W 2. Metody badań diagnostycznych W 2. Metody badań

BADANIA WIZUALNE ( Visual Testing VT)
W 2. Metody badań diagnostycznych
(diagnostyki technicznej)
Badania wizualne
Badania penetracyjne
Badania magnetyczne
Badania wiroprądowe
Metody radiologiczne
Metody ultradźwiękowe
Badanie produktów zuŜycia
Diagnostyka termiczna
Diagnostyka wibroakustyczna
BADANIA WIZUALNE - to proces obserwacji prowadzonej
nieuzbrojonym okiem
lub przy uŜyciu róŜnych zestawów pomocniczych
Cel badań
– sprawdzenie czy badany obiekt spełnia wymagania zawarte w
normach przepisach warunkach technicznych.
– Badania wizualne obejmują równieŜ pomiar rozmiarów wad lub
uszkodzeń elementu czy badanego urządzenia
naleŜą do metod:
• badań nieniszczących NDT (Non - destructive Testing)
• badań powierzchniowych wykrywanie najbardziej niebezpiecznych
nieciągłości ( np. płaskich lub wąskoszczelinowych)
• stosowane są zazwyczaj jako badania wstępne przed badaniami
objętościowymi (np. ultradźwiękowymi lub radiograficznymi)
Norma EN 13018
BADANIA WIZUALNE ( Visual Testing VT) - podsumowanie
Bezpośredni ogląd elementu lub zdalny
wnętrza maszyny przez układ optyczny
lub wideoskop
Zastosowanie: nieruchome elementy
konstrukcji, maszyny (konieczne
zatrzymanie maszyny)
MoŜliwe wykrywanie wad
powierzchniowych
Kontrola obiektów wykonanych z
róŜnych materiałów
Istotne oświetlenie obiektu i
predyspozycje i doświadczenie badacza
Rozmiary wykrywanych nieciągłości
powierzchniowych:
głębokość do 0,1 mm
szerokość 0,01 ( 0,001 – 0,0005 mm)
długość 0,1 mm (0,3 mm)
-
BADANIA PENETRACYJNE - cechy
Wnikanie w wady (pęknięcia)
penetrantów -widzialnych lub
fluoryzujących w świetle UV
Zastosowanie: nieruchome elementy
konstrukcji, maszyny (konieczne
zatrzymanie maszyny)
MoŜliwe wykrywanie wad
powierzchniowych rzędu milimetrów
szerokość: 1 mm
– głębokość: 10 mm
– długość : 1 mm
Stan powierzchni badanych obiektów :
– gładkie
– chropowate
– porowate
Metoda Penetracyjna umoŜliwia
kontrolę obiektów, które nie mogą być
badane
– metodami magnetycznymi
(nieferromagnetyki)
– metodami wiroprądowymi( materiały
nieprzewodzące prąd)
BADANIA PENETRACYJNE
Metoda penetracyjna naleŜy do metod
badań nieniszczących NDT uzupełnienie
badań wizualnych
Badania wizualne mogą mieć
charakter
Ogólny - ocena
kompletności, inwentaryzacja
natęŜenie oświetlenia EA
≥160 lx
Miejscowy - odchyłki
kształtu, wymiarów
wykrywanie wad i uszkodzeń
eksploatacyjnych (natęŜenie
oświetlenia EA ≥500 lx)
Specjalney- np. badanie
wycieków medium
roboczego.
Metoda penetracyjna moŜe być stosowana do badań
obiektów wykonanych z materiałów:
ferromagnetycznych: stale ferrytyczne, staliwa, Ŝeliwa
nieferromagnetycznych : stale austenityczne, miedź,
mosiądz, brąz, magnez, tytan, cyrkon, wolfram,
aluminium i jego stopy aluminium (stosowane w
konstrukcjach lotniczych)
materiałów niemetalicznych: szkło, ceramika, ceramika
z polewą (izolatory energetyczne), tworzywa sztuczne,
Ŝywice i materiały kompozytowe
Metoda oparta jest na:
• wnikaniu penetranta (cieczy o małym napięciu powierzchniowym
która zawiera barwne pigmenty ) do cienkich nieciągłości (np. pęknięć)
• wysysaniu penetranta przez tzw. wywoływacz (biały pigment w
postaci suchego proszku, zawiesiny, roztworu wodnego lub
bezwodnego - na bazie rozpuszczalnika)
• tworzenie wskazań nieciągłości dzięki oddziaływaniu penetranta z
wywoływaczem.
BADANIA magnetyczne - cechy
STOSOWANE METODY BADAŃ
• metoda magnetyczno – proszkowa
z zastosowaniem do detekcji wad proszków
i zawiesin magnetycznych
• metoda pomiarowa (w której wykorzystuje
się przetworniki pola magnetycznego)
• Lokalizacja wady obecność strumienia
rozproszenia
• Oszacowanie rozmiaru wady – informacja zawarta
jest w wartości (amplitudzie SMR)
• Ograniczenia metody – stosowana jedynie do
materiałów ferromagnetycznych
Zasada: Koncentracja proszku
ferromagnetycznego w okolicy
wad i uszkodzeń
Zastosowanie: nieruchome
elementy konstrukcji, maszyny
(konieczne zatrzymanie maszyny)
MoŜliwe wykrywanie wad
powierzchniowych i
podpowierzchniowych elementów
wykonanych z materiałów
ferromagnetycznych
Rozmiary wykrywanych wad:
Głębokości
od 0,1 mm do ok.. 2-3 mm
Szerokość wady: od 0,001 mm
( 0.0005 mm)
Długość od : 0,3 mm
• Zaleta – moŜe być stosowana do obiektów o surowej
powierzchni.
1
BADANIA RADIOLOGICZNE
BADANIA wiroprądowe
METODY RADIOGRAFICZNE
Zmiana amplitudy i fazy prądu w okolicy
wad wad i uszkodzeń
• RADIOGRAFIA radiografia rentgenowska,
gammagrafia, radiografia neutronowa i protonowa,
radiografia barwna, radiografia na papierach
kseroradigrafia, radiografia projekcyjna,
mikroradiografia, stereoradiograia, tomografia,
radiokinematografia
Zastosowanie: nieruchome elementy
konstrukcji, maszyny (konieczne
zatrzymanie maszyny)
• RADIOSKOPIA ekrany fluoroskopowe fluoroskopia
telewizyjna
MoŜliwe wykrywanie wad
powierzchniowych i podpowierzchniowych
elementów wykonanych z materiałów
przewodzących prąd
• FLUORORAFIA
• TECHNIKI RADIOMETRYCZNE defektometria,
pomiary grubości tomografia komputerowa
.
Radiografia : rentgenowska, izotopowa,
neutronowa
CECHY:
Zasada: tłumienie , odbicie rozproszenie wnikającego
promieniowania lub strumienia neutronów na wadach
Zastosowanie: nieruchome elementy konstrukcji,
maszyny
MoŜliwe wykrywanie wad wewnętrznych materiału
pęknięć, rzadzizn (w spawach odlewach)
Metoda moŜe być stosowana do badań obiektów
wykonanych z materiałów przewodzących i
nieprzewodzących prąd elektryczny
Metale:
–
–
stale, staliwo, Ŝeliwo, aluminium i jego
stopy, miedź jej stopy nikiel i jego stopy
tytan i jego stopy
Niemetale: porcelana, ceramika (cegły ogniotrwałe)
tworzywa sztuczne, fragmenty konstrukcji z betonu,
guma, drewno
Źródła promieniowania X: aparaty rentgenowskie, o napięciach anodowych ( 150 – 450 kV najczęściej 300 kV)
• Wysokoenergetyczne źródła promieniowania X:
- akceleratory liniowe, betatrony, mikrotrony.
•
BADANIA ultradźwiękowe
DEFEKTOSKOPIA ULTRADŹWIĘKOWA
Stosowane metody
–
–
–
ECHA
PRZEJŚCIA
TOFD
Analizowane jest: tłumienie , odbicie
rozproszenie wiązki fali spręŜystej
ultradźwiękowej wnikającej w badany obiekt
Lokalizacja wad na podstawie czasu przejścia
fali iskanowania powierzchni obiektu
Zastosowanie: nieruchome elementy
konstrukcji, maszyny
wykrywanie wad wewnętrznych materiału
pomiary grubości
pomiary napręŜeń w elementach konstrukcji
Da badań metali najczęsiej stosowane są
głowice o częstotliwości w 2-6 MHz
BADANIE produktów zuŜycia
zawartych w oleju smarnym lub
cieczy roboczej
Detekcja i lokalizacja źródeł sygnału
ultradźwiękowego
Pojawienie emisja sygnałów w paśmie
ultradźwiękowym związane jest często
z intesyfikacją procesów tarciowych w
parach kinematycznych, kawitacji,
przepływom o charakterze turbulenym
nieszczelnościom w instalacjach
hydraulicznych i pneumatycznych i
innych.
Systemy pomiarowe - detektory
ulktradźwiękowe wyposaŜane są w
pelengatory kierunkowe (np. anteny
paraboliczne, mikrofony kierunkowe lub
sondy ultradźwiękowe dotykowe).
Urządzenia te dokonują konwersji
sygnałów ultradźwiękowych do pasma
słyszalnego. MoŜliwe jest namierzenie
(lokalizacja źródła ) oraz pomiar
intensywności emisji ultradźwięków.
źródła promieniowania γ ( izotopy promieniotwórcze najczęściej stosowane
do badań złączy spawanych)
- źródła promieniowania miękkiego 170Tm (Tul -170), 155 Eu (Europ-155), 75Se (Selen-75), 169 Yb (Iterb- 169) 153
- promieniowanie o średniej energii 137Cs ( Cez-137), Ir (Iryd-192)
- promieniowanie twarde 60Co ( Kobalt-60), 152Eu ( Europ-152)
Metody:
Wkłady filtracyjne - badanie
ilościowe produktów po odfiltrowaniu
, odwirowaniu)
Korki magnetyczne
przechwytywanie tylko cząstek
ferromagnetycznych
Ferrografia wszystkie cząstki po
pobraniu próbki oleju
Analiza spektrograficzna oleju moŜliwość rozróŜnienia uszkodzeń
Zliczanie cząstek produktów
zuŜycia (w układzie smarowania) –
odczyt bieŜący maszyny mogą być
w ruchu
BADANIA TERMICZNE
Termometria, termografia,
termowizja
Zmiana temperatury zazwyczaj
nadmierny jej wzrost jest
symptomem nieprawidłowego
funkcjonowania elementów maszyn
instalacji itp.
Stosowane techniki :
punktowy pomiar temperatury:
kontaktowy (np.termometry,
termopary, termistory) lub zdalny
(np.pirometry)
coraz powszechniej analiza obrazu
obiektu w podczerwieni (
termografia , termowizja)
Zastosowanie: wykrywanie
nieprawidłowej pracy podzespołów
maszyn urządzeń elektronika,
budownictwo, ciepłownictwo.
CECHY
BADANIA
WIBROAKUSTYCZNE
Zjawiska wibroakustyczne obejmują pasmo
częstotliwości od ułamków Hz do MHz
Pomiary i analizy drgań mechanicznych
związanych z funkcjonowaniem maszyny
i podzespołów – brak istotnych
ograniczeń w stosowaniu.
Pomiary i analizy hałasu emitowanego
przez maszyny i urządzenia WraŜliwość na zakłócenia środowiska
Analizy pulsacji medium (cieczy,
gazów) w przestrzeniach roboczych
maszyn niekiedy trudny dostęp do
przestrzeni pomiaru.
Analiza emisji akustycznej - fal
spręŜystych (dźwięków materiałowych o
wysokiej częstotliwości rzędu MHz)
propagujących się w konstrukcjach,
elementach maszyn pod wpływem
obciąŜenia
MoŜliwość prowadzenia badań w ruchu
maszyny , bez konieczności zatrzymywania,
bez demontaŜu – metoda nieinwazyjna
Zmiana stanu technicznego objawia się
natychmiast w składzie widmowym
sygnałów wibroakustycznych natychmiastowe wykrycie uszkodzenia w
przypadku systemów on-line
MoŜliwość lokalizacji uszkodzonych
podzespołów .
MoŜliwa ocena ogólna stanu technicznego
oraz identyfikacja typu uszkodzenia ( np..
niewywaŜenie, nieosiowość, pęknięcie
zgięcie wirników uszkodzenie łoŜysk itd..
MoŜliwość detekcji uszkodzeń we wczesnej
fazie ich rozwoju, i prognozowania rozwoju
uszkodzenia
Wykorzystuje zaawansowane techniki
pomiaru i analizy sygnałów WA w
dziedzinach: czasu, amplitudy,
częstotliwości, metody analizy czasowowidmowej; elementy sztucznej inteligencji:
rozpoznawania obrazów sieci neuronowe,
algorytmy genetyczne
2