METODE NEDISTRUCTIVE PENTRU EVALUAREA INTEGRITATII STRUCTURILOR

Transcription

1 METODE NEDISTRUCTIVE PENTRU EVALUAREA INTEGRITATII STRUCTURILOR Conf. dr. ing Cristian PETRE

2 Structura curs/laborator 4 ore (2 + 2) la fiecare 2 saptamani Prima parte : prezentari teoretice Partea a II-a : teste in laborator Tema de casa: 1 referat privind una din metodele prezentate (documentare, stadiu actual, incercari, rezultate, perspective, etc). Se prezinta in fata colegilor in ultima saptamana ( min.)

3 BIBLIOGRAFIE CURS A. Mihai, M. Voicu, F. Stefanescu, G. Neagu, St. Funar, Introducere in Defectoscopia Nedistructiva, Ed. Printech, 2008 E. Nastase, Defectoscopie ultrasonica fizica si tehnica, Ed. Tehnica, 1980

4 CURSUL 1 Integritatea unei structuri (Structure Integrity) Controlul SI Metode de evaluare a SI (prezentare generala)

5 De ce controlam o structura? Verificam calitatea unei piese Sisteme de Management al Calitatii (ISO, Kaizen, 6Sigma, etc) Defecte, neconformitati, imperfectiuni Cunoasterea tipurilor de defecte Identificarea defectelor Masurarea formei si volumului Estimarea tendintei de a evolua in timp Compararea caracteristicilor produsului afectat Decizia privind acceptabilitatea defectelor detectate Analiza produsului declarat neconform

6 CE ESTE DEFECTOSCOPIA? Defectoscopia este ştiinţa care se ocupă cu definirea, caracterizarea, măsurarea şi detectarea defectelor (discontinuităţilor) materialelor. Defectul reprezintă abaterea de la formă, dimensiune, aspect, continuitate, structură, prescrise în documentaţia tehnică a produsului sau în standarde.

7 DEFECTELE MATERIALELOR METALICE Unde apar discontinuitati? - in procesul de elaborare a materialului (turnare); - in procesul de fabricaţie a pieselor (forjare, laminare, sudură, tratament termic); - in funcţionare, ca urmare a solicitărilor complexe la care este supus materialul.

8 DEFECTELE MATERIALELOR COMPOZITE Deteriorarea cu cea mai mare pondere în modul de cedare progresivă a materialelor stratificate este delaminarea

9 DEFECTELE MATERIALELOR dezlipirea de matrice a fibrelor orientate pe direcţii diferite de cea de încărcare fisurarea matricei (ruperea interlaminară) creşterea golurilor din matrice desprinderea de matrice a fibrelor orientate pe direcţia încercării ruperea fibrelor COMPOZITE

10 DEFECTELE MATERIALELOR COMPOZITE

11 DEFECTELE MATERIALELOR COMPOZITE Tipuri de defecte specifice materialelor lipite Defecte specifice materialelor acoperite

12 Acceptam defecte? Defect = neindeplinirea unei cerinte referitoare la o utilizare intentionata sau specificata (ISO 9000:2001) Defect Neconformitate (d.p.d.v. al raspunderii juridice pentru produs) Produse bune (nu au defecte) ; Produse neconforme (au cel putin 1 defect) Produse cu neconformitati recuperabile (defectele se pot indeparta) ; Produse cu neconformitati nerecuperabile (cel putin 1 defect nu se poate indeparta rebut) Defecte acceptabile si defecte inacceptabile (analiza comportarii in exploatare; analiza de risc) Incertitudinea masurarii defectelor

13 Metode de testare a produselor Incercari distructive Incercari mecanice (de rezistenta): tractiune, compresiune, flambaj, incovoiere, forfecare, rasucire Incercari la soc Incercari la solicitari variabile sau ciclice Incercari la fluaj (deformarea in timp) Incercari pentru determinarea duritatii materialelor Incercari tehnologice (aprecierea gradului de prelucrabilitate) Incercari nedistructive

14 METODE DE CONTROL NEDISTRUCTIV Metoda de examinare nedistructivă = metoda de examinare/încercare, care permite obţinerea de informaţii critice sau de altă natură asupra defectelor, anomaliilor, deformaţiilor geometrice sau a stării fizice ale obiectului controlat prin mijloace care nu alterează capacitatea de utilizare a acestuia. Controlul nedistructiv este util atât pentru depistarea unor defecte de fabricaţie ale unor piese cât şi a defectelor dobândite după un timp, în funcţionare

15 Metode de Evaluare Nedistructiva EXAMINAREA OPTICO-VIZUALA (Visual( Testing) - cu ochiul liber,, in conditiile iluminarii optime a obiectului examinat; - cu instrumente sau aparate optice (lupe, microscoape) - aprox.. 70% din defecte se pot identifica (de forma, dimensionale,, de suprafata fisuri, pori) EXAMINAREA CU PULBERI MAGNETICE (Magnetic( Testing) - detectarea discontinuitatilor feromagnetice cu ajutorul pulberilor magnetice care se acumuleaza in zona acestora) - pentru piese din materiale care se magnetizeaza

16 Metode de Evaluare Nedistructiva EXAMINAREA CU LICHIDE PENETRANTE (Penetrant( Testing) - lichidul penetrant patrunde usor in spatii capilare, depunandu-se pe suprafata de examinat - fisurile, porii sunt semnalate prin depunerea unui material absorbant (developant) EXAMINAREA CU CURENTI TURBIONARI (Eddy( Curent Testing) - un camp magnetic variabil interactioneaza cu piesa, discontinuitatile din material producand perturbatii asupra curentilor turbionari indusi - pentru produse cu lungime mare

17 Metode de Evaluare Nedistructiva EXAMINAREA PRIN RADIOGRAFIERE (Radiography Testing) - radiatiile strabat piesa si interactioneaza cu defectele, informatiile fiind valorificate pe un ecran sau pe un film radiografic - radiatii X pentru piese cu grosimi mici (sub 30 mm); radiatii γ pentru grosimi mai mari (pana la 600 mm) EXAMINAREA PRIN EMISIE ACUSTICA (Accoustic( Emission Testing) - intr-o structura supusa unei solicitari, energia de deformatie se manifesta prin vibratii de natura mecanica - se detecteaza, inregistreaza si analizeaza comportamentul materialului in timpul solicitarii

18 Metode de Evaluare Nedistructiva EXAMINARE PRIN TERMOGRAFIE IN INFRAROSU (Infrared Thermography) - o discontinuitate determina o anomalie de distributie a fluxului termic, respectiv de temperaturi in materialul examinat - termografiere = obtinerea unei imagini termice a obiectului ; termometrie = masurarea temperaturii - termografierea in infrarosu: detectarea de la distanta a radiatiei emise de un produs, informatiile sunt transformate intr-o imagine vizibila, pe care se pot evidentia eventualele discontinuitati - domenii de utilizare: : medical (zonele( cu celule canceroase), constructii (deteriorari de acoperisuri, fatade,, zone defecte in conducte), energetica (mentenanta instalatiilor electrice), ecologie (evaluarea gradului de poluare a apelor si a aerului, identificarea focarelor de incendii)

19 Metode de Evaluare Nedistructiva EXAMINAREA CU ULTRASUNETE (Ultrasounds Testing) - control cu US, respectiv vibratii mecanice in domeniul 0,5-30 MHz - caracteristicile mediului : viteza de propagare (dependenta de densitate si modulul de elasticitate) - la interfata a doua medii, undele se reflecta si se refracta - se pot investiga defecte in piese,, se pot masura grosimi - in ultimii ani tehnicile de NDE (non( non-destructive evaluation) prin US au cunoscut o puternica dezvoltare

20 Comparatie intre Evaluarile Distructive si cele Nedistructive Teste distructive Teste nedistructive Avantaje - Masuratori directe si cantitative - Corelatii directe intre masuratori si proprietatile materialului Limitari - Necesitatea corelatiilor intre esantioanele testate si piese - Un singur test poate masura putine proprietati - Testarea in functionare nu este posibila - Pregatirea esantioanelor de test este costisitoare - In general necesita timp mai mult Limitari - Masuratorile sunt indirecte si reliability urmeaza a fi verificata - In mod usual, sunt masuratori calitative, dar pot fi si apreciate cantitativ - Se cere pregatire adecvata si experienta pentru interpretarea rezultatelor Avantaje - Testele sunt efectuate pe piesele reale - Pot fi masurate multe proprietati - Posibila evaluarea in functionare - Se pot efectua verificari repetate in aceeasi perioada de timp - Nu necesita pregatire speciala - Cele mai multe teste se fac rapid.