farebná detekčná kvapalina a kapilárne účinky povrchových trhlín.
Metóda vírivých prúdov - vyžaduje elektricky vodivý materiál. Veľmi dobre sa preto uplatňuje napr. pri detekcii povrchových trhlín v súčiastkach z hliníkových zliatin.
Metóda rádiografická - umožňuje zobraziť vnútorné nehomogenity resp. chyby na röntgenový film, kde sa prejavujú vplyvom zníženia absorpcie ako tmavšie útvary. Ako zdroj žiarenia sa používajú röntgenové prístroje alebo niektoré typy izotopov. Rozsah hrúbok, ktoré je možno touto metódou skúšať, je obmedzený. Metóda sa najčastejšie využíva pre kontrolu zvarov a odliatkov.
Ultrazvuková metóda – využíva sa pre detekciu odrazu ultrazvukových vĺn od nehomogenít resp. chýb. Môže byť použitá pre kontrolu kovových i nekovových materiálov. Výhodou tejto metódy je možnosť skúšania polotovarov veľkých hrúbok (u výkovkov až niekoľko metrov).
V nasledujúcej tabuľke sú uvedené
hlavné charakteristiky základných NDT metód.
Je nutné zdôrazniť, že žiadna z NDT metód neumožňuje presné stanovenie skutočného rozmeru chyby. I u metód MT, PT a RT máme k dispozícii len dvojrozmerný obraz chyby. Tretí rozmer je v niektorých prípadoch možno stanoviť špeciálnymi postupmi.
Zisťovanie chýb však nie je jedinou oblasťou využitia NDT metód. Niektoré z uvedených metód je možno využiť i pre hodnotenie štruktúrnych zmien a fyzikálnych vlastností materiálu.
Praktická aplikácia všetkých NDT metód kladie značné nároky na operátorov ako po fyzickej stránke tak aj po stránke odborných znalostí a skúseností . Týka sa to predovšetkým tých metód (UT,ET), kde sa prítomnosť chyby hodnotí “nepriamo” podľa indikácie (signálu) na obrazovke v reálnom čase. Rovnako správne vyhodnotenie röntgenového snímku a indikácii u magnetickej alebo kapilárnej metódy však nie je jednoduché a vyžaduje značné skúsenosti.
Z tohoto dôvodu musia pracovníci v odbore NDT absolvovať predpísané odborné školenia a byť certifikovaní pre jednu alebo viac metód. Vyškolenie každého pracovníka je preto časovo i finančne veľmi náročné.
Všetky uvedené NDT metódy sa využívajú v najväčšom rozsahu pri ručnom skúšaní výrobkov. Tu asi pripadá najväčší objem na kontrolu zvarov (plynovody, tlakové nádoby, konštrukcie, atd.). Pri kontrole valcovaných polotovarov pravidelného profilu ako sú plechy, trubky, tyče apod. sa využívajú automatizované skúšobné zariadenia, ktoré umožňujú vysokú produktivitu kontroly a objektivitu výsledného hodnotenia.
Nedeštruktívne skúšania výrobkov sa významne podieľajú na celkových výrobných nákladoch, ale jeho zaradenie do systému kontroly je už v súčasnej dobe z hľadiska konkurencieschopnosti našich výrobkov a požiadavkou zákazníka nevyhnutné.
