skrypt_metody_i_techniki_b

Instytut Spawalnictwa
materiały szkoleniowe
Tytuł: Metody i techniki badań nieniszczących złączy spawanych
Opracował: Janusz Czuchryj, Sławomir Sikora
Rok wydania: 2014
Wydawca: Instytut Spawalnictwa
Liczba stron: 376
Format: B5
SPIS TREŚCI
1. WPROWADZENIE......................................................................................................................................13
2. POJĘCIE NIEZGODNOŚCI, WADY I NIECIĄGŁOŚCI..............................................................................15
3. CHARAKTERYSTYKA ZŁĄCZY SPAWANYCH, ODLEWÓW, ODKUWEK I POLIMERÓW...................17
3.1. Budowa i charakterystyka złączy spawanych......................................................................................17
3.2. Charakterystyka odlewów....................................................................................................................21
3.3. Charakterystyka odkuwek...................................................................................................................25
3.4. Charakterystyka polimerów.................................................................................................................28
4. BADANIA WIZUALNE...............................................................................................................................31
4.1. Podstawy badań wizualnych...............................................................................................................31
4.2. Badania wizualne złączy spawanych z metali.....................................................................................47
4.3. Badania wizualne złączy spawanych z tworzyw termoplastycznych...................................................50
4.4. Wyposażenie do badań wizualnych....................................................................................................54
4.5. Nawiercanie spoin...............................................................................................................................62
4.6. Informacje uzupełniające ...................................................................................................................63
5. BADANIA PENETRACYJNE....................................................................................................................66
5.1. Podstawy badań penetracyjnych........................................................................................................66
5.2. Preparaty do badań penetracyjnych...................................................................................................71
5.3. Kolejność procesu..............................................................................................................................73
5.4. Badania penetracyjne złączy spawanych, odlewów i odkuwek.........................................................76
5.5. Wyposażenie do badań penetracyjnych............................................................................................76
5.6. Informacje uzupełniające...................................................................................................................80
6. BADANIA MAGNETYCZNO – PROSZKOWE.........................................................................................86
6.1. Podstawy badań magnetyczno – proszkowych.................................................................................86
6.2. Badania magnetyczno – proszkowe różnych wyrobów.....................................................................90
6.3. Preparaty, urządzenia i wyposażenie do badań magnetyczno – proszkowych................................97
6.4. Inne metody badań elektromagnetycznych.....................................................................................102
6.4.1.Badania wiroprądowe..............................................................................................................102
6.4.2.Badania wykorzystujące przetworniki pomiarowe...................................................................106
6.4.3.Badania magnetograficzne......................................................................................................107
7. BADANIA RADIOGRAFICZNE..............................................................................................................110
7.1. Podstawy badań radiograficznych...................................................................................................110
7.2. Aparatura do badań radiograficznych..............................................................................................121
Strona 1 z 4
Instytut Spawalnictwa
materiały szkoleniowe
7.2.1.Aparaty rentgenowskie............................................................................................................121
7.2.2.Akceleratory............................................................................................................................123
7.2.3.Aparaty gammagraficzne........................................................................................................126
7.3. Przebieg badań radiograficznych...................................................................................................128
7.3.1.Klasyfikacja technik radiograficznych.....................................................................................131
7.3.2.Wskaźniki jakości obrazu i ocena jakości obrazu...................................................................131
7.3.3.Układy badań..........................................................................................................................136
7.3.4.Wybór napięcia lampy rentgenowskiej, źródeł promieniowania gamma
oraz promieniowania X o wysokiej energii..............................................................................143
7.3.5.Odległość źródło – obiekt.......................................................................................................144
7.3.6.Gęstość optyczna radiogramu................................................................................................145
7.3.7.Obróbka fotochemiczna błon, warunki przeglądania radiogramów, protokół badania..........146
7.4. Ochrona radiologiczna....................................................................................................................146
7.5. Radioskopia....................................................................................................................................150
7.5.1.Fluoroskopia...........................................................................................................................151
7.5.2.Elektroniczny wzmacniacz obrazu..........................................................................................151
7.5.3.Układ z liniowym detektorem promieniowania jonizującego...................................................153
7.5.4.Układ do badań radioskopowych w czasie rzeczywistym.......................................................153
7.6. Radiometria.....................................................................................................................................154
7.7. Informacje uzupełniające................................................................................................................156
8. BADANIA ULTRADŹWIĘKOWE...........................................................................................................158
8.1. Podstawy badań ultradźwiękowych – wprowadzenie.....................................................................158
8.2. Rodzaje, własności i sposoby wytwarzania fal ultradźwiękowych..................................................158
8.2.1.Fale podłużne.........................................................................................................................159
8.2.2.Fale poprzeczne.....................................................................................................................159
8.2.3.Fale powierzchniowe..............................................................................................................159
8.2.4.Fale podpowierzchniowe........................................................................................................160
8.2.5.Fale płytowe (fale Lamba)......................................................................................................160
8.2.6.Fale Love’a.............................................................................................................................160
8.2.7.Wytwarzanie fal ultradźwiękowych.........................................................................................161
8.2.7.1. Zjawisko piezoelektryczne.......................................................................................161
8.2.7.2. Przetworniki magnetostrykcyjne..............................................................................163
8.2.7.3. Przetworniki wykorzystujące elektromagnetyczne oddziaływania prądów
wirowych................................................................................................................163
8.2.7.4. Wytwarzanie fali ultradźwiękowej za pomocą lasera..............................................164
8.2.8.Własności wiązki fal ultradźwiękowych i zjawiska zachodzące na granicy ośrodków.........164
8.3. Urządzenia i środki do badań ultradźwiękowych...........................................................................174
8.3.1.Defektoskopy ultradźwiękowe...............................................................................................174
8.3.2.Głowice ultradźwiękowe........................................................................................................178
8.3.3.Próbki odniesienia.................................................................................................................186
8.3.4.Środki sprzęgające................................................................................................................188
8.4. Techniki badań ultradźwiękowych.................................................................................................189
8.4.1.Przygotowanie do badań.......................................................................................................195
8.4.2.Wybór rodzaju badań............................................................................................................198
8.4.3.Ruchy głowicy podczas badania...........................................................................................204
8.4.4.Lokalizacja położenia niezgodności......................................................................................205
8.4.5.Określenie wymiarów niezgodności......................................................................................206
8.4.6.Sposoby interpretacji wskazań różnych rodzajów niezgodności...........................................209
8.4.7.Badanie złączy ze spoinami pachwinowymi..........................................................................217
Strona 2 z 4
Instytut Spawalnictwa
materiały szkoleniowe
8.4.8.Badanie złączy ze stali austenitycznych...............................................................................219
9. OCENA JAKOŚCI ZŁĄCZY SPAWANYCH NA PODSTAWIE PODSTAWOWYCH
METOD BADAŃ NIENISZCZĄCYCH.................................................................................................220
9.1. Poziomy jakości złączy spawanych.............................................................................................220
9.2. Poziomy akceptacji wskazań.......................................................................................................235
9.3. Korelacja między poziomami jakości a poziomami akceptacji wskazań.....................................252
9.4. Informacje uzupełniające.............................................................................................................254
10. BADANIA SZCZELNOŚCI.................................................................................................................279
10.1.
Zasady wyboru metody i techniki badania szczelności.....................................................282
10.2.
Próba naftą i kredą............................................................................................................290
10.3.
Natryskiwanie wodą...........................................................................................................291
10.4.
Nadmuchiwanie..................................................................................................................292
10.5.
Metoda pęcherzykowa z przyssawką próżniową...............................................................293
10.6.
Metoda amoniakalna..........................................................................................................295
10.7.
Metoda chlorowcowa..........................................................................................................297
10.8.
Metoda spektrometryczna...................................................................................................298
10.9.
Metoda znaczników radioaktywnych...................................................................................302
10.10.
Metoda akustyczna.............................................................................................................303
10.11.
Badania ciśnieniowe............................................................................................................304
10.11.1.
Próba wodna...........................................................................................................305
10.11.2.
Próba pneumatyczna..............................................................................................307
10.12.
Metoda ultradźwiękowa.......................................................................................................311
10.13.
Metoda manometryczna......................................................................................................313
10.14.
Metoda pomiaru przepływu..................................................................................................314
10.15.
Metoda termowizyjna...........................................................................................................314
11. NIEKONWENCJONALNE METODY BADAŃ NIENISZCZĄCYCH.....................................................315
11.1.
Tomografia komputerowa z monochromatorem.................................................................315
11.2.
Przemysłowa radiografia komputerowa (CR) z użyciem płyt obrazowych..........................317
11.3.
Mikrotomografia komputerowa............................................................................................318
11.4.
Zobrazowanie niezgodności w metodzie magnetometrycznej............................................320
11.5.
Metoda magnetycznej pamięci metalu................................................................................321
11.6.
Holografia optyczna.............................................................................................................323
11.7.
Szerografia..........................................................................................................................326
11.8.
Laminografia........................................................................................................................327
11.9.
Reflektometria......................................................................................................................328
11.10.
Magnetyczny rezonans jądrowy...........................................................................................329
11.11.
Elektronowy rezonans paramagnetyczny.............................................................................330
11.12.
Mikroskopia akustyczna........................................................................................................330
11.13.
Metody oparte na zjawiskach wzbudzanych światłem..........................................................331
11.14.
Termowizja............................................................................................................................332
11.15.
Metoda termograficzna..........................................................................................................334
11.16.
Technika radiografii tangensowej..........................................................................................335
11.17.
Radiografia błyskowa.............................................................................................................335
11.18.
Dyfraktometria rentgenowska w badaniach nieniszczących..................................................337
11.19.
Radiografia neutronowa.........................................................................................................338
11.20.
Fotografia rentgenowska........................................................................................................342
11.21.
Promieniowanie synchrotronowe............................................................................................344
11.22.
Sztuczne sieci neuronowe (sztuczna inteligencja) w badaniach nieniszczących....................346
11.23.
Badania penetracyjne metodą cząstek odsączalnych, fuksyny lub błękitu metylenowego...348
Strona 3 z 4
Instytut Spawalnictwa
materiały szkoleniowe
12. ZASADY WYBORU METOD BADAN NIENISZCZĄCYCH......................................................................350
12.1.
Zalecenia wyboru metod badań nieniszczących......................................................................352
12.1.1. Zalecenia ogólne......................................................................................................................352
12.1.2. Zalecenia szczegółowe............................................................................................................353
12.2.
Ekonomiczne efekty stosowania badań nieniszczących..........................................................357
13. WYKAZ NORM WYKORZYSTANYCH I ZWIĄZANYCH..........................................................................360
14. WYKAZ PRZEPISÓW WYKORZYSTANYCH I ZWIĄZANYCH...............................................................369
15. LITERATURA............................................................................................................................................370
WPROWADZENIE
W monografii zdefiniowano pojęcie niezgodności, wady i nieciągłości oraz scharakteryzowano
złącza spawane, odlewy, odkuwki i polimery (coraz częściej wykorzystywane na konstrukcje
spawane). W sposób przystępny przedstawiono takie metody badań nieniszczących (NDT) jak
badania wizualne, penetracyjne, magnetyczno-proszkowe, radiograficzne i ultradźwiękowe. Podano i
przeanalizowano zagadnienia dotyczące oceny jakości złączy spawanych na podstawie najczęściej
stosowanych w praktyce przemysłowej metod NDT. Opisano i omówiono badania szczelności złączy
spawanych wraz z zasadami doboru odpowiednich metod i technik. Dla pełniejszej wiedzy czytelnika
dodatkowo scharakteryzowano metody badań nieniszczących, które uznaje się za niekonwencjonalne
a ich zakres zastosowania nie jest w pełni poznany. Publikacja zawiera wykaz literatury źródłowej
oraz wykaz norm wykorzystanych i związanych.
Strona 4 z 4