Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Nukleáris Technikai Intézet (NTI)

Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Nukleáris Technikai Intézet (NTI)

Atomerőművi anyagvizsgálatok 4. előadás: A roncsolásmentes anyagvizsgálatok (a jegyzet 5. fejezete) Tárgyfelelős: Kiss Attila, tudományos segédmunkatárs, BME NTI 2015-2016. ősz 2015.10.07.

Atomerőművi anyagvizsgálatok

1

Köszönetnyilvánítás: • Kiss Attila előadásainak diái részben Dr. Csizmazia Ferencné tanárnő (SZE-Győr) 2000-2001. tanévi előadásainak anyagai és a tanárnő interneten fellelhető diái alapján készültek. *** • Jelen előadás szerzője (tanárnő egykori hallgatója) ezúton is köszönetet mond Dr. Csizmazia Ferencné tanárnőnek (SZEGyőr) az emlékezetes előadásokért és a diák közreadásáért! Kiss Attila Tudományos segédmunkatárs BME NTI

2015.10.07.


2/48

Az előadás tartalma 1. A roncsolásmentes anyagvizsgálatokról általában 2. A darab felületén lévő eltérések kimutatására alkalmas módszerek: Vizuális megfigyelés Folyadék behatolásos vagy penetráló folyadékos vizsgálat Mágneses repedésvizsgálat Örvényáramos vizsgálat 3. A darab belsejében lévő eltérések kimutatására alkalmas módszerek: Ultrahangos vizsgálat Röntgen vizsgálat Izotópos vizsgálat Akusztikus emissziós vizsgálat 2015.10.07.


3/48

Roncsolásmentes vizsgálatok

2015.10.07.


4/48

Roncsolásmentes vizsgálatok Azokat a vizsgálatokat, amelyek az anyagok külső és belső hibáinak az un. rejtett hibáknak a kimutatására szolgálnak roncsolásmentes vagy hibakereső vizsgálatoknak nevezzük. Cél: A vizsgálatok magán az alkatrészen, nem pedig annak próbadarabján legyenek elvégezhetők! 2015.10.07.


5/48

A vizsgálati módszerekkel az alábbi feladatok oldhatók meg Új gyártmányok hibáinak kimutatása, (ellenőrzés a gyártási folyamatba lépéskor, gyártás közben, végátvétel stb.) Üzemeltetés közben keletkező hibák kimutatása Anyagkeveredésből származó hibák kiszűrése

2015.10.07.


6/48

A vizsgálatok csoportosítása: I., A darab felületén lévő hibák kimutatására Vizuális megfigyelés Folyadék behatolásos vagy folyadékos vizsgálat Mágneses repedésvizsgálat Örvényáramos vizsgálat 2015.10.07.


penetráló

7/48

A vizsgálatok csoportosítása II., A darab belsejében lévő hibák kimutatására Ultrahangos vizsgálat Röntgen vizsgálat Izotópos vizsgálat Akusztikus emissziós vizsgálat

2015.10.07.


8/48

RONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLATOK I., A darab felületén lévő eltérések kimutatására alkalmas módszerek

2015.10.07.


9/48

I./1. Vizuális megfigyelés

2015.10.07.


10/48

Vizuális megfigyelés A felületi hibák, a felületre kijövő repedések optikai módszerekkel észlelhetők. Segédeszközként kézi nagyító, üregek vizsgálatára endoszkóp, video endoszkóp alkalmazható. 2015.10.07.


11/48

Vizuális megfigyelés A felületet gondosan elő kell készíteni. Ez a legtöbb esetben a tisztítást, esetleg a maratást jelenti, de nagyon fontos a megfelelő megvilágítás is.

2015.10.07.


12/48

A vizuális megfigyelésről Bácskai Péter előadásaiban lesz majd még szó. 2015.10.07.


13/48

I./2. Folyadék behatolásos vagy penetráló folyadékos vizsgálat

2015.10.07.


14/48

Folyadék behatolásos vagy penetráló folyadékos vizsgálat A felületre kinyúló folytonossági hiányok, repedések stb. kimutatására alkalmas igen érzékeny vizsgálati módszer.

– – – –

a., a felület előkészítése, b., a penetrálófolyadék felvitele, c., a felesleges folyadék eltávolítása, d., előhívás, értékelés.

2015.10.07.


Animáció! 15/48

Penetráló folyadékos vizsgálat Repedések

2015.10.07.


16/48

Repedések

A folyadékbehatolásos módszerről Bobos Csaba előadásaiban lesz majd még szó. 2015.10.07.


17/48

I./3. Mágneses repedésvizsgálat

2015.10.07.


18/48

Mágneses repedésvizsgálat Ferromágneses fémek felületén, vagy felületének közelében lévő szabad szemmel nem, vagy alig látható folytonossági hiányok (repedések, zárványok, pórusosság stb.) kimutatására alkalmas módszer. 2015.10.07.


19/48

Mágneses repedésvizsgálat

Elve: a hibák eltérítik a mágneses térerővonalakat, amit fémreszelékkel, mágneses folyadékkal teszünk Animáció! észlelhetővé! 2015.10.07.


20/48

Mágneses repedésvizsgáló gépek, alkalmazási példák

Alakadó technológia (hajlítás) utáni vizsgálat 2015.10.07.


Fogazás vizsgálata 21/48

Mágneses repedésvizsgáló gépek, alkalmazási példák

Forgattyús tengely vizsgálata 2015.10.07.


22/48

Mágneses repedésvizsgáló gépek, alkalmazási példák Négypólusos, esetleg kerekes vizsgáló készülék is létezik, amellyel a négy pólus által bezárt terület 100 %-ban vizsgálható. A mágneses repedésvizsgálatról Bobos Csaba előadásaiban lehet majd még szó.

2015.10.07.


23/48

I./4. Örvényáramos vizsgálat

2015.10.07.


24/48

Örvényáramos vizsgálat A vizsgálat fizikai alapja: Az elektromosan vezető anyagokban, időben változó mágneses tér indukció útján áramot gerjeszt. Ezt az áramot örvényáramnak nevezzük. Az örvényáram maga is gerjeszt mágneses teret, mely a külső mágneses térrel ellenkező irányú. A két mágneses tér összegződik, mely eredő erőtérhez vezet és amelyet mérni és értékelni lehet, változásaiból, viselkedéséből különböző anyaghibákra vagy anyagtulajdonságokra lehet következtetni.

2015.10.07.


25/48

A vizsgálat elve

Animáció! 2015.10.07.


26/48

Örvényáramos alkalmazás Vasúti sín folyamatos ellenőrzése

2015.10.07.


27/48

RONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLATOK II. A darab belsejében lévő eltérések kimutatására alkalmas módszerek

2015.10.07.


28/48

II./1. Ultrahangos vizsgálat

2015.10.07.


29/48

Ultrahangos vizsgálat Elve: a nagyfrekvenciájú hanghullámok (ultrahang ) a fémekben alig gyengülve, mint irányított sugarak haladnak, azonban határfelülethez érve visszaverődnek. Határfelületnek minősül minden akusztikailag más keménységű közeg, pl. a darab belsejében lévő hibák és a darab hátlapja (hátlapvisszhang). 2015.10.07.


30/48

Ultrahangos vizsgálat Alapfogalmak Az ultrahangos anyagvizsgálatban használatos frekvencia tartománya: 0,25 MHz ÷ 15 MHz között van. Az ultrahang terjedési sebessége (v) homogén anyagon belül állandó és az anyag rugalmas jellemzőitől függ (lásd korábban).

2015.10.07.


31/48

Ultrahangos vizsgálat Az ultrahang előállítása, vizsgáló fejek Az ultrahangos vizsgálatról Gémes György előadásaiban lesz majd még szó.

szögfej

Adó/vevő S/E fej 2015.10.07.

Normál, merőleges Atomerőművi anyagvizsgálatok

32/48

Ultrahangos vizsgálati módszerek Impulzus visszhang módszer Hibátlan darab oszcilloszkópos képe:

Hátfalvisszhang

adójel

Hibás darab oszcilloszkópos képe:

hibajel 2015.10.07.

Animáció!


33/48

II./2. Röntgen vizsgálat

2015.10.07.


34/48

Röntgen vizsgálat elve d  I1 I 0e 

röntgen cső

I1 Io

 = c3z3   d  x   I 2 I0 e

I2

I 2  x e I1

A röntgensugárzás hullámhosszúsága változtatható, befolyásolható, ezért a hibakimutatás jobb, mint az izotópos vizsgálat esetében 2015.10.07.


35/48

Röntgenvizsgálat: Az intenzitás különbség kimutatása fényképezéses eljárás átvilágító ernyő használata műszeres hibakimutatás A röntgenvizsgálatról Bobos Csaba előadásaiban lehet majd még szó.

2015.10.07.


36/48

Röntgen vizsgálat Fényképezéses eljárás alkalmazása Alkalmazása elsősorban: hegesztett kötések esetén, de lehet öntvényeket, csapágyakat stb. vizsgálni ezzel a módszerrel. 2015.10.07.


37/48

Alkalmazási példák a röntgen vizsgálatra

2015.10.07.


38/48

II./3. Izotópos vizsgálat

2015.10.07.


39/48

Az izotópos vizsgálat elve, relatív hátránya Elve: A darabot  sugárzó izotópokkal átvilágítjuk. Eltérések a röngen vizsgálattól (-): o az izotóp hullámhosszúsága adott, nem befolyásolható, ezért a hibakimutatás nem olyan jó, mint a röntgen esetében, o az izotóp folyton sugároz, intenzitása az idő függvényében csökken, (felezési idő). 2015.10.07.


40/48

Az izotópos vizsgálat relatív előnye Eltérések a röntgen vizsgálattól (+): Az izotóp a tér minden irányába sugároz, tehát lehetővé teszi olyan felvételek elkészítését egyetlen lépésben, mint csövek körvarrata stb. Az izotópok általában keményebb sugárzók, így vastagabb anyagot lehet velük átvilágítani, de mivel az intenzitásuk kisebb, mint a röntgensugárzásé, az expozíciós idő hosszabb. 2015.10.07.


41/48

Izotópos vizsgálat mesterséges izotópokkal történik Megnevezés Kobalt Az izotóp 60 tömegszáma Felezési idő 5,27 év Kémiai alak fém Átsugározható falvastagság mm acél 50 - 150 könnyűfém 150 - 400

Izotóp Tullium 170

Cézium 137

74 nap fém

129 nap Tm2O3

30,1 év CsCl

10 - 70 40 - 175

1,5 - 12,5 7 - 40

12,5 - 60 75 - 300

Iridium 192

Az izotópokat elsősorban csövek, tartályok, kazánok, hidak vizsgálatánál használják. 2015.10.07.


42/48

Alkalmazási példák az izotópos vizsgálatra

2015.10.07.


43/48

II./4. Akusztikus emissziós vizsgálat

2015.10.07.


44/48

Akusztikus emissziós vizsgálatok Az anyagok repedése, törése hangjelenséggel jár. A feszültség alatt lévő fémek is bocsátanak ki hangot, ha a hibahelyek környezete vagy szemcsehatárok egymáshoz viszonyítva elmozdulnak. Az impulzusszerű hangkibocsátás jóval a látható deformáció előtt megindul: a kibocsátott hanghullám frekvenciája 10 kHz és 1 MHz közé esik és az anyag felületén elhelyezett piesoelektromos érzékelőkkel felfogható. 2015.10.07.


45/48

Akusztikus emissziós vizsgálatok Az akusztikus emisszió tehát olyan mechanikai hullám, amely az anyagban tárolt energia gyors felszabadulása során keletkezik. Megkülönböztethetünk: egyedi hangkitöréseket ill. folyamatos akusztikus emissziós jeleket. 2015.10.07.


46/48

Akusztikus emissziós vizsgálatok Akusztikus emisszió jön létre: a diszlokációk elmozdulásának hatására (bár ez nagyon kis hangkibocsátással jár), fázisátalakulások pl. martenzites átalakulás során, repedés kialakulása vagy terjedése során. 2015.10.07.


47/48

Vége az előadásnak! Kérdések?

2015.10.07.


48

Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Nukleáris Technikai Intézet (NTI)

Recommend Documents