Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy
Nedestruktivní zkoušky materiálu Bakalářská práce
Vedoucí práce: doc. Ing. Josef Filípek, CSc. Brno 2008
Vypracoval: David Vašíček
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Nedestruktivní zkoušky materiálu” vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně.
dne………………………………………………….
podpis diplomanta………………………………….
Touto cestou bych chtěl poděkovat doc. Ing. Josefu Filípkovi, CSc., vedoucímu bakalářské práce, za metodické vedení, odborné rady a konzultace v oblasti dané problematiky, které mi pomohly při zpracování bakalářské práce.
Abstrakt Bakalářská práce je zaměřena na nedestruktivní zkoušky materiálu. Zabývá se zadanými zkouškami, které dopodrobna rozebírá. Teoretická část práce zachycuje základní poznatky o nedestruktivních zkouškách materiálu. Jaké máme druhy zkoušek a jejich použití. V praktické
části
bakalářské
práce
tyto
poznatky
prezentuji,
na
zadaných
nedestruktivních zkouškách, pomocí výukových animací v programu After Effect a Photoshop.
Abstract My bachelor work is aimed at non destructive material try-ons. It deals with assigned tests, which it examines in details. Theoretical part of the work shows general information about non destructive tests of the materials. What are the tests and what is their use. In practical part of my bachelor work I process these information on assigned non destructive tests with help of courseware animations in After Effect and Photoshop programs.
OBSAH 1. ÚVOD……………………………………………………………………………….7 2. CÍL PRÁCE……………………………………………………………...................8 3. POJEM VADY A ZÁKLADNÍ DĚLENÍ VAD………………………...…...8 3.1 Přehled používaných metod kontroly…………………………………………….9 3.2 Vizuální kontrola………………………………………………………………..10
4. KAPILÁRNÍ (PENETRAČNÍ) ZKOUŠKY………………………………..11 5. ZKOUŠKY MAGNETOINDUKTIVNÍ A ELEKTROINDUKTIVNÍ……………………………………………….....15 5.1 Metody rozptylových toků……………………………………………………...15 5.2 Metoda vířivých proudů………………………………………………………...16 5.3 Metody strukturoskopické………………………………………………………17
6. ZKOUŠKY ULTRAZVUKEM……………………………………………….18 6.1 Zdroje ultrazvuku……………………………………………………………….19 6.2 Metody ultrazvukové defektoskopie……………………………………………19
7. ZKOUŠKY PRONIKAVÝM ZÁŘENÍM…………………………………...22 7.1 Zkouška prozařováním rentgenovým zářením a gama zářením………………..23 7.2 Hodnocení výsledků prozařování………………………………………………27
8. MATERIÁL A METODY ZPRACOVÁNÍ………………………………...28 8.1 Popis prostředí a práce v programu After Effect…………………………...…..28 8.1.1 Popis pracovní plochy……………………………………………………...28 8.2 Popis prostředí a práce v programu Photoshop………………………………...29 8.3 Vlastní animace…………………………..…………………………………….30
9. ZÁVĚR……………………………………………………………………………33 10. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY……………………………………...34 11. SEZNAM OBRÁZKŮ………………………………………………………..35
1. ÚVOD Kvalita, životnost a spolehlivost strojírenských výrobků jsou především dány vlastnostmi používaných konstrukčních materiálů. Užitné vlastnosti jsou rovněž ovlivněny celým technologickým postupem výroby včetně faktorů kvality výrobních zařízení. Tyto zkoušky zaujímají dnes již pevné místo v průmyslové výrobě. Bylo vyvinuto mnoho různých metod, které se navzájem doplňují. Žádná z jednotlivých metod není totiž stoprocentní, tj. nedává možnost zjistit všechny vady vyskytující se v polotovarech nebo v hotových výrobcích. Je proto třeba použít vždy několika metod, aby bylo zaručeno zjištění všech vad, které by se mohly v daném případě vyskytnout. K tomu je ovšem třeba dobře znát fyzikální základy jednotlivých metod a jejich možnosti.Je-li to podle důležitosti výrobku nutné, mohou být zkoušky provedeny na všech výrobcích (100% kontrola). Kvalitu výrobků můžeme rovněž zjišťovat již během výroby. Zkoušky se dělají buď laboratorně, nebo přímo ve výrobě, popř. na místě montáže (např. montáž mostů). Tyto zkoušky jsou hospodářsky velmi důležité, neboť při včasném zjištění závady lze zabránit značným finančním ztrátám. Je třeba konstatovat, že konstrukční materiály používané pro stavbu strojů a zařízení nejsou téměř nikdy zcela bez vad, což vyplívá ze zákonitosti tvorby struktury, nedokonalosti výrobní technologie (mechanického nebo tepelného zpracování), vlivu lidského faktoru (t.j. nedodržení stanovených parametrů jednotlivých postupů zpracovatelských technologií) a dalších podmínek. Zda bude materiál dále použit nebo vyřazen o tom rozhoduje definice pojmu ,,vada‘‘
7
2. CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce bylo vytvoření interaktivních animací, které znázorňují různé typy nedestruktivních zkoušek materiálu. K vytvoření animací byly využity programy After Effect a Photoshop.
3. POJEM VADY A ZÁKLADNÍ DĚLENÍ VAD Vadou materiálu nebo výrobku (odlitků, svaru, výkovku atd.) se rozumí každá odchylka rozměru, tvaru, hmotnosti, vzhledu, makrostruktury a jiných veličin od vlastností předepsaných technickými normami, technickými podmínkami, případně smluvním vzorem. Vady se třídí dle vnějších znaků do skupin a v rámci těchto skupin na jednotlivé druhy podle typu výrobku (odlitky, tvářené výrobky, svary apod.). Charakteristiky vad jednotlivých výrobků uvádějí příslušné státní, evropské a světové normy. Obecně za vady jako nedokonalosti materiálu nebo výrobků považujeme: a) nesprávné chemické složení b) vady struktury -nesprávná struktura, -strukturní heterogenity (segregace) c) nesprávné mechanické nebo fyzikální vlastnosti d) přerušení souvislosti -trhliny, -praskliny, -zdvojeniny (u plechů), e) dutiny -bubliny a póry, -bodliny, -staženiny, -řediny, f) vměstky -struskovitost, -zadrobeniny,
8
-nekovové vměstky, kovové vměstky g) tvarové a rozměrové vady, h) koroze, i) opotřebení, j) únava, k) pnutí v kovech.
3.1 Přehled používaných metod kontroly Zjišťování vad defektoskopickými metodami je většinou nepřímé. Prostředníkem je fyzikální veličina, která v interakci s prostředím mění své parametry. Změna parametrů této veličiny závisí po kvalitativní i kvantitativní stránce na homogenitě prostředí, tj. zkoušeného materiálu. Rozbor a měření těchto změn je ekvivalentní zjišťování vad a stanovení jejich velikosti, tvaru a polohy a je základem metod nedestruktivního zkoušení materiálu a výrobků. Základním kritériem pro rozlišování defektoskopických metod je tedy použitá veličina, energie nebo látka. Obecně však běžně používané defektoskopické zkoušky dělíme podle schopnosti identifikace vad na povrchu nebo uvnitř materiálu (výrobku) takto: povrchové vady-vizuální metody -penetrační (kapilární) zkoušky -magnetoinduktivní a elektroinduktivní zkoušky vnitřní vady-akustické (ultrazvukové) metody -radiologické
Uvedené metody mohou mít řadu variací. Patří sem tepelné metody, akustická emise, optické metody, mikrovlnná defektoskopie, neutronová radiografie, mřížková radiografie,zkoušky těsnosti a jiné. Přehled a použitelnost defektoskopických metod pro zjišťování vad, které se běžně vyskytuji ve strojírenských a hutních výrobcích, uvádí tabulka 1.
9
tab.1 Přehled a použitelnost defektoskopických metod Z tabulky vyplívá, že každá z defektoskopických metod má své vymezené možnosti a omezení, dané jejich fyzikální podstatou. Neexistuje univerzální metoda, která by umožňovala zjištění všech typů vad, které se mohou ve zkoušeném výrobku vyskytnout. Má-li být proto v praxi zaručena dokonalá zjistitelnost všech typů vad, které ve výrobku předpokládáme, je nutné volit účelnou kombinaci dvou i více metod, které se ve svých možnostech vzájemně doplňují.
3.2 Vizuální kontrola Vizuální kontrola (prohlídka) je nejjednodušší defektoskopickou kontrolou, pomocí které se zjišťuje výskyt povrchových vad výrobků (trhliny, vnější staženiny a řediny, praskliny, koroze a další). Metody vizuální kontroly lze dělit podle použitých kontrolních pomůcek na: a) přímou kontrolou-kontrola pouhým okem nebo lupou (zvětšení 3 až 6 krát) b) nepřímou kontrolu-kontrola využívá dokonalejších optických a optoelektronických přístrojů a zařízení (např.endoskopy, periskopy, televizní kamery). Je možno provádět kontrolu skrytých objektů, vnitřních stěn potrubí nebo nádob, tj.povrchů, které nejsou dostupné.
Základní podmínky pro zkoušení jsou: -dostatečná zraková schopnost,
10
-vhodná úprava povrchu zkoušeného výrobku, -správné osvětlení.
Vizuální kontrola se používá jako vstupní, mezioperační a výstupní prohlídky.
4. KAPILÁRNÍ (PENETRAČNÍ) ZKOUŠKY Kapilárních zkoušek se používá ke zjišťování necelistvosti povrchu materiálů a výrobků, tj.takových vad, které souvisí bezprostředně s povrchem a jsou na povrchu otevřené, jako např.povrchové trhliny a póry. Princip těchto zkoušek spočívá v použití vhodné, kapilárně aktivní kapaliny, která se nanese na povrch, pronikne do necelistvosti (trhliny) a po odstranění jejího přebytku s povrchu zkoušeného předmětu vzlíná zpět vlivem působení kapilárních sil, takže povrchovou necelistvost a její tvar zviditelní. Používají se detekční kapaliny, které mají malé povrchové napětí (σ≈2,5 N/m, např.petrolej nebo terpetýn), tedy dobře smáčející povrch. Použité detekční kapaliny na: 1) zkoušky s použitím detekční kapaliny chemicky pasivní,tj.neporušující povrch zkoušeného kovu a) zkoušky barevnou kapalinou, b) zkoušky fluorescenční kapalinou, c) ostatní (např.zkouška olejem, petrolejem) 2) zkoušky s použitím kapaliny chemicky aktivní-zkouška leptací
11
Postup zkoušky (společný pro všechny uvedené modifikace) je schématicky uveden na obr.2
1. Na předem řádně očištěný a odmaštěný výrobek nebo materiál se nanese (štětcem, nástřikem, nebo ponořením) detekční tekutina (obr.2a), která se nechá určitý čas působit (min.5 minut), aby dobře pronikla do případných necelistvostí. 2. Přebytek detekční kapaliny se s povrchu zkoušené součásti odstraní (otřením, opláchnutím, příp.proudem vody-obr. 2b) 3. Vyvolá se indikace nanesením vývojky (obr.2c), což je suspense bílého pigmentu v těkavé látce. Tak se vytvoří na povrchu předmětu tenká bílá, porézní vrstva, která zároveň svými savými účinky napomáhá vzlínání detekční kapaliny. Vrstva pigmentu se nasytí detekční kapalinou,která jí bud zbarví (barva bývá červená) nebo stopa vady v pigmentu fluoreskuje a pozoruje se v ultrafialovém záření. V případě použití kapalin chemicky aktivních dojede k chemické reakci mezi kapalinou a vrstvou pigmentu. Výsledkem je rovněž barevná stopa.
Obr.1 Schéma postupu kapilární zkoušky
Citlivost použitého postupu se ověřuje různými měrkami. Na spodním obrázku je srovnání dvou různých detekčních prostředků na hliníkové destičce s trhlinami. Ze srovnání je patrný nižší kontrast prostředku v pravé polovině desky.
Obr.2 Pětivtiskové měrky k ověření citlivosti penetračního systému 12
Ke kontrole používají pracovníci firem kapilární prostředky renomovaných výrobců. Jsou používány odsvědčené zkušební prostředky značek Helling, Diffu-Therm, MR Chemie a Spot-Check.
Obr.3 Kapilární prostředky
Obr.4 Nanesena penetrační kapalina
13
Obr.5 Nastříkání kapilárního prostředku
Obr.6 Vada v místě svaru
Obr.7 Kapilární linky
14
5. ZKOUŠKY MAGNETOINDUKTIVNÍ A ELEKTROINDUKTIVNÍ (ZKOUŠKY ELEKTROMAGNETICKÉ) Zkoušek založených na magnetické a elektrické indukci lze použít pro zjišťování povrchových vad polotovarů a výrobků nebo vad uložených těsně pod povrchem. Rozdělují se na: 1. metody rozptylových toků 2. metody vířivých proudů Tato skupina defektoskopických zkoušek má široké uplatnění zejména v hutních provozech a ve vstupních a výstupních kontrolách polotovarů strojírenských podniků.
5.1 Metody rozptylových toků (rozptylových polí) Prochází-li kontrolovanou součástí, obsahující povrchovou vadu magnetický tok, dochází v místě vady a jejím bezprostředním okolí k jeho rozptylu, vzniká tzv. rozptylový tok obr.8
Obr.8 Schéma rozptylového toku na povrchové vadě
Obr.9 Zkouška rozptylovými toky 15
Obr.10 Magnetoinduktivní zkouška Pro zjištění rozptylového pole se používá v podstatě tří způsobů: a) metody práškové b) metody elektroinduktivní pomocí sondy c) metody magnetografické
5.2 Metoda vířivých proudů Metoda vířivých proudů je založena na stanovení změn fyzikálních vlastností materiálů pomocí střídavého magnetického pole. Jestliže prochází střídavý magnetický tok tělesem, indukuje se v něm elektromagnetická síla a vznikají proudy, které nazýváme vířivé proudy. Lze tedy metod vířivých proudů využít jednak na zjišťování existence vad, jednak na nedestruktivní posuzování změn a změn
struktury
(nedestruktivní
strukturoskopie).
Metoda
je
použitelná
pro
feromagnetické i neferomagnetické materiály. Základem přístrojové konstrukce jsou budicí a snímací cívky. Napětí ze snímacích cívek je většinou upravováno a zesilováno v zařízení s obvody umožňujícími provést
16
fázovou selekci a kompenzaci rušivých vlivů. Vstup je buď analogový, na obrazovce nebo číslicový. Podle uspořádání snímacích cívek vzhledem ke vzorku se rozeznávají dvě metody: 1. metoda s průchozí cívkou 2. metoda s přiloženou cívkou
5.3 Metody strukturoskopické Princip těchto metod spočívá v tom, že se např. jakost tepelného zpracování výrobků zjišťuje pomocí zvoleného magnetického, nebo elektrického parametru, který je v mnoha případech jednoznačnou funkcí stavu mikrostruktury po tepelném zpracování. Magnetické nebo elektrické hodnoty kontrolovaných těles se snímají pomocí různě přizpůsobených snímačů. Tyto strukturoskopické elektromagnetické metody jsou metody v podstatě srovnávací tj. naměřené hodnoty kontrolovaných těles se srovnávají se vzorovým etalonem. Elektromagnetických strukturoskopických metod lze použít pro kontrolu: 1) materiálových změn, 2) tepelného zpracování, 3) hloubky nemagnetických povrchových vrstev, 4) magnetických fází v nemagnetických prostředích.
V praxi je velmi důležité pro určitý kontrolní problém zvolit správnou třídící veličinu. Pro úspěšné využití těchto metod je dále nutné provést předcházející výzkum mezi veličinami a parametry charakterizující stav materiálu.
Přístroje:
1) Ruční magnety
Ruční magnet Parker DA 400, Ruční magnet Parker B 100 S, Ruční magnet Parker B 300 S, Ruční elektromagnet TS 230 S, Ruční elektromagnet TS 42 S
17
Obr.11 UM 8 (8/42)- fy.HELLING
2) Magnetizační proudové zdroje Nejpoužívanější zdroj – MagiScop 6000 A AC/DC
Obr.12 Zdroj MagiScop 6000 A AC/DC
Deltaflux přístroje pro zjišťování trhlin: Model: DH – 500 / 1400B / 1800B / 2500B VS- 250 / 450, B – 10
6. ZKOUŠKY ULTRAZVUKEM Ultrazvuk jsou mechanické kmity částic prostředí, jejichž frekvence jsou vyšší než 20 kHz.Hranice slyšitelnosti zvuku leží v rozmezí od 16 do 20 kHz a pod kmitočtem 16 kHz je oblast tzv. infrazvuk. Pro nedestruktivní zkoušení se využívají frekvence až do 30 MHz v podmínkách laboratorních přibližně do 15 MHz v průmyslové praxi.
18
Ultrazvukem se zjišťují nejen vady materiálu, ale uplatňuje se také pro měření tlouštěk, elastických vlastností, pevnosti a v poslední době i vnitřního pnutí. Významné je jeho využití pro zkoušení přímo za provozních podmínek. V materiálu lze ultrazvukem prokázat jen takovou vadu, jejíž příčné rozměry kolmé na směr šíření vlnění jsou větší než poloviční délky vlny. Při menším rozměru vady dochází k ohybu ultrazvukových vln a vada není zjistitelná. Proto je třeba volit parametry zkoušení (nastavit přístroj) na základě rozboru možnosti výskytu tvaru a velikosti očekávaných vad.
6.1 Zdroje ultrazvuku Zdroje ultrazvukové energie jsou taková zařízení, ve kterých nastává přeměna určitého druhu energie (např. kinetické, elektrické) na ultrazvukovou. Podle druhu měnící se energie dělíme ultrazvukové zdroje na dvě hlavní skupiny: 1) mechanické, jako píšťaly, sirény, 2) elektromechanické – magnetostrikční, piezoelektrické, elektrodynamické apod.
6.2 Metody ultrazvukové defektoskopie Rozlišujeme čtyři základní defektoskopické ultrazvukové metody: a) metodou průchodovou, b) metodou odrazovou, c) metodou rezonanční, d) metodou umožňující zviditelnění vnitřní vad.
Průchodová metoda
Základem průchodové metody je měření hodnoty ultrazvukové energie, která projde zkoušeným předmětem. Pracuje se dvěma sondami, které se umisťují vždy souose na protilehlých stěnách zkoušeného materiálu, z nichž jedna pracuje jako vysílač ultrazvukové energie a druhá jako přijímač.
19
Je-li v materiálu vada, na jejíž ploše se odrážejí šířící se vln, tvoří se za vadou stín a do přijímače přichází menší hodnota energie. Vada se zjišťuje porovnáním hodnot přijaté energie materiálem neporušeným a vadným.
Odrazová metoda
Je založena na impulsním provozu ultrazvukového zdroje. Do kontrolovaného předmětu se vysílají krátké ultrazvukové impulsy, které se odrážejí od povrchu předmětu a jeho vnitřních vad. V okamžiku vysílání ultrazvukového impulsu se objeví na obrazovce počáteční echo. Poruchové echo bude vzdáleno od počátečního echa o úsek t, který vyznačuje na časové základně obrazovky dobu, za kterou prošel ultrazvukový impuls vzdálenost od povrchu k vadě a zpět. Koncový impuls je záznam odrazu impulsu od protilehlé strany zkoušeného předmětu.
Obr.13 Odrazová metoda Rezonanční metoda
Při rezonační metodě se do zkoušeného předmětu vysílají ultrazvukové vlny, jejíchž frekvence se plynule mění.
20
Rezonanční metoda je určena pro měření tlouštěk stěn (zhruba od 0,1 do 100 mm), lze ji použít pro zjišťování některých vhodně orientovaných vad, které jsou rovnoběžné s povrchem.
Metoda umožňující zviditelnění vnitřních vad
Při této metodě se ultrazvukové vlnění vysílá do zkoušeného předmětu spojitě. Princip metody záleží v průchodu ultrazvuku materiálem a ultrazvukovou optikou. Na rozdíl od předcházejících metod umožňuje tato metoda zjistit nejen přítomnost vady, ale poznat i její tvar, polohu uložení v materiálu popř. určit i druh.
Přístrojové vybavení
měřící přístroje – univerzální defektoskopy firem Krautkrämmer a Panametrics, USK 7 (Krautkrämer), USL 32 (Krautkrämer, )USIP 11(Krautkrämer), USM 25 (Krautkrämer), USN 50 (Krautkrämer) ultrazvukové tloušťkoměry – tloušťkoměry firem Krautkrämmer, Panametrics, Stresstell a Sonatest B-GAGE ultrazvukové sondy – sondy jednoduché a dvojité, přímé a úhlové, na podélné i příčné vlnění, na povrchové vlny, sondy s proměnným úhlem, speciální sondy pro zkoušení austenitických materiálů, neželezných materiálů a tuku
21
Obr.14 Přístrojové vybavení
Obr.15 Způsoby zkoušení
7. ZKOUŠKY PRONIKAVÝM ZÁŘENÍM (ZKOUŠKY RADIOLOGICKÉ) Významná metoda nedestruktivního zkoušení materiálu a výrobků, zejména svarů a odlitků je prozařování pronikavým zářením. Používá se zařízení rentgenové, záření
22
gama a záření neutronové. Jako zdroje pronikavého záření slouží rentgeny, betatrony a radioizotopy. Podle druhu použitého zdroje pronikavého záření a podle registrace obrazu zkoušeného výrobku dělíme radiologické metody na: A) Metody radiografické – zahrnují zkoušky, registrující obraz zkoušeného materiálu na fotografický film.Jsou to: 1) rentgenografie, 2) betatronografie, 3) gamagrafe, 4) zvláštní radiografické metody
B)
Metody radioskopické – zahrnují zkoušky, zviditelňující obraz zkoušeného
materiálu na fluorescenčním stínítku – rentgenoskopie.
C)
Metody ionizační – spočívají v registraci prošlé intenzity záření zkoušeným
materiálem indikátorem záření, založeným na principu ionizace.
7.1 Zkouška prozařováním rentgenovým zářením a gama zářením
Je založena na schopnosti krátkovlnného záření pronikat materiálem, na jeho zeslabení absorpcí v materiálu a na jeho působení na citlivou vrstvu fotografického filmu. Zeslabení intenzity záření závisí na hustotě zkoušeného předmětu a na jeho tloušťce (obr.16). Je-li v předmětu vnitřní vada (póry, ztaženiny a znečištěniny v odlitcích, výkovcích, svarech apod.), je v tomto místě skutečná tloušťka kovu menší o rozměr vady ve směru záření (obr.17). Hustota materiálu v místě vady je také menší, a proto je intenzita záření v místě vady zeslabována méně než v jejím okolí. Na film umístěný na opačné straně předmětu dopadne v místě vady záření o větší intenzitě. Vada se tedy projeví na vyvolaném snímku (rentgenogram, gamagram) jako tmavá vrstva na světlejším pozadí. Princip zkoušky je na obr.18
Rentgenový přístroj v ochranném krytu vysílá
svazek paprsků přes filtr a clonu na zkoušený předmět. Části, které nemají být ozařovány, jsou kryty olověnou maskou. Těsně za zkoumaným předmětem je kazeta s
23
filmem. Aby bylo možno vadu zjištěnou na snímku nalézt také na skutečném předmětu, používáme olověných písmen nebo značek. Jejich poloha se na předmětu trvale označí a na snímku je lze velmi dobře přečíst, neboť jsou proti ostatnímu obrazu velmi světlé. Kromě toho na stranu předmětu přivrácenou ke zdroji záření přikládáme měrku (drátky) s různě odstupňovanými průměry k určení dosažené rozeznatelnosti vad. Dosaženou rozeznatelnost udáváme v procentech prozařované tloušťky a bývá od 1 do 2%.
Obr.16 Rentgenové záření závislost prozáření na hustotě materiálu a na tloušťce materiálu
Obr.17 Rentgenové záření - vada v materiálu
Obr.18 Princip zkoušky rentgenovými paprsky
24
Při zkoušce rentgenovým zářením používáme rentgenové přístroje, v poslední době se začínají používat betatrony. Při zkoušce gama zářením používáme radioaktivních zdrojů přirozených (radia, radonu) nebo umělých (radioaktivní kobalt Co 60, tantal Ta 182 apod.). Příklad uloženi radioizotopu kobaltu je na obr.19.
Obr.19 Přístroj na prozařování materiálu radioizotopy
Porovnáme-li rozeznatelnost vad při použití rentgenového záření a gama záření, zjistíme, že u ocelí do tloušťky asi 55 mm dává zkouška rentgenem lepší výsledky. Od této tloušťky je rozeznatelnost vad při obou metodách prakticky stejná. Pro materiály větší tloušťky je u zkoušky rentgenovým zářením zapotřebí velmi vysokých napětí, nebo se používá betatronů. Častěji však u materiálů větších tlouštěk používáme gama záření.
Jeho
předností
je
snadné
přemisťování
zkušebního
zařízení.
Na pracovištích s rentgenovými přístroji a radioaktivními látkami je nutno zachovávat bezpečnostní předpisy, aby pracovníci i pomocný personál neutrpěli újmy na zdraví. Platí zde ČSN 34 1720 a ČSN 34 1730.
25
RTG Přístroje
Obr.20 RTG přístroje SITE X od firmy ICM (Belgie)
Obr.21 Mobilní RTG přístroj SEIFERT Typ ERESCO 200 MF
Obr.22 RTG zkouška svaru s přímým zářičem Ir 192 a přístrojem GAMMAMAT
26
Obr.23 Zjišťování vad prozařováním v odlitcích a ve svarech RTG přístrojem PHILIPS MG 452
7.2 Hodnocení výsledků prozařování Prvním předpokladem hodnocení radiogramu je znalost dosažené rozeznatelnosti. Podle ČSN 01 5010 Zjišťování vad materiálu prozařováním se používají pro stanovení jakosti radiogramu drátkové měrky. Pro stanovení rozměru vad ve směru záření se používá měrek drážkových s odstupňovanou hloubkou drážky, tzv. defektometrů dle ČSN 05 1309. Vyhodnocovanému radiogramu je přidělen jakostním stupeň nebo je stav výrobku popsán. Hlavní zásady hodnocení vadnosti kovových materiálů jsou uvedeny v ČSN 01 5010, ČSN 05 1150, ČSN 42 1240, ČSN 05 0309, ČSN 05 1305 a ČSN 05 1306.
Obr.24 Drátová měrka
27
8. MATERIÁL A METODY ZPRACOVÁNÍ
8.1 Popis prostředí a práce v programu After Effect Adobe After Effects je nástroj k efektivní produkci filmové grafiky a vizuálních efektů pro film, video, multimedia, a web a to jak v 2D i 3D prostorech. Adobe After Effects úzce spolupracuje s Adobe Photoshop, Illustrator a Premiere.
8.1.1 Popis pracovní plochy
Obr.25 Pracovní plocha programu After Effect
1.
Vrstva je umístěna v kompozici, v časové ose.Vedle časové osy máte o vrstvě informace.
2.
Kompozice.Zde máte časovou osu a vrstvy.
28
3.
Projekt. Zde máte vložené fotky, videa kompozice atd. Po stisknutí F3 se vám objeví nastavení efektů.
4.
Lišta. Na ní naleznete informace o všem. Můžete si tam nastavit pracovní pole atd.Tudy se importuje a exportuje.
5.
Pracovní okno. Zde vidíte všechno co děláte (masky, vrstvy, kompozice…)
6.
Seznam efektů a animací. Můžete tady vyhledávat efekty i pomocí slov.
7.
Ovládání času. Zde můžete přepnout na konec, snímek dopředu/dozadu atd..
8.2 Popis prostředí a práce v programu Photoshop
Obr.26 Pracovní plocha programu Photoshop
Úplně nahoře pod hlavní nabídkou (Soubor, Úpravy, Obraz, Vrstva, Výběr, Filtr, Zobrazení, Okna, Nápověda) je umístěna lišta volby nástrojů, ve které se zobrazují možnosti nastavení jednotlivých nástrojů programu.
Napravo vidíte panel nástrojů - odtamtud máte snadný a rychlý přístup ke všem nástrojům Photoshopu. Jsou rozděleny do čtyř základních skupin:
29
V první paletce narazíme na záložky Navigátor (standardně vybraná) a Informace.
Druhá paletka v sobě ukrývá tři záložky: Barva (standardně zvolená), Vzorník a Styly.
Třetí paletka je paletka Historie, Akce a Přednastavené nástroje.
Konečně čtvrtá paletka. Obsahuje znovu tři záložky - Vrstvy, Kanály a Cesty.
Stavový řádek. V něm se zobrazují informace o aktuálně otevřeném dokumentu.
8.3 Vlastní animace
Obr.27 Princip ultrazvukového defektoskopu
30
Obr.28 Princip zjišťování příčných vad
31
Obr.29 Princip kapilární zkoušky
Obr.30 Princip prozařování
Obr.31 Kazeta s filmem
Obr.32 Vyvolaný film s vadou
32
9. ZÁVĚR Výsledky defektoskopických zkoušek mají rozhodující význam pro ověřování správnosti technologických postupů výroby, upozorňují na nedostatky a napomáhají k odstraňování příčin výskytu vad. Nedestruktivní kontrola během provozů strojů má velký ekonomický přínos
z hlediska včasného
zjištění
únavových
změn
materiálu
kontrolovaného zařízení a zavedením tz. periodických kontrol je možno zabezpečit nezávadnou funkci stroje a předcházet tak havarijním situacím. V současnosti se v defektoskopii používají nejvíce tyto zkoušky kapilární, magnetoinduktivní zkoušky, ultrazvukové zkoušky a prozařovací zkoušky. Těmito zkouškami se zabývám ve své bakalářské práci. Základem neustále se rozvíjejících oborů je využití informačních technologií. Veškeré odvětví se bez použití počítačů neobejde. Počítače a výukové programy v dnešním školství nejsou už výjimkou. Mým úkolem bylo zhotovit interaktivní výukový program, který by objasnil problematiku defektoskopie studentům. Hlavní předností je především názornost a přehlednost tohoto programu. Všechny animace jsou konstruovány obdobným způsobem.Jejich ovládání je rovněž naprosto stejné. Obrázky ve skriptech a učebnicích nevykreslují problematiku nedestruktivních zkoušek dostatečně přehledně. Ovšem tento problém se řadí k hlavním výhodám vytvořeného programu. Proto jsem tento program, přiložil na CD-ROM. Lze tento projekt využít i při výuce na školách.
33
10. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY PTÁČEK, L. Nauka o materiálu. Brno: CERM, 2003, 516 s. ISBN: 80-7204-283-1 MÍŠEK, B. a PTÁČEK, L. Defektoskopie a provozní diagnostika. Skriptum FS VUT, Brno: Nakladatelství VUT v Brně, 1992. VELES, P. Mechanické vlastnosti a skúšanie kovov. Bratislava: ALFA, 408 s. ISBN: 063-552-89 MÍŠEK, B. a PTÁČEK, L. Zkoušení materiálů a výrobků bez porušení. Praha: SNTL, 1973.
Internetové zdroje informací:
http://www.defektoskopie.cz/ http://www.pbsvb.cz/sub1_7.php http://www.technotest.cz/www/0010.M.index.htm http://www.intestndt.cz/ http://www.testima.eu/ http://www.testinglab.cz/defekt02.php http://www.qualitest.cz/ http://www.technoservice-cz.com/index_soubory/TSE_prezentace_cz.pdf http://www.papco.cz/index.php?stranka= http://www.mujweb.cz/www/pk80/pub/st/data/st1/zk5.htm
Programy http://adobe-web.xf.cz/ http://www.illusion-pictures.cz/page.php?id=377 http://photoshop.apple-mac.cz/ http://www.photoshopbook.net/photoshop-manual/
34
11. SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Schéma postupu kapilární zkoušky Obr. 2 Pětivtiskové měrky k ověření citlivosti penetračního systému Obr. 3 Kapilární prostředky Obr. 4 Nanesena penetrační kapalina Obr. 5 Nastříkání kapilárního prostředku Obr. 6 Vada v místě svaru Obr. 7 Kapilární linky Obr. 8 Schéma rozptylového toku na povrchové vadě Obr. 9 Zkouška rozptylovými toky Obr. 10 Magnetoinduktivní zkouška Obr. 11 UM 8 (8/42)- fy.HELLING Obr. 12 Zdroj MagiScop 6000 A AC/DC Obr. 13 Odrazová metoda Obr. 14 Přístrojové vybavení Obr. 15 Způsoby zkoušení Obr. 16 Rentgenové záření Obr. 17 Rentgenové záření - vada v materiálu Obr. 18 Princip zkoušky rentgenovými paprsky Obr. 19 Přístroj na prozařování materiálu radioizotopy Obr. 20 RTG přístroje SITE X od firmy ICM (Belgie) Obr. 21 Mobilní RTG přístroj SEIFERT Typ ERESCO 200 MF Obr. 22 RTG zkouška svaru s přímým zářičem Ir 192 a přístrojem GAMMAMAT Obr. 23 Zjišťování vad prozařováním v odlitcích a ve svarech Obr. 24 Drátová měrka Obr. 25 Pracovní plocha programu After Effect Obr. 26 Pracovní plocha programu Photoshop Obr. 27 Princip ultrazvukového defektoskopu Obr. 28 Princip zjišťování příčných vad Obr. 29 Princip kapilární zkoušky Obr. 30 Princip prozařování Obr. 31 Kazeta s filmem
35
Obr. 32 Vyvolaný film s vadou
.
36
