Μη καταστροφικοί έλεγχοι

Abstract

Μη καταστροφικό έλεγχο ονομάζουμε τη μέθοδο για τον έλεγχο ενός υλικού ή εξαρτήματος, χωρίς να χρειαστεί να το καταστρέψουμε, έτσι ώστε να βρούμε αν υπάρχουν ελαττώματα σε αυτό. Τα είδη των ελέγχων που υπάρχουν είναι τα εξής: ο οπτικός έλεγχος, η θερμογραφία, η μέθοδος των διεισδυτικών υγρών και η μαγνητοσκοπία που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο εξωτερικών επιφανειώνˑ ο έλεγχος με ακτινογραφία, με υπερήχους, και οι ακουστικές μέθοδοι για έλεγχο σφαλμάτων στο εσωτερικό του υλικού και τέλος η σκληρομέτρηση και τα δινορρεύματα που χρησιμοποιούνται για να μάθουμε τις ιδιότητες του υλικού μας. Αρχικά επικεντρωνόμαστε στον έλεγχο με διεισδυτικά υγρά, ο οποίος βασίζεται στην ικανότητα του διεισδυτικού υγρού να εισέρχεται σε ασυνέχειες με τη βοήθεια του τριχοειδές φαινομένου, και στην ικανότητα του εμφανιστή να ανασύρει το διεισδυτικό υγρό από τις ασυνέχειες με τη βοήθεια της δύναμης εξόκλυσης. Τα στάδια που ακολουθούνται για τον έλεγχο με διεισδυτικά υγρά είναι τα εξής: Πρώτον, γίνεται ο προ-καθαρισμός της εξεταζόμενης επιφάνειας με φυσικές ή χημικές μεθόδους και στη συνέχεια εφαρμόζεται το διεισδυτικό υγρό στην επιφάνεια το οποίο μπορεί να είναι ορατό ή φθορίζον. Αφού περάσει ο κατάλληλος χρόνος επαφής του διεισδυτή με την επιφάνεια, ώστε να μπορέσει να εισέλθει σε τυχόν ασυνέχειες, ακολουθεί απομάκρυνση του πλεονάζοντος διεισδυτή, κάτι το οποίο γίνεται με βάση το τύπο διεισδυτή που έχουμε. Αυτοί μπορεί να είναι διεσδυτές που αφαιρούνται με διαλύτη, οπού θα πρέπει να υπάρχει προσεκτικός καθαρισμός για να μην αφαιρεθεί ο διεισδυτής από τις ασυνέχειες, μπορεί να είναι υδατοαφαιρούμενοι διεισδυτές που περιέχουν γαλακτωματοποιητή που μετατρέπει τον διεισδυτή σε υδατοδιαλυτό ή μπορεί να είναι μεταγαλακτωματοποιούμενοι διεισδυτής με τον οποίο έχουμε τα πιο σωστά αποτελέσματα, διότι δεν αφαιρείται διεισδυτικό υγρό από τις ασυνέχειες. Το επόμενο στάδιο του ελέγχου είναι η ξήρανση του δοκιμίου η οποία γίνεται μόνο αν πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε ξηρό ή υγρό μη υδατικό εμφανιστή. Μετά ακολουθεί η εφαρμογή του εμφανιστή οι οποίοι χωρίζονται σε ξηρούς , υγρούς μη υδατικούς και υγρούς υδατικούς και βοηθάνε ώστε να ανασυρθεί το διεισδυτικό υγρό από τις ρωγμές ή τις ασυνέχειες του υλικού μας. Στη συνέχεια κάνουμε επιθεώρηση του υλικού ώστε να ανιχνεύσουμε τις ενδείξεις, οι οποίες μπορεί να είναι μη σχετικές, ψευδείς ή αληθείς οι οποίες είναι και αυτές που μας ενδιαφέρουν. Οι αληθείς ενδείξεις κρίνονται με βάση, το κατά πόσο επηρεάζουν τη ποιότητα του υλικού μας. Αφού γίνει επιθεώρηση ακολουθεί καθαρισμός του δοκιμίου από τα υπολείμματα διεισδυτή και εμφανιστή, κάτι το οποίο πρέπει να γίνει σε σύντομο χρονικό διάστημα, όσο είναι υγροί για να μπορεί να γίνει η αφαίρεσή τους πιο εύκολα. Η επόμενη μέθοδος που μελετάει η εργασία είναι ο έλεγχος με υπερήχους με τον οποίο μπορούμε να κάνουμε έλεγχο στο εσωτερικό των επιφανειών για σφάλματα, παχυμέτρηση, αλλά και να μάθουμε τις ιδιότητες του υλικού. Οι τεχνικές που χρησιμοποιούμε είναι η εξέταση της ενέργειας που ανακλάται από ασυνέχειες του υλικού, η μέτρηση του χρόνου που κάνει ο υπέρηχος να διαπεράσει το υλικό και η μελέτη της απόσβεση του υπερήχου από το υλικό. Ο ηχητικός παλμός δημιουργείται από τον πιεζοηλεκτρικό κρύσταλλο τον οποίο υπάρχει στη κεφαλή, ο οποίος μετατρέπει τη τάση σε μηχανική δόνηση και συμπεριφέρεται σαν ελατήριο φορτίζεται και αφήνεται να ταλαντωθεί. Η δέσμη των υπερήχων, διακρίνεται σε τρείς ζώνες. Είναι αρχικά η νεκρή ζώνη στην οποία δεν μπορεί να γίνει ανίχνευση ασυνεχειών λόγω του αρχικού παλμού και ξεκινάει από το σημείο εκπομπής του υπερήχου μέχρι λίγο μετά την επιφάνεια του υλικού. Ακολουθεί η νεκρή ζώνη στην οποία η ένταση των ηχητικών κυμάτων δεν είναι ομοιόμορφη και έτσι ενώ ανιχνεύονται τα σφάλματα δεν μπορούν να προσδιοριστούν σωστά. Τέλος είναι η απομακρυσμένη ζώνη στην οποία η εξασθένιση του υπερήχου αυξάνεται όσο μεγαλώνει και η απόσταση από τον κρύσταλλο. Αυτή η ζώνη είναι η καταλληλότερη για να γίνει ανίχνευση σφαλμάτων. Οι κεφαλές υπερήχων που χρησιμοποιούνται πιο συχνά είναι, η κάθετη μονή κεφαλή διαμηκών κυμάτων η οποία διαθέτει ένα κρύσταλλο που λειτουργεί ως πομπός και δέκτης και έτσι έχει νεκρή ζώνη η κάθετη διπλή κεφαλή διαμηκών κυμάτων διαθέτει δύο κρυστάλλους οι οποίοι λειτουργούν ο ένας ως πομπός και ο άλλος ως δέκτης και έτσι μηδενίζεται η νεκρή ζώνη και τέλος η γωνιακή κεφαλή, που μπορεί να είναι μονή ή διπλή και χρησιμοποιεί εγκάρσια κύματα που δημιουργούνται με τη γωνιακή πρόσπτωση των διαμηκών κυμάτων. Αφού μελετήσαμε το θεωρητικό μέρος, πραγματοποιήσαμε τη πειραματική διαδικασία της εργασίας μας στον έλεγχο των υπερήχων, η οποία έγινε στο εργοστάσιο της Ε.Ε.Σ.Σ.Τ.Υ. Α.Ε. με τον εξοπλισμό του εργοστασίου. Το πείραμά περιλάμβανε τη βαθμονόμηση κάθετης απλής κεφαλής διαμηκών κυμάτων με τη χρήση ενός πρότυπου ρυθμιστικού δοκιμίου 100mm, με τη τεχνική της καθυστέρησης και στη συνέχεια τον έλεγχο ενός πρότυπου δοκιμίου με γνωστές διαστάσεις και προκαθορισμένα σφάλματα. Κατά τη διάρκεια της σάρωσης ανιχνεύθηκαν και προσδιορίστηκαν τα μεγέθη τεσσάρων σφαλμάτων με τη τεχνική μεγίστου εύρους και αποτυπώθηκαν υπό τη μορφή σχεδίου. Το πείραμα έχει ως σκοπό την κατανόηση της μεθόδου των υπερήχων και της λειτουργίας της συσκευής και της κεφαλής των υπερήχων.