Badania nieniszczące to grupa metod wykrywania nieszczelności lub innych wad materiałowych w gotowych wyrobach. Dzięki nim możliwe jest szybkie wykrycie nieciągłości lub porowatości spoin i nie tylko. Na czym dokładnie polegają badania penetracyjne?
Badania nieniszczące, jak wskazuje sama nazwa, nie wymagają zniszczenia lub odkształcenia badanej próbki – jak jest w przypadku badań niszczących, które pozwalają bezpośrednio określić właściwości materiałowe na przykład metalu (udarność, wytrzymałość na rozciąganie i inne). Badania penetracyjne są jedną z metod badań, które pozwalają ocenić, czy gotowy element – komora maszyny czy rurociąg albo konstrukcja spawana – spełniają wymogi i czy ich dopuszczenie do użytku jest możliwe. Sposób działania tej metody jest bardzo prosty, ale zarazem skuteczny.
Badania penetracyjne – jedna z najstarszych metod wykrywania wad materiałowych
Badania penetracyjne to jedna z najpowszechniej stosowanych metod analizy powierzchniowej – nie pozwala na wykrycie wad wewnątrz materiału (na przykład elementów kutych, walcowanych czy odlewanych). Jest to możliwe tylko w sytuacji, gdy te są bezpośrednio połączone z defektami na zewnątrz badanego materiału. Jest najczęściej wykorzystywana do badań materiałów niemagnetycznych:
- polimerów;
- szkieł;
- stali austenitycznych;
- stopów żaroodpornych i żarowytrzymałych;
- stopów cynku, miedzi, tytanu i innych metali niemagnetycznych.
Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, by badania penetracyjne były używane także do analizy materiałów magnetycznych, jednak w ich przypadku częściej wykorzystuje się metodę magnetyczno-proszkową MT. Jedną z firm oferujących nieniszczące badania penetracyjne jest Technic Control.
Na czym polega badanie PT – penetracyjne?
Ta metoda badań wizualnych zakłada przygotowanie cieczy (zazwyczaj wody) z dodatkiem odpowiedniego penetranta – barwnego lub fluorescencyjnego. Możliwe jest badanie penetracyjne spoin lub samej powierzchni.
Ciecz, która wykorzystywana jest do badania, ulega zjawisku włoskowatości – barwny penetrant wnika w nieszczelności, pęknięcia i szczeliny badanego materiału. Po upływie pewnego czasu penetrant pozostały na powierzchni jest usuwany (za pomocą zmywacza i czyściwa). Dzięki temu pozostaje na badanej powierzchni tylko w miejscach, w których znalazł się on poniżej powierzchni badanego materiału, czyli wszelkich zagłębieniach.
Ostatnim etapem badania jest użycie wywoływacza, który reaguje z pozostałym penetrantem i na zasadzie kontrastu pokazuje miejsca, w których znajdują się wady powierzchniowe.
Zastosowanie badań penetracyjnych PT
Ta technika badań może być wykorzystywana do badania naprawdę wielu materiałów – z wyłączeniem porowatych (w ich przypadku ta cecha uniemożliwi rzetelne wykonanie analizy). Badania szczelności metodą penetracyjną pozwalają na szybkie wykrycie powierzchniowych:
- rys i wgłębień;
- pęknięć i porów w spoinach oraz elementach odlewanych;
- innych uszkodzeń powstałych w trakcie obróbki cieplnej lub mechanicznej.
Badania penetracyjne to metoda nieskomplikowana, szybka, ekonomiczna i skuteczna (w przypadku wad powierzchniowych). Niestety wymaga przygotowania powierzchni przed badaniem i jej oczyszczenia po wykonaniu badań penetracyjnych. Takie badania należy też przeprowadzać z zastosowaniem odpowiednich środków ochrony osobistej – preparaty wykorzystywane w badaniach penetracyjnych często wydzielają toksyczne opary.
Istotne jest też zachowanie odpowiedniej temperatury pomiarów (w zakresie od 10°C do 40°C – w innym razie konieczne będą inne odczynniki i przygotowanie przedmiotu do badań) oraz doświadczenie w przeprowadzaniu całego procesu i interpretacji wyników badań.
Badania penetracyjne to jedna z najtańszych i najszybszych metod wykrywania nieciągłości powierzchniowych. Choć sama metoda nie wykorzystuje skomplikowanych mechanizmów i zjawisk, to jej poprawne przeprowadzenie i interpretacja wyników wymagają zarówno wiedzy, jak i doświadczenia. Ta metoda badań NDT (nieniszczących) może być wykorzystywana do badania niemal każdego materiału, o ile nie jest on porowaty.
