Download Radiographic non destructive testing article and more Lab Reports Radiography in PDF only on Docsity!
BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
Doğa Bilimleri, Mimarlık ve Mühendislik Fakültesi Metalürji ve Malzeme Mühendisliği
TAHRİBATSIZ MUAYENE DENEY FÖYÜ
Manyetik Parçacık ile Muayene Deneyi (Deney No: 1a)
Ultrasonik Muayene Deneyi (Deney No: 1b)
Radyografik Muayene Deneyi (Deney No: 1c)
Sıvı Penetrasyon Tekniği ile Muayene Deneyi (Deney No:1d)
Yrd. Doç. Dr. İsrafil KÜÇÜK
Arş. Gör. Taha Yasin EKEN
100/2000 YÖK Doktora Bursiyeri Hurşit Sefa AYDIN
2017 - 2018 Akademik Yılı Bahar Dönemi Malzeme Proses Laboratuvarı II Dersi Deney No: 1a-1b-1c-1d
TAHRİBATSIZ MUAYENE
Malzemenin kullanım amacı için gerekli olan özelliklerine hasar vermeden gerekirse malzemenin bütününün muayenesini yapan mühendislik disiplinine tahribatsız muayene yöntemleri denir. Tahribatsız muayene işlemi literatürde “Non-Destructive Testing (NDT)” veya “Non-Destructive Inspection (NDI)” şeklinde geçer. Tahribatsız muayene, incelenen bölgedeki hataların nereden kaynaklandığını bulan, üretimin tamamlayıcı son kısmıdır. Kalite kontrolün en önemli bölümüdür, dolayısıyla üretilen malzemenin güvenirliğini artırır. İçyapının daha güvenilir şekilde incelenmesi ve dış yüzeydeki süreksizliklerin giderilmesi için tahribatsız muayene yöntemlerinin doğru bir şekilde uygulanması gerekir. Tahribatsız muayene, parça üzerinde hiçbir hasar veya iz bırakmadan uygulanır ve deney sonucunda parçanın hata içerip içermediği raporlanır [ 1 ]. Deney No: 1a Deneyin Adı: Manyetik Parçacık ile Muayene Yöntemi Deneyin Amacı: Manyetik özellik gösteren parçaların manyetik parçacıklarla tahribatsız olarak muayenesi hakkında bilgi vermek ve yöntemi tanıtmak Teorik Bilgi Manyetik parçacık ile muayene deneyi kullanım alanı en yaygın olan tahribatsız muayene yöntemlerinden birisidir çünkü hem deney hızlı bir şekilde uygulanabilir ve uygulaması kolaydır hem de yüzey hazırlama işlemleri diğer tahribatsız muayene yöntemlerine kıyasla riskli değildir. Bu metotta parçanın içindeki çatlak veya çentikleri belirleyebilmek için manyetik alan ve küçük manyetik parçacıklar (örneğin; demir tozu) kullanılır. Fakat muayene edebilmenin tek şartı incelenen parçanın ferromagnetik (mıknatıslanabilir malzeme) olmasıdır. Örnek olarak demir, nikel, kobalt ve bunların bazı alaşımları verilebilir. Bir manyetik çubuğun içinde ve etrafında manyetik bir alan bulunur. Bu manyetik alandan geçen ve manyetik çizginin çıktığı veya girdiği yerlere “kutup” adı verilir (manyetik çizgilerin çıktığı yere kuzey kutbu, pozitif kutup (N), girdiği yere güney kutbu (S), negatif kutup, adları verilir). Şekil 1’de böyle bir manyetik çubuk ve manyetik alan temsili olarak gösterilmiştir. Şekil 1. Manyetik alan ve çizgileri temsili olarak gösterilen bir manyetik çubuk [2]. Eğer mıknatıslanmış bir çubuk uzunluk olarak tam ortasından ikiye ayrılırsa iki adet mıknatıslanmış çubuk manyetik kutuplarıyla birlikte oluşur. Eğer mıknatıslanmış çubukta
olabilir. Sonuç olarak, sıcak çalışma koşullarının dışında kuru yöntem genelde tercih edilmeyen bir yöntem olarak bilinir.
- Islak yöntem: Manyetik tozların taşıyıcı bir sıvıyla uygulandığı yöntemdir. 60 °C sıcaklığa kadar çalışılabilir. Bu sıcaklığın üzerinde buharlaşma olduğundan çalışma sıcaklığı sınırlaması vardır. Islak yöntemle daha küçük süreksizlikler örneğin yüzeyden 0,02 mm derinlikteki yorulma ve taşlama çatlakları algılanabilir. Tozlar ıslak olduğunda çok daha fazla hareket yeteneği kazandıklarından pürüzlülüğü fazla olan yüzeylerde başarı ile uygulanırlar. Taşıyıcı sıvılar su ve düşük viskoziteli (akışkan) parlama noktası yüksek petrol türevi maddelerdir. Döküm, dövme veya kaynakla imalat gibi birçok üretim yöntemi sonucu meydana gelen hataları saptamak için manyetik parçacık ile muayene yöntemi kullanılır. Havacılık, otomotiv, petrokimya, enerji üretimi ve inşaat sektörü gibi endüstrinin birçok alanında manyetik parçacık ile muayene yöntemi kullanılır [3]. Bu alanlarda uygulaması sırasında ASTM, EN ISO ve müşteri taleplerine (standartların belirttiği minimum kriterler üzeri talepler) göre muayene değerlendirmesi yapılır. İlgili standartlar çerçevesinde seviye 1,2 ve 3 sertifikasyonu yapılır. Kullanılan TS EN ISO Standartları TS EN ISO 9934- 1 “Tahribatsız muayene - Manyetik parçacık muayenesi - Bölüm 1: Genel ilkeler” , TS EN ISO 9934- 2 “Tahribatsız muayene - Manyetik parçacık muayenesi - Bölüm 2: Tespit ortamı” , TS EN ISO 9934- 3 “Tahribatsız muayene-Manyetik parçacıkla muayene-Bölüm 3: Teçhizat”, TS EN ISO 17638 “Kaynakların tahribatsız muayenesi- Manyetik parçacık muayenesi” , TS EN 1369 “Dökümler-Manyetik parçacık muayenesi” , TS EN ISO 12707 “Tahribatsız muayene
- Manyetik parçacık muayenesinde kullanılan terimler” , standartları TSE (Türk Standartları Enstitüsü) teknik kurulu tarafından hazırlanmış olup yürürlükteki en güncel radyografik muayene standartlarıdır [4]. Kullanılan ASTM Standartları ASTM E709 – 15 “Manyetik Parçacıkla Muayene için Standart Rehber” , ASTM E3024 / E3024M
- 16 “Endüstride Manyetik Parçacıkla Muayene Testi için Standart Prosedür” , ASTM A275 / A275M – 15 “Çelik Dövme ile Üretilmiş Parçaların Manyetik Parçacıkla Muayenesi için Standart Prosedür” , ASTM A966 / A966M – 15 “Çelik Dövme ile Üretilmiş Parçaların Alternatif Akım Kullanılarak Manyetik Parçacıkla Muayenesi için Standart Prosedür” standartları ASTM (American Society for Testing and Materials) teknik kurulu tarafından hazırlanmış olup yürürlükteki en güncel radyografik muayene standartlarıdır [5]. Deneyin Yapılışı Çelik plaka manyetik çatal ile magnetlenir. Şekil 3’de manyetik çatalın plakayı magnetlemesi gösterilmiştir. Üzerine manyetik tozlar tatbik edilerek parça kontrol edilir. Hataların algılanması sağlanır. Aynı parça, manyetik alan çizgileri hataya paralel olacak şekilde manyetikleştirilerek hata algılamasındaki değişiklikler gözlenir. İkinci deney parçası, manyetik çatal ile magnetlenir. Bu kez ultraviyole ışık altında, floresans etkili manyetik tozlar kullanılarak inceleme yapılır.
Şekil 3. Çerçeve ile manyetik alan oluşturup kaynak dikişinin muayenesi [3] İstenilenler
- EN ISO standartlarına göre kaynaklı imalatla üretilen bir parçanın hata kabul kriterlerinelerdir?
- ASNT, TC, 1a standartlarına göre manyetik parçacık ile muayene gerçekleştirme ve değerlendirme yetkileri nasıl sınıflandırılmıştır?
- Deneyin yapılışı ve elde edilen sonucu özetleyerek belirtin, EN ISO standardına göre parçadaki hata kabul edilebilir midir? Referanslar [1] Karadeniz Teknik Üniversitesi (2007). Tahribatsız Muayene Laboratuvarı Ders Notları [2] Orta Doğu Teknik Üniversitesi (2015). Tahribatsız Muayene Laboratuvarı Ders Notları [3] Yıldız Teknik Üniversitesi (2016). 2015 - 2016 Bahar Dönemi Malzeme Laboratuvarı Deney Föyü. Yıldız Teknik Üniversitesi Kimya-Metalurji Fakültesi Metalurji Ve Malzeme Mühendisliği. [4] Türk Standartları Enstitüsü Standard Arama. https://intweb.tse.org.tr/standard/standard/StandardAra.aspx , 07 Mart 2017 , 10: [5] Standards & Publications. https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html , 07 Mart 2017 , 10:
derinliklerin dahi muayene edilebilmesi imkânı; metalle ve polimerlerde bu usulün çok uygulanmasının başlıca nedenidir. Hata kontrolleri şu parçalarda yapılır: dövme ve dökme parçalar, raylar, taşıtlar, kaynak dikişi kontrolü, kalınlık ölçmeleri ve yapıştırılarak yapılan bağlantıların muayenesi [3]. Kullanılan TS EN ISO Standartları TS EN ISO 17640:2010 “Kaynakların tahribatsız muayenesi - Ultrasonik muayenesi- Teknikler,deney sınırları ve değerlendirme” , TS EN ISO 23279 “Kaynakların tahribatsız muayenesi
- Ultrasonik muayene - Kaynaklardaki belirtilerin karakterizasyonu” , TS EN ISO 11666: “Kaynakların tahribatsız muayenesi - Ultrasonik muayene- Kabul seviyeleri” , TS EN ISO 16823 “Tahribatsız muayene - Ultrasonik muayene - Geçiş tekniği” standartları TSE teknik kurulu tarafından hazırlanmış olup yürürlükteki en güncel radyografik muayene standartlarıdır [4]. Kullanılan ASTM Standartları ASTM E164 – 13 “Kaynaklı Parçaların Temasla Ultrasonik Testi için Standart Prosedür” , ASTM E213 - 14e1 “Metal Boru ve Boru Sistemlerinin Ultrasonik Testi için Standart Prosedür” , ASTM E1001 – 16 “Dikey Suya Daldırılmış Pulse-Echo Ultrasonik Dalgalar Kullanarak Süreksizlikleri Teşhis Etmek ve Değerlendirmek için Standart Prosedür” standartları ASTM teknik kurulu tarafından hazırlanmış olup yürürlükteki en güncel radyografik muayene standartlarıdır [5]. Deneyin Yapılışı V1 (K1) kalibrasyon bloğu alınır ve cihaz ve prob kalibrasyonu gerçekleştirilir. Kalibrasyon bloğu üzerinde uygulama yapılarak cihazın çalışma prensibi öğrencilere gösterilir. Cihazın doğru ölçüm yapıp yapmadığı kontrol edilir.
- Döküm parçası üzerinde hata kontrolü
- Kaynaklı parçada üzerinde kaynak dikişi kontrolü Ultrasonik kalınlık ölçer cihazı öğrencilere tanıtılır, kalibrasyon bloğu üzerinde doğrulama yapılır. İstenilenler
- Çelik numune üzerinden alınan ultrasonik ekoları EN ISO standartları çerçevesinde yorumlayınız.
- Kaynaklı parça üzerinden alınan ekoları EN ISO standartları çerçevesinde yorumlayınız.
- Deneyin yapılışı ve elde edilen sonuçları EN ISO standartları çerçevesinde değerlendirip hata kabul kriterlerine göre karar verin.
- İnce cidarlı Östenitik bir paslanmaz çelikte Ultrasonik muayene yapılabilir mi? Neden? EN ISO standartlarına göre açıklayınız.
Referanslar [1] Orta Doğu Teknik Üniversitesi (2015). Tahribatsız Muayene Laboratuvarı Ders Notları [2] Weissbach, W., Anık, S., Anık, E. S., & Vural, M. (2000). Malzeme bilgisi ve muayenesi. İstanbul: Birsen Yayınevi. [3] Yıldız Teknik Üniversitesi (2016). 2015 - 2016 Bahar Dönemi Malzeme Laboratuvarı Deney Föyü. Yıldız Teknik Üniversitesi Kimya-Metalurji Fakültesi Metalurji Ve Malzeme Mühendisliği. [4] Türk Standartları Enstitüsü Standard Arama. https://intweb.tse.org.tr/standard/standard/StandardAra.aspx , 07 Mart 2017 , 10: [5] Standards & Publications. https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html , 07 Mart 2017 , 09:
Radyografik muayene yöntemi ferromagnetik olan ve ferromagnetik olmayan metaller ve diğer bütün malzemelere uygulanır. Radyografik muayene yönteminin yaygın olarak kullanılmasının sebepleri arasında X ve gama ışınlarının malzemeye zarar vermeden içyapıları inceleme olanağı sağlaması, muayene sonuçlarının kalıcı olarak kaydedilebilir olması sayılabilir. Radyografik muayenede kullanılan bu ışınlar sayesinde malzemedeki çatlaklar, hata ve boşluklar, kalınlık değişimleri, montaj detayları gibi ayrıntılar tespit edilebilmektedir. X ışınları elektriksel olarak üretilir, gama ışınları ise radyoaktif izotoplardan yayılır. Malzeme, kendi içerisinden geçen bu ışınları absorbe eder. Absorbe edilen miktar malzemenin kalınlığın artmasıyla beraber artar. Böylece, yoğun malzemelerde absorbe edilen radyasyon miktarı artar. Nüfuz edebilme gücü ile dalga boyu ters orantılıdır. Yani dalga boyu azaldıkça nüfuz edebilme gücü artar. Örneğin X ışınlarının nüfuz edebilme gücü, X ışın tüpüne uygulanan voltaj vasıtasıyla ayarlanır. Malzemenin arka tarafına geçen ışınları toplayan film, malzemenin arka tarafına yerleştirilmeden önce ışık geçirmez bir zarf içine konulur. Normal bir ışık kaynağı gölge oluşturur ve X ışınlarının film üzerinde meydana getirdiği görüntü, bu gölgeye benzer. Gölgeden farkı ise film üzerinde oluşan görüntünün yoğunluğu malzemenin kalınlığına ve yoğunluğuna bağlı olarak değişmektedir. Görüntünün netliğini ve büyüklüğünü etkileyen faktörler ise, radyasyon kaynağının büyüklüğü ve filme uzaklığı ve malzeme ile film arasındaki uzaklık olarak sayılabilir. Işıklı film okuma cihazları ile banyo edilmiş film sağlıklı bir şekilde değerlendirilebilir. Işık ile X ve gama ışınları aralarındaki tek fark dalga boylarının farklı olmasıdır. Işığın dalga boyu yüksek olduğu için gözle görülebilirler. Fakat X ve gama ışınlarının dalga boyları çok küçük olduğu için gözle görülemezler ve bu ışınların malzemeleri delebilme özellikleri de vardır. Işık ile X ve gama ışınları, aynı özelliklere sahiptir ve fotoğraf filmi üzerinde gümüş kristallerini metalik gümüşe çevirirler. Ayrıca filme ulaşan radyasyon yoğunluğu oranına göre bir resim oluştururlar [3]. Gerek X-ışını gerekse de gama ışınları ile radyografik muayene insan sağlığı ve iş güvenliği açısından önemli riskler barındırdığı için sıkı bir kontrol ve uygulama denetimine ihtiyaç duyar. Bu konuda ülkemizde tek yetkili kurum Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (TAEK)’tir. Türkiye Atom Enerjisi Kurumunun Resmi Gazete yayınlanan “Endüstriyel Radyografide Radyasyondan Korunma ve Lisanslama Yönetmeliği” ne göre; radyasyondan korunma sorumlusu ve radyografcılar tarafından endüstriyel radyografi çalışma yöntemlerinin uygulanmasında, kaynak değişimlerinde, taşımalar ile bakım ve onarımlarda, sızıntı testlerinde, ölçüm ve kontrollerde radyasyon korunmasının aşağıda verilen üç temel ilkesi uygulanır: a) Zaman: Radyasyon kaynağı veya kaynakları bulunduran cihazlar ile olan işlem mümkün olan en kısa sürede tamamlanır.
b) Uzaklık: Radyasyon doz hızının, uzaklığın karesi ile ters orantılı olarak azaldığı göz önünde bulundurularak, radyasyon kaynağı veya kaynakları bulunduran cihazlardan yeterli uzaklık sağlanır. c) Zırhlama: Maruz kalınacak dozu azaltmak için zaman ve uzaklık ilkelerinin yeterli olmaması durumundaki çalışmalar, kurşun, beton gibi soğurucu özelliği olan yoğun malzemelerden yapılmış engeller arkasından yürütülür [4]. Kullanılan TS EN ISO Standartları TS EN ISO 5579 “Tahribatsız Muayene-Metalik Malzemelerin Film ve X- veya Gamma Işınlarıyla Radyografik Muayenesi - Genel Kurallar” , TS EN ISO 17636-1:2013 “Kaynak dikişlerinin tahribatsız muayenesi - Radyografik muayene - Bölüm 1: Filmli X ve gama ışını teknikleri” , TS EN ISO 19232-1:2013 “Tahribatsız muayene-Radyografların görüntü kalitesi-Kısım 1: Görüntü kalite göstergeleri (tel tipi)-Görüntü kalite değerinin tespiti” standartları TSE teknik kurulu tarafından hazırlanmış olup yürürlükteki en güncel radyografik muayene standartlarıdır [5]. Kullanılan ASTM Standartları ASTM E94 – 04(2010) “Radyografik İnceleme için Standart Rehber” , ASTM E1032 – 12 “Kaynaklı Parçaların Radyografik İncelemesi için Standart Test Metodu” , ASTM E1030 / E1030M
- 15 “Metalik Dökümlü Parçaların Radyografik İncelemesi için Standart Test Metodu” standartları ASTM teknik kurulu tarafından hazırlanmış olup yürürlükteki en güncel radyografik muayene standartlarıdır [6]. Deneyin Yapılışı Gama ışınlarının radyasyon güvenliği açısından aşırı risk oluşturması sebebiyle, X-ışını yöntemi ile radyografik muayene işlemi gerçekleştirilecektir. Öğrencilere muayene yöntemi hakkında güvenlik önlemi anlatılır. Deneyde öncelikle öğrencilere X ışını tüpü tanıtılır. Öğrencilere film çekiminde dikkat edilmesi gereken hususlar açıklanır. Panatrametreler hakkında bilgi verilir. ASTM’ye göre “Referans Radyograflar” tanıtılır. Film görüntüleme cihazı ile referans radyograflar incelenir. Her öğrenciye farklı bir referans radyograf verilir. Öğrenciler kendilerine tanınan süre içerisinde iki adet döküm ve kaynaklı imalat numunesi inceler. İstenilenler
- Gama ışınları ile muayenenin fiziksel prensibini kısaca izah ediniz. Avantaj ve dezavantajlarını değerlendiriniz.
- EN ISO standardına göre 30 mm kalınlığa sahip parça için kabul kriterleri nelerdir?
- İncelediğiniz numunelerin EN ISO standardına göre kabul edilebilirliğini belirtiniz.
- Dijital radyografi ile geleneksel radyografik yöntemler arasındaki farkı 2 adet madde ile belirtiniz.
Deney No: 1d Deneyin Adı: Sıvı Penetrasyon Tekniği ile Muayene Yöntemi Deneyin Amacı: Penetrasyon yöntemiyle tahribatsız muayene hakkında bilgi vermek, yöntemi ve hata kontrolünü tanıtmak. Teorik Bilgi Daha önceden, ısıtılmış yağ ve talk kullanılarak sadece fikir elde etmek amacıyla uygulanan sıvı penetrasyon yöntemi, gelişen teknoloji ile birlikte bilimsel esaslara dayandırılarak tahribatsız muayeneler içinde bugünkü yerinin almıştır. Yöntemin fiziksel ilkesi, cisim üzerine serbest olarak bırakılan bir sıvı damlası ile cisim yüzeyi arasındaki kohezyon kuvveti nedeniyle oluşan yüzey gerilimi ile açıklanır. Şekilden de görüleceği gibi θ açısı 90 ° den küçük olduğunda sıvı yüzeyi iyi ıslatılacaktır [1]. Şekil 1. Sıvı damlasının yüzeyi ıslatabilirliği [1] Bu özellikten yararlanarak şekilde görülen yüzey süreksizliği içeren cismin üzerine ıslatma özelliği iyi olan bir sıvı sürüldüğünde, hatalı yerde sıvı kılcallık özelliğinden dolayı birikecek, bu sıvıyı belirgin hale getiren geliştiriciler (developer) ile de yüzey süreksizlikleri izlenebilecektir. Temel ilkelere göre sıvı penetrasyon muayenesi rijit ve gözeneksiz cisimlerin yüzeylerinde gözle görünmeyen çatlak ve hataların saptanmasında kullanılan tahribatsız malzeme muayenesi yöntemi olarak tanımlanır [2]. Şekil 2. Yüzey hatalarına penetrasyon sıvısının girmesi ve developer ile gözlenmesi [2]
Sıvı penetrasyon muayenesi için malzemenin yüzey durumu, kusurlarının karakteristik özellikleri, muayene zamanı ve yeri, iş parçası ölçüsü gibi değişkenleri uygun hale getirmek için kullanılan farklı penetrant sistemleri mevcuttur. Sıvı penetrasyon işlemi, yüzeye açık veya yüzeye yakın bölgelerin tespitinde hemen hemen bütün metal ve metal olmayan malzemelerde uygulanabilir. Çeşitli üretim yöntemleriyle üretilen malzemelerin muayenesi sırasında karşılaşılan hata türlerinin hangi bölgelerde oluştuğu hakkındaki bilgi, aşağıdaki Tablo 1’de verilmiştir. Tablo 1. Sıvı penetrasyon muayenesi ile gözlenebilir hatalar [1] Üretim Yöntemi Hata Türü Durumu Döküm Çekmeden oluşan çatlaklar Yüzeyde yırtılmalar Soğuk yırtılma, katlanma ve kalıntılar Mikroskobik çekme gözenekleri Yüzeyde Yüzeyde Dar ve sığ Yüzeyde, süngerimsi Dövme Dövme çatlakları Üst üste binme Kanalcıklar Yüzeyde ve altında Dar ve sığ Yüzeyde, her doğrultuda Haddeleme Saç kenarında katmer hataları Yüzeyde, açık Kaynak Isı etki bölgesinde her türlü çatlak Gözenekler ve küresel boşluklar Yüzeyde Yüzeyde Diğer Isıl işlemde soğutmada oluşan çatlaklar Gerilme korozyonu çatlakları Yorulma çatlakları Yüzeyde Yüzeyde ve içeri devam eden Yüzeyde
Referanslar [1]Topuz, A., (1993). Tahribatsız Muayeneler, Yıldız Teknik Üniversitesi Yayınları, İstanbul [2]Tepe, E., Yüzey Tahribatsız Muayene Metotları. http://www.mmo.org.tr, 04 Mart 2018, 20: [3]Türk Standartları Enstitüsü Standart Arama. https://intweb.tse.org.tr/standard/standard/StandardAra.aspx , 05 Mart 2018, 16: [4]Standards & Publications. https://www.astm.org/Standard/standards-and-publications.html, 05 Mart 2018, 16:
