Zkoušení materiálu

Defektoskopie a technologické zkoušky

Zkoušení materiálů bez porušení

Zkoušení materiálů (kovů) bez porušení:

¨  Nedestruktivní zkoušky (nezpůsobují trvalou změnu tvaru, rozměrů nebo struktury):

¤ metody zkoumání struktur (výroba metalografických vzorků, optická a elektronová mikroskopie),

¤ defektoskopie (zkoušky radiologické, ultrazvukové, kapilární, elektromagnetické, apod.).





Zkoušení materiálů bez porušení

Zkoušení materiálů bez porušení – kontrola kvality (defektoskopie).

Důsledným využíváním se:

-             zachytí vadné polotovary,

-             zabrání se zbytečným pracovním operacím,

-             odhalí se skryté vady vedoucí ke snížení životnosti zařízení nebo ohrožení
bezpečnosti.







Defektoskopie

   Defektoskopie se zabývá zjišťováním vad na povrchu nebo uvnitř materiálu:

¨  Povrchové vady – vizuální zk., kapilární zk., elektromagnetické zk. (metoda magnetického prášku)

¨  Vnitřní vady – elektromagnetické zk., ultrazvukové zk., radiologické zk.

Vadou se rozumí každá odchylka, tvaru, rozměrů, hmotnosti, struktury a jiných veličin od
předepsaných norem nebo technických podmínek.

Mezi vady patří nesprávné chem. složení, trhliny, bubliny, vměstky, koroze, opotřebení apod.



Zkoušky kapilární

   K zjištění povrchových vad se využívá kapilární metody, založené na vzlínavosti kapalin













Podle detekční kapaliny:     - zkoušky barevnou kapalinou

                     - zkoušky fluorescenční kapalinou

                     - ostatní (olej, petrolej)





Zkoušky kapilární - postup

   Postup zkoušky:

-              Na očištěný a odmaštěný povrch (a) se nanese detekční kapalina (b)

-              Po dostatečně dlouhé době se přebytek kapaliny odstraní (např. opláchne, otře) (c)

-              Vyvolá se indikace nanesením vývojky (d)



    Metoda je vhodná na detekci tenkých do povrchu otevřených trhlin a prasklin.

Zkoušky ultrazvukem

   Princip je založen na použití zvukových vln – mechanických kmitů částic prostředí. V technické
praxi se využívá ultrazvukových vln frekvence > 20 kHz (pro nedestruktivní zkoušení 1 až 15 Mhz)

    Zdroje ultrazvuku pro defektoskopii – piezoelektrické.

Metody ultrazvukové defektoskopie:

-              průchodová,

-              odrazová,

-              rezonanční.





Zk. ultrazvukem – průchodová met.

   Základem je měření ultrazvukové energie, která projde předmětem.

Využívá se dvou sond na principu:

Přijímač – vysílač



Je-li v materiálu nehomogenita

do přijímače přichází menší

hodnota energie.





Zk. ultrazvukem – odrazová met.

   Odrazová metoda (OM) je nejrozšířenější. Je založena na krátkých ultrazvukových impulsech, které
se odrážejí od povrchu předmětu a vnitřních vad.

Mohou být:

-              jednosondové,

-              dvousondové.



PE - počáteční echo

KE - koncové echo

EV - echo vady







Zkoušky ultrazvukem

   Použití ultrazvukové defektoskopie:

-              zjišťování vad materiálů a výrobků,

-              měření rozměrů (tl.),

-              určování fyzikálních konstant materiálů,

-              ověřování složení a struktury materiálu.



Vyhody :

¨  metoda je rychlá, jednoduchá a přesná, vhodná i pro velké tloušťky (nízký útlum)

Nevyhody :

¨   opracovaný povrch zkoušeného vzorku







Zkoušky radiologické

   Metody prozařovací, využívající pronikavého záření:

-              rentgenového,

-              gama záření,

-              neutronového záření.

    Jako zdroje záření slouží rentgeny, betatrony (lineární urychlovače), radioizotopy (Co60,
Cs137).

•    Metody radiografické (obraz zkoušeného materiálu se zachycuje na fotografický film)

•    Metody radioskopické (obraz zk. materiálu se zachycuje na fluorescenčním stínítku)

•    Metody ionizační (využívá se ionizační komory)





Zkoušky rentgenovými paprsky

   Rentgenové záření je elektromagnetické vlnění (podle vlnové délky je zařazujeme za ultrafialové
vl. Směrem ke kratším vlnovým délkám).



Zdroj záření - rentgenka





Zkoušky rentgenovými paprsky

   Princip zkoušky: při průchodu materiálem dochází k zeslabování intenzity rtg. paprsků. Zjišťují
se tak dutiny, staženiny nebo vměstky.



   Na základě charakteristiky rtg. záření se dá studovat mikrostruktura nebo chemické složení
materiálu.







Zkoušky technologické

¨ Technologické zkoušky slouží k ověření vhodnosti použití materiálu k dané technologické operaci
(obrábění, tváření, svařování, ..).

¨  U technologických zkoušek se většinou ověřují jen porovnávací hodnoty: materiál je vhodný, není
vhodný k použití.

¨  Popis k provádění zk. bývá často předepsán normou, aby byla zajištěna reprodukovatelnost zk.



Zkoušky technologické

Zkoušky za studena:

•               Zkouška lámavosti (ploché, kruhové tyče)

•               Zkouška pěchováním (šrouby, nýty)

•               Zkoušení plechů (zk. dle Erichsena)

•               Zkouška kroucením (dráty)









              zk. Lámavosti       zk. dle Erichsena



Zkoušky technologické

Zkoušky za tepla (ohřev na 800-1000°C):

•               Zkouška děrováním a rozštěpením (ploché tyče)

•               Zkouška rozkováním (tyče)

•               Zkoušení ohybem (tyče)

•               Zkouška děrováním (plechy)

Sleduje se vznik trhlin.



         zk. děrováním

         a rozštěpením

Zkoušky technologické

1) Zkoušky svařitelnosti:

Svařitelnost zaručená – svařitelnost obtížná.

Zkouška návarová ohybem





2) Zkoušky slévatelnosti

Curyho zk. zabíhavosti

pro šedou litinu.

Závěr

Literatura:

[1] Pokluda, J., Kroupa, F., Obdržálek, L.: Mechanické vlastnosti a struktura pevných látek. PC-DIR
spol. s r.o., Brno, 1994, 385s.

[2] Vondráček, F. Materiály a technologie I a II, 1985, 243+244s.

[2] Ptáček a kol. Nauka o materiálu I a II. CERM, 2003, 520+396 s.

[3] Hluchý, M., Kolouch, J. Strojírenská technologie 1. Scientia, 2007, 266 s.

[4] internet <http://ime.fme.vutbr.cz/vyukazs.html>

[5] internet < http://ime.fme.vutbr.cz/studijni opory.html >