Marta Wojas - Badania Nieniszczące

KRAJOWA KONFERENCJA BADAŃ RADIOGRAFICZNYCH - „POPÓW 2005”
26 - 28 września 2005 r
Badania eksploatacyjne
Czynniki wpływające na ocenę badanego obiektu
Marta Wojas
Urząd Dozoru Technicznego
1. Wstęp
Planowanie, wykonywanie i interpretacja wyników badań eksploatowanych urządzeń, konstrukcji, aparatów, rurociągów itp. wymaga nieco innego podejścia niż w przypadku badań
podczas ich wytwarzania.
Różnice dotyczą sposobu planowania badań, doboru metody / techniki badawczej do zaplanowanego zadania, doboru wyposażenia badawczego i materiałów do badań, ustalenia kryteriów akceptacji, oceny i interpretacji wyników badania, a także wymagań kwalifikacyjnych
osób opracowujących procedury i instrukcje badawcze oraz oceniających i interpretujących
wyniki badań.
W referacie przeprowadzono próbę przedstawienia sposobu postępowania w realizacji nieniszczących badań eksploatacyjnych. Temat omówiono w ujęciu ogólnym, bez uwzględniania
metody badań ani gałęzi przemysłu ze świadomością, że ich szczególna specyfika odgrywa tu
niepoślednią rolę.
Znajomość powyższych problemów jest bardzo ważna dla osób certyfikowanych w badaniach
nieniszczących wg EN 473, w sektorze przemysłowym 7, tj. w badaniach przed-i eksploatacyjnych urządzeń i konstrukcji, szczególnie zaś dla osób z 2. i 3.stopniem kwalifikacji.
Jeśli wziąć pod uwagę p. 5.3 normy, osoba certyfikowana na 3. stopień w sektorze 7 posiada
„wystarczającą praktyczną znajomość dotyczącą stosowanych materiałów, technologii produkcji i wyrobów celem wyboru metod badań nieniszczących, ustalania techniki badania nieniszczącego, a także”.. może.. „brać udział przy ustalaniu kryteriów akceptacji, jeżeli takich
brak”, oraz „..umiejętność interpretowania i oceny wyników badań na podstawie obowiązujących norm, przepisów i specyfikacji”, jeśli takie istnieją. Powinna także „sporządzać i walidować instrukcje oraz procedury badań nieniszczących” oraz „wyznaczać określone metody
badania, stosowane procedury i instrukcje badań nieniszczących”.
Osoba certyfikowana na 2.stopień powinna posiadać między innymi „kompetencje do
wykonywania badań nieniszczących zgodnie z ustalonymi lub uznanymi procedurami” i w
oparciu o nie dokonać „doboru techniki badania dla stosowanej metody badania”.
Zacytowane kwalifikacje i kompetencje personelu 2. i 3.stopnia łatwo zinterpretować w odniesieniu do badań wykonywanych na obiektach w procesie wytwarzania. Trudniej, w przypadku badań eksploatacyjnych.
Wiedza o materiałach do budowy obiektów, o technologii wytwarzania i technologii wyrobów jest niezwykle istotna dla badań podczas wytwarzania, ale w badaniach obiektów eksploatowanych nie wystarczająca. W badaniach eksploatacyjnych konieczna jest także wiedza
o:
- wadach eksploatacyjnych, przyczynach ich powstawania, ich rodzajach, sposobach
wykrywania i oceny,
- obiekcie do badań,
- warunkach zewnętrznych i parametrach eksploatacji,
- czynnikach wpływających na trwałość eksploatacyjną obiektu,
- historii obiektu,
- walidacji metod i technik badawczych do określonego zastosowania,
1
KRAJOWA KONFERENCJA BADAŃ RADIOGRAFICZNYCH - „POPÓW 2005”
26 - 28 września 2005 r
2.
ocenie i interpretacji wyników w oparciu o ustalone kryteria akceptacji, nie zawsze
określone w normach czy specyfikacjach.
Wady eksploatacyjne
2.1.
Źródła powstawania wad eksploatacyjnych
Wady eksploatacyjne mają wiele źródeł. Na podstawie obserwacji i publikowanych danych
można wyróżnić kilka ich kategorii, które dają się usystematyzować w kolejności uwzględniającej wagę każdego z nich od największej do najmniejszej. Są to:
-
-
-
2.2.
błędy eksploatacji, kiedy przebieg procesu eksploatacyjnego nie jest zgodny z przyjętymi założeniami projektowymi (przekroczenie temperatury, ciśnienia, obrotów,
napięcia, sił nacisku itp). Materiał dobrany w oparciu o założenia projektowe nie jest
wtedy w stanie przenieść obciążeń od parametrów wyższych niż założone,
błędy projektowania, kiedy projekt nie uwzględnia wszystkich rzeczywistych warunków eksploatacji, dobrano nieodpowiedni materiał (rodzaj, własności) lub popełniony został błąd w obliczeniach projektowych,
- błędy utrzymania stanu technicznego, kiedy nie są prowadzone konieczne konserwacje i remonty z powodu zaniedbania lub źle pojętej oszczędności. Planowanie
działalności remontowej w oparciu o znajomość danych projektowych i eksploatacyjnych, poparte nieniszczącymi badaniami profilaktycznymi, pozwala na długoletnią,
bezawaryjną eksploatację. Oszczędności w tej dziedzinie stają się często źródłem nieodwracalnej destrukcji,
błędy wytwarzania i montażu urządzenia i jego elementów, np. kiedy nie zostały
spełnione wymagania jakościowe połączeń spawanych, wprowadzone zostały dodatkowe naprężenia nie uwzględnione w projekcie lub zastosowano materiały (odkuwki,
odlewy, itp.) złej jakości. Niekiedy, znowu w wyniku źle pojętej oszczędności, stosuje
się materiały zastępcze, pozornie identyczne z projektowymi, które różniąc się np.
”tylko” zawartością siarki i fosforu przy identycznych własnościach mechanicznych,
nie zachowują odpowiedniej odporności korozyjnej w danym środowisku. Wielokrotnie podczas montażu, wskutek złego dopasowania elementów konstrukcyjnych wprowadzone są dodatkowe naprężenia („naciąganie rurociągu”), o których najczęściej nic
nie wiadomo, a ich działanie ujawnia się dopiero podczas eksploatacji, po obciążeniu
obiektu czynnikami eksploatacyjnymi. Błędy te są istotne dla żywotności eksploatacyjnej.
błędy nadzoru, kiedy brak reakcji na występujące problemy eksploatacyjne, a zakłócenia technologiczne, które prowadzą do przekroczeń parametrów.
Rodzaje wad eksploatacyjnych
Wady eksploatacyjne, ze względu na przyczyny ich powstawania, można podzielić na:
- mechaniczne, powstałe w wyniku erozji, kawitacji, zużycia trybologicznego, pękania
na skutek przeciążenia powyżej granicy plastyczności materiałów plastycznych, obciążenia udarowego, kruchego pękania, obciążeń zmiennych (zmęczenie), wyboczenia, utraty stateczności,
- korozyjne, powstałe w wyniku korozji chemicznej poprzez dyfuzję lub reakcje chemiczne oraz elektrochemicznej,
- termiczne, powstałe w wyniku przegrzania (spalenia), stopienia,
2
KRAJOWA KONFERENCJA BADAŃ RADIOGRAFICZNYCH - „POPÓW 2005”
26 - 28 września 2005 r
2.3.
złożone korozyjno-mechaniczne, powstałe w wyniku korozji ciernej, naprężeniowej, zmęczeniowej oraz termiczno-mechaniczne takie jak szok termiczny i pełzanie.
Wykrywanie wad eksploatacyjnych
W celu wykrycia wad jako pierwsze wykonuje się badania nieniszczące, a w dalszej kolejności, w zależności od uzyskanych wyników badań nieniszczących oraz od warunków i czasu
eksploatacji:
- badania twardości i/lub mikrostruktury na obiekcie bez trepanacji próbek do badań,
- badania niszczące mechaniczne i strukturalne na próbkach wyciętych z obiektu lub na
tzw. „próbkach świadkach” pracujących w warunkach identycznych jak obiekt (np.
umieszczonych wewnątrz obiektu - reaktora).
Jeśli wynik któregokolwiek z badań nieniszczących budzi wątpliwości, konieczne jest ich
wyjaśnienie poprzez powtórzenie badania lub wykonanie badania inną metodą / techniką nieniszczącą albo niszczącą.
Bez względu na dobór metod / technik badań nieniszczących szczegółowych jako pierwsze
wykonuje się badania wizualne ogólne, które mają na celu:
- identyfikację obiektu,
- ogólną ocenę stanu obiektu i lokalizację na tej podstawie miejsc / obszarów do szczegółowych badań,
- ocenę możliwości dostępu do planowanych i dodatkowo zlokalizowanych obszarów
badania,
- ocenę warunków bezpieczeństwa:
• osób wykonujących badania i otoczenia (toksyczność środowiska, wysokość,
warunki klimatyczne itp.),
• wyposażenia pomiarowo-badawczego (wybuchowość, agresywność medium,
temperatur badania / obiektu).
Badania te należy przeprowadzić bez wstępnego przygotowania obiektu, tzn. nie należy usuwać żadnych zanieczyszczeń czy elementów mogących wskazywać na przyczyny występowania wady czy ich przebieg (np. wyciek medium przez nieszczelność). Z badań tych należy
sporządzić raport zawierający wszystkie konieczne dane o obiekcie pozwalające na:
- ostateczne wyznaczenie obszarów do badań i metod / technik badawczych,
- dobór wyposażenia pomiarowo-badawczego,
- określenie wymaganych kwalifikacji i ilości personelu wykonującego badania,
- określenie wymagań w zakresie przygotowania powierzchni do badań.
W tablicy 1 przedstawiono ocenę przydatności niektórych metod badań nieniszczących do
wykrywania wad eksploatacyjnych.
W tablicy 2 przedstawiono możliwości wykorzystania badań w wykrywaniu wad oraz w ocenie stanu materiału po eksploatacji.
3.
3.1.
Wiedza o obiekcie do badań
Dane projektowe
Na przygotowanie badania eksploatowanego obiektu mają wpływ następujące czynniki:
- przeznaczenie,
- wielkość wynikająca z założonej wielkości produkcji,
3
KRAJOWA KONFERENCJA BADAŃ RADIOGRAFICZNYCH - „POPÓW 2005”
26 - 28 września 2005 r
-
warunki i parametry eksploatacji : ciśnienie, temperatura procesów produkcyjnych,
rodzaj medium produkcyjnego, warunki zewnętrzne eksploatacji – np. powietrze, woda, eksploatacja podziemna i ich istotne dla eksploatacji własności,
- wymagany czas bezawaryjnej eksploatacji (żywotność).
Mając na uwadze przyczyny prowadzące do uszkodzeń oraz względy ekonomiczne, przed
przystąpieniem do planowania rodzaju i zakresu badań konieczne jest określenie rodzaju i
miejsc występowania spodziewanych wad. W tym celu konieczna jest znajomość:
- budowy i materiału zastosowanego do budowy obiektu wg dokumentacji projektowej i
powykonawczej, np. występowania karbów konstrukcyjnych (zmiana przekroju),
strukturalnych (złącza spawane),
- analizy obciążeń,
- planowanych warunków eksploatacji,
- projektowych kryteriów akceptacji,
- czynników wpływających na trwałość eksploatacyjną, a wśród nich:
• materiałowych: skład chemiczny, skład fazowy, mikrostruktura, stan powierzchni,
• środowiskowych: rodzaj i skład chemiczny środowiska pracy, stan fazowy,
przewodność, środowisko lokalne, prędkość przepływu, grubość warstwy mokrej, ilość cykl mokrych i suchych, zmęczenie, osady,
• naprężeń: naprężenia średnie, maksymalne i minimalne, obciążenie/odkształcenie stałe, rodzaj stanu naprężeń/odkształceń(jednoosiowy, dwuosiowy), współczynnik intensywności naprężeń, częstotliwość cykli oraz źródła naprężeń: zamierzone, resztkowe, powstające w wyniku korozji połączeń i
cykli termicznych,
• geometrii obiektu: nieciągłości intensyfikujących naprężenia (karby konstrukcyjne, strukturalne itp.),
• czasu: zmian w składzie chemicznym, w mikrostrukturze, stanu powierzchni,
rozwój wad powierzchniowych,
• temperatury: zmian w mikrostrukturze, stanie powierzchni, własności mechanicznych.
3.2.
Historia obiektu
Istotne znaczenie ma historia eksploatacji obiektu, na którą składają się:
- rozkład naprężeń wynikających z warunków eksploatacji – np. temperatury pracy i ciśnienia,
- rzeczywiste warunki eksploatacji (analiza raportów dziennych, zapisów rejestratorów
temperatur, ciśnień, ilości podawanych substratów do reaktorów, czystość zastosowanej wody chłodzącej itp. itd.),
- ilość uruchomień i odstawień,
- wady pierwotne i wykryte w poprzednim postoju i zakres ostatnich remontów,
- przebieg obciążenia,
- przeciążenia,
- skoki temperatury,
- zmiany agresywności środowiska.
Zebrane dane o obiekcie pozwalają na:
- określenie spodziewanych rodzajów wad eksploatacyjnych i miejsc ich występowania,
- inwentaryzację miejsc badania i sporządzenie stosownej dokumentacji (szkice, rysunki) miejsc do badań,
- ostateczne ustalenie kryteriów akceptacji,
4
KRAJOWA KONFERENCJA BADAŃ RADIOGRAFICZNYCH - „POPÓW 2005”
26 - 28 września 2005 r
-
wybór metod badania stosownych do spodziewanych wad, kolejności ich zastosowania,
opracowanie procedur / instrukcji badania.
3.3.
Kryteria akceptacji
Przy ustalaniu kryterium akceptacji w badaniach eksploatacyjnych ważna jest znajomość wad
pierwotnych i wykrytych w poprzednim postoju i remoncie, jeśli wykryte wady zostały naprawione. Wynika to z faktu, że istniejące w obiekcie wady wespół z powstałymi wadami
eksploatacyjnymi mogą potęgować się wzajemnie i stwarzać niebezpieczeństwo uszkodzenia,
szczególnie wtedy, gdy wystąpią w tych samych najbardziej narażonych obszarach.
Należy w tym miejscu wspomnieć, że nie każda wykryta wada musi dyskwalifikować obiekt.
Ważna jest analiza wpływu różnego rodzaju wad na dalszą wartość eksploatacyjną obiektu.
A oto kilka przykładów z analizy wad.
Ze względu na obciążenia mechaniczne najbardziej niebezpieczne są zawsze wady w postaci
pęknięć, przyklejeń w spoinach i niespawy w odlewach ze względu na działanie karbu. Nieciągłości w postaci pustek gazowych, szczególnie kuliste, są najmniej niebezpieczne.
Przy obciążeniach zmiennych należy zwracać szczególną uwagę na wady powierzchniowe,
gdyż stanowią one ogniska pęknięć zmęczeniowych. Pęknięcia mogą rozwijać się np. na dnie
wżerów korozyjnych, co może stać się przyczyną uszkodzenia całego urządzenia lub jego
elementu.
Tak więc wykrycie w obiekcie eksploatowanym wady nie zawsze jest jednoznaczne z jego
dyskwalifikacją. W niektórych przypadkach, gdy jest to uzasadnione technicznie i ekonomicznie, możliwe jest dopuszczenie obiektu do eksploatacji w warunkach łagodniejszych, np.
przy niższej temperaturze lub ciśnieniu niż dotychczas stosowane.
Wady eksploatacyjne w przeciwieństwie do wad produkcyjnych nie są sklasyfikowane i
znormalizowane. Przepisy i normy nie określają poziomów akceptacji wad eksploatacyjnych i
wielokrotnie, dopiero po ich wykryciu podejmowane są decyzje o dopuszczeniu lub nie wadliwego obiektu do dalszej eksploatacji.
Ostateczną decyzję o dalszej eksploatacji obiektu podejmowania jest dopiero po analizie złożonego wpływu wad pierwotnych, jeśli występują, i wykrytych wad eksploatacyjnych, co
może nastąpić dopiero o zakończeniu badania.
Poważnym wyzwaniem i trudnym do zrealizowania zadaniem staje się znormalizowanie kryteriów akceptacji wad eksploatacyjnych tym bardziej, że praktycznie nie istnieją obiektywne
warunki eksploatacji. Takie znormalizowanie musiałoby uwzględniać co najmniej specyfikę
budowy obiektu, jego zastosowanie, bezpieczeństwo eksploatacji i środowiska oraz wpływ
środowiska na pogłębianie się degradacji obiektu, a więc musiałoby być odniesione do określonych grup obiektów podzielonych pogrupowanych według specyficznych kryteriów.
4. Wybór metod badawczych i ich walidacja
Wybór metody badawczej lub wielu metod, jak podano poprzednio, wiąże się dla wcześniej
rozpoznanego obiektu i warunków jego eksploatacji przede wszystkim z rodzajem i lokalizacją spodziewanych wad oraz ich wielkością i przyjętymi kryteriami akceptacji. Osoby opracowujące procedury badań powinny posiadać wszechstronną wiedzę oraz współpracować ze
wszystkimi (projektantami, służbami eksploatacyjnymi i remontowymi), którzy mogą podać
jakiekolwiek informacje o stanie rzeczywistym obiektu. Opracowanie procedury / instrukcji
badawczej powinno być poprzedzone szczegółową analizą, w wyniku której dobrane zostaną:
5
KRAJOWA KONFERENCJA BADAŃ RADIOGRAFICZNYCH - „POPÓW 2005”
26 - 28 września 2005 r
-
odpowiednia metoda / technika badania,
wyposażenie, często specjalne, dostosowane do obszaru badania, np. do jego kształtu
czy położenia na obiekcie,
- parametry badania pozwalające na wykrycie spodziewanych wad,
- kryteria akceptacji,
- sposób oceny i interpretacji pozwalającej możliwie szczegółowo przewidzieć skutki
wykrytych wad,
- wymagania kwalifikacyjne dla osób opracowujących szczegółowe instrukcje badania
oraz wykonujących badania.
W badaniach eksploatacyjnych stosowanie norm badań jest często niemożliwe, gdyż na
obiekcie występują warunki, których norma badania nie obejmuje. Wtedy, stosując ogólne
zasady określone w normie badania, wprowadzone zostają pewne odstępstwa, np. ekspozycja
w badaniu radiograficznym z odległości „przymusowej” lub zastosowanie innego źródła promieniowania niż przewiduje norma dla określonej grubości materiału. Często niektóre wymagania normy zostają zmodyfikowane do specjalnych zastosowań, np. badanie ultradźwiękowe złączy spawanych o grubości mniejszej niż 8 mm prowadzi się w oparciu o założenia
normy na badania tychże złączy o grubości powyżej 8 mm albo badania penetracyjne wykonywane są w temperaturze wyższej niż podaje norma z zachowaniem pozostałych, wymaganych przez normę parametrów badania.
W badaniach eksploatacyjnych nie wystarczy więc przywołać wprost normy badań, np. EN
1435. Opracowana technika badania powinna być zwalidowana do określonego zastosowania.
Dla wykazania, że wybrane metody są odpowiednie dla określonego zastosowania powinna
być przeprowadzona walidacja poprzez przeprowadzenie badania, mającego na celu sprawdzenie odpowiedniości metody poprzez co najmniej:
- analizę, czy posiadane wyposażenie i kwalifikacje personelu są wystarczające do realizacji zadania,
- zastosowanie próbek odniesienia wykonanych z takiego samego materiału co badany
obiekt i zawierających spodziewane wady pod względem ich rodzaju, położenia i
wielkości ,
- zastosowanie materiałów i wyposażenia do badań w warunkach środowiskowych badania takich, jakie występują na obiekcie,
- dobór parametrów badania możliwych do uzyskania na obiekcie i określenie ich
wpływu na wynik badania,
- sprawdzenie, czy metoda jest powtarzana i odtwarzalna w przyjętych warunkach.
Wyniki tak przeprowadzonych badań powinny potwierdzić, że zostały spełnione wymagania
założonego, konkretnego badania.
Walidacja metody, oceniona przez kompetentne osoby (certyfikowane na 3.stopień w danej
metodzie badań nieniszczących) pod kątem wszechstronności jej przeprowadzenia oraz wiarygodności metody czyli jej zgodności ze stanem wiedzy i wymagań w jej obszarze, stanowią
techniczne uzasadnienie dla wykorzystania opracowanej metody badawczej dla określonego
obiektu.
5. Wyniki badania
W badaniach eksploatacyjnych ważna jest ocena uzyskanego wyniku badania, która następuje
zawsze w odniesieniu do kryterium akceptacji przyjętego dla danego obszaru badania. Ze
względu na ograniczenia poszczególnych metod badań nieniszczących oraz możliwość występowania wskazań pozornych konieczne jest uświadomienie sobie, że w badaniach nieniszczących droga do oceny wyniku badania to:
- uzyskanie wskazania,
6
KRAJOWA KONFERENCJA BADAŃ RADIOGRAFICZNYCH - „POPÓW 2005”
26 - 28 września 2005 r
-
uzyskanie wyniku badania,
ocena wyniku badania i stwierdzenie, czy wykryta wada spełnia przyjęte kryterium
akceptacji.
Po uzyskaniu wskazania należy zdecydować, czy możne je uznać za wynik badania. W razie
wątpliwości konieczna jest konsultacja z osobami posiadającymi odpowiednie kwalifikacje i
wiedzę o badanym obiekcie, a jeśli to nie pozwala na rozstrzygnięcie, konieczne jest zastosowanie, jak już wspomniano, innych badań.
Otrzymane wyniki badania należy opisać podając co najmniej:
- lokalizację wykrytej nieciągłości na obiekcie,
- jej rodzaj, wielkość i orientację,
- wzajemne powiązanie wyników badania różnymi metodami, jeśli takie stosowano.
Tak opracowane wyniki poddaje się ocenie, która ma za zadanie wykazać, czy zostało spełnione kryterium akceptacji.
Bardzo istotne jest określenie niepewności uzyskanych wyników badań oraz ocena, czy ta
niepewność jest możliwa do przyjęcia dla badanego obiektu.
Wszystkie omawiane aspekty badania eksploatacyjnego stanowią źródła niepewności wyników badania. Biorąc pod uwagę ich wielość, należy wnioskować, że wyniki badań eksploatacyjnych obarczone są dużą niepewnością, a podejmowanie decyzji o dalszym losie obiektu
na ich podstawie niezwykle odpowiedzialne.
6. Bibliografia
-
Ashby M.F., Jones D.R.H.: Materiały inżynierskie 2 – Kształtowanie struktury i właściwości, dobór materiałów, WNT, Warszawa 1996
Dobrzański L.A.: Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach, Wydawnictwa NaukowoTechniczne, Warszawa 1996, 1998
Wojas M.: Badania nieniszczące w nadzorowaniu ciśnieniowych urządzeń technologicznych w zakładzie chemicznym (nie publikowane),
Wojas M.: Badania nieniszczące w nadzorowaniu ciśnieniowych urządzeń technologicznych w zakładzie chemicznym (nie publikowane),
Wojas M.: Wady wyrobów wykrywane metodami nieniszczącymi.Cz.1 Wady produkcyjne, Buro
Gamma, Warszawa 2004
Wojas M.: Wady wyrobów wykrywane metodami nieniszczącymi.Cz.2 Wady eksploatacyjne, w
procesie wydawniczym
Tablica 1.
Przydatność niektórych metod badań nieniszczących do wykrywania wad eksploatacyjnych
Położenie wady
powierzchniowe
podpowierzchniowe
wewnętrzne
Rodzaj wady
objętościowa
liniowa
powierzchniowa
(płaska)
objętościowa
liniowa
powierzchniowa
(płaska)
objętościowa
liniowa
powierzchniowa
(płaska)
Metoda badań
MT
RT
4
2
1
3
VT
1*
1*
PT
1
1
UT
4
2
ET
2
2
1*
1
1
4
2
2
0
0
0
0
4
1
2
3
4
2
2
2
0
0
1
4
2
2
0
0
0
0
0
0
2
3
4
2
4**
4**
0
0
0
4
2
4**
gdzie :
0 – brak możliwości wykrywania
1 – bardzo dobra, 2 – dobra, 3 – mierna, 4 – zła;
* - jeśli widoczna dla metody wizualnej, ** - zależna od grubości ścianki.
Tablica 2.
Wykorzystanie badań w wykrywaniu wad oraz w ocenie stanu materiału po eksploatacji.
7
KRAJOWA KONFERENCJA BADAŃ RADIOGRAFICZNYCH - „POPÓW 2005”
26 - 28 września 2005 r
Wykrywane cechy / własności
Metoda badania
Wady i zalety / ograniczenia
Badanie / ocena w skali makro
wykrywanie nieciągłości powierzchniowych
(rysy, pęknięcia, pory, wżery korozyjne)
wykrywanie nieciągłości powierzchniowych
(pory, pęknięcia)
wizualna
tylko obiekty dostępne
penetracyjna
- tylko materiały zwilżalne cieczą penetracyjną
- głównie nieciągłości zaczynające się od
powierzchni
tylko materiały ferromagnetyczne
wykrywanie nieciągłości powierzchniowych
i podpowierzchniowych głównie pęknięcia)
magnetyczno-proszkowa
pomiar głębokości pęknięć
a)metoda spadku potencjału
b)modulacji pola magnetycznego
wykrywanie ubytków korozyjnych i nagłych
zmian grubości
wykrywanie uszkodzeń (przerwanych
drutów, ubytków korozyjnych ) lin stalowych
wykrywanie nieciągłości wewnętrznych
głównie objętościowych w spoinach i odlewach
magnetycznego strumienia rozproszenia
magnetyczna
radiograficzna
ultradźwiękowa
wykrywanie przecieku w zbiornikach,
rurociągach
badanie szczelności metodą: pęcherzykową, próżniową, wodą pod ciśnieniem, sondą halogenową, spektrometrem masowym, znacznikami
prądów wirowych
wykrywanie powstawania pęknięć, odkształceń plastycznych, przemian strukturalnych w obiektach pod obciążeniem (np.
podczas próby ciśnieniowej lub eksploatacji); wykrywanie nieszczelności w zbiornikach
ujawnianie nieciągłości zorientowanych
równolegle do powierzchni (rozwarstwień
lub braku przylegania plateru w blachach
platerowanych), wżerów korozyjnych
tylko dla materiałów ferromagnetycznych
- zastosowanie do wszelkich materiałów
- wykrywa pęknięcia leżące tylko w kierunku promieniowania,
- wymagana ochrona radiologiczna
- nie wykrywa nieciągłości płaskich położonych wzdłuż wiązki
- ograniczenie dla materiałów silnie tłumiących fale ultradźwiękowe
- ograniczenie dla nieciągłości objętościowych
wykrywanie nieciągłości wewnętrznych
głównie liniowych i płaskich (rozwarstwień)
usytuowanych prostopadle do kierunku
wiązki
wykrywanie nieciągłości powierzchniowych
płaskich, wąskoszczelinowych zorientowanych głównie prostopadle do kierunku
przepływu prądów wirowych (pęknięcia,
wżery, ubytki)
a)tylko dla metali; konieczny kontakt z
materiałem badanym
b)tylko dla metali; nie jest konieczny
kontakt z materiałem badanym
(np. pomiar poprzez warstwę izolacji)
tylko dla materiałów ferromagnetycznych
tylko dla materiałów przewodzących prąd
elektryczny ferromagnetycznych i nieferromagnetycznych
emisją akustyczną
trudności eliminacji sygnałów zakłócających (np. od przepływu medium); nie
można określić rodzaju i wielkości nieciągłości lecz tylko fakt zmiany jej wielkości
termograficzna z rejestracją kamerą
termowizyjną
tylko dla obiektów jednostronnie, równomiernie podgrzewanych; tylko dla obiektów metalowych w przypadkach szczególnych, gdy niemożliwe jest zastosowanie
metody np. ultradźwiękowej
Badanie / ocena stanu i własności materiału
zmiany składu chemicznego
spektrometryczna spektrometrami przenośnymi
zmiany składu fazowego i
struktury (określenie zmiany
wielkości ziarna, wydzieleń na
granicach ziaren, itp.)
zmiany struktury np. pod
wpływem temperatury
zmiana własności mechanicznych / twardości materiału
metalografia przenośna
określenie zawartość ferrytu w
stalach austenitycznych i ferry-
a)pomiar ferrytomierzem
b)metalograficzna
pomiar tłumienia fali ultradźwiękowej
pomiar twardości twardościomierzami przenośnymi
8
tylko dla obiektów dostępnych; wymaga
dokładnego przygotowania powierzchni, co
może być trudne na obiekcie
trudność w przygotowanie zgładu i trawienie; ograniczenie możliwości rejestracji
przydatne, gdy znany jest stan wyjściowy
tłumienia materiału
tylko dla materiałów, dla których zmiany
twardości świadczą o wpływie temperatury, np. stale do pracy w podwyższonych
temperaturach
a)łatwość pomiaru na obiekcie
b)tylko na próbkach pobranych z obiektu
KRAJOWA KONFERENCJA BADAŃ RADIOGRAFICZNYCH - „POPÓW 2005”
26 - 28 września 2005 r
tyczno-austenitycznych w celu
ustalenia przyczyny uszkodzenia
określenie przyczyny uszkodzenia na podstawie oceny przełomu
badanie wytrzymałości całego
obiektu, np. zbiornika ciśnieniowego
mikroskopia elektronowa skaningowa
tylko na próbkach pobranych z obiektu
próba ciśnieniowa
zagrożenie zniszczenia obiektu poprzez
zastosowanie ciśnienia przekraczającego
jego rzeczywistą wytrzymałości po eksploatacji lub występowanie niejednorodności
własności
metoda kosztowna, wymagająca dokładnego przygotowania obiektu do badań
wykrywanie miejscowych różnic
naprężeń i naprężeń własnych
metoda tensometryczna
wykrywanie odkształceń trwałych w wyniku pełzania materiału
ubytki grubości materiału
pomiar owalizacji średnic
ocena w oparciu o ustalone dopuszczalne
odkształcenia
a)ultradźwiękowy pomiar grubości
b)radiograficzny pomiar grubości
ubytki grubości powłok
metoda pomiarowa dobierana w zależności od
zastosowanego zestawienia materiału podłoża i
powłoki
a)ograniczenie dla materiałów silnie tłumiących
b)stosowana w szczególnych przypadkach,
kosztowna metoda
najlepiej zastosować metodę stosowaną
przy ocenie jakości powłoki nowej
Pomiary geometryczne
9