VT, PT, MT, RT, UT – oto metody badań nieniszczących, z którymi mamy do czynienia w spawalnictwie. Czym właściwie są i do czego mają zastosowanie? Jakie mają ograniczenia? Czy zastanawiałeś/aś się kiedyś, kto decyduje o wyborze danej metody badań nieniszczących? W artykule odpowiemy na wszystkie te pytania.
UWAGA: SGS Polska nie świadczy już usług z zakresu certyfikacji personelu NDT.
Badania spoin – rodzaje
Badania spoin dzielimy na dwie grupy:
- badania nieniszczące NDT (ang. Non Destructive Testing)
- badania niszczące DT (ang. Destructive Testing)
Czym się różnią badania nieniszczące NDT i badania niszczące DT?
Jak sama nazwa wskazuje, podczas badań nieniszczących nie naruszamy struktury złącza spawanego. Natomiast podczas badań niszczących DT niszczymy złącze. Badania niszczące spoin możemy często spotkać podczas kwalifikowania technologii spawania. Są to między innymi badania makroskopowe przekroju złącza spawanego, próba łamania, próba rozciągania. Do badań niszczących zaliczamy również badania twardości, gdyż w pewnym, choć niewielkim stopniu uszkadzamy nieodwracalnie powierzchnię materiału badanego.
Badania NDT – co to jest?
Badania nieniszczące NDT polegają na ocenie złącza spawanego bez naruszenia jego struktury. Badania NDT pozwalają na wykrycie niezgodności spawalniczych znajdujących się na powierzchni spoiny (od strony lica i grani) poprzez badania wizualne VT, badania penetracyjne PT czy badania magnetyczno-proszkowe MT. Badania NDT pozwalają też na wykrycie niezgodności spawalniczych znajdujących się wewnątrz spoiny poprzez badania radiograficzne RT oraz badania ultradźwiękowe UT.
Do badań nieniszczących należą zarówno badania, z którymi spotykamy się na co dzień, np. VT, jak również takie, o których istnieniu dowiadujemy się, dopiero zgłębiając bardzo temat badań nieniszczących, jak np. badanie prądami wirowymi ET (Eddy-current Testing).
Badania NDT – metody
Norma PN-EN ISO 9712 wyróżnia aż 10 metod badawczych. W tym artykule skupimy się na omówieniu najważniejszych metod badań NDT wykorzystywanych w spawalnictwie:
- badania wizualne VT (Visual Testing),
- badania penetracyjne PT (Penetrant Testing),
- badania magnetyczno-proszkowe MT (Magnetic Particle Testing),
- badania ultradźwiękowe UT (Ultrasonic Testing),
- badania radiograficzne RT (Radiographic Testing),
- badania szczelności LT (Liquid penetrant Testing),
- badania prądami wirowymi ET (Eddy-current Testing).
Poniżej znajdziesz dokładny opis każdej metody badawczej.
Badania wizualne VT
Badania wizualne VT stanowią podstawową i zarazem najprostszą metodę oceny spoin pod kątem występowania w niej zewnętrznych niezgodności spawalniczych występujących od strony lica i grani spoiny. Badania wizualne VT wykorzystują promieniowanie elektromagnetyczne – czyli światło widzialne. Badania wizualne VT muszą być zawsze stosowane jako pierwszy krok kontroli jakości po spawaniu. Dlaczego? Przy badaniach VT możemy wykryć szeroki zakres niezgodności i od razu skierować spoinę do naprawy.
Badania penetracyjne PT
Badania penetracyjne PT spoin wykorzystują zjawisko kapilarności – czyli wnikanie materiału penetrantu do wąskich i trudnodostępnych przestrzeni wbrew sile grawitacji. Wykrycie umiejscowienia nieciągłości możliwe jest dzięki użyciu wywoływacza, który wyciąga penetrant z nieciągłości i ukazuje jej miejsce. Badania penetracyjne PT można wykorzystać do badania spoin zarówno na materiałach metalicznych, jak i niemetalicznych. Badania penetracyjne PT są wykorzystywane głównie dla materiałów niemagnetycznych, gdzie nie można zastosować badania MT. Głównym ograniczeniem metody jest porowatość powierzchni materiału. Dlaczego? W przypadku porowatego materiału penetrant wnika w porowatą strukturę materiału, przez co możemy otrzymać zakłócone wyniki.
Badania magnetyczno-proszkowe MT
Badania magnetyczno-proszkowe MT są wykonywane na materiałach ferromagnetycznych. Są one często wykorzystywane na elementach konstrukcji stalowych. Główną zaletą badań magnetyczno-proszkowych MT jest brak konieczności dokładnego przygotowania badanej powierzchni. Badania magnetyczno-proszkowe MT polegają na ukazaniu miejsc i wielkości niezgodności spawalniczych dzięki namagnesowaniu elementu badanego oraz skupieniu się proszku ferromagnetycznego wokół niezgodności spawalniczych.
Badania ultradźwiękowe UT
Badania ultradźwiękowe UT pozwalają na wykrycie wewnętrznych niezgodności występujących w spoinach. Badania ultradźwiękowe UT bazują na zjawisku rozchodzenia się fali ultradźwiękowej w materiale oraz rejestracji odbicia fali ultradźwiękowej od niezgodności spawalniczych. Badania ultradźwiękowe UT skutecznie wykrywają niezgodności płaskie takie jak pęknięcia, braki przetopu czy przyklejenia.
Badania rentgenowskie RT
Badania rentgenowskie RT wykorzystują promieniowanie rentgenowskie X bądź promieniowanie ɣ powstające w wyniku rozpadu pierwiastków promieniotwórczych. Głównym wymaganiem przy wykonywaniu badań rentgenowskich RT jest konieczność obustronnego dostępu do badanej spoiny. Przy użyciu badań rentgenowskich RT możliwe jest wykrycie takich niezgodności spawalniczych jak brak przetopu, pęcherze gazowe, wtrącenia, pęknięcia, podtopienia czy wycieki.
Badania szczelności LT
Badania szczelności LT polegają na wykorzystaniu podciśnienia oraz zjawiska przenikania gazu z przestrzeni z wyższym ciśnieniem do przestrzeni z niższym ciśnieniem. Metodę badań szczelności wykorzystuje się w zbiornikach bądź rurociągach.
Badania prądami wirowymi ET
Badania prądami wirowymi ET są stosowane do wykrywania niezgodności powierzchniowych i podpowierzchniowych w spoinach, wykorzystując zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Prądy wirowe to prądy indukcyjne powstające w materiale przewodzącym prąd na skutek oddziaływania zmiennego pola magnetycznego.
Badania NDT – podział
Metody badań nieniszczących możemy także podzielić pod kątem niezgodności spawalniczych ze względu na ich położenie w materiale na:
- powierzchniowe – wykrywane na powierzchni złącza spawanego lub do 2 mm w głąb materiału – w skład których wchodzą badania VT, badania PT, badania MT oraz badania ET;
- objętościowe – wykrywane wewnątrz złącza spawanego, a nie widoczne na jego powierzchni – w skład których wchodzą badania RT, badania UT.
Badania NDT – jaką metodę wybrać?
Często to, jakie badania nieniszczące trzeba wykonać, zależy od klienta. W umowie lub Planie Kontroli i Badań precyzuje się metodę badań nieniszczących NDT oraz ich zakres – np. 100% VT, 10% MT i 5% RT. Może się jednak zdarzyć, że klient nie określa jasno, jakie badania i w jakim zakresie będą wymagane. Zamiast tego powołuje się na normę wyrobu. Tutaj chcielibyśmy przybliżyć dwa przypadki, z którymi można się często spotkać.
- Badania na ciśnieniowych rurociągach przemysłowych, gdzie powołać się można na normę PN-EN 13480-5, która precyzyjnie określa, jakie badania należy wykonać w zależności od grupy materiałowej, klasy rurociągu czy rodzaju spoiny.
- Badania konstrukcji stalowych, gdzie przywołana jest norma PN-EN 1090-2 i klasa konstrukcji – na przykład EXC3. Wtedy można otworzyć normę na tabeli 24 i analizując konstrukcję, zobaczyć, jaki zakres dodatkowych badań nieniszczących NDT wykonać. Należy tutaj zaznaczyć, że zgodnie z p. 12.4.2.3 normy PN-EN 1090-2 wszystkie spoiny muszą mieć wykonane badania wizualne VT na całej długości.
Co zrobić w przypadku, jeżeli klient lub norma wyrobu nie narzuca konkretnego rodzaju badania? Jeżeli sam/a musisz zdecydować, którą metodę badawczą wybrać – najlepiej zacznij od analizy kilku kwestii:
- analizy materiału, z którego wykonane jest złącze,
- obciążeń, jakie mogą w danym złączu występować oraz jego odpowiedzialności,
- procesu spawania, którym została dana spoina wykonana,
- warunków, w jakich spoina była wykonywana.
Na podstawie zebranych informacji dobierz najlepsze metody badań nieniszczących pod konkretny przypadek. Wybierając daną metodę badań nieniszczących spoin, zależy nam, żeby Wytwórca miał pewność, że spełnił wszystkie wymagania wynikające z norm, jak również, żeby miał pewność, że jego produkt spełni oczekiwania klienta. Miej również na uwadze, że każda metoda badań nieniszczących ma swoje ograniczenia.
