Ryszard Świątkowski, Jacek Haras

Transkrypt

PORÓWNANIE KRYTERIÓW JAKOŚCI BADAŃ
RADIOGRAFICZNYCH RUR METODĄ PROSTOPADŁĄ I
ELIPTYCZNĄ WG NORMY PN-EN 1435
Dr inż. Ryszard ŚWIĄTKOWSKI
Mgr inż. Jacek HARAS
1. WPROWADZENIE. CEL BADAŃ.
Dokonując porównania normy PN-EN 1435 [1] z poprzedzającą ją normą PN-72/M69770 [2] stwierdzić należy, że norma europejska w sposób znaczący rozszerzyła metody
badań radiograficznych w odniesieniu do złączy spawanych. Funkcjonująca przez ponad 30
lat Polska Norma obejmowała różne sposoby radiograficznych badań złączy spawanych
doczołowych w układach przez jedną i dwie ścianki.
Norma PN-EN 1435, która weszła do zbioru Norm Polskich w 1997 r. nie zmieniła tych
zasadniczych układów badań, natomiast wprowadziła dodatkowo:
- badania złączy spawanych ze spoinami pachwinowymi, co poszerza zakres badań o
badania króćców,
- badania złączy spawanych o różnych grubościach,
- badania złączy spawanych metodą prostopadłą.
Norma Europejska ponadto wykazuje dążność do uzyskiwania większych dokładności
(wykrywalności) badań, co jest bardzo istotne w obecnie wykonywanych konstrukcjach
spawanych o dużej odpowiedzialności.
Celem niniejszej pracy były badania radiograficzne złączy spawanych rur o średnicach
D ≤ 100mm metodą prostopadłą i porównanie wyników tych badań z wynikami badań
eliptycznych.
Analizę i wnioski z badań przeprowadzono na podstawie dwóch kryteriów
określających jakość badań radiograficznych:
- wykrywalności wskaźnikowej (W)
- gęstości optycznej radiogramu (D)
2. ZAŁOŻENIA WYNIKAJĄCE Z WYMAGAŃ NORMY PN-EN 1435
I KRYTERIA OCENY.
Norma ta w punkcie 6.1.7 wprowadza technikę prześwietlania prostopadłego złączy
spawanych (rys. 1a) określając w sposób nieprecyzyjny, że można technikę tę stosować dla
średnic De ≤ 100 mm, stosując zgodnie z wymaganiami trzy naświetlania przesunięte po
obwodzie o kąt 120º lub 60º .
1
Rys.1. Układy badań przy prześwietlaniu metodą prostopadłą (a) i eliptyczną (b).
Metodę eliptyczną badań złączy spawanych (rys. 1b) norma przedstawia w punkcie 6.1.6 nie
zalecając stosowania tej techniki w przypadku średnic zewnętrznych De > 100 mm i grubości
ścianki Ł > 8 mm przy szerokości spoiny powyżej De/4. Nachylenia wiązki promieniowania
powinny być jak najmniejsze oraz takie, by zapobiec nakładaniu się obrazów. Odległość
między dwoma obrazami spoiny powinna być w przybliżeniu równa szerokości spoiny.
Odległość źródło promieniowania – obiekt (f) należy utrzymać jak najmniejszą.
Układy ekspozycji radiograficznych w metodzie naświetlania prostopadłego przedstawiono
na rys.2a, a w metodzie eliptycznej na rys.2b.
Rys.2. Układy ekspozycji radiograficznych naświetlania prostopadłego (a) i
eliptycznego (b)
Ocenę badań przeprowadzono biorąc pod uwagę oba kryteria dotyczące jakości radiogramów:
wykrywalność (W) i zaczernienie kliszy (D).
Kryterium zaczernienia jest związane z klasami technik radiograficznych A i B, co
przedstawia tablica 1.
2
Tablica 1. Wymagane wartości gęstości optycznej radiogramów wg PN-EN 1435
Klasy
Gęstość optyczna 1)
A
≥2,0 2)
B
≥2,3 3)
1) Dopuszczalna jest tolerancja pomiarowa ±0,1
2) Można zmniejszyć do 1,5 po specjalnym uzgodnieniu między stronami umowy.
3) Można zmniejszyć do 2,0 po specjalnym uzgodnieniu między stronami umowy.
Oprócz kryterium zaczernienia norma ustala również kryterium wykrywalności (dokładności)
badań. Ustala się to przy użyciu pręcikowych wskaźników jakości obrazu (IQI), w zależności
od grubości elementów oraz technik badań A i B, co przedstawia tablica 2.
Tablica 2. Wielkości pręcików przy prześwietlaniu przez 2 ścianki wg PN-EN 1435.
Wskaźnik IQI umieszczony od strony błony
Klasa A jakości obrazu
Grubość nominalna t
Klasa B jakości obrazu
Wielkość IQI 1)
Grubość nominalna t
mm
powyżej 1,2
powyżej 2,0
powyżej 3,5
powyżej 5,0
powyżej 10
powyżej 15
powyżej 22
powyżej 38
powyżej 48
powyżej 60
powyżej 85
powyżej 125
powyżej 225
powyżej 375
Wielkość IQI 1)
mm
do
do
do
do
do
do
do
do
do
do
do
do
do
do
1,2
2,0
3,5
5,0
10
15
22
38
48
60
85
125
225
375
W 18
W 17
W 16
W 15
W 14
W 13
W 12
W 11
W 10
W9
W8
W7
W6
W5
W4
powyżej 1,5
powyżej 2,5
powyżej 4,0
powyżej 6,0
powyżej 12
powyżej 18
powyżej 30
powyżej 45
powyżej 55
powyżej 70
powyżej 100
powyżej 180
powyżej 300
do
do
do
do
do
do
do
do
do
do
do
do
do
1,5
2,5
4,0
6,0
12
18
30
45
55
70
100
180
300
W 19
W 18
W 17
W 16
W 15
W 14
W 13
W 12
W 11
W 10
W9
W8
W7
W6
3. WYKONANIE BADAŃ.
Badania przeprowadzono na 6-ciu złączach rurowych o średnicach w zakresie De < 100 mm
zawierających wady różnych typów:
D 16 x 2 – łańcuch pęcherzy gazowych na około 30% obwodu,
D 20 x 2,5 – przyklejenia oraz pojedyncze pęcherze gazowe po obwodzie,
D 32 x 3,5 – podtopienie lica na 40% obwodu i dwa przyklejenia 5-6 mm,
D 48 x 4 – brak przetopu na ok.. 25% obwodu,
D 58 x 5,5 – podtopienia lica ok. 20% obwodu oraz brak przetopu ok. 20 mm,
D 76 x 5,5 – brak przetopu ok. 40% obwodu.
Obwody spoin badanych rur zostały specjalnie oznakowane, dla lepszej identyfikacji wad na
radiogramach.
3
Zastosowano 2 rodzaje klisz radiograficznych: C4 i C7 firmy AGFA zgodnie z PN-EN
584-1 [3] oraz wskaźniki jakości obrazu typu 10 Fe EN i 13 Fe EN zgodnie z PN-EN 462-3
[4].
Badania przeprowadzono aparatem rentgenowskim Andrex 3002. Obserwacje
radiogramów i ocenę prowadzono z użyciem negatoskopu SEMAT SE-27 spełniającym
wymagania normy PN-EN 25580 [5]. Ocenę zaczernienia klisz wykonano przy pomocy
densytometru DIGIT-X o zakresie pomiarowym D = 0 ÷ 4 z dokładnością do 0,05.
Wyniki przeprowadzonych badań obu metodami ujęto w tablicy 3 (dla kliszy typu C7) oraz w
tablicy 4 (dla kliszy typu C4).
Tablica 3. Wyniki porównawczych badań radiograficznych złączy spawanych rur metodami:
prostopadłą i eliptyczną według PN-EN 1435 z zastosowaniem kliszy typu C7
Metoda prostopadła
Lp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Metoda eliptyczna
Kierunek
Zaczernienie D
Zaczernienie
Rura Kierunek
IQI
Wady ekspozyc IQI
Wad
D
De x ekspozyc
y
ji
ji
t
0
0
[ ]
[ ]
Błona Spoin
Błona Spoin
[mm]
a
a
16x2
20x2,5
32x3,5
48x4
58x5,5
76x5,5
0
-60
+60
-120
+120
0
-60
+60
-120
+120
0
-60
+60
-120
+120
0
-60
+60
-120
+120
0
-60
+60
-120
+120
0
-60
+60
-120
+120
W16
W16
W16
W16
W15
W17
W16
W16
W16
W16
W15
W15
W15
W15
W15
W15
W15
W15
W15
W16
W15
W15
W15
W15
W15
W16
W16
W16
W15
W16
3,2
2,4
2,8
3,0
2,9
2,1
2,8
1,95
2,4
3,0
2,65
2,7
3,0
2,85
2,7
2,6
2,24
2,1
2,15
2,2
2,8
2,95
3,05
3,15
3,2
2,9
3,05
3,2
3,1
3,0
2,07
1,78
1,76
2,04
1,89
1,9
1,8
1,45
1,86
1,8
2,1
1,95
2,4
2,2
2,15
2,0
1,85
1,58
1,68
1,72
2,2
2,18
2,55
2,4
2,7
2,35
2,55
2,6
2,45
2,55
+
0,5
0
0
+
+
0,5
0,25
+
+
+
0
0,25
0
0,5
0
0,5
0,5
0,5
0
0,5
0,25
+
0,5
0
+
0
0,25
0,5
0
Uwaga: w rubryce „wady” poszczególne cyfry i symbole oznaczają:
+ – wada widoczna w całości
0 – wada nie widoczna
0,5 – wada widoczna w ok. 50%
4
0
W17
3,0
1,95
+
-120
+120
0
W16
W16
W16
3,1
3,2
2,9
2,1
2,0
2,3
0,25
0,5
+
-120
+120
0
W15
W15
W16
3,0
2,8
2,4
2,16
2,2
1,9
0,5
0,5
+
-120
+120
0
W16
W15
W16
2,6
2,4
2,15
1,85
1,75
1,75
0,5
0,5
0
-120
+120
0
W15
W16
W15
2,0
2,3
2,8
1,6
1,65
2,2
+
+
0,5
-120
+120
0
W15
W15
W16
2,9
2,95
3,2
2,25
2,25
2,75
+
+
+
-120
+120
W16
W16
3,0
2,9
2,36
2,3
+
0,5
Tablica 4. Wyniki porównawczych badań radiograficznych złączy spawanych rur metodami:
prostopadłą i eliptyczną według PN-EN 1435 z zastosowaniem kliszy typu C4
Metoda prostopadła
Lp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Rura Kierunek IQI
De x ekspozycji
[0]
t
[mm]
16x2
20x2,5
32x3,5
48x4
58x5,5
76x5,5
0
-60
+60
-120
+120
0
-60
+60
-120
+120
0
-60
+60
-120
+120
0
-60
+60
-120
+120
0
-60
+60
-120
+120
0
-60
+60
-120
+120
W16
W16
W16
W16
W16
W17
W17
W17
W16
W16
W16
W16
W15
W16
W15
W14
W15
W15
W15
W16
W16
W15
W15
W15
W16
W16
W16
W16
W16
W16
Zaczernienie D
Błona
Spoina
2,76
3,15
2,93
3,19
2,96
2,7
3,0
2,68
3,3
3,4
1,84
3,2
3,2
3,1
3,2
2,2
2,05
2,1
2,6
2,25
2,6
3,0
2,9
2,7
2,6
3,0
2,8
2,6
2,76
2,82
1,74
1,85
1,53
1,76
1,74
1,72
1,75
1,63
1,78
1,88
1,42
2,4
1,98
2,2
2,34
1,76
1,50
1,50
1,82
1,70
1,66
2,42
2,12
2,05
2,1
2,36
2,12
2,0
1,98
2,05
Metoda eliptyczna
Wady
+
0,25
0
0
+
+
0,5
0,5
0,5
+
+
0
0,5
0,5
0
0
0,25
0,25
0
0
0,5
0,25
+
0,25
0
+
0
0,25
0,25
0
Kierunek
ekspozycji
[0]
IQI
Zaczernienie D
Błona
Spoina
Wady
0
W17
3,2
2,85
+
-120
+120
0
W16
W16
W16
2,8
2,6
2,65
2,15
1,95
1,76
0,5
0,5
+
-120
+120
0
W16
W16
W16
3,1
2,95
2,9
2,4
2,05
2,1
0,5
0,5
+
-120
+120
0
W16
W16
W15
3,2
3,1
2,3
2,40
2,42
1,90
+
0,5
0
-120
+120
0
W15
W15
W15
2,55
2,48
2,6
2,05
2,05
1,98
+
+
0,25
-120
+120
0
W15
W15
W16
2,15
2,20
2,92
1,85
1,78
2,36
+
+
+
-120
+120
W16
W16
2,90
2,40
2,40
2,10
+
+
Uwaga: w rubryce „wady” poszczególne cyfry i symbole oznaczają:
+ – wada widoczna w całości
0 – wada nie widoczna
4. ANALIZA BADAŃ.
Analizę przeprowadzonych badań radiograficznych metodą prostopadłą i eliptyczną z
użyciem klisz C7 i C4 wykonano na podstawie:
- porównania kryterium wykrywalności w miejscu materiału oraz spoiny,
5
- porównania zaczernienia w miejscu materiału oraz spoiny,
- porównania identyfikacji wadliwości w obu metodach badań.
Dokonując takich porównań należało stwierdzić w jakich wielkościach procentowych zostały
spełnione wymagania normy PN-EN 1435 dla klasy badań A i B, a w przypadku identyfikacji
wadliwości jakie (w przybliżeniu) wymiary wad zostały zidentyfikowane, choć ostateczna
weryfikacja następowała po przecięciu złączy spawanych.
4.1. Wykrywalności pręcikowe na kliszy C7:
Metoda prostopadła: klasa A – 100%, klasa B – 84%
Metoda eliptyczna: klasa A – 100%, klasa B – 78%
4.2. Wykrywalności pręcikowe na kliszy C4:
4.3. Gęstości optyczne na kliszy C7 (materiał):
4.4. Gęstości optyczne na kliszy C7 (spoina):
4.5. Gęstości optyczne na kliszy C4 (materiał):
4.6. Gęstości optyczne na kliszy C4 (spoina):
4.7. Identyfikacja wadliwości na radiogramach:
Klisza C7
Metoda prostopadła – 70%; Metoda eliptyczna – 94%
Klisza C4
Metoda prostopadła – 34%; Metoda eliptyczna – 97%
4.8. Porównanie wykrywalności w układach badań:
60º i 120º dla metody prostopadłej:
Klisza C7 kąty ekspozycji - 60º i + 60º
Wykrywalność: klasa A – 100%, klasa B – 84%
6
5. WNIOSKI
5.1. Badania porównawcze złączy spawanych rur metodami prostopadłą i eliptyczną
zgodnie z normą PN-EN 1435 nastręczają dużych trudności w pozycjonowaniu
aparatury w stosunku do badanego złącza – stąd w badaniach realnych konstrukcji
występują duże utrudnienia związane z geometrią badań.
5.2. Rozpatrując wyniki wykrywalności w klasie A nie stwierdza się żadnej różnicy
między metodą prostopadłą i eliptyczną zarówno dla kliszy C7 jak również C4 i
warunki normy zostały spełnione w 100%. W klasie B dla kliszy C4 w metodzie
eliptycznej uzyskano wyniki o 20% lepsze niż dla kliszy C7.
5.3. Badania porównawcze z uwzględnieniem gęstości optycznej wykazały niewielkie
różnice między obrazami uzyskanymi na kliszach C7 i C4 w rejonach materiału
rodzinnego rur, natomiast większe różnice występują na spoinach. W obu
przypadkach (C7 i C4) lepsze wyniki uzyskano dla metody eliptycznej.
5.4. Porównując identyfikację wadliwości na radiogramach stwierdzić należy
zdecydowanie lepsze wyniki w metodzie eliptycznej, gdzie dla obu klisz uzyskano
identyfikację: 94% (C7) i 97% (C4).
5.5. Porównując w metodzie badań prostopadłych problem wykrywalności dla
kierunków ekspozycji 0º, - 60º, + 60º z kierunkami 0º, - 120º, + 120º, otrzymano
wyniki identyczne.
6. LITERATURA
1. PN-EN 1435:2001. Badania nieniszczące złączy spawanych. Badania radiograficzne złączy
spawanych.
2. PN–72/M-69770. Radiografia przemysłowa. Radiogramy spoin czołowych w złączach
doczołowych ze stali. Wymagania jakościowe i wytyczne wykonania.
3. PN-EN 584-1. Filmy do radiografii przemysłowej. Część1: Klasyfikacja systemów filmów
dla radiografii przemysłowej.
4. PN-EN 462-3. Badania nieniszczące. Jakość obrazu radiogramów. Część 3: Klasyfikacja
wskaźników jakości dla metali żelaznych.
5. PN-EN 25580. Badania nieniszczące. Przemysłowe negatoskopy radiograficzne.
Wymagania minimalne.
7

Ryszard Świątkowski, Jacek Haras

Transkrypt

Podobne dokumenty

Plik PDF - Venezia

naTYCHmiastowy SMS - Urząd Miasta Tychy

Instrukcja logowania

LEKKOATLETYKA NIEPEŁNOSPRAWNYCH

KINEZJOLOGIA - I STOPIEŃ

R eferatds . W ykrocze ń i P rofilaktyki Nałożone mandaty karne

01.03.2016 - Straż Miejska w Tarnowie

kpp nowy tomyśl kwp - dopalacze mogą zniszczyć twoje życie