MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA

DIPLOMOVÁ PRÁCE

BRNO 2015

Bc. MICHAL ŠEVČÍK

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy

Hodnocení kvality pomocí nedestruktivních technologií Diplomová práce

Vedoucí práce:

Vypracoval:

Ing. et Ing. Petr Dostál, Ph.D.

Bc. Michal Ševčík

Brno 2015

Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem práci: Hodnocení kvality pomocí nedestruktivních technologií vypracoval samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb.,o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne:………………………..

…………………………………………………….. podpis

PODĚKOVÁNÍ Tímto bych chtěl poděkovat Ing. et Ing. Petrovi Dostálovi, PhD. za jeho odborné vedení při vypracování diplomové práce, za poskytnutí cenných rad a odborných informací

k práci.

Poděkování

patří

také

doktorandům

z Ústavu

techniky

a automobilové dopravy Ing. Piyapong Sriwongrasovi, Ing. Michaelovi Šustrovi a Ing. Jaroslavovi Začalovi.

ABSTRAKT Diplomová

práce

s názvem

Hodnocení

kvality

pomocí

nedestruktivních

technologií je zaměřena na posouzení degradačních vlastností materiálově různorodých svařovaných součástí. Svařené vzorky jsou pro experimentální měření vyhotoveny metodou Cold Metal Transfer (CMT) a jejich degradační vlastnosti jsou měřeny pomocí akustické emise (AE) při korozním procesu a tahovém namáhání. Teoretická část je věnována základnímu rozdělení nejčastěji používaných metod NDT, přičemž hlavní důraz se klade především na AE. Závěrečná část je zaměřena na oblast korozního inženýrství, zejména je popisována problematika galvanické koroze, která je významná právě v případě interakce různorodých materiálů. Z počátku experimentální části jsou uvedeny použité materiály vzorků pro experimenty. Poté je uveden přehled a popis metod použitých během měření. V další kapitole jsou popsány průběhy a výsledky experimentů z pozorování a měření pomocí AE. Klíčová slova: koroze, NDT, akustická emise, CMT ABSTRACT The diploma thesis titled „Quality assessment by non-destructive technologies“ is focused at evaluation degradation qualities of welded components, which are material heterogeneous. Welded samples are made for experimental measuring by CMT method and their degradation qualities are measured by the acoustic emission during the corrosion process and tensile straining.

The theoretical part is aimed at on basic division most used method NDT, the main stress is on AE. Te final part is focused on corrosion engineering, especially on problematic galvanic corrosion, which is important in case of interaction of homogenous materials. Material samples which were used are mentioned at the beginning of experimental part. Then the thesis is dedicated to summary of methods used during the measurement. The next chapter provides courses and exp. results of observations and measurements

using AE. Courses and exp. results of observations and measurements using AE are in the last chapter. Key word: corrosion, NDT, accustic emision, CMT

OBSAH 1 ÚVOD .......................................................................................................................... 12 2 CÍL PRÁCE ................................................................................................................. 13 3 NDT ............................................................................................................................. 14 3.1 Účel NDT........................................................................................................... 14 3.1.1 Moderní nedestruktivní metody ................................................................. 14 3.1.2 Klasifikace metod ...................................................................................... 15 3.2 Vizuální metody (Visual Testing) ..................................................................... 15 3.2.1 Provedení VT ............................................................................................. 16 3.2.2 Osvětlení při VT......................................................................................... 16 3.2.3 Rozlišitelnost detailu při VT ...................................................................... 17 3.2.4 Faktory ovlivňující provedení VT.............................................................. 18 3.2.5 Všeobecná pravidla pro VT v normách ..................................................... 19 3.2.6 Využití VT z hlediska korozního napadení................................................ 19 3.2.7 Zhodnocení VT .......................................................................................... 19 3.3 Kapilární metoda (Penetrant Testing) ................................................................ 20 3.3.1 Princip metody ........................................................................................... 20 3.3.2 Metody PT.................................................................................................. 21 3.3.3 Charakteristiky indikací u PT .................................................................... 21 3.3.4 Zhodnocení PT ........................................................................................... 22 3.4 Metoda vířivých proudů (Eddy Current Testing) .............................................. 22 3.4.1 Princip metody ........................................................................................... 23 3.4.2 Metody ET ................................................................................................. 23 3.4.3 Zhodnocení ET ........................................................................................... 24 3.5 Magnetická metoda (Magnetic Particle Testing) ............................................... 25 3.5.1 Princip metody ........................................................................................... 25 3.5.2 Přehled způsobů magnetování ................................................................... 26

3.5.3 Zhodnocení MT.......................................................................................... 28 3.6 Ultrazvuková metoda (Ultrasonic Testing) ....................................................... 29 3.6.1 Princip metody ........................................................................................... 29 3.6.2 Fyzikální základy ....................................................................................... 29 3.6.3 Zdroje ultrazvuku ....................................................................................... 30 3.6.4 Metody UT ................................................................................................. 31 3.6.5 Zhodnocení UT .......................................................................................... 32 3.7 Prozařovací metoda (Radiographic Testing) ..................................................... 32 3.7.1 Princip metody ........................................................................................... 33 3.7.2 Rozdělení RT dle druhu detektoru ............................................................. 33 3.7.3 Zhodnocení RT .......................................................................................... 34 4 AKUSTICKÁ EMISE (ACOUSTIC EMISSION) ...................................................... 35 4.1 Princip metody ................................................................................................... 35 4.2 Základní pojmy AE............................................................................................ 36 4.2.1 Emisní událost ............................................................................................ 36 4.2.2 Emisní signál .............................................................................................. 36 4.2.3 Zdroj AE .................................................................................................... 37 4.2.4 Kaiserův jev ............................................................................................... 38 4.3 Měřící trasa AE .................................................................................................. 38 4.3.1 Snímače AE................................................................................................ 39 4.3.2 Předzesilovače AE ..................................................................................... 39 4.3.3 Kabelové trasy............................................................................................ 39 4.3.4 Měřící systém AE....................................................................................... 40 4.4 Vyhodnocení parametrů signálu AE .................................................................. 40 4.4.1 Informativní úroveň ................................................................................... 40 4.4.2 Standardní úroveň ...................................................................................... 40 4.4.3 Pokročilá úroveň ........................................................................................ 40

4.4.4 Základní parametry spojitého signálu ........................................................ 40 4.4.5 Základní parametry nespojitého signálu .................................................... 41 4.5 Lokalizace události AE ...................................................................................... 41 4.5.1 Lineární lokalizace ..................................................................................... 42 4.5.2 Plošná lokalizace ........................................................................................ 42 4.5.3 Neuronové sítě ........................................................................................... 42 4.6 Zhodnocení AE .................................................................................................. 42 5 KOROZE ..................................................................................................................... 44 5.1 Chemická koroze ............................................................................................... 44 5.2 Elektrochemická koroze .................................................................................... 45 5.2.1 Elektrochemická ušlechtilost ..................................................................... 46 5.3 Vybrané druhy korozního napadení................................................................... 46 5.3.1 Rovnoměrné napadení................................................................................ 47 5.3.2 Nerovnoměrná koroze ................................................................................ 47 5.3.3 Podpovrchová koroze................................................................................. 48 5.4 Galvanická koroze ............................................................................................. 48 5.4.1 Princip galvanické koroze .......................................................................... 49 5.4.2 Opatření proti galvanické korozi................................................................ 50 6 MATERIÁL A METODIKA....................................................................................... 51 6.1 Zkoušený vzorek ................................................................................................ 51 6.1.1 Slitina hliníku ............................................................................................. 52 6.1.2 Ocel ............................................................................................................ 53 6.1.3 Přídavný materiál AlSi5 ............................................................................. 53 6.2 Metoda CMT ..................................................................................................... 54 6.2.1 Princip metody ........................................................................................... 54 6.3 Metoda zrychlené korozní zkoušky ................................................................... 55 6.3.1 Solná komora ............................................................................................. 55

6.4 Metoda zkoušky tahem ...................................................................................... 56 6.4.1 Univerzální zkušební stroj ZDM 5/51 ....................................................... 57 6.5 Metoda měření AE ............................................................................................. 58 6.5.1 Pen Test ...................................................................................................... 58 6.5.2 Měřící aparatura AE Dakel Xedo............................................................... 59 6.5.3 Piezoelektrický snímač IDK 09 ................................................................. 60 6.5.4 Předzesilovač AE Dakel............................................................................. 61 7 MĚŘENÍ ...................................................................................................................... 62 7.1 AE při měření korozní degradace ...................................................................... 62 7.1.1 Uspořádání měřící sestavy ......................................................................... 62 7.1.2 Konfigurace analyzátoru Dakel Xedo ........................................................ 63 7.2 AE při tahové zkoušce ....................................................................................... 63 7.2.1 Příprava měření .......................................................................................... 64 7.2.2 Konfigurace analyzátoru Dakel Xedo ........................................................ 65 8 VÝSLEDKY A DISKUZE .......................................................................................... 66 8.1 Posouzení korozní degradace pomocí AE ......................................................... 66 8.2 AE během tahové zkoušky ................................................................................ 67 9 ZÁVĚR ........................................................................................................................ 71 10 SEZNAM LITERATURY ......................................................................................... 72 11 SEZNAM OBRÁZKŮ ............................................................................................... 75 12 SEZNAM TABULEK ............................................................................................... 77

1 ÚVOD Od počátku minulého století se zkoušení, aniž by byl zkoušený předmět zničen, rozvinulo z laboratorních pokusů na nepostradatelný informační zdroj kvality výroby. Samotná vizuální zkouška již nepostačuje k určení adekvátní kvality. Nedestruktivní zkoušení (non - destrucitive testing - NDT) zahrnuje metody používané pro zkoušení určitého produktu nebo materiálu, aniž by se narušila jejich budoucí použitelnost nebo ovlivnila schopnost předpokládané funkce. NDT tvoří

nedílnou součást kontroly

jakosti výrobků jak v předvýrobní a výrobní etapě, tak v provozu. V češtině se pro tuto činnost využívá specifický výraz defektoskopie (tedy zobrazení defektů), případně a lépe nedestruktivní defektoskopie. V podstatě každý z nás se již s podobným typem zkoušení setkal u lékaře. Namátkou si vedle RTG vyšetření připomeňme i ultrazvukové vyšetření. Mezi nejmodernější metody NDT materiálů je v současnosti zařazována AE. Pojem akustická emise nám detekuje děj, který probíhá aktuálně uvnitř materiálu, kde vznikají napěťové vlny, které se šíří materiálem. Snímáním signálů AE je možné lokalizovat korozní degradaci materiálu namáhané konstrukce či součásti. Výsledné hodnoty ze snímání pomocí AE mohou informovat o existenci poruchy, její intenzitě a lokalizaci místa porušení materiálu. [1]

12

2 CÍL PRÁCE Cílem diplomové práce je zjištění zdroje koroze a rozvoje korozní degradace na vzorcích umístěných v korozním prostředí v podobě solné mlhy (atmosféra NaCl) za pomocí AE. Zkoušené vzorky byly zhotoveny ze dvou různorodých materiálů (hliník – pozinkovaná konstrukční ocel) vyrobených pomocí svařovací metody CMT. V další části se pak práce zaobírá pozorováním a vyhodnocením získaných z AE při tahové zkoušce zkorodovaného a nezkorodovaného vzorku.

13

3 NDT Zkušební nedestruktivní metody všeobecně slouží k zjišťování necelistvosti materiálu. Využívají přiměřenou formu energie pro stanovení materiálových vlastností nebo pro indikování přítomnosti materiálových diskontinuit (plošných, skrytých nebo vnitřních vad). Za vadu materiálu nebo výrobku považujeme nesprávné chemické složení, odchylky od požadovaných mechanických a fyzikálních vlastností, necelistvosti (trhliny, praskliny), dutiny (póry, staženiny, bubliny), vměstky (kovové a nekovové vměsky, struskovitost), tvarové vady, opotřebení a koroze aj. NDT mohou být jak úplně zautomatizované, tak i ruční (předpokládá se zručnost

a znalost dané problematiky). Zautomatizované NDT mají sice

nepopíratelnou výhodu v umožňování kontinuálního testování přímo ve výrobě, ovšem samotné ruční testování nelze přesto úplně nahradit např. při revizi dopravních prostředků, v leteckém průmyslu apod. [2] V praxi se využívá mnoho metod NDT, ale není žádná jednotlivá metoda, která by mohla být jednoznačně využitelná k uspokojení všech požadavků za všech okolností. Ve většině případů se proto musí zkombinovat několik metod, aby byla provedena kompletní nedestruktivní zkouška předmětu [2]

3.1 Účel NDT Moderní NDT se stalo již nepostradatelným nástrojem pro správnou kontrolu a řízení jakosti v podnicích, u kterých je kladen hlavní důraz na spolehlivost výrobků, a v tom případě i dlouhotrvající spokojenost zákazníků. [1]

3.1.1 Moderní nedestruktivní metody •

Zjišťují celistvost výrobků a tím zajišťují garanci spolehlivosti,

•

Řídí výrobní procesy,

•

Předchází selháním výrobků vlivem poruch, předchází úrazům, srážkám a chrání lidské životy, čímž ochraňuje investice a zajišťují jejich návratnost výrobci,

•

Snižují výrobní náklady,

•

Udržují stejnou úroveň deklarované kvality, 14

•

Zajišťují spokojenost zákazníka a udržují dobrou pověst výrobce.

3.1.2 Klasifikace metod Metodické kategorie NDT: •

Vizuální,

•

Magneticko – elektrické,

•

Pronikavé záření (radiace),

•

Mechanické vibrace,

•

Termální,

•

Chemick /elektrochemické.

3.2 Vizuální metody (Visual Testing) Vizuální kontrola (VT) výrobků obnáší ve své podstatě zjištění a vyhodnocení povrchových vad svarových spojů, výkovků, odlitků a dalších výrobků. Její součástí jsou také kontroly rozměrů, drsností povrchů apod. Svojí podstatou může být nejjednodušší nedestruktivní kontrolou, pokud je prováděna jako kontrola přímá (prostým okem bez jakýchkoliv pomůcek) nebo značně náročná především z hlediska nákladů, pokud se jedná o vizuální kontrolu nepřímou. Pomocí VT se rovněž ověřuje splnění předepsaných požadavků na úpravu povrchu před následnými technickými operacemi. U všech NDT metod zkoušení je hlavním znakem zjištěných vad tzv. indikace, která se vyvolává u zkoušeného předmětu určitým fyzikálním postupem. Při vizuální kontrole je zdrojem pro indikaci lidské oko. [1] Zjištění nepravidelností, popřípadě vad výrobku se provádí buď posouzením pouhým zrakem bez pomůcek nebo s jednoduchými pomůckami (lupy, etalony povrchu apod.) nebo pomocí technických zařízení (endoskopy, foto nebo video kamery apod.). V obou případech však musí být kontrolovaný povrch dostatečně osvětlen denním nebo umělým světlem. [3] Základní podmínky pro správné vyhodnocení pomocí VT jsou: •

Dostatečná zraková schopnost pracovníka, 15

•

Vhodná úprava povrchu zkoušeného výrobku,

•

Správné osvětlení.

3.2.1 Provedení VT Důležitým předpokladem pro provedení správné VT je dosažení dostatečného kontrastu mezi hledanými vadami a povrchem zkoušeného objektu. Kontrast může být vyvolán: •

Rozdíly v jasu,

•

Rozdíly v barvě,

•

Vrženým stínem.

U rozdílu v jasu se dvě záření, která vyvolávají vjem vidění, barevně shodují. Ve druhém případě se rozlišují svou barevností. Kontrast jasu se nejčastěji vyjadřuje rovnicí:

K= Kde:

LO − L p Lp

(1)

Lo je jas pozorovaného objektu [cd.m-2] Lp je jas pozadí [cd.m-2]

Je-li hodnota K > 0,5 považuje se kontrast za vysoký, při 0,2 < K ≤ 0,5 se mluví o středním kontrastu a při K ≤ 0,2 je kontrast nízký. Například bílé pozadí a černé písmo se obvykle vykazuje hodnotu K = 0,9. Při VT místní (zjištění detailu) by měl být poměrný kontrast přibližně K = 0,3 a při všeobecné kontrole pak 0,05. [3]

3.2.2 Osvětlení při VT Hlavní podmínkou pro provedení jakékoliv VT je dostatečné osvětlení měřeného povrchu denním nebo umělým světlem, jež poskytuje zdroj světla. Jednotkou svítivosti světelného zdroje je kandela (cd) a intenzita osvětlení plochy pak v luxech (lx). Rozsahy intenzity osvětlení jsou uvedeny jako požadavek příslušných normách. Tento rozsah se pohybuje v rozmezí od 160 luxů do minimálně 500 luxů a více v závislosti na 16

kontrolovaném povrchu. Použitý zdroj světla je závislý na hodnotě kontrastu poskytovaný povrchem měřeného objektu. [3]

3.2.3 Rozlišitelnost detailu při VT Z důvodu schopnosti vnímat detail prostým okem nebo mít možnost zaznamenávat jej technickými prostředky, musí detail mít: •

Určitou minimální velikost,

•

Minimální kontrast vzhledem k pozadí,

•

Optimální osvětlení.

Tyto podmínky je možné dodržet s ohledem na základní provedení vizuální kontroly následujícími předpoklady: •

Přímá vizuální kontrola: Při přímé vizuální kontrole musí být lidské oko vybaveno dobrou zrakovou schopností vidění na blízko či na dálku a dostatečnou schopností rozlišovat barvy. Kontrolovaný objekt je nutno pozorovat po určitou dobu, aby oko bylo schopno detaily posoudit a vyhnout se tzv. optickému klamu. Obvykle se jedná o kontrolu místní, která je prováděna v případě dostatečného místa ze vzdálenosti menší než 600 mm (viz obr. 1). [1]

Obr. 1 Přímá vizuální kontrola [1] •

Nepřímá vizuální kontrola: Při nepřímé vizuální kontrole, kdy snímačem informací není lidské oko, ale zařízení jako jsou kamery, videoskopy (obr. 2) aj., předpisy vyžadují prokázání zjistitelnosti detailu pomocí srovnávacích prostředků, jimiž jsou rozlišovací

17

obrazce různého typu (barevné nebo černobílé), tabule s liniemi nebo s drážkami apod. [1]

Obr. 2 Videoskop [4] 3.2.4 Faktory ovlivňující provedení VT •

Vlastnosti materiálu (fyzické rozměry a podmínky kontrolovaného objektu hrají roli pro provedení kontroly),

•

Stav povrchu (základním požadavkem při VT je čistota povrchu tzn. odstranění všech nečistot z pozorovaného povrchu, které mohou zakrýt případné povrchové vady);

•

Barva světla (pro zjištění vad má významnou roli barva dopadajícího světla);

•

Textura povrchu (textura povrchu kontrolovaného materiálu je důležitá pro množství a kvalitu odraženého světla do očí kontrolora, např. hladký povrch může nepřijatelně oslňovat, naopak značně drsný povrch může vyžadovat speciální osvětlení);

•

Únava kontrolora. [1]

18

3.2.5 Všeobecná pravidla pro VT v normách Provedení VT výrobků je zpracováno v evropských normách (EN), které jsou všechny vydány v českém jazyce Českým institutem pro normalizaci (ČSN) a lze je rozdělit následujícím způsobem: [1] •

Normy, které se zabývají terminologií, všeobecnými zásadami a zařízeními např. ČSN EN 1330-10;

•

Normy, které se vztahují k určitým výrobkům (svary, odlitky, povrchy apod.) např. ČSN EN ISO 17637, ČSN EN ISO 5817.

3.2.6 Využití VT z hlediska korozního napadení VT ploch napadených korozí se obvykle provádí bez optických pomůcek, ale za dostatečného osvětlení. Zde se využívá kontrastu vyvolaným jasem barvy a vrženým stínem (stíny rozličných barev). Další podmínkou je rovněž dostatečné vyčištění kontrolované plochy, odstranění volných okují, nátěrů, rzi a cizích látek. V praxi se využívá tzv. stupeň zarezavění. Stupně jsou definovány normou ISO 8501-1 a specifikují čtyři stupně zarezavění (jsou doplněny slovní definicí spolu s 28 reprezentativními fotografickými vzorky). U napadených míst korozí se sleduje hloubka korozního napadení pomocí hloubkoměrů. Hloubka koroze se definuje jako vzdálenost, jež je kolmá mezi bodem na povrchu korodujícího kovu a původního kovu. Důležité je i zjištění zbytku tloušťky stěny (potrubního systému nebo nádob) neporušeného korozí. [1]

3.2.7 Zhodnocení VT Výhody: •

Jednoduchost provedení,

•

U přímé vizuální kontroly jednoduché vybavení,

•

Poměrně vysoká účinnost.

19

Nevýhody: •

Značná subjektivita metody, podmíněná zrakovými i psychickými vlastnostmi pracovníka.

3.3 Kapilární metoda (Penetrant Testing) Jedná se o jednu z nejstarších defektoskopických metod. U této metody se využívá kapilárních vlastností některých kapalin (penetrantů), ke zjištění povrchových vad materiálu jako jsou např. trhliny, studené spoje, porezita atd. PT neleze využít pro zjišťování vnitřních vad, které nemají s povrchem žádné spojení. Metodu PT lze využít pro téměř všechny druhy běžně využívaných materiálů (oceli, slitiny Cu, Al, keramika, plasty atd.). Naopak metodu nelze využít u porézních materiálů nebo na materiálech, které byly narušeny kapilárními prostředky. [1]

3.3.1 Princip metody Na předem připravený (očištěný, odmaštěný a vysušený) zkoušený povrch součásti se nanese penetrant. Po určitou dobu se nechá penetrant působit – vniká do případných necelistvostí. Po ukončení penetračního času se přebytečný penetrant odstraní a nanese se tzv. vývojka. Tato vývojka (oxid zinečnatý, hořečnatý atd.) působí jako absorbent (“piják”), nasává penetrant, který vniká do necelistvostí a zároveň vytváří požadované kontrastní pozadí. Pro získání potřebného kontrastu vzniklé indikace případné vady má vývojka vždy bílou barvu. Při následné kontrole jsou posuzovány dvojrozměrné indikace zjištěných necelistvostí. PT umožňuje zjistit povrchové vady, které jsou pouhým zrakem neviditelné. Detekční schopnost metody začíná při šířce vady jednotek tisícin milimetru (v závislosti na drsnosti povrchu, druhu přítomných vad, použité citlivosti zkušebního procesu apod.). [5] Existuje řada normovaných technologických postupů dle použitého penetrantu, způsobu penetrace, zviditelnění defektu a odstranění penetrantu. Základní metodickou sadou u EN norem je EN 571-1 + EN ISO 3452-2 až 4. Přípustnosti pro jednotlivé druhy zkoušených součástí jsou definovány dalšími návaznými normami např. u svařování se jedná o normu ČSN EN ISO 23277. Zjednodušený postup při PT je znázorněn na obr. 3. [5] 20

Obr. 3 Metoda PT [5] 3.3.2 Metody PT Rozlišení metod podle způsobu označení a hodnocení vady: •

Metoda barevné indikace – necelistvosti se projeví vznikem barevné indikace, která kontrastuje s jejím okolím. Hodnotí se při denním nebo umělém světle.

•

Metoda fluorescenční – vada se projeví při záření ultrafialového světla. Vada fluoreskuje zeleně nebo žlutozeleně a tím kontrastuje s tmavým okolím.

•

Metoda dvouúčelová – necelistvosti lze zviditelnit barevně nebo fluorescenčně, a podle druhu použitého osvětlení (bílé nebo UV světlo).

3.3.3 Charakteristiky indikací u PT Dle vzhledu indikace necelistvostí (viz obr. 4) rozdělujeme na : •

Souvislé liniové – trhliny, praskliny, studené spoje, u válcovaných materiálů;

•

Přerušované liniové – nevychází na povrch v celé své délce např. u výkovků;

•

Okrouhlé – vyskytují se v odlitcích (plynové dutiny, bodliny, vměstky) a u svarů na ukončeních housenky;

•

Tečkované – porezita, bodlivost, jemné řediny (shluky bodů);

•

Rozptýlené – bez ostrého ohraničení (difuzní). [6]

21

Obr. 4 Vzhled indikací u PT [6] 3.3.4 Zhodnocení PT Výhody: •

Principiální a aplikační jednoduchost metody,

•

Možnost kontrolování kovových, nekovových, magnetických i nemagnetických materiálů;

•

Vybavení pro PT je poměrně levné;

•

Vysoká univerzálnost (tvarová složitost, rozměry, chemické složení) nehrají zásadní negativní roli jako u jiných NDT.

Nevýhody: •

Pouze materiály s relativně neporézním povrchem,

•

Zjištění pouze povrchových vad,

•

Nečistoty mohou zakrýt vady,

•

Kontrolor musí mít přímý přístup k povrchu zkoušeného výrobku. [6]

3.4 Metoda vířivých proudů (Eddy Current Testing) ET metoda úzce souvisí s objevem elektromagnetické indukce (Michaelem Faradayem). Objevem bylo zjištěno, že při změnách magnetického pole dochází ve vodičích, nacházejících se v tomto poli, k indukci elektrického napětí. Toto elektrické napětí se nemusí indukovat přímo v elektrickém vodiči, ale v jakémkoliv elektricky vodivém prostředí, jež se nachází v působnosti magnetického pole. Jde-li o kompaktní elektricky vodivé těleso, pak se obecně v rovinách kolmých na vektor magnetické indukce indikují proudy, jež nazýváme vířivé proudy. [1]

22

ET je využívána pro zkoušení elektricky vodivých materiálů a má různé oblasti použití. Nejčastěji využití je při kontrole hutních polotovarů, při provozních kontrolách, dále v letectví a automobilovém průmyslu. Tato metoda patří mezi tzv. povrchové metody, to znamená, že je nejčastěji používána k hledání povrchových vad. Lze však hledat také vady v hloubce pod povrchem, třídit materiály na základě chemického složení, tepelného zpracování nebo měřit tloušťku nevodivých povlaků. [7]

3.4.1 Princip metody Principem ET je využití snímače, obvykle složeného ze dvou cívkových systémů budícího a snímacího (obr. 5). Budící (primární) cívkou prochází proud o vysoké frekvenci (používané frekvence se pohybují v řádech kHz až MHz). V okolí budící cívky je vytvořeno střídavé magnetické pole (primární), které vyvolá ve zkoušeném materiálu tok tzv. vířivých proudů. Tyto vířivé proudy způsobí vytvoření tzv. sekundárního magnetického pole, které působí proti poli primárnímu. Magnetické pole způsobené střídavým proudem v budící cívce a magnetické pole způsobené vířivými proudy působí na měřící cívkový systém, v němž se indukuje napětí. Změní-li se vlastnosti zkoušeného předmětu (změna materiálu, výskyt vady atd.), nebo se změní vzdálenost snímače od zkoušeného povrchu, změní se i napětí v měřícím cívkovém systému (změna impedance cívky). Tato změna napětí přeruší část drah vířivých proudů tak, že se změní jejich zpětný účinek na budící pole. [1]

Obr. 5 Princip metody ET [1] 3.4.2 Metody ET •

Metoda s průchozí cívkou: 23

Zkoušení tyčového materiálu (tyče různého průměru, trubky, dráty atd. cca do průměru 150 mm). Schematické znázornění této metody je vyobrazeno na obr. 6. [6]

Obr. 6 Metoda s průchozí cívkou [6] •

Metoda s příložnou cívkou: Cívka napájená střídavým proudem se radiálně přikládá k povrchu zkoušeného

tělesa. Jedná se o využívanější metodu v mobilních podmínkách (viz obr. 7).

Obr. 7 Metoda s přiloženou cívkou[6] 3.4.3 Zhodnocení ET Výhody: •

Citlivé na malé trhliny a další defekty,

•

Odhalí povrchové a podpovrchové vady,

•

Měření dává okamžité výsledky, 24

•

Umožňuje vyšetření složitých tvarů a velikostí vodivých materiálů,

•

Možnost automatizace kontrolního procesu.

Nevýhody: •

Nemožnost indikace vad hluboko pod povrchem,

•

Kontrolovány pouze vodivé materiály,

•

Potřeba nastavení podle etalonu.

3.5 Magnetická metoda (Magnetic Particle Testing) MT patří mezi nejpoužívanější metody NDT. Hlavní využití je v automobilovém a leteckém průmyslu, dále pak v energetice a dopravě. Díky své relativní jednoduchosti a nenáročnosti na provádění je jednou z nejdůležitějších metod i při servisu provozovaných zařízení. MT jsou zjišťovány povrchové a podpovrchové vady typu trhlin, pórů, prasklin, vměstků apod. feromagnetických materiálů. Pro jiné než feromagnetické materiály nelze MT použít. [8]

3.5.1 Princip metody Principem

metody

je

zmagnetování

magnetického toku v okolí defektu.

objektu

a

vyhodnocení

rozptylu

Patřičným zmagnetováním feromagnetického

materiálu dojde k jeho magnetickému nasycení. Nastane-li situace, že se ve zkoušeném materiálu objeví vada, odhalíme ji díky odlišným magnetickým vlastnostem - většinou bývá nemagnetická (vzduch v trhlině, plyn v póru, struska). V oblastu vady dochází k deformaci magnetického pole, jeho siločáry vystupují nad povrch. Vzniká tzv. rozptylový magnetický tok, kterým se šíří informace o místní změně magnetických vlastností. Na povrch materiálu se aplikuje jemný feromagnetický prášek, jenž se magneticky přichytí na povrch, avšak jen v místě rozptylového toku. Tento prášek vytvoří indikaci zobrazující reliéf rozptylového toku způsobeného vadou. Indikace se hodnotí na základě vizuálního vjemu barevného nebo jasového kontrastu. Schopnost metody detekovat tyto vady začíná při jejich velikosti v jednotkách tisícin milimetru. [8] Základní podmínkou při magnetování objektu je i správná orientace indukčních čar ve směru kolmém na směr předpokládané necelistvosti. Podélné magnetování

25

detekuje trhliny v materiálu příčně orientované a příčné magnetování podélně orientované (viz obr. 8 a 9). [2]

Obr. 8 Vady u podélného magnetování [2]

Obr. 9 Vady u příčného magnetování [2] 3.5.2 Přehled způsobů magnetování •

Pólové (podélná) – jhem: Toto je něco odbornýho, nebo to tam být nemá? Jde o všechny způsoby magnetování, při nichž se na koncích nebo alespoň na části zkoušeného předmětu vytvářejí magnetické póly, a to buď trvale, nebo jen na určitou dobu. Využití u indikování příčných vad, případně vad s převážně příčnou složkou. Na obr. 10 znázornění pólové magnetizace. [6]

Obr. 10 Magnetizace pomocí magnetizační cívky [6]

26

•

Pólové (podélná) – cívkou: Zkoušený předmět (nebo jeho část) je obklopen magnetovací cívkou viz obr. 11. Cívka je napájena stejnosměrným, střídavým nebo impulsním proudem a vytváří homogenní magnetické pole se dvěma póly. Předmět je magnetován podélně (zjišťování příčné necelistvosti). [6]

Obr. 11 Podélná magnetizace [6]

•

Proudové průchodem proudu Jde o druh cirkulárního magnetování. Zkoušeným předmětem nebo jeho

části prochází elektrický proud přiváděný přiloženými elektrodami, což je patrné z obr. 12. Předmět je proudem příčně magnetován, takže jsou zjišťovány podélné necelistvosti. Proud může být stejnosměrný, střídavý nebo impulsní. Jeho intenzita se pohybuje od několika stovek do několika tisíc A, napětí je obvykle od 4 do 15 V. [6]

Obr. 12 Magnetování průchodem proudu[6] •

Impulsní – proudové či pólové: Magnetické pole v předmětu se vytváří buď proudovým impulsem, nebo se předmět vkládá do cívky buzené proudovými impulsy intenzity až 10 000 A. Impuls trvá od 0,1 do 0,001 s. Při takto krátké době se nestačí vytvořit opaly,

27

takže je možno zkoušet i výrobky opracované na čisto. To je velkou výhodou impulsního magnetování. •

Kombinované – současně proudově i pólově: Možnost zjištění necelistvosti libovolné orientace jediným pracovním pochodem. Podmínkou je použití současně magnetizace podélné i příčné tak, aby jimi vyvolaná magnetická pole byla vzájemně kolmá a časový průběh polí byl rozdílný. Schematické zapojení kombinovaného magnetování je zobrazeno na obr. 13. [6]

Obr. 13 Kombinované magnetování [6] 3.5.3 Zhodnocení MT Výhody: •

Možnost zkoušení velkého množství podobných částí (automatizace),

•

Jednoduchá manipulace,

•

Složité tvary mohou být testovány,

•

Malé, jemné trhliny mohou být detekovány.

Nevýhody: •

Využití pouze u feromagnetických materiálů,

•

V některých případech nutná demagnetizace,

•

Nutné zabránění popálení zkoušeného místa. [1]

28

3.6 Ultrazvuková metoda (Ultrasonic Testing) Metoda UT slouží ke zjišťování vnitřních necelistvostí, a to i ve velké hloubce pod povrchem zkoušeného materiálu. Umožňuje nejen zjištění přítomnosti vady, ale určuje i její polohu a velikost. Tento způsob zkoušení vznikl z potřeby zjišťovat vnitřní vady u rozměrných částí, které nebylo možné prozařovat, a u kterých tyto vady mohly vést k havárii již zhotovených výrobků. [9] Je využívána především pro zkoušení utvářených polotovarů, odlitků a svarů. Dalším významným uplatněním metody je při zkoušení různých druhů nekovových materiálů, jako jsou plasty a kompozity. Kromě vnitřních vad jako jsou trhliny, dvojitosti, dutiny apod. je možné zjišťování i vad povrchových. Výhodou metody je i její možná automatizace zejména u polotovarů různých tvarů a okamžité zobrazení výsledků zkoušky. [9] UT je pro své relativní náklady a přívětivost při sběru dat jednou z nejpoužívanějších metod NDT pro kontrolu jakosti a integritu hodnocení. Využívá se při detekci chyb, určení jejich velikostí, tvarů a umístění. Dalším využitím je měření modulu pružnosti zkoušeného materiálu. [10]

3.6.1 Princip metody UT využívá skutečnosti, že pevné materiály (kovové i nekovové) jsou dobrými vodiči zvukových vln. Ultrazvukové vlny vyslané do materiálu se odrážejí od každého rozhraní, a tudíž i od vnitřních vad (nehomogenit). Čím vyšší je frekvence vlnění, tím menší vady je možno detekovat. Pro zkoušení se využívají frekvence od 0.5 MHz do 25 MHz. [10]

3.6.2 Fyzikální základy Podstatou akustických metod jsou obecně akustické vlny, což jsou elastické kmity částic prostředí. Díky vlivu soudržných sil působících mezi částicemi se postupně tento pohyb přenáší z jedné částice na všechny částice v okolí. Pohyb se projevuje jako vlna (vlnění), jenž se šíří prostorem určitou rychlostí, závislou na mechanických vlastnostech prostředí. 29

Hlavní charakteristickou veličinou vlnění je délka vlny λ. Je to vzdálenost, kterou urazí vlna za dobu jedné periody T, patrné z rovnice 2. [1]

λ = c.T = kde:

c f

(2)

λ je vlnová délka [m] c je rychlost šíření vln [m.s-1] T je perioda [s] f je frekvence [Hz] Pro zkoušení materiálu ultrazvukem je podstatný akustický tlak p, který vyvolává

vlnění v prostředí a je úměrný elektrickému napětí na elektrodách piezoelektrické sondy.[1]

p = z.v

(3)

kde: p je akustický tlak [Pa] z je akustická impedance prostředí [Pa.s.m-1] v je rychlost kmitání částic okolo jejich rovnovážné polohy [m.s-1]

3.6.3 Zdroje ultrazvuku Zdrojem umožňující vysílání ultrazvukového vlnění do zkoušeného materiálu je ultrazvuková sonda. Jedná se o elektroakustické zařízení obsahující jeden nebo více měničů, které transformují elektrickou energii na energii mechanickou (ultrazvukovou) a naopak (vysílací sonda/přijímací sonda). Pro účely zkoušení se nejčastěji využívají sondy s piezoelektrickým měničem (obr. 14) a v některých případech též sondy s magnetostrikčním měničem. [1]

Obr. 14 Schematické zobrazení piezoelektrického měniče[1]

30

3.6.4 Metody UT Pro zjišťování vad v materiálu nebo výrobku se používají dvě základní zkušební metody: •

Odrazová: Vysílací sonda vyšle krátké ultrazvukové impulsy, které se odrážejí od protilehlého povrchu zkoušeného objektu a vracejí se zpět do vysílající sondy, jenž je současně i přijímačem (obr. 15). Tato metoda je vhodná pro kontrolu materiálů o tloušťce více než 10 mm (mrtvé pásmo) a pro měření tloušťky objektu.

Obr. 15 Princip odrazové metody [1] •

Průchodová: Základem metody je měření hodnoty ultrazvukové energie, která projde zkoušeným objektem. Při měření se pracuje se dvojicí sond umístěných na ose protilehlých stran zkoušeného objektu. Jedna sonda vysílá ultrazvukové vlnění a druhá sonda přijímá jeho část prošlou materiálem (obr. 16). Metoda se používá u materiálů těžko prozvučitelných (pryže) a u materiálů s menší tloušťkou stěn. [11]

31

Obr. 16 Princip průchodové metody[11] a) materiál bez vady b) materiál s vadou 3.6.5 Zhodnocení UT Výhody: •

Zkoušení povrchových i vnitřních vad,

•

Možnost měření hlubších vrstev materiálu než u ostatních metod,

•

Přesná lokalizace a odhad vad,

•

Okamžité výsledky.

Nevýhody: •

Problematické pro hrubé, nepravidelné, malé, příliš tenké či nehomogenní vzorky;

•

Vysoký podíl šumu a špatný přenos signálu pro materiály s hrubozrnou strukturou;

•

Nutné standarty pro kalibraci a charakterizaci chyb.

3.7 Prozařovací metoda (Radiographic Testing) RT umožňuje získání trvalého obrazu vnitřních vad materiálu (zejména objemových). Obvyklé oblasti využití této metody jsou: kontroly svarů, odlitků ( i tvarově velmi složitých), elektrotechnický průmysl a stavební průmysl. Díky své průkaznosti a trvalému záznamu je jednou z nejdůležitějších metod při kontrole zařízení s vysokou mírou nebezpečnosti (tlakové nádoby, letecký průmysl apod.). Podstatou radiografie je využití schopností X a gama záření, které dokáže procházet kovy i jiným materiály a také jejich možností vytvoření fotografického záznamu o přenosu této energie. [1] 32

3.7.1 Princip metody Metoda spočívá v prozařování materiálu jedním z uvedených typů záření a v následném zviditelnění prošlého zeslabeného záření pomocí vhodného detektoru intenzity záření, který je situován za zkoušený materiál. Zeslabení intenzity záření záleží na hustotě materiálu a na jeho tloušťce. Je-li tloušťka zkoušeného materiálu zeslabena ve směru záření vadou o určité velikosti a vhodného směru, dopadne v průmětu vady na použitý detektor záření o větší intenzitě než v ostatních částech. Vznikne reliéf intenzity (reliéf kontrastu), ze kterého lze vyvodit na rozměrové charakteristiky. Podle druhu použitého detektoru záření se vada zobrazí buď jako tmavší skvrna na světlejším pozadí (při použití radiografického filmu), nebo jako světlejší bod na tmavším pozadí (při zobrazení na obrazovce monitoru). [1]

3.7.2 Rozdělení RT dle druhu detektoru •

Radiografická metoda: Nejpoužívanější prozařovací metoda. Záření prošlé kontrolovaným materiálem je

zachycováno na speciální radiografický film, patrné na obr. 17. Působením záření vzniká v citlivé vrstvě filmu neviditelný obraz. Díky fotochemickému zpracování je získán viditelný negativní obraz. [1]

Obr. 17 Princip radiografie [1] •

Radioskopická metoda: Principem

je

zobrazení

obrazu

prošlého

zkoušeným

materiálem

na

fluorescenčním stínítku nebo na obrazovce monitoru (rentgenotelevizní systém) viz obr. 18. Tato metoda se využívá u sériové kontroly výrobků (odlitky, svary). [1] 33

Obr. 18 Rentgenotelevizní systém [1] • Radiometrická metoda:

Měří se lokální změny intenzity záření, které projde pouze určitou částí zkoušeného materiálu. K detekci prošlého záření se používají speciální dozimetrické přístroje, jenž jsou citlivé na změny intenzity. [1]

3.7.3 Zhodnocení RT Výhody: •

Zkoušení povrchových i vnitřních vad

•

Kontrola prakticky všech materiálů

•

Kontrola složitých tvarů a struktury bez demontáže

Nevýhody: •

Poměrně nákladné investice do přístrojů

•

Potřebný přístup k oběma stranám kontrolované součásti

•

Možné radiační nebezpečí na personál

34

4 AKUSTICKÁ EMISE (ACOUSTIC EMISSION) Testování s využitím AE je považováno za perspektivní metodu hodnocení stavu materiálu konstrukcí. Na rozdíl od jiných metod NDT umožňuje detekovat poruchy nebo změny v materiálu při zatížení bezprostředně v procesu jejich vzniku a rozvoje. Zkoušení pomocí AE patří mezi globální metody. Díky relativně malému počtu snímačů AE je možné kontrolovat stav celého objektu. Tato metoda dokáže v časnou dobu detekovat nahromaděné mikropoškození uvnitř materiálu během jeho provozu. [1] V nejširším pohledu představuje metoda AE širokou škálu možných aplikací, a to od základních nejjednodušších aplikací, při kterých je cílem jen zjištění, zdali probíhá, či neprobíhá AE, až po aplikace s využitím techniky digitalizace signálu a jejich vyhodnocení. Příkladem mohou být provozní kontroly konstrukcí, strojů a monitorovaní technologických procesů. Nezanedbatelný význam má AE i pro výzkum a vývoj, kam spadají také mechanické zkoušky materiálů.[2] Typické NDT metody sledují stav porušení, cílem je vhodné zviditelnění přítomnosti vad v materiálu. Přítomnost těchto vad se projeví změnou intenzity záření, změnou toku vířivých proudů, zviditelněním defektu penetrační kapalinou aj. Metoda AE zjišťuje a charakterizuje rozvoj procesu, pracuje s cílem snímání akustické aktivity (plastické deformace, iniciace a rozvoj trhlin, šíření koroze atd.). Dále lokalizuje a hodnotí aktivity vad a rozvoj procesů pouze v jejich průběhu. Měření pomocí metody AE je prováděno dle evropských norem, které přijala také ČR (ČSN EN 1330-9, ČSN EN 13477-1.2 a ČSN EN 13554). [1]

4.1 Princip metody AE je fyzikální jev, při kterém dochází v určitých místech materiálu z důvodu dynamických procesů stimulovaných vnitřními, nebo vnějšími silami, k uvolňování materiálem naakumulované energie ve formě tranzitních napěťových vln. Vlny se šíří tělesem od místa zdroje vlny na volný povrch. Průchodem napěťové vlny se část uvolněné energie změní na teplo, další část vyvolá na povrch Rayleighovu vlnu a zbytek energie se vrací zpět do materiálu prostřednictvím odražené vlny. Tento jev je vyobrazen na obr. 19. Vlnění na povrchu je pak vhodným ultrazvukovým snímačem snímáno a převedeno na elektrický signál, jenž se nazývá emise. Vlny emise mají 35

různou frekvenci. Za typické frekvenční pásmo při měřením AE se nejčastěji uvádí 20 kHz až 1 MHz. [1]

Obr. 19 Princip jevu a citlivost AE [1]

4.2 Základní pojmy AE

4.2.1 Emisní událost Jedná se o fyzikální dynamický ráz, který způsobuje vznik AE (dynamický vznik trhlin, dislokace atd.). [1]

4.2.2 Emisní signál Detekcí rázové vlny jedné události AE vzniká v měřeném signálu jeden izolovaný „hit elektrického signálu AE”. Sled jednotlivých časově izolovaných hitů vytváří praskavý signál AE. Spektrum impulzů je nejčastěji typu tlumených kmitů s poměrně velkou amplitudou (obr. 20). Zdrojem nespojitého signálu AE může být měnící se trhlina v materiálu. [1]

36

Obr. 20 Schéma nespojitého signálu AE [9] Existují i procesy, kdy působí mnoho událostí AE ve stejnou dobu. Akustické vlny od jednotlivých událostí se časově překrývají, sčítá a vzniká tak akustický šum, tzv. spojitá AE. Spojitá AE má charakter šumu vzájemně překrývajících se vln několika událostí AE (viz obr. 21). Spojitý signál může být generován řadou fyzikálních jevů, většinou charakterizující se malou amplitudou např. plastickou deformací. Hodnoty spojitého signálu vyhodnocujeme jako střední parametry z určené časové doby. [1]

Obr. 21 Schéma spojitého signálu AE [1] 4.2.3 Zdroj AE Jde o fyzikální původ jedné či více událostí AE, např. plastická deformace doprovázené poskoky dislokací, dále pak může jít o únik média pod tlakem, proces rozvoje porušení materiálu atd. [1]

37

4.2.4 Kaiserův jev Tento jev je charakterizován nevratností procesů, které jsou zdroji AE. Při namáhání struktury dochází nejdříve k elastické deformaci. Až při následném překročení meze kluzu vznikají plastické deformace a tím i vlny nutné pro zjištění AE. Při opakovaném namáhaní nebudou detekovány vlny do doby překročení předchozího zatížení (viz obr. 22) [1]

Obr. 22 Kaiserův jev [1]

4.3 Měřící trasa AE Schematické znázornění přenosu signálu od zdroje AE přes základní články měřící soupravy k jeho výslednému vyhodnocení je zobrazeno na obr. 23.

Obr. 23 Schéma přenosové trasy AE od zdroje k vyhodnocení [1]

38

4.3.1 Snímače AE Nejčastěji využívanými snímači ke zjištění AE vln jsou ty s piezoelektrickými elementy (viz obr. 24). Tento snímač funguje tak, že při jeho deformaci při průchodu vlny vzniká v elektrodách „vysunutí” náboje, a tím napětí. Odtud je napětí přenášeno na vstup předzesilovačů. [1]

Obr. 24 Schéma piezoelektrického snímače [12] Mezi další typy snímačů používaných pro měření AE patří snímače kapacitní, elektromagneto – akustické a optické.

4.3.2 Předzesilovače AE Jejich účelem v přenosové trase AE je zesílení primárního signálu ze snímače, jenž je slabý jak co do napětí, tak co do indukovaného náboje. Zesílení předzesilovačů se může pohybovat v rozmezí od 10 do 60 dB. Další funkcí předzesilovačů je frekvenční filtrace. [1]

4.3.3 Kabelové trasy Prostředky přenosu zesíleného signálu od předzesilovačů k měřícímu systému, a to až na vzdálenost několika set metrů. Krátké kabely (v řádech desítek metrů) mají ztráty signálu minimální, u kabelů dlouhých stovky metrů dochází od vyšších frekvencí k většímu útlumu signálu (útlum roste s frekvencí). [1]

39

4.3.4 Měřící systém AE V

systému probíhá závěrečná úprava analogového signálu před vyhodnocením (tj.

digitalizace a následné zpracování signálním procesorem). Jedná se především o konečnou frekvenční filtraci signálu a zesílení nebo utlumení. [1]

4.4 Vyhodnocení parametrů signálu AE

4.4.1 Informativní úroveň Při této úrovni je hodnocena samotná přítomnost, aktivita AE, resp. intenzita detekovaného signálu. Dále pak začátek a konec aktivity AE, resp. základní trendy aktivity a intenzity, a to převážně v souvislosti s významnými vnějšími faktory souvisejícími s monitorovaným procesem zdroje AE. [1]

4.4.2 Standardní úroveň Vyhodnocuje typické, základní, obvyklé parametry výsledného elektrického signálu AE. Standardní vyhodnocení je možné přibližně sloučit s hodnocením parametru AE v časové vyjádření. Vychází ze signálů rezonančního snímače a jsou při ní hodnoceny obálkové parametry amplitud kmitů signálu (resp. RMS). [1]

4.4.3 Pokročilá úroveň Představuje moderní vyhodnocení zcela digitalizovaných signálů AE. Pokročilé vyhodnocení je využíváno především na signálu frekvenčně širokopásmovém na základě úplné digitalizace signálu AE. [1]

4.4.4 Základní parametry spojitého signálu V případě spojitého signálu AE jsou vyhodnocovány střední parametry ze zvoleného časového úseku. Většinou se jedná o tyto základní charakteristiky: [1] •

RMS – efektivní hodnota, jenž charakterizuje energii nebo výkon signálu, je měřena v mV,

•

Frekvenční spektrum signálu – vypočtené zcela z digitalizovaného signálu se stává nejrozšířenějším způsobem, 40

•

Počet překmitů přes NC nad danou prahovou úroveň - jedná se o množství překmitů (countů) signálu přes danou prahovou úroveň za daný čas.

4.4.5 Základní parametry nespojitého signálu Hity nespojitého (praskavého) signálu se vybírají a vyhodnocují samostatně. Základní parametry hitů AE jsou znázorněny na obr. 25.[1]

Obr. 25 Základní parametry nespojitého signálu AE [1] •

TI - čas počátku kmitu – čas prvotního překročení prahu signálu,

•

TE - čas konce hitu – čas posledního poklesu signálu pod práh AE,

•

TM - čas maxima – čas dosažení maximální amplitudy hitu,

•

AM – maximální amplituda hitu,

•

TH – práh detekce hitu.

Z hodnot TI, TM A TE lze určit: •

RST - doba náběhu hitu,

•

DRT – doba trvání náběhu hitu,

•

RDT – doba odeznění hitu.

4.5 Lokalizace události AE Při měření AE je obvykle používáno více snímačů a vícekanálové měřící systémy AE. Snímače AE umístěné na konstrukci tvoří měřící síť, která umožňuje lokalizaci místa původu emisní aktivity. Lokalizace je založena na časovém rozdílu příchodu elastických vln dané emisní události do různých snímačů sítě. [1]

41

4.5.1 Lineární lokalizace K určení místa vzniku emisní události je využíváno příchodu elastických vln do dvou snímačů. Využívá se k lokalizaci zdroje nacházejícího se na spojnici těchto snímačů. Od zdroje se šíří vlny AE ke snímačům umístěných na různých místech. Při dané rychlosti šíření vln dorazí signál do prvního snímače s jistým zpožděním ∆t oproti druhému snímači. Díky známé rychlosti, při které se vlny šíří měřeným objektem, lze dopočítat lineární polohu zdroje události. [1]

4.5.2 Plošná lokalizace Tato lokalizace vyžaduje příchod elastických vln do minimálně tří snímačů. Známe-li časové rozdíly příchodu těchto vln do různých snímačů a rychlost šíření akustických vln, lze určit místo vzniku emisní události. [1]

4.5.3 Neuronové sítě Lokalizace zdrojů akustické emise (AE) procedurami využívajícími umělé neuronové sítě (ANN) je vysoce efektivní alternativou ke klasickým triangulačním algoritmům. Mezi hlavní problémy patří především sběr dostatečného množství reprezentativních tréninkových dat a nepřenositelnost konkrétní naučené sítě na jiné úlohy. Jako řešení obou problémů se v poslední době osvědčila metoda na bázi ANN, využívající tzv. časové profily. Tento způsob charakterizace časů příchodů signálů k jednotlivým snímačům umožňuje učení ANN na numerických modelech s následnou aplikací na reálné konstrukce různých měřítek a materiálů. Jedná se o nejmodernější metodu pro lokalizaci pomocí AE. [1]

4.6 Zhodnocení AE Výhody: •

Indikuje pouze ty defekty, které jsou při daném namáhání aktivní (nejnebezpečnější);

•

AE je metoda integrální. Objekt je měřen všude v „doslechu“ senzorů. Defekty jsou lokalizovány, odděleny od naměřených dat a zpracovány pro sledování

42

jejich dynamiky v čase k predikci životnosti nebo úpravy servisního intervalu sledovaného objektu. •

Metoda umožňuje určit, zda je vada aktivní. Konvenční metody vady naleznou, ale nesledují jejich dynamiku a vývoj. Tato výhoda akustické emise umožňuje získat okamžitý (on-line) náhled na stav sledovaného objektu.

Nevýhody: •

Metoda AE poukazuje na porušení pouze během jeho průběhu, nedetekuje statické, neaktivní defekty;

•

Pomocí metody AE nejsme schopni zjistit bližší informace o druhu trhliny

•

Zkouška AE není opakovatelná (aktivita defektů je jev nevratný);

•

Při šíření akustické vlny od zdroje dochází k celé řadě ovlivnění (tvarem součásti, homogenitou materiálu, způsob přichycení snímače atd.).

43

5 KOROZE Při styku s okolním prostředím podléhají téměř všechny materiály, které jsou člověkem využívány k výrobě svých potřeb, více či méně rychlému rozrušování. Toto rozrušování je způsobeno jak chemickým vlivem prostředí na materiál, tak fyzikálními nebo biologickými vlivy Korozi lze definovat jako samovolné, postupné rozrušení kovových či nekovových, organických i anorganických materiálů (např. plasty či přírodní materiály) vlivem chemické nebo elektrochemické reakce s okolním prostředím za určité teploty a tlaku. Jednotlivá prostředí se odlišují svými korozními účinky na materiály, a to jak korozním mechanismem, tak intenzitou jejich degradace. Nejčastějšími důsledky koroze jsou úbytek materiálu vznikem korozních zplodin na povrchu součásti, proděravění materiálu při zjištění koroze na malou plochu a vznik strukturní koroze. [nnn] Správné určení a popis korozního napadení jsou nezbytné podmínky pro přesnou analýzu příčin jeho vzniku. V zásadě lze korozi třídit z několika pohledů: podle vzhledu, místa vzniku, korozního prostředí, fyzikálních podmínek vzniku, korozních produktů, rozsahu poškození, druhu chemické reakce a podle hlavního poškozovacího děje. [13]

5.1 Chemická koroze Chemická koroze kovů je samovolná vzájemná interakce kovu s korozním prostředím, při které oxidace kovu a redukce oxidující složky prostředí probíhají současně. K chemické korozi patří koroze v plynných prostředích za normálních a zvýšených teplot a v elektricky nevodivých kapalných prostředích. Produkty chemické koroze zpravidla vytvářejí vrstvy přímo na těch místech, kde k reakci došlo. Chemickou korozi zapříčiňují plyny oxidačního nebo redukčního charakteru. Oxidační nebo redukční účinek plynů závisí na chemických a termodynamických vlastnostech reagujících látek, na rovnovážné konstantě reakce a na reakčních podmínkách [14].

44

Zvláštnost chemické koroze je v tom, že produkty korozní reakce tvoří vrstvu korozních zplodin přímo na těch místech, kde k reakci došlo. Na její jakosti a možnosti průniku korozních činitelů vrstvou závisí její další růst, a tím i rychlost koroze [13].

5.2 Elektrochemická koroze Elektrochemická koroze kovů je samovolný proces vzájemné interakce kovu s okolním elektricky vodivým prostředím (elektrolytu), při kterém ionizace atomu kovu a redukce oxidační složky korozního prostředí probíhají současně a jejich rychlosti závisejí na hodnotě elektrodového potenciálu [13]. Elektrochemická korozní reakce v sobě vždy zahrnuje dvě dílčí reakce – anodovou a katodovou. Obě reakce jsou na sobě závislé a nemohou probíhat samostatně, pokud korodujícím kovem neprochází žádný vnější proud, což je dáno požadavkem elektroneutrality. Anodická reakce odpovídá oxidaci kovu a tedy vlastní korozi. Katodická reakce odpovídá současné redukci některé oxidující složky obsažené v roztoku. Jestliže anodická reakce je zdrojem elektronů, pak katodická reakce musí právě stejné množství elektronů spotřebovat, jinak by docházelo ke hromadění elektrického náboje. Tento náboj by posunul ihned potenciál elektrody v tom smyslu, že by se rychleji probíhající reakce opět přibrzdila. Základní reakce každého elektrochemického korozního děje je charakterizována přechodem kovu do roztoku v podobě kladně nabitých iontů, přičemž elektrony zůstávají v kovu a nabíjejí ho záporně (patrné na obr. 26). [13]

Obr. 26 Průběh elektrochemické koroze oceli [15]

45

Vznikne-li při korozním ději na povrchu ochranná vrstva (většinou velmi stabilních oxidů), jedná se o pasivitu. Pasivita umožňuje vznik poměrně vysoké korozní odolnosti materiálu způsobený zbrzděním anodového děje ionizací kovu v dané potenciální oblasti, ve které kov nekoroduje. Některé kovy jsou pasivovány poměrně snadno, a to zejména chrom, který proto tvoří základní složku korozivzdorných ocelí. Příznivý vliv na korozní vlastnosti korozivzdorných ocelí má také Cu, Mo, Si, Ni Ti, Al atd. [15]

5.2.1 Elektrochemická ušlechtilost Elektrochemická ušlechtilost kovů charakterizuje tzv. standardní elektrodový potenciál, tj. snaha kovů přecházet do iontového (oxidovaného) stavu a uvolňovat elektrony. Ušlechtilejší kovy mají tuto snahu menší, než kovy méně ušlechtilé. Sestavení kovů dle jejich elektrochemické ušlechtilosti je patrné na obr. 27. [15]

Obr. 27 Elektrochemická ušlechtilost kovů [15]

5.3 Vybrané druhy korozního napadení Největší vliv určitých faktorů při různých podmínkách interakce kovu s prostředím se projevuje nejen různou rychlostí koroze, ale i rozdílnými druhy korozního napadení. Degradace materiálů korozí je projevována změnou jeho vzhledu, úbytkem hmotnosti, tvorbou korozních produktů, úplným rozpadem materiálu, nebo jeho změnami, které nejsou sice tak zjevné (např. ztráta pevnosti, tažnosti, vznik mikrotrhlin), ale projeví se za delší dobu. [13]

46

5.3.1 Rovnoměrné napadení Jedná se o korozi probíhající téměř stejnou rychlostí na celém povrchu, který je ve styku s korozním prostředím, viz obr. 28. Projevuje se hmotnostním úbytkem korodujícího kovu ∆ms, který se vztahuje na jednotku plochy [g·m-2]: ∆m s =

mO − m k S

(4)

kde: mo je hmotnost kovu před korozní interakcí [g] mk je hmotnost kovu po ukončení korozní interakce a bez korozních produktů [g] S je plocha povrchu korodujícího kovu [m2]

Obr. 28 Rovnoměrná koroze [13]

5.3.2 Nerovnoměrná koroze Soustředěná zejména na jednotlivých oddělených místech kovového povrchu, který je vystaven koroznímu prostředí (viz obr. 29). Do kategorie nerovnoměrné koroze spadá několik druhů korozního napadení, pro příklad bylo pár z nich popsáno níže.

Obr. 29 Nerovnoměrná koroze [13] •

Bodová a důlková koroze:

Příčinou vzniku je lokální zvýšení korozní aktivity kovového povrchu tvořící epicentra korozního procesu. Napadána je pouze malá část povrchu, ale proniká do větší hloubky. Konečným výsledkem je proděravění materiálu. Důlková koroze (d > L) je zvláštním druhem bodové koroze (d < L) viz obr. 30.

47

Obr. 30 a) Bodová koroze b) Důlková koroze [13]

5.3.3 Podpovrchová koroze Druh koroze, jejichž základní vlastností je, že vnitřní část kovu je porušena více, než část vnější viz obr. 31. K určené vlastností tohoto druhu koroze se využívá metalografických výbrusů. [13]

Obr. 31 Podpovrchová koroze[13]

5.4 Galvanická koroze Náročnost konstrukčních požadavků v některých případech vyžaduje využití kombinací různých kovových materiálů na jedné a téže součásti zařízení. Za jistých okolností může takto pospojovaný materiál vyvolávat korozi některého z nich. V tomto případě se jedná právě o galvanickou korozi (dva odlišné kovy vytvoří elektrochemický

článek). Vytvoření galvanického článku může urychlit korozi méně ušlechtilého materiálu. Ten je pak schopen korodovat mnohem rychleji než kdyby nebyl ve styku s tím druhým, ušlechtilejším materiálem. Tohoto jevu se využívá v praxi při tzv. katodické ochraně obětovanou anodou. Zvýšená koroze se objevuje u kovu se zápornějším potenciálem a ušlechtilejší kov koroduje pomaleji než v případě, kdy není s anodou vodivě spojen.

48

Riziko koroze vyvolané působením galvanického článku závisí na řadě činitelů. Vedle použitých materiálů sehrává klíčovou úlohu okolní prostředí a konstrukční řešení. Proto je nesnadné bez důkladného zkoumání rozhodnout, zda se dva odlišné materiály budou snášet. [16]

5.4.1 Princip galvanické koroze Ke korozi působením galvanického článku může dojít, pokud: •

různé kovy daného systému mají různé korozní potenciály,

•

mezi dvěma kovy existuje vodivé spojení,

•

oba kovy propojuje elektricky vodivá vlhká vrstva (elektrolyt).

Na obr. 32 je schematické znázornění těchto tří případů.

Obr. 32 Princip galvanické koroze [16] Styk dvou kovů o různém potenciálu vyvolává v elektrickém vodivém prostředí tok elektronů od anody ke katodě (znázorněno na obr. 31). Dochází ke stejným elektrochemickým reakcím, jež přirozeně probíhají u osamoceného kovu, avšak korozní napadení anody je velice urychleno. V některých případech může tvorbou galvanického článku docházet i ke korozi materiálů, které by jinak korozi v daném prostředí odolávaly. Jedná se například o pasivní materiály (hliník), a to místní polarizací v určitých podmínkách. V těchto případech je poté možné pozorovat projevy místní koroze (štěrbinová, bodová a důlková), k níž by bez posunu potenciálu vyvolaného tvorbou galvanického článku nedošlo. [16]

49

5.4.2 Opatření proti galvanické korozi Při uplatnění poznatků týkajících se galvanické koroze, které byly uvedeny již v předešlých kapitolách, lze použít takových preventivních opatření, aby k samotné galvanické korozi vůbec nedošlo. Mezi nejlepší prevenci galvanické koroze patří zvolit již při projektování takové materiály, jež jsou vzájemně kompatibilní. Pokud je nutné využít materiálů, které by se na sebe mohly vzájemně působit, je třeba učinit ochranná opatření, viz obr. 33.

Obr. 33 Protiopatření vůči galvanické korozi [16] Je důležité poznamenat, že pro zabránění vzniku galvanické koroze není optimální aplikovat nátěr pouze na anodu. Je-li nátěr nebo povlak nedokonalý nebo porušený vznikne kritický korozní článek (při poškození povlaku či nátěru pak obnaží koroze malou anodu, která může rychleji korodovat). [16]

50

6 MATERIÁL A METODIKA Tato kapitola obsahuje podrobný popis zkoumaných materiálů, postup při výrobě a přípravě vzorků. Dále pak popisuje metody využité při měření těchto vzorků. V neposlední řadě je v kapitole obsažen popis jednotlivých měřících zařízení a pomůcek.

6.1 Zkoušený vzorek Pro potřeby měření byly vyrobeny 500 mm dlouhé svařence skládající se z různorodých materiálů. Tento svařenec byl zhotoven metodou CMT. Metoda CMT patří mezi nejmodernější svařovací metody současnosti. Vzorky se skládají ze dvou materiálově odlišných částí. Jedna část svařence je slitina hliníku a druhou část tvoří ocel s povrchovou protikorozní ochranou. Ke spojení bylo využito nejpoužívanějšího přídavného materiálu pro svařování hliníkových slitin AlSi5. Pro potřeby korozní a tahové zkoušky bylo ze základního svařence odstřiženo několik rozměrově shodných zkušebních vzorků (rozměry na obr. 34). Na obrázku je jako 1 označena ocel, číslo 2 představuje přídavný materiál AlSi5 a číslo 3 reprezentuje slitinu hliníku.

Obr. 34 Nákres vzorku [autor] Na obr. 35 je patrné, že pro spojení obou materiálů byla využita technologie přeplátovaného svařování.

51

Obr. 35 Náhled na zkoušený vzorek [autor]

6.1.1 Slitina hliníku Pro hliníkovou část svařence bylo využito hutního polotvaru ČSN 42 4413 vyráběného s hliníkové slitiny AlMg3. Jedná se o materiál středně pevný, velmi dobře odolný ke korozi a mořské vodě. Velmi dobrá chemická odolnost, dobrá svařitelnost všemi způsoby, svařené spoje jsou korozně odolné. Slitina je využívána na středně namáhané konstrukce, svařované součásti a konstrukce, které mají odolávat korozi a mořské vodě (např. potrubí, nádoby na tekutiny). [17] Tab. 1 Chemické a mechanické vlastnosti AlMg3 slitiny [17] Obsah prvků [%] Slitina

AlMg3

•

Mg

2,7

Mn

0,8

Cr

0,12

Mechanické vlastnosti Al

zbytek

Stav

Rm

Rp0,2

[MPa] [MPa]

HB

A [%]

O

240

115

58

27

H34

290

230

73

13

H38

330

270

80

10

Korozní vlastnostiAlMg3 slitiny:

Tato slitina je náchylná ke korozi po vrstvách (laminární), která se projevuje lístkovatěním kovových vrstev na povrchu. Vyskytuje se u válcovaných a lisovaných výrobků. Koroze probíhá ve vrstvách rovnoběžných se směrem tváření. Naopak dobře odolává interkrystalové korozi. [17]

52

6.1.2 Ocel Na ocelovou část měřeného vzorku bylo využito hutního polotovaru ČSN EN 10 143. Jedná se o ocelový plech kontinuálně žárově pozinkovaný vyrobený z materiálu DX 51D (jeho vlastnosti jsou vypsány v tab. 2). Jedná se o hlubokotažnou ocel vhodnou k ohýbání, tvarování a k nanášení povlaků žárovým pokovením. Povrchová ochranná vrstva má tloušťku 30 µm a je vyhotovena z Aluzinc (slitina hliník - zinek s obsahem: 55 % Al, 1,6 % Si, Zn 43,4 %). [18] Tab. 2 Chemické a mechanické vlastnosti oceli DX 51D[18] Mechanické vlastnosti

Obsah prvků (%) Slitina

DX 51D •

C

Mn

Si

P

0,18

1,2

0,5

0,12

Rm

A

[MPa]

[%]

480

22

Povrchová ochrana u polotovaru ČSN EN 10 143

Tenký plech je žárově zinkován v kontinuálních zařízeních. Primárním materiálem je za studena válcovaný plech ve svitcích, které se v během procesu svařují do nekonečného pásu. Po odmaštění se pás moří nebo oxiduje. Poté se povrch redukcí při 950 °C zbaví oxidů. Současně probíhá změkčovací žíhání oceli. Povrch oceli je kovově

čistý a v ochranné atmosféře vstupuje přímo do zinkovací lázně. Po určité době v zinkovací lázni vystupuje pás kolmo vzhůru a prochází mezi tzv. vzduchovými stíracími noži, které jemným proudem vzduchu nebo páry stírají zinkový povlak na požadovanou tloušťku.

Řízení tloušťky vrstvy a nastavení stíracích nožů je prováděno pomocí tloušťkoměrů a počítačů. Přes ochlazovací sekci, rovnání a úpravu, kde se provádí ochrana proti vzniku bílé rzi, se pás vede k formátovacím nůžkám, navíjí se na svitky pro expedici. [19]

6.1.3 Přídavný materiál AlSi5 Využívá se pro svaření hliníku a jeho slitin. Jedná se o nejpoužívanější typ Al drátu. Jeho chemické složení se z 95 % skládá z hliníku a křemík je obsažen ve zbylých 53

5%. Právě přídavek křemíku umožňuje lepší tavitelnost a je důvodem oblíbenosti u svářečů. Svarový kov není náchylný k tvorbě trhlin a povrch svaru je lesklý bez výraznějších nerovností. [20]

6.2 Metoda CMT Proces CMT svařování v současné době nabízí zajímavé perspektivy kombinace specifických vlastností různých materiálů, jež propůjčují příslušnému výrobku požadované vlastnosti. Takovéto spoje byly dosud realizovatelné pouze mechanickými prostředky nebo jako lepené spoje. Hlavní devízou CMT postupu je jak spojení hliníku s ocelí, tak i s pozinkovanými plechy. Tyto spojení nabízejí například ve výrobě motorových vozidel předpoklady pro dosud netušené inovace. [21]

6.2.1 Princip metody Metoda CMT byla vyvinuta pro postupného přizpůsobování metody MIG/MAG potřebám spojování ocele s hliníkem. CMT umožňuje řízený, téměř bezproudový přenos materiálu. Hliníkový základní materiál je taven současně s hliníkovým přídavným materiálem a zároveň smáčí pozinkovaný ocelový materiál. Svařovací drát se přitom pohybuje v rychlých intervalech proti směru svého posuvu. Toto přesně definované zpětné zatažení drátu má za příčinu kontrolované uvolnění kapky, což zajišťuje čistý, bezrozstřikový přechod materiálu. Tyto pohyby drátu probíhají při vysoké frekvenci až 90 Hz a potřebují rychle reagující bezpřevodový pohon drátu přímo na hořáku. Hlavní podavač drátu nemůže, jak je zřejmé, tyto pohyby sledovat. Hadice zajišťující transport drátu je proto opatřená tzv. pufrem, tj. vyrovnávacím členem (absorbérem), který vyrovnává (absorbuje) přídavné pohyby. Digitálně kontrolovaný krátký oblouk a vratný pohyb drátu při procesu CMT svařování je znázorněn na obr. 36. [21]

Obr. 36 Fáze během CMT procesu[21] 54

6.3 Metoda zrychlené korozní zkoušky Pokud je potřebné získat informace o korozní rychlosti rychle, například z důvodu výběru vhodného konstrukčního materiálu či jeho povrchové úpravy, využívá se pak zrychlených korozních zkoušek. Zrychlené zkoušky mají srovnávací a předběžný charakter. Nelze je tedy brát jako zkoušky konečné, vybraný materiál je nutné před aplikací vyzkoušet v provozních podmínkách, neboť pouhé výsledky laboratorních zrychlených zkoušek nejsou postačující pro rozhodnutí o vhodném řešení provozního zařízení. Pro zkoušky protikorozních ochran pro rychlé zjištění nespojitosti, pórů a defektů jsou obecně vhodné zkoušky solnou mlhou. Pro získání informací během korozní degradace za pomoci AE u vyrobených vzorků bylo využito zrychlené korozní zkoušky v solné mlze dle normy ČSN EN ISO 9227. [22]

6.3.1 Solná komora Ke zkoušce bylo použito korozního prostředí v podobě solné mlhy (atmosféra chloridu NaCl) o koncentraci 50 ± 5 g/l destilované vody. Hustota roztoku při této koncentraci a teplotě 25°C je 1,0225 až 1,0400 g.cm-3. Zkušební zařízení vyrobila firma Liebisch a princip jeho funkce je patrný z obr. 37. [22]

55

Obr. 37 Schéma solné komory [22]

6.4 Metoda zkoušky tahem Zkouška tahem představuje nejpoužívanější mechanickou zkoušku. Zkušební se upínají do čelistí, tak aby osa tyče byla rovnoběžná s osou upínacích čelistí. Zatěžovací síla je plynule zvětšována až do okamžiku přetržení vzorku. Během procesu tahové zkoušky se měří zátažná síla, jež působí na zkušební vzorek a poměrné prodloužení. Síla vyvodí v namáhaném vzorku napětí, které se stanovuje smluvně z poměru působící síly a průřezu vzorku. Smluvní jmenovité napětí R je tedy dáno vztahem: R=

kde:

F SO

(5)

R je smluvní jmenovité napětí [MPa] F je zatěžovací síla [N] SO je průřez vzorku [mm2] Účinkem tohoto napětí se vzorek prodlouží o hodnotu ∆L, která je označována jako

absolutní prodloužení. Poměrné prodloužení je dáno vztahem:

ε= kde:

∆L LO

ε je poměrné prodloužení [-] 56

(6)

∆L je absolutní prodloužení [mm] LO je délka vzorku před zkoušením [mm] Závislost mezi tahovou silou a prodloužením u různých druhů materiálů je znázorněna v tahovém diagramu na obr. 38. [14]

Obr. 38 Tahový diagram různých materiálů [14]

6.4.1 Univerzální zkušební stroj ZDM 5/51 Pro měření tahového napětí byl použit univerzální zkušební stroj ZDM 5/51 (obr. 39) modernizovaný firmou TEMPOS. Jedná se o zařízení s mechanickým pohybem horního příčníku s vývinem síly pomocí trapézového šroubu, zatížitelnost 50 kN, rychlost pohybu příčníku až 20 mm.min-1. Při zkoušce je ovládán prostřednictvím programu M-TEST přes připojené PC (start zkoušky, záznam a vyhodnocení veličin, ukončení zkoušky). Univerzální stroj umožňuje zkoušet široké spektrum mechanických vlastností podle zvoleného přípravku.

57

Obr. 39 Univerzální zkušební stroj ZDM 551[autor]

6.5 Metoda měření AE K získání potřebných informací o AE, které se týkají průběhu korozní degradace a tahového namáhání na experimentálních vzorcích bylo využito diagnostického analyzátoru Dakel Xedo. Během měření se tento analyzátor nacházel v konfiguraci s možností zapojení třech měřících kanálů. Během měření byl sledován RMS signál AE a počty překmitů C1 a C2. Tyto překmity určují, kolikrát signál překročí nastavené prahové hladiny.

6.5.1 Pen Test Při měření AE pomocí analyzátoru Dakel Xedo je nutné na základě Pen testů nastavit nejvhodnější hodnoty základních parametrů AE (vzorkovací frekvence, zesílení signálu, maximální rozsah, práh počátku a konce události a práh pro překročení hladin C1 a C2). Tato metoda slouží k simulaci zdroje AE. Pen Test reprezentuje náhlé skokové odlehčení síly kolmo tlačící na povrch desky. Základní vlastností je uvolnění relativně velké energie ve formě AE v podobě ostrého pulsu časového trvání řádově méně než 10-2 µs. [1] 58

Ke vzniku zdroje AE je využíváno jednoduchého zařízení, které využívá principu běžné mikrotužky (obr. 40). Tužka je na špičce vybavena kruhovým nástavcem z teflonu, jímž prochází tuha tloušťky 0,5 mm a tvrdosti 2H. [1]

Obr. 40 Pen Test [1]

6.5.2 Měřící aparatura AE Dakel Xedo Systém Dakel Xedo (hardwarová část Xedo + softwarová část Daemon), je moderní zařízení pro měření a vyhodnocení parametrů AE, které umožňuje i měření jiných fyzikálních veličin (obr. 41). Při výhodné kombinaci měřících kanálových jednotek a jednotek pro měření napětí je možné sestavit konfiguraci vyhovující požadavkům celé řady aplikací. Diagnostický systém Dakel Xedo má uplatnění jako monitorovací systém AE a jeho externích parametrů (tlak, teplota, frekvence, apod.) a rovněž jako měřící systém napěťových veličin. Měřící jednotky systému jsou integrovány do měřících rámů, kde jsou spolu s komunikačními jednotkami připojeny na společnou sběrnici. Standardní komunikační rozhraní ethernet 10 Base2 umožňuje propojení libovolné ho počtu boxů s jakýmkoliv počtem počítačů. Z částí zařízení lze sestavit malé laboratorní přístroje, tak i rozsáhlé diagnostické systémy. Analyzátory jsou určeny pro připojení pasivních piezokeramických snímačů bez zesilovače nebo aktivních snímačů s integrovaným předzesilovačem napájeným 12 nebo 24 V. Zpracování signálu vzorkovaného 2-8 MHz s 12bitovým rozlišením probíhá plně digitálně. Největší předností systému Dakel Xedo je nejen hodnocení klasických parametrů AE, ale i možnost vzorkování signálu na každém kanálu. [23]

59

Obr. 41 Aparatura AE Dakel Xedo [autor]

Tab. 3 Technické parametry měřící jednotky Xedo [23] Napájení

+5 V DC / 200 mA; +12 V DC / 100 mA

Frekvenční rozsah

100-800 kHz

Vzorkovací frekvence

1, 2, 4, 8 MHz

Rozlišení A/D převodníku

10 bitů

Vstupní rozsah po zesílení

± 500 mV

Rozsah zesílení

0-40 dB, nebo 0-80 dB s krokem 1 dB konektor BNC pro snímač

Vstupy a výstupy

6.5.3 Piezoelektrický snímač IDK 09 Snímače AE, převádějící balíky vln akustické emise na elektrické signály, jsou obvykle keramické piezoelektrické snímače, případně rezonanční snímače s daným rozsahem frekvencí (30kHz, 300kHz). Pro měření mechanické a korozní degradace zkoušených vzorků byl zvolen snímač IDK-09 s korundovou dotykovou plochou (obr. 42). Tento snímač je určen pro laboratorní i průmyslová měření AE při provozních teplotách od -20°C do 95°C. K zabezpečení dobrého akustického přenosu je nanášen mezi snímač a materiál speciální voděodolný akustický tmel. [23] 60

Obr. 42 Snímač AE IDK 09 [autor]

6.5.4 Předzesilovač AE Dakel K zesílení signálů AE od snímačů bylo během měření použito předzesilovače od firmy Dakel. Při společném použití s přístrojem Xedo je napájen po výstupním koaxiálním kabelu. Jeho vnější konstrukce je patrná z obr. 43.

Obr. 43 Předzesilovač Dakel [autor]

Tab. 4 Základní technické parametry předzesilovače Dakel [23] Zisk

cca 35 dB 150 kΩ / 14 pF

Vstupní impedance Napájecí napětí

12 až 35 V

Způsob napájení

po výstupním koaxiálním kabelu

Provozní teplota

-20 až +85 °C

61

7 MĚŘENÍ Měření byla uskutečněna v laboratořích AF a LDF Mendelovy univerzity v Brně. Po dobu měření vybavených mobilním diagnostickým systémem AE Dakel Xedo.

7.1 AE při měření korozní degradace Zrychlená korozní zkouška byla provedena v laboratoři AF Mendelovy univerzity v souladu s normou ČSN ISO 9227. Zkouška probíhala v korozním prostředí v podobě solné mlhy (viz. kapitola 6.3). Samotné anodické rozpouštění kovu se nepovažuje za významný zdroj signálu AE. V průběhu koroze vzniká volný povrch, mění se napětí na povrchu kovu, uvolňují se dislokace, vznikají, uvolňují se a zanikají bubliny a praskají oxidická nebo solná víčka uzavírající korozní body. Zdroj AE při korozi je spojován právě s těmito procesy. Měření AE tedy detekuje “pouze” procesy, které korozi doprovázejí – měření AE je tedy nepřímá metoda sledování koroze [1].

7.1.1 Uspořádání měřící sestavy Měření AE započalo 24. 2. 2015 pomocí aparatury Dakel Xedo a piezoelektrického snímače Dakel. AE byla měřena během korozní degradace zkoušeného vzorku umístěného po kontinuální dobu 200 hodin v solné komoře. Snímač byl v tomto případě uchycen co nejblíže ke svaru. Kontakt snímače AE se vzorkem byl zafixován pomocí sekundového lepidla a svorky s pružinou. Kontaktní plocha snímače byla lehce potřena akustickou silikonovou pastí. Z důvodu ochrany samotného snímače před agresivním korozním prostředím komory bylo využito sanitárního tmelu. Celkové umístění vzorku se snímačem v solné komoře je zobrazeno na obr. 44.

62

Obr. 44 Umístění vzorku se snímačem AE v solné komoře [autor] Data z analyzátoru Dakel Xedo byla odesílána přes rozhraní Ethernet do PC, kde byly následně pomocí softwaru Daemon sledovány měřené parametry a data byla ukládána na hlavní disk pro následné vyhodnocení. Samotný diagnostický systém byl z důvodu jeho ochrany před solným znečištěním v laboratoři umístěn do vedlejší místnosti.

7.1.2 Konfigurace analyzátoru Dakel Xedo Při měření signálů AE na analyzátoru Dakel Xedo je nutné jeho správné nastavení pro specifické podmínky každého měření. Na základě Pen testů tak byla konfigurace analyzátoru následující. Tab. 5 Konfigurace měřící aparatury Xedo – korozní zkouška Parametr AE

Hodnota

Vzorkovací frekvence

3 MHz

Zisk (aparatura)

30 dB

Zisk (předzesilovač)

0 dB

Rozsah hodnot

± 2000 mV

7.2 AE při tahové zkoušce Měření pro určení rozdílů mechanických vlastností mezi korozně degradovanými a nedegradovanými vzorky pomocí AE proběhlo v laboratoři LDF Mendelovy 63

univerzity v Brně. Ze vzorků podrobených korozní degradaci v solné komoře bylo vybráno pět kusů pro měření změny vlastností pomocí zkoušky tahem. Jako srovnávací vzorky byly použity svařenece ponechané pouze vlivu okolí – běžné atmosféry při pokojové teplotě. Tyto vzorky byly namáhány jednoosým tahem na univerzálním zkušebním stroji ZDM 5/51.

7.2.1 Příprava měření Zkušební stroj ZDM 5/51 byl nastaven k testování celkové pevnosti korozně degradovaného svarku. Zkušební vzorek byl upnut do čelistí (horní a dolní). Po upnutí následovalo nastavení rychlosti posuvu čelisti a instalace jednoho piezoelektrického snímače AE na zkoušený vzorek. Tento snímač byl při tahové zkoušce fixován v jeho horní části pomocí svorky s pružinou (viz obr. 45). Kontaktní plocha snímače byla opět potřena speciálním sonografickým gelem pro optimální přesun akustického signálu ze vzorku do snímače. Stejně jako u předešlého měření bylo pomocí Pen testů docíleno optimálního nastavení parametrů pro sledování AE během tahové zkoušky. Aktivací spouštěče na PC se čelisti zkušebního stroje uvedly do pohybu. Následně byl vzorek namáhán jednoosým tahovým namáháním. Pomocí speciálního programu M-TEST byly zjištěna konečná síla a čas při přetržení vzorku. Stejný postup následoval i pro korozně degradované vzorky, u nichž byla na místě uchycení snímače pomocí brusného papíru odstraněna korozní vrstva.

Obr. 45 Uchycení snímače AE během tahové zkoušky [autor] 64

7.2.2 Konfigurace analyzátoru Dakel Xedo Pro měření signálů AE na analyzátoru Dakel Xedo během tahové zkoušky bylo po provedení Pen testů nastavena následující konfigurace. Tab. 6 Konfigurace měřící aparatury Xedo – u tahové zkoušky Parametr AE

Hodnota

Vzorkovací frekvence

2 MHz

Zisk (aparatura)

30 dB

Zisk (předzesilovač)

0 dB

Rozsah hodnot

± 2000 mV

65

8 VÝSLEDKY A DISKUZE V této kapitole jsou prezentovány výsledky provedených měření. Jednotlivé výsledky jsou uspořádány dle konkrétních použitých metod a jsou k nim přiřazeny i výsledné grafy. Součástí této kapitoly je i diskuze k jednotlivým výsledkům.

8.1 Posouzení korozní degradace pomocí AE Toto měření bylo provedeno za účelem zjištění procesu korozní degradace u svařeného vzorku. Tento materiálově různorodý svarek byl po dobu 200 hodin vystaven silnému koncentrátu solné mlhy. Po vyjmutí vzorků z komory bylo vizuálně zjištěno, že procentuálně největší korozní degradací byla napadena část vyrobená z oceli, jejichž povrch byl ochráněn vrstvou Aluzincu (obr. 46). Příčinou tohoto výraznějšího napadení je nižší korozní odolnost zinku vůči hliníku. Dle literatury [24] bylo zjištěno, že se jedná o galvanickou korozi. Tento druh koroze se vyznačuje tím, že korozní napadení se soustřeďuje na oblast přiléhající ke styku obou kovů (okolí svaru).

3 (AlMg3)

1 (DX 51D)

Obr. 46 Vzorek korozně napadený[autor] Během působení solné mlhy v komoře probíhalo kontinuální měření signálů AE. Pro hodnocení korozního degradačního procesu pomocí AE po ukončení působení 66

agresivního korozního prostředí byl vyhotoven graf (viz obr. 47). Analýzou záznamu AE z grafu bylo zjištěno, že od počátku měření do 60 hodiny (oblast 1) je zaznamenána mírná korozní aktivita. Tuto aktivitu lze dle [24] přisuzovat vzniku oxidických vrstev Al2O3 a ZnO na povrchu základního materiálu 1. V časovém rozmezí 60-130 h měření (oblast 2) probíhalo během zrychlené korozní zkoušky zřejmé zvýšení aktivity AE. Podle autora [25] lze tuto aktivitu přisuzovat vzniku bodové a důlkové korozní degradace vzorku. Ve stejný časový úsek docházelo i k lokálnímu rozrušení oxidické vrstvy v základních materiálech. Tato hypotéza byla potvrzena pomocí metalografických výbrusů. V závěrečném časovém úseku od 130 hodiny do ukončení experimentu (oblast 3) je zřejmý razantní zvýšení aktivity AE. Dle [26] ve vzorku v této fázi experimentu docházelo k razantnímu nárůstu galvanické koroze. Tato koroze je výsledkem interakce základních materiálů s materiálem přídavným v silně agresivním prostředí solné komory. Tato fáze je pro korozní životnost svařence nejnebezpečnější.

1

3

2

Obr. 47 Graf hodnot AE během korozní zkoušky

8.2 AE během tahové zkoušky Tento experiment měl za úkol vyhodnotit rozdíly změn mechanických vlastností u vzorků různě zatížených korozní degradací pomocí AE. Jednalo se o pět vzorků ponechaných 200 hodin v agresivním prostředí solné komory a o pět vzorků 67

ponechaných vlivům okolního prostředí. Zároveň měl tento experiment vyhodnotit možnost dalšího využití AE v této oblasti měření. Z obr. 48 je dobře patrné, že při tahové zkoušce nastává deformace materiálu primárně v oblasti základního materiálu 3. Jde především o okolí tepelně ovlivněné svařovacím procesem (cca 1,5 mm od svaru).

2 (AlSi5)

1 (DX 51D)

3 (AlMg3)

Obr. 48 Zkušební vzorek po tahové zkoušce[autor] Z hodnot získaných po odzkoušení všech vzorků na univerzálním zkušebním stroji ZDM 551 byla vyhotovena tabulka. Tato tabulka obsahuje naměřené hodnoty maximálních sil dosažených během zkoušky tahem u jednotlivých zkušebních vzorků Tab. 7 Přehled dosažených maximálních sil během tahové zkoušky

Nezkorodované vzorky

Číslo vzorku

Fmax [N]

Zkorodované vzorky

Číslo vzorku

Fmax [N]

1

2 452

1

2 096

2

2 144

2

1 913

3

2 300

3

2020

4

2 215

4

2 078

5

2 387

5

1 852

Pro účely dalšího vyhodnocení naměřených dat v této práci byly použity grafy z měření AE u reprezentativních vzorků č. 3. 68

Obr. 49 Graf AE během tahové zkoušky u nezkorodovaného vzorku č.3 Z grafu je zřejmá aktivita AE v korelaci se změnou zatěžovací síly a prodloužení u nezkorodovaného zkoušeného vzorku. Během tahové zkoušky bylo dosaženo maximální zatěžující síly 2 300 N. Z grafu dále vyplývá, že prodloužení vzorku bylo po dobu experimentu téměř konstantní. Během zatěžování silou 1 300 N nastala razantní událost AE, která indikuje překročení meze kluzu u zkoušeného vzorku. Po překročení této hranice již nastává nevratná deformace vzorku.

Obr. 50 Graf AE během tahové zkoušky u zkorodovaného vzorku č. 3 U vzorků jenž byly vystaveny agresivnímu prostředí solné komory je z tab. 7 patrný pokles maximálních dosažených sil. Z grafu je zřejmé, že v tomto případě bylo 69

dosaženo maximální síly 2 020 N. Z křivky prodloužení lze indikovat jistou nekonstantnost. Po 200 hodinách zrychlené korozní zkoušky je materiál již na tolik degradován galvanickou korozí v místě interakce materiálů, že mezi nimi dochází k výraznému snížení soudržnosti. V tomto případě je pak během tahového namáhání eliminován vznik zásadních trhlin a materiálových diskontinuí, způsobených tímto namáháním. Veškeré deformace jsou tak vstřebávány mikrotrhlinami u korozních důlků a bodů. Během tohoto měření nedošlo k výraznější události AE.

70

9 ZÁVĚR V rešeršní části diplomové práce bylo provedeno shrnutí současných poznatků nejpoužívanějších metod pro NDT zkoušení. Přičemž největší důraz byl kladen na metodu AE, s jejími aplikacemi, limity a možnostmi, s měřící soustavou potřebnou k její detekci a následnému vyhodnocování signálu AE. Dále je v této části rozvíjena problematika korozní degradace. Experimentální část diplomové práce je rozdělena do dvou částí. První část se zabývá monitorováním průběhu korozní degradace na svařenci pomocí metody AE. Z vyhodnocení výsledků měření lze vyvodit závěr, že za perspektivu využití AE u snímání koroze CMT svařenců je identifikace třetí oblasti (razantní nárůst galvanické koroze). V této fázi vyvstává zřejmé nebezpečí destrukce spoje v oblasti vzájemného kontaktu diferentních materiálů. Práce dokazuje účelné využití metody AE v oblasti snímání galvanické koroze a poukazuje na možné budoucí využití AE. Jedná se především o kontinuální monitorování galvanické koroze (měření během provozu součásti) a nahlášení přicházejícího nebezpečí v oblasti bezpečnosti v provozu součásti. Druhá část experimentu projednává o měření AE během tahového namáhání u vzorků z CMT svařence. Část těchto vzorků byla vystavena silně agresivnímu prostředí solné komory a následně porovnána se vzorky vystavenými pouze okolnímu prostředí jedné z laboratoří. Měření AE prokázalo použitelnost navrhnuté metodiky a poskytlo náhled na chování zdrojů AE uvnitř materiálu během tahové zkoušky. Je zřejmé, že korozní degradace povrchu vzorků v solné komoře ovlivnila samotné zdroje natolik, že nedocházelo k výraznějším událostem AE. Záznam AE v oblasti tahových charakteristik je využitelný pro přesnou identifikaci nestabilních oblastí u vzorků méně napadených korozní degradací.

71

10 SEZNAM LITERATURY [1] KOPEC, B. Nedestruktivní zkoušení materiálů a konstrukcí: (nauka o materiálu IV). Vyd. 1. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2008, 571 s. ISBN

9788072045914. [2] NDT [online]. [cit. 2015-02-16]. Dostupné z: http://www.ndt.cz/ [3] JANDURA, V. Vizuální kontrola. In: tlakinfo [online]. 2007 [cit. 2015-02-25]. Dostupné z: http://www.tlakinfo.cz/t.py?t=2&i=1359 [4] MERTENS, M. Testberich, In: Heimwerker [online]. 2009 [cit. 2015-03-02]. Dostupnéz: http://www.heimwerkertest.de/test/sonstige_elektrowerkzeuge_akku/tr otec-mini-videoskop_bo25_5870.php# [5] ATG. Penetrant testing [online]. 2010 [cit. 2015-03-02]. Dostupné z: http://www.atg.cz/ndt-141&display=PT [6] Molliková, E. Nedestruktivní zkoušení materiálu, In: fsiforum [online]. 2012 [cit. 2015-03-02].Dostupné z: http://www.fsiforum.cz/upload/soubory/databaze-predmetu/DZM/DZM%20%20NDT%20%20P%C5%98EDN%C3%81%C5%A0KA%201%20VT+PT%29.p df [7] ATG. Eddy Current Testing [online]. 2010 [cit. 2015-03-06]. Dostupné z: http://www.atg.cz/ndt-151&display=ET [8] ATG. Magnetic particle testing [online]. 2010 [cit. 2015-03-09]. Dostupné z: http://www.atg.cz/ndt-131&display=MT [9] KREIDL, M. Technická diagnostika: senzory, metody, analýza signálu. 1. vyd. Praha: BEN, 2006, 406 s. Senzory neelektrických veličin. ISBN 80-730-0158-6. [10] ATG. Ultrasonic testing [online]. 2010 [cit. 2015-03-15]. Dostupné z: http://www.atg.cz/ndt-121&display=UT [11] MACHEK V., SODOMKA J, [Nauka o materiálu] . Vyd. 1. Praha: Nakladatelství

ČVUT, 2007, 141 s. ISBN 978-80-01-03686-0.

72

[12] PAZDERA, L. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2004, 111 s. ISBN 8021428023. [13] BARTONÍČEK, R. Koroze a protikorozní ochrana kovů. 1. vyd. Praha: ČSAV, 1966, 719 s. [14] PTÁČEK, L. Nauka o materiálu. 2. opr. a rozš. vyd. Brno: CERM, 2002, 392 s. ISBN 80-7204-248-32. [15] DILLINGER, Josef. Moderní strojírenství pro školu i praxi. Vyd. 1. Praha: Europa-Sobotáles, 2007, 608 s. ISBN 9788086706191. [16] Euro-inox. Korozivzdorné oceli ve styku s jinými kovovými materiály [online]. 2011 [cit. 2015-03-28]. Dostupné z: http://www.euro-inox.org/pdf/map/Contact_with_Other_CZ.pdf [17] Proal. Hliník AlMg3[online]. 2014 [cit. 2015-03-30]. Dostupné z: http://www.proal.cz/info/424413.htm [18] Davisteel. ALUZINC plech. 2014 [cit. 2015-04-02]. Dostupné z: http://www.davisteel.cz/nabidka-plechu/plechy-aluzinc/ [19] Příručka žárového zinkování, [online]. Ostrava: Asociace českých a slovenských zinkoven, 2007 [cit. 2015-04-10]. Dostupné z: http://zarova-zinkovna.mea.cz/upload/ck/files/prirucka-zaroveho-zinkovani.pdf [20] FROWELD. Svařovací drát, 2015[cit. 2015-04-04]. Dostupné z: http://www.froweld.cz/svarovaci-technika/eshop/8-1-PRIDAVNYMATERIAL/33-2-MIG-MAG/5/1075-Svarovaci-drat-AlSi5 [21] FRONIUS. CMT, 2015 [cit. 2015-04-07]. Dostupné z: http://www.fronius.com/cps/rde/xchg/SID-22781F45BEC84A36/fronius_ceska_republika/hs.xsl/29_3917.htm [22] Solná komora Liebisch, firemní manuál, Liebisch. [23] Systém akustické emise DAKEL XEDO – DAEMON, uživatelská příručka, DAKEL, Praha.

73

[24] NOVÁK, P. Druhy koroze kovů. Koroze a ochrana materiálu. 2005, roč. 49, čís. 4, s. 75–82. ISSN 0452-59. [25] KREIDL, M., ŠMÍD, R. Technická diagnostika: senzory, metody, analýza signálu. 1. vyd. Praha: BEN, 2006. str. 406. ISBN 80-730-0158-6. [26] MICHNA, Štefan, et al. Encyklopedie hliníku. 1. vyd. Děčín: Alcan Děčín Extrusions, 2005. 700 s. ISBN 80-89041-88-4.

74

11 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Přímá vizuální kontrola ................................................................................ 17 Obr. 2 Videoskop ...................................................................................................... 18 Obr. 3 Metoda PT ..................................................................................................... 21 Obr. 4 Vzhled indikací u PT .................................................................................... 22 Obr. 5 Princip metody ET ........................................................................................ 23 Obr. 6 Metoda s průchozí cívkou ............................................................................. 24 Obr. 7 Metoda s přiloženou cívkou .......................................................................... 24 Obr. 8 Vady u podélného magnetování ................................................................... 26 Obr. 9 Vady u příčného magnetování ...................................................................... 26 Obr. 10 Magnetizace pomocí magnetizační cívky .................................................... 26 Obr. 11 Podélná magnetizace ................................................................................. 27 Obr. 12 Magnetování průchodem proudu ................................................................ 27 Obr. 13 Kombinované magnetování ........................................................................ 28 Obr. 14 Schematické zobrazení piezoelektrického měniče ....................................... 30 Obr. 15 Princip odrazové metody ........................................................................... 31 Obr. 16 Princip průchodové metody ........................................................................ 32 Obr. 17 Princip radiografie .................................................................................... 33 Obr. 18 Rentgenotelevizní systém ............................................................................ 34 Obr. 19 Princip jevu a citlivost AE ......................................................................... 36 Obr. 20 Schéma nespojitého signálu AE ................................................................. 37 Obr. 21 Schéma spojitého signálu AE ..................................................................... 37 Obr. 22 Kaiserův jev ................................................................................................ 38 Obr. 23 Schéma přenosové trasy AE od zdroje k vyhodnocení ............................... 38 Obr. 24 Schéma piezoelektrického snímače ............................................................ 39 75

Obr. 25 Základní parametry nespojitého signálu AE .............................................. 41 Obr. 26 Průběh elektrochemické koroze oceli ........................................................ 45 Obr. 27 Elektrochemická ušlechtilost kovů ............................................................. 46 Obr. 28 Rovnoměrná koroze .................................................................................... 47 Obr. 29 Nerovnoměrná koroze ................................................................................ 47 Obr. 30 a) Bodová koroze b) Důlková koroze ......................................................... 48 Obr. 31 Podpovrchová koroze .................................................................................. 48 Obr. 32 Princip galvanické koroze .......................................................................... 49 Obr. 33 Protiopatření vůči galvanické korozi ......................................................... 50

Obr. 34 Nákres vzorku ............................................................................................. 51 Obr. 35 Náhled na zkoušený vzorek ........................................................................ 52 Obr. 36 Fáze během CMT procesu........................................................................... 54 Obr. 37 Schéma solné komory ................................................................................. 56 Obr. 38 Tahový diagram různých materiálů ........................................................... 57 Obr. 39 Univerzální zkušební stroj ZDM 551 .......................................................... 58 Obr. 40 Pen Test ...................................................................................................... 59 Obr. 41 Aparatura AE Dakel Xedo ......................................................................... 60 Obr. 42 Snímač AE IDK 09 ..................................................................................... 61 Obr. 43 Předzesilovač Dakel ................................................................................... 61 Obr. 44 Umístění vzorku se snímačem AE v solné komoře ..................................... 63 Obr. 45 Uchycení snímače AE během tahové zkoušky ............................................ 64 Obr. 46 Vzorek korozně napadený[autor]................................................................ 66 Obr. 47 Graf hodnot AE během korozní zkoušky ..................................................... 67 Obr. 48 Zkušební vzorek po tahové zkoušce ............................................................. 68 Obr. 49 Graf AE během tahové zkoušky u nezkorodovaného vzorku č.3 ................. 69 Obr. 50 Graf AE během tahové zkoušky u zkorodovaného vzorku č. 3 .................... 69 76

12 SEZNAM TABULEK Tab. 1 Chemické a mechanické vlastnosti AlMg3 slitiny ........................................ 52 Tab. 2 Chemické a mechanické vlastnosti oceli DX 51D ......................................... 53 Tab. 3 Technické parametry měřící jednotky Xedo ................................................. 60 Tab. 4 Základní technické parametry předzesilovače Dakel .................................. 61 Tab. 5 Konfigurace měřící aparatury Xedo – korozní zkouška................................ 63 Tab. 6 Konfigurace měřící aparatury Xedo – u tahové zkoušky .............................. 65 Tab. 7 Přehled dosažených maximálních sil během tahové zkoušky........................ 68

77