Radiografsko ispitivanje

February 4, 2019 | Author: Tonic89 | Category: N/A
Share Embed Donate


Short Description

Metoda ispitivanja zavarenih spojeva...

Description

Uvod Radiografska metoda ispitivanja bez razaranja nalazi veliku primenu u skoro svim industriskim sektorima.Standardizovana je kao metoda bez razaranja i za njenu primenu potrebni su kadrovi koji su edukovani po zahtevima odgovarajućih standarda i zakona. Zbog specifičnosti radiografske metode ( rukovanje izvorima jonizujucih zrač enja enja ) zahtevaju se i posebna znanja vezana za primenu i korišćenje izvora jonizujućih zračenja u skladu sa ZAKONOM  o   o zaštiti od jonizujućih zračenja i pratećim pravilnicima, što je neophodno za podnošenje zahteva za rad sa izvorima jonizujućih zračenja u cilju dobijanja odgovarajućeg ovlašćenja za rad. Primena radiografske metode u određenim industriskim sektorima definisana je posebnim standardima za svaki sektor i prikaz nekih od njih biće dat u ovom materijalu. Primena X zračenja i gama zračenja koje emituju radioizotopi postala je rutinska. Zbog toga ove metode nisu predmet ovog rada.I druge vrste jonizujućeg zračenja mogu da se koriste za IBR.Među njima najznačajnije mesto otpada na neutrone i brze protone. Njihova primena još uvek nije na nivou gama i X radiografije. Gama i X radiografija počela je da se razvija posle Roentgenovih otkrića 1895. godine. Neutron je otkriven tek 1932. godine.Međutim prva primena za radiografiju ostvarena je već 1935 godine.Ova metoda postala je značajna tek pojavom nuklearnih reaktora u drugoj polovini 50-tih godina.Značaj joj je porastao 60-tih godina kada počinju da se koriste laki materijali. Za donošenje odluke o prihvatljivosti predmeta kontrole sa otkrivenom greškom određivanje njene veličine predstavlja osnovni preduslov. Određivanje veličine projekcije greške u jednoj ravni-ravni radiograma ne predstavlja veći problem,međutim određivanje dubine greške zahteva prinemu posebnih tehnika. Većina greške otkrivenih u predmetu kontrole radiografskom metodom su trodimenzionalne,za njihovo vrednovanje nužno je utvrditi sve tri dimenzije. U opštem slučaju određivanje dimenzija grešaka u ravni filma ne predstavlja složeniji problem,međutim određivanje dubine greške predstavlja teškoću. Gustina zračenja kao mera dubine greške moze se koristiti za njeno definisanje i u svetu  je razvijeno niz metoda za njeno vrednovanje.Pored vredn ovanje.Pored merenja zra zr ačenjem moguće je definisati veličinu greške i steroradiografijom. U tekstu će biti prikazane neke od poznatijih metoda i date ocene njihove prihvatljivosti. Pored njih ukazano je i na jednostavnu metodu procene dubine greške pomoću defektometra. Kao što je poznato izvori jonizujućeg zračenja danas su našli masovnu primenu u energetici,medicini,industriji i drugim oblastima.Me đutim takođe je poznato da ovo zračenje moze da ima štetno dejstvo na ljude,ali i na čovekovu okolinu,predmete i stvari. Zbog toga se izvori zračenja koriste samo ako se konvencionalna sredstva i metode ne mogu koristiti,ili je odnos cena/korist vrlo nepovoljna.Čak i u takvim uslovima,primena izvora jonizujućeg zračenja moguća je samo ako se preduzmu sve zakonske mere koje imaju za cilj smanjenje nivoja ozračenosti ljudi koji rade sa ovim izvorima i okolnog stanovništva na najmanju moguću meru. Jedan od bitnijih načina za to samnjenje je primena lične doziometriske kontrole.

1. RADIOGRAFSKO ISPITIVANJE MATERIJALA 1.1 Opšti principi Radiografsko ispitivanje materijala se zasniva na prozračavanju materijala i registraciji promena u intenzitetu jonizujućih zračenja pri prolasku kroz materijal i analizi promena koje daju informaciju o homogenosti prozračenog materijala. Za radiografsko ispitivanje se koriste različite vrste jonizujućih zračenja a to su: X,gama,neutronsko i protonsko zračenje. Pri prolasku jonizujućeg zračenja kroz materijal određene debljine dolazi do pomena u intenzitetu zračenja usled interakcije zračenja i materijala što se registruje detekcionim sistemom.Radiografska metoda koristi rendgen radiogram kao detekcioni sistem koji beleži površinsku raspodelu intenziteta zračenja koje prolazi kroz ispitivani materijali pada na radiogram.Posle hemijske obrade eksponiranog radiograma razlika u vrednostima intenziteta zračenja manifestuje se kao razlika u gustini zacrnjenja na radiogramu,definišući oblik diskontinuiteta. Gustina zacrnjenja radiograma zavisi od niza faktora kao sto su: energecki spektar i intenzitet zračenja koje pada na radiogram, vreme eksponiranja , vrste i debljine materijala koji se ispituje, karakteristika rendgen radiograma , karakterisika pojačavajućih folija heijske obrade i td. Promena intenziteta snopa zračenja pri prolasku kroz materijal debljine d opisuje se relacijom • • • • •

Id=Io B e-µd gde su: Io- intenzitet zračenja na ulasku u materijal, Id- intenzitet zračenja na izlasku iz materijala, B- faktor nagomilavanja µ- linearni koeficijent slabljenja zračenja za prozračavani materijal Intenzitet jonizujućeg zračenja na izlasku iz materijala iza diskontinuiteta Ig određen je relacijom: Ig=Io Be-µ(d-∆d)-µg∆d gde je ∆d dimenzija diskontinuiteta u pravcu snopa zračenja,a µg linearni koeficijent slabljenja zračenja greške.Odnos intenziteta jonizujućeg zračenja pri izlasku iz materijala na mestima bez greške Id i sa greškom Ig je: K=Ig / Id=e∆d(µ-µg) i definiše mogućnost otkrivanja diskontinuiteta radiografskom metodom,i zavisi najviše od veličine greške i razlike linearnih koeficijenata apsorcije materijala na mestu bez diskontinuiteta i mestu diskontinuiteta u materijalu.Šemacki prikaz radiografskog ispitivanja dat je na sl.1. Na osnovu slike može se zaključiti da: ukoliko je linearni koeficijent slabljenja zračenja na mestu diskontinuiteta u materijalu manji od linearnog 1

1. RADIOGRAFSKO ISPITIVANJE MATERIJALA 1.1 Opšti principi Radiografsko ispitivanje materijala se zasniva na prozračavanju materijala i registraciji promena u intenzitetu jonizujućih zračenja pri prolasku kroz materijal i analizi promena koje daju informaciju o homogenosti prozračenog materijala. Za radiografsko ispitivanje se koriste različite vrste jonizujućih zračenja a to su: X,gama,neutronsko i protonsko zračenje. Pri prolasku jonizujućeg zračenja kroz materijal određene debljine dolazi do pomena u intenzitetu zračenja usled interakcije zračenja i materijala što se registruje detekcionim sistemom.Radiografska metoda koristi rendgen radiogram kao detekcioni sistem koji beleži površinsku raspodelu intenziteta zračenja koje prolazi kroz ispitivani materijali pada na radiogram.Posle hemijske obrade eksponiranog radiograma razlika u vrednostima intenziteta zračenja manifestuje se kao razlika u gustini zacrnjenja na radiogramu,definišući oblik diskontinuiteta. Gustina zacrnjenja radiograma zavisi od niza faktora kao sto su: energecki spektar i intenzitet zračenja koje pada na radiogram, vreme eksponiranja , vrste i debljine materijala koji se ispituje, karakteristika rendgen radiograma , karakterisika pojačavajućih folija heijske obrade i td. Promena intenziteta snopa zračenja pri prolasku kroz materijal debljine d opisuje se relacijom • • • • •

Id=Io B e-µd gde su: Io- intenzitet zračenja na ulasku u materijal, Id- intenzitet zračenja na izlasku iz materijala, B- faktor nagomilavanja µ- linearni koeficijent slabljenja zračenja za prozračavani materijal Intenzitet jonizujućeg zračenja na izlasku iz materijala iza diskontinuiteta Ig određen je relacijom: Ig=Io Be-µ(d-∆d)-µg∆d gde je ∆d dimenzija diskontinuiteta u pravcu snopa zračenja,a µg linearni koeficijent slabljenja zračenja greške.Odnos intenziteta jonizujućeg zračenja pri izlasku iz materijala na mestima bez greške Id i sa greškom Ig je: K=Ig / Id=e∆d(µ-µg) i definiše mogućnost otkrivanja diskontinuiteta radiografskom metodom,i zavisi najviše od veličine greške i razlike linearnih koeficijenata apsorcije materijala na mestu bez diskontinuiteta i mestu diskontinuiteta u materijalu.Šemacki prikaz radiografskog ispitivanja dat je na sl.1. Na osnovu slike može se zaključiti da: ukoliko je linearni koeficijent slabljenja zračenja na mestu diskontinuiteta u materijalu manji od linearnog 1

apsorcionog koeficijenta na mestu bez diskontinuiteta,tada se manje zračenja apsorbuje u materijal,odnosno,više pada na radiogram tj. veći je intenzitet zračenja na radiogramu,što ima za posledicu veće zacrnjenje eksponiranog i hemijski odrađenog radiograma. Ukoliko je pak linearni apsorcioni koeficijent slabljenja zra čenja na mestu diskontinuiteta veći od linearnog apsorpcionog koeficijenta na mestu bez diskontinuiteta,tada je više zračenja apsorbovano u materijalu,pa je intenzitet zračenja na radiogramu manji,a time i zračenje radiograma manje. Linearni apsorcioni koeficijenat koeficijenat slabljenja zračenja zavisi od gustine prozračavanog materijala i obrnuto je prporcionalan gustini materijala.Na osnovu ovoga može se konstatovati da će i diskontinuitet različite gustine u odnosu na mesta bez diskontinuiteta u prozračavanom materijalu imati različite gustine zacrnjenja na radiogramu što olakšava njihovu analizu.

1 2

3

d

4 Ig Io

Id

∆I=I -Io

intenziteta Sl.1. Dijagram promene intenziteta

Sl.1.Šemacki prikaz radiografskog ispitivanja 1-izvora zračenja,2-diskontinuitet,3-predmet ispitivanja,4-rendgen radiograma Na sl.2. prikazani su dijagrami gustine zacrnjenja radiograma pri prozračavanju predmeta različitog oblika i sa različitim odnosom linearnih koeficijenata slabljenja zračenja na mestu diskontinuiteta i mestima bez diskontinuiteta. Kao što se moze videti sa slike kada je razlika linearnih apsorcionih koeficijenata zanemarljiva,tada gustina zacrnjenja radigrama u prvom redu zavisi od veličine greške.Treba znati da maksimalna gustina zacrnjenja se dobija ukoliko je najveća dimenzija diskontinuiteta orijentisana u pravcu snopa zračenja.Ukoliko se ne prostiru u pravcu snopa zračenja,ravanske greške tipa prsline,nalepljivanje i druge zbog male debljine u pravcu prozračavanja ∆d teško se otkrivaju radiografskom metodom ispitivanja.

2

 Raspodela gustine zacrnjenja pri prozrač  avanju predmeta sa diskontinuitetom sl.2.

µg = 0: ∆d > 0: K > 1;

µ > µg: ∆d > 0: K > 1;

µ > µg

µ g< µ

µ > µg

µ = µg

µ g> µ

µ = µg

µg > µ: ∆d > 0: K < 1; 3

1.2 Oprema i pribor za radiografsko ispitivanje Za proučavanje materijala koji se ispituje koriste se jonizuju ća zračenja.U zavisnosti od vrste jonizujućih zračenja,koriste se i različiti uređaji za proizvodnju jonizujićih zračenja. U industriskim sektorima se najviše koriste X i γ jonizujuća zračenja,a samim tim moraju se poznavati vrste i karakteristike uređaja koji proizvode ova zračenja.  Izvori γ zrač enja za radiografska ispitivanja se koriste izotopski izvori.Nestabilni izotopi emisijom alfa ili beta čestica i spontanom fisijom se transformišu u poznate stabilne izototope.Najveći broj novonastalih jezgara su u energecki nestabilnom stanju,iz kojeg,u vrlo kratkom vremenskom intervalu posle procesa transformacije,prelaze u stabilno stanje,oslobađajuci se viška energije emisijom elektromagnetnog gama zarčenja linijskog,za dati izotop karakterističnog spektra. Izotopski izvori gama zračenja koji se koriste za radiografska ispitivanja se uglavnom izrađuju od beta nestabilnih veštačkih radionuklida,hermetički upakovanih u nosače od čistog aluminijuma ili ner đajućeg čelika.Ako se radionuklid dobije ozračivanjem u neutronskom fluksu,u nosač se stavlja stabilni izotop u elementarnom stanju ili pogodnog hemijskog sastava.Nosač se zatim zatvara poklopcem od istog materijala i ozračava u nuklearnom reaktoru.Posle ozračivanja nosač se hermetički zatvara.Izvori zračenja radionuklidi hermetički zatvoreni u nosače,pričvršćuju se na držače izvora standardnih dimenzija i oblika i zajedno sa držačem stavljaju u kontejner ili defektoskop. Aktivni deo izvora zračenja određuje njegove karakteristike bitne za radiografsko ispitivanje.Prečnik cilindrične površine aktivnog dela,uz izabranu geometriju prozračavanja,definiše geometrijsku neoštrinu slike.Visina aktivnog dela izvor pri zadatom prečniku bira se iz uslova postizanja maksimalne aktivnosti izvora,uz uračunavanje efekta samo apsorcije zračenja.

Osnovne karakteristike izotopskih izvora gama zaračenja su: energija zračenja ( E ),koja određuje prodornost zračenja i kontrasnost slike,odnosno vidljivost diskontinuiteta u materijalu koji se ispituje, aktivnost izvora zračenja,od koje zavisi vreme prozračavanja,  jačina ekspozicione doze zračenja ( X ),koja zavisi od aktivnosti izvora,a koja određuje produktivnost ispitivanja i tehničke mere zaštite za bezbedno korišćenje izvora, specifična aktivnost ( količina jezgara radionuklida po jedinici mase aktivnog dela izvora ) koja odrđuje dimenzije aktivnog dela izvora,pa prema tome i geometriju prozračavanja odnosno neoštrinu slike, vreme poluraspada ( T1/2 ) koje utiče na period zamene izvora zračenja. •

• •





Kod izotopskih izvora jonizujućih zračenja energija zračenja i vreme poluraspada su konstantne veličine aktivnost izvora se menja tj. opada sa vremenom.Izvori gama zračenja koji se najčešće koriste za radiografsko ispitivanje metalnih materijala su: iridijum ( Ir-192 ) terbijum ( Yb-169 ) kobalt ( Co-60 ) selen (Se-75 ) tulijum ( Tm-170 ) • • •

4

Izbor izvora zračenja u zavisnosti od vrste i debljine materijala definisan je standardima primene i dat je u prilogu materijala. Uređ aji za proizvodnju X zra č enja –za prozračavanje materijala se koristi zakočno X zračenje koje se proizvodi u rendgen uređajima napona od 100 – 500 KV i uređajima kao sto su: Vande Grafov generator,linearni akcelerator i betatron, u kojima se dobija X zračenje energija od 1 MeV do 30 MeV. Svaki rendgenski uređaj se sastoji uglavnom od tri komponente:

1. rendgenske cevi 2. izvora visokog napona 3. komande i kontrolne jedinice Rendgenska cev je visoko vakumirana cev od materijala otpornog na mehanička i temička naprezanja ( staklo ili konbinacija metala i keramike ) u koju su smeštene katoda sa zagrevnim vlaknom i sistemom za usmeravanje elektorna i anoda sa metom. Katoda sadrži zagrevno vlakno koje se zagreva do usijanja i emituje termalne elektrone. Vlakno se napaja naizmeničnom strujom ( 50 – 60 Hz ) preko posebnog transvormatora kojim se može menjati intenzitet struje u njemu,čime se menja intenzitet emisije elektrona,pa intenzitet struje rendgen cevi. Vrednosti struje u zagrevnom vlaknu su između 1-10 A.Struja cevi koja se uspostavlja protokom elektrona između katode i anode je najčešće u intervalu 0,1-20 mA. Kako se najveći deo energije elektrona u procesu njihovog naglog usporavanja ( kočenjem ) pretvara u toplotu,meta mora biti od materijala koji ima visoku temperaturu topljenja.Da bi se poboljšala efikasnost konverzije kinetičke energije elektrona u zakočno zračenje,materijal mete mora imati visok atomski broj Z i mali pritisak pare ( zbog održavanja visokog vakuma ).Najčešće je meta od volframa,a ređe od zlata i platine,i nekih legura koje sdrže bakar,gvožđe i kobalt. Orijentacija mete u odnosu na snop brzih elektrona jako utiče na oblik i dimenzije fokusa i na ugaonu raspodelu emitovanog zakočnog zračenja. Fokus je projekcija površine mete na koju pada snop elektrona na ravan normalnu na osu snopa zakočnog zračenja. Fokus je projekcija površine mete na koju pada snop elektrona na ravan normalnu na osu snopa zakočnog zračenja.Kod cevi sa stacionarnom anodom i linijskim fokusiranjem snopa elektrona dimenzije fokusa su obično od 1 do 3 mm.Meta se postavlja pod uglom u odnosu na osu elektroskog snopa.taj ugao je u opsegu 0 i 30◦,najčešce 20◦ a za panoramsko prozračavanje je ugao 0◦. Stacionarne anode rendgenskih cevi su oklopljene oblogom od bakra sa primesama teških metala.Oklop smanjuje intezitet rendgenskog zračenja van centralnog snopa i niže nivoje zračenja u blizini cevi.Da bi se pojačao efekat zaštite,često se preko otvora u oklopu kroz koji prolazi snop zakočnog zračenja stavlja berilijumsko staklo ( berilijumski prozor ) debljine nekoliko milimetara,koje zaustavlja elektrone rasejane u meti ili oslobo đene fotoefektom,a neznatno apsorbuje rengensko zračenje. Zbog velike količine tolote mora se hladiti meta što se rešava konstruktivno izborom posebnih anoda sa metom ( obrtne anode ). Električna kola sa visokonaponskim transformatorima koji se napajaju mrežnim naponom Obezbeđuju razliku potencijala između katode i anode.

5

Kontrola i podešavanje intenziteta emitovanog rendgenskog zračenja vrši se promenom struje rendgen cevi koja jako zavisi od intenziteta struje zagrevnog vlakna. Energija zakočnog X zračenja bira se podešavanjem napona primarnog visokonaponskog transformatora, kojim se podešava ubrzavajuća razlika potencijala odnosno energija elektrona koji interragujući u meti emituju zakočno zračenje. Od energije X zračenja ( odnosno visokog napona ) zavisi i mogućnost prozračavanja određene debljine različitih materijala.Visoko naponski X zraci se uopštem sličaju koriste za prozračavanje debljih i teških materijala ( povećanje napona uzrokuje pad talasne dužine ). 1.3 Rengen radiogrami Sastoje se id savitljive folije od acetatne celuloze ( podloge ) na koju je u tankom sloju preko tankih vezivnih slojeva naneta sa obe strane fotografska emulzija od halogenida srbra.Pri prozračavanju materijala zračenje koje prolazi kroz ispitivani materijal,interaguje sa emulzijom radiograma i daje latentnu sliku koja se hemijski obrađuje i dobija radiogram.Rendgen radiogram je osetljiv i na druga elektromagnetna zračenja,kao i na niz drugih faktora koji mogu delovati u procesu pripreme,eksponiranjem i hemijske obrade i izazvati lažne diskontinuitete. Izbor rendgen filmova i hemijska obrada zavise od senziometriskih karakteristika radiograma,odnosno fotgrafske emulzije.Najznačajnije od tih karakteristika su brzina radiograma kontrastnost (gradijent ) radiograma i spektralna osetljivost. Brzina radiograma je veličina koja karakteriše osetljivost radiograma na dejstvo zračenja. Ona je obrnuto srazmerna vremenu izlaganja zračenja definisanog spektra,potrebnom za postizanje određene gustine zacrnjenja radiograma. Gustina zacrnjenja radiograma ili optička gustina zacrnjenja D je logaritamski odnos inteziteta svetlosti koja pada na radiogram Io i intenziteta svetlosti koja prolazi kroz radiogram I. D = Lg Io / I Zavisnost gustine zacrnjenja od primenjene ekspozicije jonizujućeg X ili gama zračenja definisanog spektra pri tačno definisanim uslovima hemijske obrade predstavlja karakterističnu krivu radiograma. Ekspozicija ( E ) je intenzitet zračenja ( broj fotona koji u toku izlaganja padne na radiogram ) pomnozen sa vrmenom izlaganja zračenja.Kod izotopskih izvora ekspozicija je aktivnost puta vreme ( Bq s ) a kod rendgena,struja puta vreme ( mA min ). Zbog lakšeg poređenja brzina različitih radiograma u praksi se koristi relativna brzina radiograma.Ona pokazuje koliko je puta brzina posmatranog filma veća ili manja od brzine nekog referentnog radiograma,čija je relativna brzina proglašena jediničnom.U praksi se za proračun vremena eksponiranja češće koristi veličina recipročna relativnoj brzini radiograma,faktor radiograma ( Ks ).Brzina radiograma uglavnom zavisi od veličine zrna Ag Br u emulziji. Ukoliko su zrna krupnija,radiogrami su brzi i obrnuto,radiogramisu sporiji ako su zrna sitnija .Od rendgen radiograma se zahteva da registruje diskontinuitete određenih dimenzi ja u predmetu koji se ispituje,a da vreme prozračavanja i hemijska obrada budu što kraći za optimalnu gustinu zacrnjenja radiograma.Pri izboru radiograma treba znati da zrno

6

treba da bude utoliko sitnije ukoliko je manja veličina greške,što znači za prozračavanje manjih debljina treba upotrbljavati radiograme sa sitnijim zrnima i obrnuto. Na osnovu veličine zrna izvršene su i mnoge klasifikacije radiograma kao na pr : vrlo spori,spori,brzi,veoma brzi i td. Klasifikacija radiografskih radiograma za date energije zračenja i tipove folija data je u standardu – EN 584-1/94: Classification of film sistems for industrial radiography, čiji je prikaz dat u prilogu. Gradijent radiograma u linearnom delu ( oblast normale ekspozicije ) karakteristične krive radiograma se obično naziva gama. Kontrast (gradujent) filma je veoma bitna karakteristika jer definiše i kontrast radiograma (pored kontrasti predmeta koji se ispituje i uslova hemijske obrade ). Spektralna osetljivost rendgen radiograma jako zavisi od energije zračenja,odnosno vrste izotopskog izvora gama zračenja i visokog napona rendgen cevi.Razlike spektralnih osetljivosti radiograma se uzimaju u obzir pri izradi ekspozicionih dijagrama i tablica relativnih brzina i faktora radiograma.Krive spektralnih osetljivosti,koje se obično predstavljaju kao ekspoziciona doza zračenja na površini radiograma potrebna da se dobije određena gustina zacrnjenja vrlo su slične za sve tipove radiograma. 1.4 Pojačavajuće folije Pojačavaju dejstvo zračenja na radiogram pri eksponiranju.One se stavljaju – ispred i iza radiograma i zadatak ima je da X ili gama zračenja ( na koje emulzija rendgen radiograma malo osetljiva ) prevedu u elektronsko ili svetlosno,na koje je fotografska emulzija znatno osetljiva.Prema materijalima od kojih se izrađuju razlikuju se: • •

folije od teških metala ( najčešće olova ), fluorescentne folije.

Pojačavajuće dejstvo folije od teških metala,zasniva se na porastu apsorpcije zračenja sa porastom atomskog broja Z materijala folija,koja je praćena emisijom elektrona. Kod nižih energija apsorpcije X i gama zračenja se vrši fotoefektom.Upadni kvant elektromagnetnog zračenja apsorpcije se u atomu materijala folije i izbacuje iz njega elektrone određene kinetičke energije.Izbačeni elektron interaguje sa emulzijom radiograma sa mnogo većom verovatnoćom od upadnog kvanta elektromagnetnog zračenja ( stvarajući latentnu sliku diskontinuiteta ) i tako pojačava fotografsko dejstvo zračenja na radiogram, skraćujući vreme prozračavanja. Dalja prednost folija od teških metala je njihovo filtraciono dejstvo tj. one apsorbuju rasejano zračenje manjih energija nastalo Komptonovim efektom i sekundarno zračenje nastalo deeksitacijom atoma u predmetu koji se ispituje. Na pojačavačko dejstvo folija od teških metala utiče i debljina folija. Najčešće se koriste folije odlegura olova i antimona, a čistoolovo se izbegava zbog male tvrdoće imogućnosti da ostavi na radiogramu otisak (mrlju). Često se koriste i folije od tantala i ako im je mala elastičnost. Folije od bakra imaju izraženiji filtracioni efekat od olova. Primenjuju se pri radiografiji sa izvorima X zračenja većih energija i 60◦.Koriste se i foli je od čelika,aluminijuma ili konbinacija ovih metala.Izbor folija od teških metala se vrši na osnovu energije zračenja i klase radiograma i obično se taj izbor vrši prema zahtevima

7

odgovarajućih standarda. Na sl.3. prikazana je aluminijumska folija.

Sl.3. Aluminijumska folija za zaštitu radiograma

Pojačavajući dejstvo fluorescentnih folija se zasniva na osobini nekih soli da pod dejstvom X ili gama zračenja fluoresciraju-emituju vidljivu svetlosta na koju je foto emulzija veoma osetljiva.Efekat pojačanja je veći ukoliko se koriste radiogr-ami posebo osetljivi na svetlost.Koeficijenat pojačanja ovih folija je različit i zavisi od klase filma,enrgija zračenja gustine i debljine materijala koji se ispituje. Pojačavajuće dejstvo ovih folija je veće u odnosu na olovne ali one nemaju filtraciono de jstvo pa je manja oštrina projekcije greške,jer pojačavaju i rasejano zračenje kao i primarno.One se koriste u glavnom kada je pottrebno skratiti vreme prozračavanja a traži se visoki kvalitet radiograma. U praksi se koriste i kombinacije folija od teških metala i fluorescentnih materijala. 1.5 Kasete za radiograme Mogu biti savitljive i krute.Izrađuju se od neprozirne plastike,gume i tankog aluminijumskog lima različitih standardnih dimenzija zavisno od dimenzija filma. Kasete štite radiogram od svetlosti,nečistoće i stetnih gasova.Mogu se i vakumirati što obezbeđuje dobro naleganje na radiogram.Pri iyboru kaseta mora se voditi računa da nisu oštećene i da ukoliko se prozračavaju zakrivljene površine budu dovoljno elastične kako bi dobro nalegale na površinu. Na sl.4. prikazana ja kruta kaseta za zaštitu radiograma.

Sl.4. Kaseta za zaštitu radiograma

8

1.6 Identifikacione oznake Obično su to slova i brojevi standardnih dimenzija,a izrađuju se od olova ili osiromašenog uranijuma utisnutog u plastične folije.Postavljaju se na kasete sa radiogramom kako bi se dobijeni radiogram doveo u vezu sa mestom ispitivanja.Na S.l. 5 prikazane su olovna slova zajedno sa načinom postavljanja na kasetama za zaštitu radiograma.

Sl.5. Olovna slova standardnih dimenzija

1.7 Indikatori kvaliteta slike Osnovni cilj radiografskog ispitivanja je otkrivanje unutrašnjih diskontinuiteta što se postize,pre svega,izradom kvalitetnog radiograma.Ostvarivanje ovog cilja zavisi od niza parametara povezanih sa karakteristikama izvora jonizujućih zračenja,predmeta ispitivanja, radiografskog radiograma i hemijske obrade eksponiranog radiograma,koji neposredno određuju osetljivost radiografske metode. Za određivanje kvaliteta radiograma koriste se specijalni etaloni,koji se prozračavaju zajedno sa predmetom ispitivanja.Na radiogramu se ovi etaloni registruju i na osnovu određivanja najmanje veličine etalona ( prečnik zice,debljine stepenika,prečnik rupe i td. ) koji  je na radiogramu registrovan,moguće je na osnovu utvrđenih zahteva standarda,normi,specifikacija,dogovora i td. odrediti kvalitet radiograma.Ovi etaloni se nazivaju indikatori kvaliteta slike ( IKS ),odnosno,penetrometri. Indikatori kvaliteta se izrađuju od materijala identičnih sa materijalima koji se ispituju. Svi indikatori su standardizovani i oznaka standarda mora da je vidljiva na indikatoru. Standardom se definiše izgled,opis,dimenzije,materijali i način obeležavanja.Izbor indikatoravrši se na osnovu vrste i debljine materijala u cilju postizanja kvalitetnog radiograma.Za radiografsko ispitivanje koriste se indikatori različitih konstrukcija kao što su: • • •

žičani indikatori stepenasti sa otvorima pločasti i td.

Standardima EN 462-1,2,3,4/94-96 definisani su zahtevi za primenu odgovarajućih IKS pri radiografskom ispitivanju.

9

1.8 Oprema za pregled radiograma ( iluminatori ) Koriste se za prosvetljavanje radiograma radi otkrivanja nehomogenosti u predmetima koji se ispituju.Iluminator predstavlja izvor difuzne svetlosti određenog ili kontinualnog promenjljivog intenziteta,koji se emituje kroz površinu standardnog oblika i dimenzija. Kod novijih iluminatora intezivna osvetljenost ekrana se uspostavlja nožnom komandom. Za analizu detalja radiograma koriste se i reflektori sa blendom,lupe za uveličavanje ( do 10 puta ) i druga pomagala. Minimalni zahtevi za industriske iluminatore definisani su standardom ISO 5580.

10

2. PRIMENA RADIOGRAFIJE U RAZLIČITIM INDUSTRISKIM SEKTORIMA 2.1 Tehnike ispitivanja Da bi se dobio kvalitetan radiogram koji daje odgovarajuće informacije o predmetu ispitivanja moraju biti,pre ispitivanja,raspoloživi precizni podaci neophodni za definisanje najoptimalnije tehnike ispitivanja.Ovi podaci uključuju pored informacija vezanih za karakteristike izvora zračenja,radiograma,folije,hemijske obrade i informacije o vrsti ( tipu ) grešaka koje se žele otkriti,mogućim lokacijama i dimenzijama grešaka,i slično,čime se upotpunjuje skup elemenata potrebnih za definisanje procedure za ispitivanje. Ovaj skup podataka zavisi od vrste i oblika proizvoda koji se ispituje ( odlivci,otkivci,zavareni spojevi,cevi i slično ). Najjednostavnije tehnike prozračavanja su kod uniformnih debljina uzoraka,ravnih površina,kada primarni snop zračenja pada normalno na materijal i prozračavanje je ravnomerno,čime se postiže najveća osetljivost. U slučaju složene geometrije odlivka ili otkivka,isto se dele na više jednostavnijih sektora ( oblika ) koji se snimaju pojedinačno,što omogućuje optimalni izbor parametara prozračavanja i efikasno otkrivanje tipičnih grešaka ( uključci,poraznost,prsline i slično ). Na slici 7 je dat primer najjednostavnijeg slučaja uniformne debljine uzorka kada primarni snop zračenja prolazi kroz najmanju debljinu uzorka, tj. jednom ekspozicijom se prozračava jedna debljina uzorka,čime se postiže najveća osetljivost.

Slika 7 : Prozrač  avanje proizvoda u obliku ravne ploč e

Na slici 8 je dat šemacki prikaz za uzorak složenije geometriske konfiguracije čvorno mesto – kada se prozračavanje vrši iz više pravaca sa više ekspozicija.Pravci a,b,c pokrivaju pojedinačne uniformne debljine uzorka,ali je potreban i dodatni pravac d radi otkrivanja greške u samom čvornom mestu.

11

a

b d

c

Slika 8: Prozrač  avanje č vornog mesta

Kada postoje znatne razlike u debljini pojedinih zona uzorka,postoje dve mogućnosti videti sliku 9 i to: •



istovremeno eksponiranje ( jedna ekspozicija ) dva radiograma različite osetljivosti radiograma istih osetljivosti sa različitim kombinacijama folija (pakovanih u istoj kaseti- sendvič tehnika ). dve ekspozicije sa različitim vrednostima napona ( jačine izvora ).

a

b

 Radiogram

Radiogram Slika 9: Prozrač  avanje uzoraka različ itih debljina

Predmeti sa zakrivljenim površinamaradiografski se ispituju na isti način kao i predmeti sa ravnim površinama.Uvek nastoji da prozračavanje bude kroz jednu uniformnu debljinu uzorka i jednom ekspozicijom,a ukoliko je to nemoguće primenjuje se neka druga tehnika najoptimalnijih pravaca prozračavanja i drugih parametara prozračavanja. Kod čvrstih tela u obliku cilindra izbor pravaca prozračavanja zavisi od odnosa prečnika i dužine uzorka.Kada je prečnik jednak ili veći od dužine uzorka,pravac prozračavanja treba da bude u podužnom pravcu,ako je to moguće,da bi se obezbedilo jednoliko prodiranje 12

zraka po preseku.Pravac prozračavanja se poklapa sa produžnim diskontinuitetima čime se postiže i dobra osetljivost.Kod malih prečnika odlivka ili otkivka ( prečnici manji od 50 mm za lake legure,odnos prečnika i dužine manji od 25 mm za teške metale ) primenjuje se pravac prozračavanja,koji je manji od normalnog ,na uzorak,pri čemu je u većini slučajeva dovoljna jedna ekspozicija u tom pravcu ( videti slike 10 i 11 ).

Radio ram

Radio ram

Slika 10: Prozrač  avanje kratkog cilindra

Slika 11: Prozrač  avanje dugog uzorka ( cilindra )

Za veće prečnike mogu se koristiti sledeće tri tehnike: •





Jednom isovremenom ekspozicijom,u jednom pravcu prozračava se uzorak pri čemu se koriste dva radiograma različitih osetljivosti postavljnih u zoni A- brži radiogram i zoni B- sporiji radiogram ( sl.12a. ). Sa dve ekspozicije u jednom pravcu prozračava se uzorak,sa vi šim i nižim naponom ( jačinom izvora zračenja ).Zona A se prozračava višim,a zona B nižim naponom (sl.12b. ). Sa dve ekspozicije u dva međusobno upravna pravca prozračava se uzorak pri čemu se zona A prozračava dva puta ( sl.12 c ).

Slika 12 a

Slika 12 b

13

Slika 12: prozrač ivanje odlivaka i otkivaka već eg preč  nika: a) jednom ekspozicijom upot rebom bržeg i sporijeg radiograma; b) sa dve ekspozicije u istom pravcu,upotrebom višeg i  nižeg napona; c) sa dve ekspozicije u dva  pravca prozrač  avanja

Slika 12 c

Pri ispitivanju odlivaka i otkivaka cilindričnog oblika radi otkrivanja poprečnih prslina treba primeniti najmanje četiri ekspozicije pod uglom od 45◦. Takođe,naročito kod uzoraka šipke ili cilindra,može se primeniti princip izjedna čavanja gustine zacrnjenja ( izjednačavanjem debljine ) primeno materijala sličnih apsorcionih karakteristik kao i materijali koji se ispituju tzv. kompenzatora debljina. Sa povećanjem složenosti geometriske konfiguracije odlivka i otkivka mora se povećati i broj ekspozicija.Izbor pravca prozračavanja za svaku ekspoziciju zavisi od oblika dela uzorka koji se ispituje ( videti primer na slici 13 ).

Slika 13: Ispitivanje uzoraka složene geometrije

Opšti zahtevi izvođenja radiografskog ispitivanja čeličnih odlivaka „ X “ i „ γ “ zracima definisani su standardima. 2.2 Zavareni spojevi U opštem slučaju pravac prozračavanja treba da bude usmeren na sredinu sekcije koja se ispituje i treba da je upravna na površinu te sekcije.Ovo važi i za ispitivanje sučeono zavarenih spojeva. Od ovog pravila se odstupa u posebnim slučajevima, tj. za otkrivanje pojedinih grešaka kao što su na primer nehomogeno vezivanje ili prsline,kada se pravac prozračavanja poklapa sa očekivanim pravcem prostiranja tih grešaka (videti sliku 14 ). 14

 B

A

B

Slika 14: Radiografsko ispitivanje zavarenog spoja

Za kružne zavarene i lemljene spojeve primenjuju se tehnike prikazane na slikam od 15 do 18.

Slika 15: Ispitivanje uzoraka malih preč  nika; tehnika dvostruki zid-dvostruka slika

Slika 16: Tehnika jednostruki zid-jednostruka slika,izvor zrač enja unutar cilindra

15

Slika 17 : Tehikajednosiruki zid-jednostruka  slika, iz\'or zrač enja izvan cilindra

Slika 18: Tehnika dvostruki zidjednostnikaslika

2.3 Određivanje polozaja greške Radiografskom metodom je u odredenim uslovima moguće odrediti položaj greške direktno sa radiograma. Preduslov za ovo je poznavanje staikture objekta koji se ispituje, tipova grešaka koje se mogu pojaviti kao i korektna interpretacija radiograma. Ove preduslove često u praksi nije mogu će obezbediti te je precizno odre đivanje Iokacije nemogu će ili nepouzdano. Ovde dajemo dva tipi čna primera određivanja Iokacije greške: slučaj određivanja položaja (Iokacije) korozivnih ošte ćenja dat je na slici 19. Ovde se koriste dve ekspozicije, svaka sa svojim filmom, a položaj ošte ćenja se određuje na radiogramu, u odnosu na referentni položaj okolnih profila.

Slika 19: Određ ivanje Iokacije korozivnih ošleć enja

16

Stereo radiografija: slučaj sa dve ekspozicije na jednom filmu, pri čemu se koristi isti izvor zračenja, na dva različita polozaja sa tačno poznatim razmakom ( videti sliku 20 ). Lokacija defekta u ovom slučajuodređuje formulom: d = s · a / s + t Pri ovome se moravoditi računa,da bi se obezbedila zadovoljavajuće ukupno zacrnjenje ( pošto je ovo tehnika sa dve ekspanzije istog filma ),da se za svaku ekspanziju koristi samo polovina ukupne vrednosti jačine struje ( mA ). Najčešća primena stereo radiografije je za određivanje dubine uključaka i drugih zapreminskih grešaka kod odlivaka,otkivaka i zavarenih spojeva.

Slika 20: Stereo radiografija

17

2.4 Određivanje dužine i širine greške Na radiografu se trodimenzionalna greška projektuje u dvodimenzionalnu projekciju, veoma se lako može odrediti dužina i širina greške. Pri ovome treba voditi računa o pojavi uveličanja projekcije. Uvećanje projekcije (slika 1. ) u opštem slu čaju se može utvrditi relacijom:

g' = gde su: g'- projekcija greške u ravni filma, g- stvarna veličina greška, f- rastojanje izvorfilm i x- udaljenost greške od filma.

Slika 1. Šematski prikaz uvećanja greške U opštem slučaju, sem kod velikih debljina predmeta kontrole, linearno uvećanje projekcije greške je retko veće od 5%, mada ima slučajeva, zbog orjentacije greške u odnosu na ravan filma, da je projekcija greške manja od stvarne veličine greške ( slika 2.)

18

Slika 2. Šematski prikaz uticaja orijentacije greške na veličinu projekcije ( G1=G2, P1 > P2 )

Slika 3. Šematski prikaz primene indikatora kvaliteta slike u oceni visine greške a- Stepenasti indikator sa rupama, b- žičani indikator Veličinu greške po dubini radiografski je teže odrediti. Postupak se sastoji u merenju gustine zacrnjenja na mestu greške i poređenje promene gustine zacrnjenja na mestu greške ∆Dx sa vrednošću promene gustine zacrnjenja odgovarajućeg stepenika odnosno

19

žice indikatora kvaliteta ∆Diks . prečnik odgovarajuće žice, odnosno stepenika IKS približno odgovara dimenziji greške ( ∆d=da) prozračavanja, ako je ispunjen uslov:

|∆Dx| = |∆DIKSi| Pri ovome je:

∆Dx = Dx – D0

i

∆DIKS = Do - DIKSi

D D D

Gde su: 0, x, IKS gustine zacrnjenja na mestu bez gresške, na mestu greške i – tog stepenika ili žice indikatora respektivno. Proverom ovog jednostavnog načina određivanja visine greške ustanovili smo da se velićina greške može određivati sa odstupanjem ± 30%. Vrednosti odstupanja se smanjuju ( ±20%) ako se indikator postavi u neposrednu blizinu greške. a) Uptreba defektometra Defektometar predstavlja tanku metalnu pločicusa kanalima različite dubine (slika 4a). Postavljaju se na predmet kontrole u neposrednoj blizini greške i prozračavaju se zajedno. Nakon hemijske obrade radiografskog filma na radiogramu ( slika 4b) se mogu izmeriti različite gustine zacrnjenja ne mestu defektometra koje odgovaraju različitim dubinama kanala (b). Merenjem gustine zacrnjenja na mestu greške i na pojedinim kanalima defektometra može se, kao u prethodnom slučaju oceniti visina (dubina) greške. Na slici 4 prikazan je princip korišćenja defektometra (a) i primeri odredjivanja dubine greškeradiogramima (b,c), pri čemu su korišćeni etaloni sa greškama neprovarenog korena (d) i poroznosti (e).

20

Slika 4. Korišćenje defektometra za određivanje dimenzije greške u pravcu prozračavanja a- Šematski prikaz, b i c – radiograma etalona sa greškom d i e – etaloni U primeni defektometra za određivannje veličine grešaka u zavarenim spojevima razlikuju se dva slučaja: - Ako je debljina defektometra ( s) jednaka nadvišenju zavara (h) veličina greške po dubini (∆d) određena je relacijom:

∆d = bi za D∆d = Dbi pri s=h



Gde je: bi dubina odgovarajućeg kanala ne defektometru iza kojeg je gustina zacrnjenja na radiogramu jednaka gustini zacrnjenja iza greške. - Ako se debljina defektometra razlikuje od nadvišenja zavara (s≠h) , veličina greške po dubini određuje se relacijom:

∆d = Gde je : h – nadvišenje zavara, a µ i µ g – linearni koeficijenti apsorpcije za osnovni materijal i materijal greške. S obzirom da je ova metoda odredjivanja veličine greške uglavnom namenjena određivanju veličine grešaka ispunjenih gasom (poroznost, neprovareni koren) , to je iz uslova µ g 0:

∆d = h – s + b i U primeni se često koriste i defektometri sa kanalima punjenim troskom, čime se pruža mogućnost bržeg određivanja veličine grešaka tipa uključaka troske direktnim merenjem zacrnjenja, uz poštovanje prethodno navedenih uslova. Tačnost određivanja dubine greške zavisi od tačnosti merenja gustine zacrnjenja i korektno određenih uslova radiografije i obrade radiografskog filma. Tačnost određivanja je utoliko veća što je razlika između uzastopnih kanala manja. Po literaturnim podacima u seriji ispitivanja na etalonima postignuta je ralativno zadovoljavajuća osetljivost određivanja velličine greške. (npr. Odstupanja u granicama ±15%) 2.5 Metode merenja gustine zračenja Određivanje dubine greške direktinm merenjem gustine zacrnjenja je metoda koja je veoma jednostavna ali iziskuje dobru opremu za mernje zacrnjenja. To se odnosi pre 21

svega na širinu merne tačke, obzirom da je veoma često potrebno izmeriti dubinu tzv.ravanskih grešaka (prslina, nalepljivnje...), čija je širina veoma mala. Stoga se merenje i najčešćžce obavlja sa preciznim denzitometrima sa korakom od 5µm i mernim mestom 2*5µm. Korsite se često i uređaji za uveličanje radiograma, što još pooštrava zahtev u pogledu sitnog zrna radiografskog filma. Određivanje veličine greške ovom metodom sastoje se u merenju gustine zacrnjenja u niz grešaka, sa nizom mernih tačaka po mernoj trasi. Određivanje dubine greške se sastoji u povezivanju izmerenih vrednosti gustine zacrnjenja sa promenom debljine materijala. To se najčesšćce radi preko kolibracionih krivih za svaki film, dobijenih iz karakteristika radiografskog filma i krive ekspozicije. Sve češćce je korišćenje stepenastog klina snimljenog zajendno sa predmetom kontrole na istom filmu, jer se na taj način eliminiše greška u obradi filma i nije potrebno poznavati karateristike filma ali to uslovljava dobro poznavanje krive gustine zacrnjenja – debljine materijala da bi se omogućila korektna ekstrapulacija. Ova metoda omogućavao određivanje dubine greške sa odstupanjima ±10%. Uočeno je da se kod zavarenih spojeva greške u osi šava preciznije određuju od onih ka periferiji, a što se pripisuje neujednačenoj debljini iznad greške (neujednačeno nadvišenje). Mnogi istraživači upozoravaju na probleme koje pri primeni ove metode izaziva neoštrina projekcije greške , koja je posebno izražena kod veoma uskih grešaka. Polazeći od izraza za promenu intenziteta zračenja širokog snopa pri prolasku kroz materijal bez greške:

Id = Io B I sa greškom:

Ig= Io B I relacije koja daje vezu između gustine zacrnjenja radiografskog filma (D) i intenziteta zračenja : D = k Id tP + Do formulisana je zavisnost između veličine greške (dubine) i promene guustine zacrnjenja:

∆d = gde su: Io i Ig – intenziteti zračenja pri prolasku kroz materijal bez i sa greškom respetivno , B-faktor nagomilavanja, µ i µ g – linearni koeficijetn apsorpcije zračenja materijala predmeta kontrole i materijala kojim je ispunjena greška u predmetu kontrole, ∆d – dubina greške u predmetu kontrole, D, Dg i Do – gustine zacrnjenja radiograma na mestu bez greške sa greškom zacrenjenje ne eksponiranog filma respektivno, t-vreme 22

prozračavanja (ekspozicije), k – konstanta koja karakteriše energetski spektar i karakteristike filma i p-konstanta koja karakteriše zacrnjenje izazvano folijama. Data ralacija se može primeniti samo pri geometriji kod koje je osa snopa zračenja upravna na ravan filma. U slučaju ozračavanja pod uglom α nužna je korekcija. Autor izraza predlaže da se korekcija vrši samo na dalu promene zacrnjenja ( ∆D = Dg – Do) i to:

D* = (Dg – Do) * = ( Dg – Do)[1 – cos2 eµ d(1 -

)

]

Tačnost ovakvog načina određivanja dubine greške nije veća, prema navodima autora, ±10%, a zahteva daleko više priprema i podataka u startu od predhodnog načina. Jedan od preoblema koji se javljaju pri određivanju dubine uskih grešaka (npr.prslina) je i njihov, najčešće, zakošeni položaj u odnosu na osu zavarenog spoja odnosno na osu snopa izvora zračenja (slika 6). Japanski autori stoga predlažu varijantu ove metode koja se sastoju u snimanju sa dve ekspozicije pod uglovima ±10º i merenju širine projekcija prslina. Na taj način oni omogućuju određivanje dubine prslina bez obzira da li je prslina pod uglom u odnosu na površinu predmeta kontrole ili upravna na nju, preko relacije:

h= gde su l1 i l2 širine prslina merene na osnovu dve ekspozicije a izvršeno prozračavanje.

ugao pod kojim je

Slika 6 Shematski prikaz prostiranja prsline u zavarenom spoju Za razliku od predhodnih razmatranja userenih pre svega u određivanju dubine prsline,  jedan broj autora usmerio je istrazivanja is trazivanja ka određivanju dubine neprovara. Merenjem

23

gustine zacrnjenja moguće je iz odnosa pikova sa slike 7 odrediti dubinu neprovara preko relacije:

h= A gde su A,B i C koeficijenti koji se mogu eksperimentalno odrediti d- nadvišenje zavara, a l i L – visine pikova sa dijagramom dobijenog merenjem gustine zacrnjenja po trasi poprečnoj na pravac prostiranja neprovara ( vidi sliku 7).

Slika 7 Kriva merenja gustine zacrnjenja radiograma poprečno na prostiranje ne provara. Na slici 8 prikazan je etalon kriva koja omogućuje direktno odredjivanje dubine neprovara u zavisnosti od

.

24

Slika 8 Zavisnost dubine neprovara (h) od odnosa Za greške svernih oblika (npr. Poroznosti) i izvore zračenja niskih energija predložena je relacija:

dx= gde su dx - dubina greške, do – prečnk projekcije greške svernog oblika u ravni filma, ρx – i ρo – gustine materijala koju ispunjava grešku i materijala od koga je načinjen predmet kontrole. Ax i Ao – koeficijenti koji zavise od linearnih koeficijenata apsorpcije zračenja u materijalu greške i materijalu predmeta kontrole. Zbog zahteva za poznavanjem prirode materijala kojim je greška ispunjena i ograničenja u pogledu oblika greške i energije izvora zračenja ova metoda nije našla širu primenu i pored relativno visoke osetljivosti ( ispod 10%). U literaturi se sre će i relacija 2 za određivanje dubine greške u obliku:

Gde su : dx- dubina greške, do- debljina predmeta kontrole u pravcu prozračavanja, Dx i Do- gustina zacrnjenja radiograma na mestu greške i mestu bez greške i K – koeficijent proporcionalnosti, koji se može eksperimentalno odrediti.

25

Rezultatu ispitivanja serije etalona sa veštačkim greškama, pravilnog oblika prikazani su na slici 9. Očigledno je relativno uska oblast linearne zavisnosti između dx /do i (1 – Dx /Do), što sužava mogućnost šire primene ove metode. Provera metode na određivanju veštačkih i prirodnih grešaka pokazalo je osetljivost u granicama do ±10%.

Slika 9 Zavisnosti veličine dx /do od merenih veličina gustina zacrnjenja (1-Dx /Do) Karakteristično za sve napred izložene metode odredjivanja dubine grešaka merenjem gustine zacrnjenja je ograničenost na određene vrste grešaka ili ograničenu oblasti važenja. Sve one zahtevaju studiozna istraživanja radi utvrđivanja etalona krivih koeficijenata srazmernosti ili oblasti važenja za odredjene vrste grešaka što umanjuje njihovu masovniju primenu u praksi. 2.6 Stereografska metoda Dubina greške moguće je oceniti i primenom stereoradiografije. Stereoradiografija predstavlja metodu određivanja položaja greške u predmetu kontrole primenom dvostruke eksppozicije na jednom radiografskom filmu, pri čemu se za svaku ekspoziciju koristi drugi položaj izvora zračenja (slika 10). Preciznim određivanjem geometrije prozračavanja (s, l1) i merenje veličina sa stereoradiograma (l2, l3) moguće je pored položaja greške (h) određenog relacijom

h= odrediti i dubinu greške (∆x) preko relacije :

26

∆x=

Slika 10 Sematski prikaz korišćenja stereoradiografije za određivanje dubine greške Na slici 11 prikazan je primer stereoradiograma uzorka sa cilindričnom greškom 11a) sa koga je određen položaj (odstupanje +5%) i dubina greške ( odstupanje +7%).

27

Slika 11 Stereoradiogram (c) i normalni radiogram (b) etalon (a) 2.7 Neutronska i protonska radiografija Princip rada neutronske radiografije isti je kao i kod drugih tipova radiografije sa  jonizujućim zračenjem. Razlika je samo u verovatnoći interakcije primarnog snopa sa različitim materijalima. Mera za ovu verovatnoću je koeficijent slabljenja primarnog snopa. Na sl.1 prikazana je zavisnost ovog koeficijenta od rednog broja materijala za termičke neutrone i X zrake (125 kV). Dobijena kriva za X zrake je glatka i monotono rastuća sa Z, a za termičke neutrone diskretna i nepravilna. I u slučaju istog hemijskog elementa, ali za dva različita izotopa, razlika može biti primetna. Povećani koeficijent slabljenja imaju laki materijali ( vodonikm voda, azot....) kao i neki srednji i teški elementi (kadmijum, indijum, europijum, gadolinijum, živa, plutonijum...) što ukazuje na moguću primenu neutronske radiografije.

28

Sl.1. Zavisnost koeficijenta slabljenja primarnog snopa od rednog broja materijala, za termičke neutrone i X zrake ( 125 kV). Za neutronsku radiografiju potrebno je obezbediti dovoljno snažan izvor neutrona. Zbog visokog preseka najpogodniji su termički neutroni. Najznačajniji izvor takvih neutrona je nuklearni reaktor. Međutim primena neutronske radiografije je skupa i vezana za lokaciju reaktora. S toga su se javili i mali, namenski reaktori za neutronsku radiografiju. Zbog potrebe izvođenja radiografije na licu mesta primenu su našli i radioizotopi neutronski generatori. Najznačajnije osobine svih pomenutih izvora dati su tabeli 1.

Tabela 1. Poređenje karakteristika različitih postrojenja za neutronsku radiografiju. 29

Iz tabela se vidi da primena akceleratora u neutronskoj radiografiji nije česta. Međutim ona je sasvim realna. To mogu biti i namenski mali akceleratori, ali i istraživa čki akceleratori sa posebnima kanalom za neutronsku radiografiju. Pošto se na akceleratorima dobijaju brzi neutroni, neophodna je njihoava moderacija i kolimaciija, čime se gubi na efikasnosti. Potrebno je dakle precizno utvrditi ekonomičnost neutronske radiografije na akceleratorima. Akceleratorska instalacija ,,Tesla'' u INN ,, Vinča ''pored ostalih mogućnosti, moći će da generiše snopove deuterona energije 60-73 MeV i struje 10-20µA. Nuklearne reakcije koje daju neutrone najnižih energija su najpogodnije za korišćenje a to su: 9 2 10 1 4 Be + 1d → 5B + 0n + 4.3 MeV 7 2 7 1 3Li + 1 p→ 4Be + 0n + 2.1 MeV

Dobio bi se prinos neutrona od oko 2.5 * 109 n/s za reakciju sa berilijumom. Time neutronska radiografija postaje moguća . Za prenosnu neutronsku radiografiju najznačajniji je izvor kalifornijum - 252(2). Najvecći nedostaci su mu: realtivno visoka cena, kratak period poluživota (2.65 god), mali neutronski fluks na mestu detektora i slaba rezolucija. Sve se to može kompenzovati mogućnošću primene na licu mesta. U sklopu svakog postrojenja za neutronsku radiografiju bitnu ulogu igra kolimator. Njegova uloga je da neutrone usmeri na metu. Idealno bi bilo da svi neutroni padaju na metu paralelno. Međutim tada bi se smanjio fluks neutrona na meti. Stoga se pravi kompromis. Kao mera za paralelnos neutrona služi tzv. Kolimatorski odnos L/D gde je L- udaljenost od izvora do mete, a D- prečnik otvora izvora. Što je veći kolimatorski odnos, snop neutrona je paralelniji. Time se postiže veća oštrina slike. Međutim, time se produžuje vreme eksponiranja. Kod snažnih izvora neutrona kao što su reaktori, u praksi se može ići na vrednosti L/D i preko 250. Kod slabih izvora, kao što je npr kalifornijum treba usmeriti što više neutrona na metu. To znači da treba ići na najmanji mogući kolimatorski odnos do granice podnošljivosti rezolucije. U praksi se koriste i vrednosti do 10. Za neutronsku radiografiju kao metodu može se reći da je jedinstvena i komplementarna sa gama (X) radiografijom. Jedinstvena je npr u slučajevima da treba ustanoviti prisustvo dva različita izotopa istog elementa što je značajno u neuklearnoj tehnici. Kompatibilnost sa gama radiografijom ogleda se u sledećem. Gama radiografija je efikasnija ukoliko je redni broj Z materijala veću u odnosu na kontrast. To znači da je pogodna za ispitivanje metalnih sklopova. Pri ispitivanju lakih materijala daje loše rezultate. Nasuprot tome neutronska radiografija je efikasnija pri ispitivanju lakih materijala. Dakle, neutronska radiografija je dobra tako gde je gama (X) radiografija loša i obrnuto. Tek ispitivanje nepoznatog uzorka sa obe metode daje njegovu kompletnu sliku – neutronska i gama radiografija su kompatibilne. Neutronska radiografija se danas sve više koristi kao metoda ne destruktivnog ispitivanja materijala. Njene najznačajnije primene su u: nuklearnoh tehnici, ispitivanje plastičnih materijala, pirotehnici, metalurgiji, biologiji medicini pa i arheologiji. U nuklearnoj tehnici koristi se za ispitivanje karakteristika gorivih elemenata naročito u

30

eksperimentalnoj fazi. Primena u industriji je vrlo široka. Pošto guma i plasti čni materijali imaju dosta vodonika oni se lako detektuju neutronskom radiografijom. Vareni i lemljeni spojevi se tako đe lako prepoznaju jer obično sadrže srebro i bor. Protonska radiografija Protonska radiografija bazirana je na obasjavanju objekta koji se ispituje brzim protonima, otklanjanju protona iz primarnog snopa i registraciji na filmu ili drugom detektoru. U zavisnosti od dimenzije objekta potrebno je obezbediti odgovarajuću energiju protona. Zavisnost specifičnog gubitka energije protona i njihovog dometa u vodi od energije prokazana je na sl.2 i sl.3 (3).

Sl.3 Zavisnost dometa brzih gubitaka enrgije brzih protona od energije u vodi

SL.2 Zavisnost dometa brzih protona od energije u vodi

Specifični gubitak naelektrisanja opada sa porastom energije protona sve do energija 9001000 MeV, kada počinje ponovo da raste. To znači da su energije 800-900 MeV najpogodnije za protonsku radiografiju. Sva povećanjem energije domet protona slabo raste pa ekonomičnost dolazi u prvi plan. Radiografijom sa brzim protonima nižih energija je moguća ali se smanjuju dimenzije objekta koji se ispituje. Za ispitivanje brzih hidrodinamičkih procesa najčesće se koriste energije od oko 800 MeV. Sa njima se mogu radiografisati predmeti gustine kao voda dimenzija reda 1m. Za materijale veće gustine te dimenzije se srazmerno smanjuju. Interesantno je videti kolike su dimenzije predmeta koji bi se mogli radiografisati na akceleratorskoj instalaciji ,,Tesla'' u Vinči. Maksimalne energije protona bile bi oko 70MeV. Prema sl.3 proizilazi da su maksimalne dimenzije reda nekoliko centimetara. Ovim je primena znatno sužena ali ne i isključena.

31

3. VRSTE GREŠAKA,NJIHOV IZGLED NA RADIOGRAMU I KRITERIJUMI PRIHVATLJIVOSTI 3.1 Klasifikacija grešaka Moguće su različite klasifikacije grešaka, a jedna od najčešćih je prikazana na slici:

Osim navedene podele grešaka, postoji i podela po vrsti koja zavisi pd vrste proizvoda tj objekta koji se ispituje, što će biti obrađeno u poglaljima koji slede. Često je u upotrebi i podela greške u odnosu na period nastanka, greške u datom proizvodu ili materijalu koji se ispituje: Prvobitne (početne) greške Ovde spadaju skupljanje, vruće suze, gasni mehur, nemetalni uključci, segregacije. One nastaju u prvobitnoj fazi oblikovanja izlivenog metala, i obično ostaju u istom obliku kroz sve naredne faze obrade. Greške nastale prilikom obrade To su uglavnom prsline kao najtipičniji predstavnik. One nastaju kao rezultat termičke obrade, brušenja, i mašinske obrade tj prilikom dovodjenja metala u završni oblik i stanje. Greške nastale tokom eksplotacije •





32

Tipičan predstavnik ovih grešaka su prsline koje je javljaju i razvijaju tokom upotrebe proizvoda, usled dejstva nekog opterećenja. U opštem slučaju postoje dve vrste ovih prslina, i to zamorne prsline nastale uzastopnim delovanjem visoko cilindričnog opterećenja, ili prsline nastale uzastopnim delovanjem visoko cilindričnog opterećenja, ili prsline nastale usled delovanja pojedinačnog ili niskocilindričnog opterećenja. Prsline u eksploatacij objekta često nastaju i razvijaju se usled postojanja grešaka iz ranijih faza izrade i obrade. Pored prslina za eksploataciju je karakteristično i pojava korozivnih, erozivnih i drugih tipova oštećenja. •

3.2 Najopštiji opis karakterističnih grešaka u metalnim materijalima Uključ ci su obično nemetalnog karaktera ( šljaka, vatrostalni materijali i hemijska  jedinjenja-sulfidi, oksidi, silikati), koji bivaju zarobljeni u o čvršćavajućem ingotu. Oni su obično izduženog oblika i pojavljuju se u ingotu, saglasno pojedinim fazama izrade. Različitih su dimenzija i kod finalnog proizvoda se mogu pojaviti kao površinski ili podpovršinski diskontinaiteti. Gasni mehur i šupljine se formiraju zbog prisustva gasa, nerastvorljivog metalu, i koji biva zarobljen kada metal očvršćava. Ako se ingot podvrgne nekim od postupaka fabrikacije, gasni mehuri dobijaju izdužen oblik. Kod finalnih proizvoda se obično pojavljuju u obliku šavova i laminantnosti, zavisno od lokacije. Skupljanja sastoje se od velikih šupljina nastalih skušljanjem na površini pre izvođenja postupka obrade, mogu imati vrlo štetna uticaj na izvodjenje istih. Ukoliko postoje u delovima nakon njihove izrade obično se nalaze na nekom rastojanju ispod površine. Segragacija kada ingot očvršćava, raspodela različitih elemenata i sastojaka u opštem slučaju nije jednaka po celom preseku ingota, tj pojavljuju se segragacije pojedinih sastojaka. Ako je ingot kovan a zatim valjan, ove segragacije su izdužene i umanjuju poprečni presek proizvoda. Često se pojavljuju i kao vrlo tanke paralelne linije ili linijske grupacije nečistoća.  Nespojena mesta predstavljaju nedovoljna spajanja iizmedju dva toka metala i kalupa. Predhodno je izazvano prisustvom tokova metala koji se hladi tako brzo da fuziju čini nekompletnom. Vruće suze su lokalna koncentracija koja nastaju, oblikovane za vreme očvršćavanja. Nastaju dok je metal još u toplom stanju i kada lokalne nehomogenosti u sastavu legura obrazuju kapljice koje teku kao suze. Prsline su najtipičniji slučaj greške nastale u toku izrade. Mogu nastati praktično kod svih postupaka fabrikacije Preklopi su tipične vrste grešaka nastalih u pojedinim postupcima fabrikacije i prestavljaju nabore na površini i/ili nedovoljnim pritiskom u završnoj fazi fabrikacije.

33

 Zarezi diskontinuiteti, obično podužne orijentacije, slične površinskim prslinama. Najčešće se javljaju kod otkivaka. Greške obrade pri mehaničkoj obradi i obično nastaju površinske prsline, najčešće kao rezultat pregrevanja. Neadekvatna termička obrada takodje može izazvati pojavu prslina. Greške nastale toko eksploatacije U opštem slučaju svode se nagreške tipa prsline ili odnošenje čestica metala. S obzirom na uzrok nastanka, dele se na: Greške nastale mehaničkim opterećenjem Greške nastale termičkim opterećenjem Greške nastale erozivnim delovanjem Greške nastale hemijskim delovanjem tj koroziona oštećenja. • • • •

3.3 Greške kod odlivaka i njihove greške na radiogramu Po vrsti, greške u odlivcima svrstane su u 7 grupa: • • • • • • •

A – gasni mehuri i šupljine, B – preščana gnezda i uključci C – unutrašnja skupljanja D – vruće suze, E – prslin F – nespojena mesta i G – unutrašnje zamrzline

3.3.1 Gasni mehuri i šupljine Gasni mehuri I šupljine u odlivcima predstavljaju šupljine gasom ili vazduhom. To su česte greške kod odlivaka, aposledica su loše tehnike livenja. Nastaju usled: - Zahvatanje vazduha - Zadržavanja gasa u metalu od koga su izrađeni kalupi za livenje i - Skupljanja metala. Najčešći uzrok nastajanja gasnih mehura je vazduh koji se nalazi u kalupima pre livenja. Ukoliko vazduh nije uspeo u procesu da u potpunosti napusti kalup i izađe kroz otvore, biće zahvaćen strujom tečnog metala i ostati zarobljen u odlivku mehura ili malih gasnih pora. Gasni mehuri često nastaju zarobljavanjem gasova nastalih u reakcijama koje se odvijaju tokom livenja. Rastvorljivost gasova u tečnom metajlu je velika i naglo se menja sa promenom temperature. Pri očvršćavanju metala rastvorljivost gasova u metalu se usled smenjenja temperature smanjuje. Suvišni gas se odvija iz metala i skuplja u mehuriće koji se kreći kroz metal ka površini i nastoje da napuste odlivak. Ukoliko je proces hlađenja ubrzan ili neravnomeran, zbog neodgovarajuće tehnologije livenja ili odstupanja od propisanje tehnologije, gasni mehuri će ostati zarobljeni u očvrslom metalu. Obično su ovi gasni mehuri mali i raspoređeni u čitavom odlivku ili pojedinim zonama. Veoma često uzrok nastajanja ovih grešaka je i materijal koji se upotrebljava za formiranje kalupa. Gasovi se izdvajaju pri dodiru tečnog metala i kalupa i prdiru u tečni metal odlivka. Ovako nastale greške obično se nalaze neposredno ispod površine odlivka. 34

Gasni mehuri nastaju i usled nepravilnog ulivanja tečnog metala u kalupe. Ukoliko tečni metal pada sa velike visinem mogu se pri dnu kalupa formirati metalne kapi koje brzo očvršćavaju i na čijim se površinama formira sloj oksida. U reakciji oksida sa te čnim metalom obraazuje se gas koji u obliku mehura može ostati zarobljen oko očvrsle kapi metala. Gasni mehuri su loptastog oblika i na radiogramu se manifestuje u obliku polja znatno veće gustine zacrnjenja, okruglog ili ovalnog oblika.

Slika 2. Gasni mehur u odlivku. a – šemtaski prikaz greške ; b – radiogram Pored loptastog oblika , gasni mehuri mogu biti i izduženog oblika. Gasni mehuri mogu biti međusobno povezani u sistem malih šupljina, nešto krupnijih od mikroporoznosti i mikro skupljanja. Ta forma se naziva sunđerastom poroznošću. Na radiogramima odlivka male debljine u pravcu prozračavanja ove greške se lako uočavaju, jer se oblici šupljina  jasno ocrtavaju, međutim, na radiogramima debljih odlivaka ove se greške taško identifikuju, jer se manifestuju samo kao tamne mrlje. Šupljine u odlivcima nastaju usled smanjenja zapremine odlivaka pri očvršćavanju. Koeficijent istezanja metala se menja sa promenom temperature. Metali imaju veći koeficijent istezanja u tečnom stanju i on se umanjuje pri prelasku metala iz tečnog u čvrsto stanje, usled čega će se obrazovati usahline ( lunkeri ), na površini odlivaka šupljine usled stezanja , u unutrašnjost odlivka, na mestima koja očvršćavaju ubrzano, pa prestane dotok istopljenog metala iz hranitelja ili nalivka, dešava se da lunker iz glave oduška ili hranitelja produži u dubini, pri čemu nastaje sekundarni lunker . Ova greška, vezana su za lošu tehniku livenja ili nepravilno postavljene ulivne sisteme, može izazvati greške koje se protežu i po celoj dubini odlivka. Na radiogramu se šupljine manifestuju kao povećane gustine zacrnjenja napravilnog oblika. Oblik ovih grešaka, karakterističnih za srednje i velike odlivke, zavisi od debljine odlivka i brzine hlađenja u procesu očršćavanja. Kod vlaknastih skupljanja greške se na radiogramu prikazuje u obliku drveta sa većim i manjim. Greške tipa gasni mehuri i šupljine obično se pojavljuju zajedno u odlivcima.

3.3.2 Peščana gnezda i uključci Peščana gnezda i uključci predstavljaju strana tela zarobljena u odlivku, koja se po svojim osobinama razlikuje od metala odlivka. Na radiogramu se ove greške manifestuju u obliku senki različitog oblika (slika 3). Kako je gustina preščanih i drugih ukuljačaka 35

obično manja od gustine metala odlivka, projekcije grašaka radiogramu veće gustine zarnjenja od dela radiograma koji odgovara homogenom delu odlivka.

Slika 3: Peščana gnezda i uključci u odlivku a – šematski prikaz; b – radiogram Peščana gnezda (slika 4) u odlivcima nastaju pri ulivanju tečnog metala u kalupe i rasipanju peska u tečni metal, pri udaru i oštećenju zidova kalupa mlazom tečnog metala. Uzrok nastajanja ove greške može biti: Neosušena peščana forma Slabo formiran peščani kalup i Nepravilan dovod metala u peščanu formu Peščani uključci mogu biti skoncentrisani na jednom mestu ili razbacani po celom odlivku. • • •

Uključ ci ci nastaju kao zaostali i zaribljeni produkti dezoksidacije u procesu livenja, ili kao zahvaćene ili zarobljene čvste čestice. Projekcije uključaka produkta dezoksidacije na radiogramu obično imaju blaže konture od prejekcije uključaka peska i drugih čvrstih uključaka.

Slika 4: Presek odlivka na mestu peščanih gnezda

36

3.3.3 Unutrašnja skupljanja Unutrašnja skupljanja su praznine u odlivcima koje nastaju kao poslediva neravnomernog očvršćavanja odlivka. Za rasliku od šupljina i sekindarnih lunkera, skupljanje se obrazuje na mestima nagle promene dimenzija odlivka, na mestima hranitelja ili oduška i drugim mestima koje posle prekidanja hranjenja poslednja očvršćavaju. Unutrašnja skupljanja se mogu javiti u obliku jedinstvenih praznina. Karakteristična su za odlivke velikih zapremina i odlivke izradjene od metala i legura koje očvršćavaju u širokom temperaturskom intervalu. Oblik unutrašnjih skupljanja zavisi od oblika odlivka i brzine hlađenja, a položaj, od redosleda očvršćavanja. Na radiogramu se manifestuju u obliku oštro ocrtanih polja velike gustina zacrnjenja napravilnih konutra (slika 5). Često su oblika zrakaste linije, koja se obično račva iz jednog centra u više pravaca.

Slika 5: Unutršnja supljanja u odlivku debljine 45mm. a- šematki prikaz greške; bradiogram 3.3.4 Vruće suze Vruće suze su lokalna koncentrisanja lako topivih elemenata u odlivcima. Ove nehomogenosti nastaju usled idavanja pojedinih elemenata u odlivcima. Segregacija, lokalna nehomogenost u sastavu legura, poslednje očvršćavanju, najčešće obrazujući greške u obilku kapljica koje teku kao suze (slika 6), dok je odlivak još u toplom stanju, po čemu je greška i dobila ime.

37

Slika 6: Vruće suze u odlivku. a- šematski prikaz greške; b- radiogram Vruće suze se mogu pojaviti u celom odlivku ili kao lokalizovane ili trakaste greške. Slična greška se može pojavit u slučajevima kada je onemogućena slobodna dilatacija odlivka za vreme hlađenja. 3.3.5 Prsline Prsline su diskontinuiteti usled lokalnog (razdvajanja) metala odlivka. Na radiogramu se razlikuje od vrućih suza i unutrašnjih skupljanja po karakterističnom obiku: nepravilno izlomljenim linijama ve će gustine zacrnjenja (slika 7).

Slika 7: Hladna prslina u odlivku. a- šematski prikaz; b- radiogram Razlikuju se dve vrste prslina: topla i hladne : Tople prsline nastaju pri višim temperaturama (npr. Kod čeličnih odlivka u intervalu 1250ºC-1400ºC) i polsedica su toplotnih naprezanja. Tople prsline imaju nepravilan oblik i zidovi su im prekriveni slojem oksida. Nastaju oko hranitelja na mestima velikih promena debljine, na mestima spajanja više zidova odlivaka velike mase i sl. 38

Hladne prsline nastaju na nižim temperaturama, npr. kod čeličnih odlivaka ispod 650ºC. One imaju sjajnu povšinu i od toplih se razlikuju manjom širinom i većom izvijenošću (talasnost). Orijentacija prislina u odlivcima se teško predviđa. Posledica toga je da će pri radiografiji projekcija prsline na radiogramu biti kontrastna i oštra samo u delu gde je osa primarnog snopa zračenja ravni prostiranja greške. Tamo gde osa primarnog snopa zračenja zaklapa sa ravni prostiranja prsline veći ugao, projekcija prsline na radiogramu će biti manje kontrastna i prostiraće se u obliku nejasne široke linije, zadržavajući karakterističan talasasti igled na osnovu koga se može prepoznati. 3.3.6 Nespojena mesta-venci Nespojena mesta u odivcima nastaju kao posledica oksidnih i drugih uključaka, naročito na mestima sastava hranitelja i odušaka. Pojavu ovog defekta ne prate i koncetracije poroznosti, ali se u kocentričnim geometrijskim oblicima (slika 8.) redovno mogu pronaci znatni oksidni uključci. Na radiogramu se ova vrsta greške u odlivcima manifestuje kružnom linijom, u obilku venca, povećane gustine zacrnjenja. Po obodu venca jasno se primećuju tragovi unutrašnjih skupljanja, nedovoljnih da dovedu do pojave prslina.

Slika 8: Nespojena mesta u odlivku. a- šematski prikaz greške, b- radigram 3.3.7 Unutrašnje zamrzline Unutrašnje zamrzline (slika 9), poznate su još kao hladni spojevi nastaju kada deo čeličnog odlivka, obično uz zid kalupa, koji je naglo počeo da očvršćava, zalije nova količina istopljenog metala. Nespojena mesta nastaju na ovakav način na radiogramu se manifestuju kao linije veće gustine zacrnjenja, koje je ponekad teško razlikovati od prslina. 39

Ova grupa grešaka javlja se kod umirenih čelika, a naročito legiranih sa aluminijumom, manganom, silicijumom i hromom. Pojava ove vrste grešaka je česta pri livenju u kokilama, ako je kokila slabo lakirana. Oksidni slojevi,koji se stvaraju na površini istopljenog metala mogu se lako prilepiti uz slabo lakiranje zid kokile. Čelik koji se uliva, zarobiće ove oksidne filmove, usled čega će doći do pojave unutrašnjih zamrzlina. Ovu greška obično prate gasni mehuri i nemetalni uključci.

Slika 9: Unutrašnje zamrzline u odlivku. a- šematski prikaz greške, b- radiogram Izloženi prikaz grešaka odnosi se uglavnom na čelične odlivke. Većinu grešaka koje se  javljaju u odlivcima od lakih metala lako je uočiti na radiogramu, ukoliko se primeni korektna radigrafska tehnika. Izvesni problemi se javljaju kod interpretacije. Male greške (mikroporoznost, mikroskupljanja, vruće suze) su česte i teško ih je mešusobno razlikovati. Površinski premazi odlivaka od lakih metala, koji sadže komponente od gušćih materijala, mogu otežati pravilnu interpretaciju. Boja može da popuni povšinske greške i da na radiogramu proizvede zone manjih gustina zacrnjenja. Slično tome, i peščani uključci kod odlivaka od legura magnezijuma prikazuju se na radiogramu znatno razlikama gustina zacrnjenja. Složen presek odlivka često je smetnja interpretaciji radiograma. Najveći broj grešaka pri interpretaciji odlivaka nastaje u pokušaju da se interpretira radiogram nepoznatog odlivka, rekonstrukcijom trodimenzionalnog lika predmeta kontrole, na osnovu dvodimenzionalnog prikaza u ravni radiogram. Na većini radiograma odlivaka, usled složene geometrije, raspon zacrnjenja je veliki, što ometa, ili, čak, onemogućuje korektnu interpretaciju. Veliku pomoć u interpretaciji u ovakvim slučajevima mogu da pruže iluminatori sa promenjivim intezitetom osvetljenja i promenljivom veličinom osvetljene povšine.

40

3.4 Greške kod zavarenih spojeva i njihov izgled na radiogramu Po vrsti, greške u zavarenim spojevima se dele, prema preporukama Međunarodnog instituta za zavarivanje (MIZ, International Institute of Welding-11W) na šest grupa. Grupe grešaka se označavaju brojčanim simbolima prema JUS C.T3.020, koji je ekvivalentan ISO 6520 tj. EN 26520: 100- prsline 200- gasni mehurovi 300- uključci u čvrstom stanju nedostatak provara 400- nalepljivanja i nedostatak provara 500- greške oblika 600- ostale greške Dodatnim brojevima definisani su položaji grešaka i učestalost 3.4.1 Gasni uključci Gasni uključci i šupljine zavarenim spojevima su mehurići ispunjeni gasom. Greške ovog tipa mogu se na osnovu najznačajnijih (5) kriterijuma i potpunije definisati kao: prema načinu rastojanja- gasni mehuri zarobljeni u zavaru i šupljine nastale pri očvršćavanju zavara; prema obliku- gasni mehuri i šupljine loptastog i izduženog oblika; prema učestalosti- pojedinačne, u nizu i u gnezdu; prema veličini- mikro i makro mehuri i šupljine (do veličine od nekoliko milimetara); prema mestu nastajanja- gasni mehuri i šupljine u zavaru i na površini zavara (otvorene pore). • • •



Gasni mehuri su posledica obrazovanja šupljina fazi očvršćavanja kupatila. Za vreme očvršćavanja rastopljenog metala pri zavarivanju dolazi do oslobađanja gasova rastvorenih u metalu, jer se njihova rastvorljivost u metalu menja sa promenom temperature. Pri smanjenju temperature, počev od temperature topljenja metala, rastvorljivost gasova se smanjuje, a mehurići gasa postepeno izlaze na površinu. Pri većin brzinama hlađenja mehuri gasa ne stignu da isplivaju na površinu i da odu u atmosferu, već ostaju ,,zarobljeni’’ u etalu šava (MŠ). Tri su najčešća uzroka nastajanja gasnih mehura: •





nečistoća na mestu zavarivanja:osnovnog metala( vlaga, masnoća, razni premaz i oksidi na poršini), dodatnog (vaga, masnoća, premazi) i pomoćnog materijala (vlaga, nečistoća) za zavarivanje, slaba zaštita kupatila u procesu zavarivanja, usled neodgovarajuće tehinke rada, odnosno,neodgovarajućih parametara zavarivanja ( duži električni luk, prejaka struja zavarivanja, nepravilan nagib loše vođenje električnog luka, ubrzano hlađenje). Nepravilno džanje gorionika pri MIG/MAG zavarivanju (preveliki nagib) može dovesti do pojave gasnih mehura usled uvlačenja gasova iz atmosfere jer slabi 41

zaštita metalnog kupatila. Nasuprot tome prevelika količina zaštitnog gasa (MIG,TIG) prouzrukuje prejaka strujanja i nekontrlisano vrtloženje gasa,što ima za posledicu usisavanje štetnih gasova iz atmosfere. Sličan efekat ima i nečista mlaznica gorionika jer metalne kapljice nalepljene na unurašnjoj stani izazivaju vrtloženje gasa. Šupljine u zavaru mogu nastati kao posledica stezanja metala za vreme očvršćenja. Mogu biti u metalu šava ili na površini zavara, najčešće završnom krateru. Na radiogramu se gasni mehuri i šupljine manifestuju kao oštro definisane tamne senke. S ozirom da su mehuri i šupljine ispunjeni gasom čiji je linearni koeficijent apsorpcije zanemarljiv, gustina zacrnjenja na radiogramu, na mestu koje odgovara grešci zavisiće od veličine greške. Projekcije gasnih mehura i šupljina su okruglog ili izduženog oblika ( slika 10 i 11). Greške su raspoređene po osi zavarenog spoja (slika 12) ili upravno na osu (slika 13), a ređe pogranici rastapanja. Pojavljaju se u skupinama, obično na početaku ili na kraju zavara (slika 13), ili rastresito duž celog zavara (slika 12), ili u nizovima. Retko se gasni mehuri pojavljuju kao pojedinačni, u tom slučaju su po pravilu veliki (slika 10).

Slika 10: Pojedinačni gasni mehuri loptastog oblika. a-poprečni presek šava; bradiogram Slika 11: Izduženi gasni mehuri i šupljine. a-poprečni presek šava; b-radiogram Slika 12: Gasni mehuri u nizu. a-porečni presek šava; b-radiogram Slika 13: Gnezda gasnih mehura. a-poprečni presek šava; b-radiogram 42

3.4.2 Uključci u čvrstom stanju Uključci u čvrstom stanju predstavljaju strana tela (nemetale i metale) zarobljene u masi metala šava, koji se po svojstvima razlikuju od metala šava. U ovu grupu gresaka spadaju: -

uključci troske (u liniji-nizu, izolovani, ostali) uključci praha uključci oksida, sulfida, fosfata, i silikata, kao i uključci metala (npr. volfram i aluminijum)

Uključci troske su ostaci očvrsle troske zarobljeni u masi metala šava koji nisu uspeli da isplivaju na površinu pri očvršćavanju. Na radiogramu se uključci troske prikazuju kao tamna polja nepravilnog oblika.Gustina zacrnjenja na delu radiograma koji odgovara mestu sa greškama moye da varira u širokom opsegu i da, veoma često, bude približno jednaka gustini zacrnjenja koji odgovara osnovnom materijalu, jer gustina zacrnjenja zavisi od veličine greške u pravcu prozračavanja i razlike u linearnim koeficijentima apsorpcije za osnovni materijal i materijal kojim je ispunjena greška. Uključci troske mogu biti pojedinačni (slika 14), u nizu (slika 15) i gnezdima. Raznovrsnog su oblika i projekcije na radiogramima su im najčešće površine zatvorene pravim linijama. Raspored u šavovima im je različit, nepravilan po celoj dužini i širini šava. Uključci po veličini mogu biti različiti, od nekoliko desetih delova do nekoliko milimetara (slika16).

43

Ukljućci praha u metalu šava su nečistoće nastale od zaštitnog praha koji nije istopljen i koji nije isplivao na površinu zavara, prizavarivanju pod zaštitom praška (EPP). Uključci praha u zavaru mogu zaostati mestimično ili po celoj dužini, a na radiogramu se prikazuju na sličan način kao i uključci troske. Uključci oksida u zavaru su spojevi metala sa kiseonkom. Mogu nastati pri zavarivanju, ukoliko na povrsini osnovnog materijala ima produkata korozije, pa se u procesu zavarivanja unose u šav, ili kad usled slabe zaštite kupatila zavara ili nedostatka dezoksidanata u zaštitnim sredstvima dolazi do oksidacije metala šava. Uključci sulfida, nitrida, fosfata i silikata u metalu šava su legure sumpora, azota, fosfora i silicijuma sa metalom, koje su u obliku finih čestica nečistoća raspršene u zavaru ili, ponekad, koncentrisane u velike skupine. Uključci metala u zavarenim spojevima predstavljaju prisustvo onih metala čija se svojstva bitno razlikuju od metala šava. Najčešće su to sitni uključci volframa u zavarenim spojevima aluminijuma i njegovih legura, magnezijuma, titana itd. Volfram dospeva u metal šava obično usled primene struja zavarivanja velike jačine u odnosu na prečnik volframove elektrode. Pregrejan vrh volframove elektrode u dodiru sa osnovnim materijalom izaziva kapljice volframa i njihovo raspršivanje po celom preseku šava. Volframovi uključci u zavarenim spojevima aluminijuma i njegovih legura manifestuje se u obliku okruglih i nepravilnihsvetlih polja (slika 17). Manaja gustina zacrnjenja na delu radiograma koji odgovara mestu sa volframovim uključkom je posledica većeg linearnog koeficijenta slabljenja zračenja u volframu nego u osnovnom materijalu.

44

3.4.3 Nalepljivanje Nalepljivanje (greške u vezivanju) predstavlja nepostojanje veze izmedju istopljenog materijala ili izmedju dva susedna sloja zavara. Greska nalepljivanja može se pojaviti kao: -

bočno nalepljivanje na stranicama žljeba, nalepljivanje između slojeva i nalepljivanje u korenu.

Nalepljivanje nastaje ako istopljeni metal naleže na površinu osnovnog metala ili zavara na kojoj je već  završena faza kristalizacije, a toplota kupatila zavara nije dovoljna da taj površinski sloj istopi, usled čega će doći do slabe veze između osnovnog metala i metala šava, odnosno, između dva sloja zavara. Uzroci nastajanja nalepljivanja su najčešće: -

mala jačina struje zavarivanja, nepravilno usmeravanje električnog luka, nečistoća na mestu zavarivanja, prevelika, preslaba ili neujednačena brzina zavarivanja, preširoko njihanje električnog luka i sl.

Greške nalepljivanja se na radiogramu prikazuju u vidu podužnih, često isprekidanih, tamnih linija, oštro definisanih i lociranih paralelno osi šava ili u blizini ivica šava (slika 18).

Greške nalepljivanja se relativno teško otkrivaju radiografskim metodama. Ako greška leži u kosoj ravni stranice žljeba, teško će se registrovati na radiogramu, jer će pri prozračavanju, sa osom primarnog snopa zračenja upravnom na ravan filma, prouzrokovati na radiogramu malu promenu gustine zacrnjenja usled male veličine greške u pravcu prozračavanja.

45

3.4.4 Nedostatak provara Nedostatak provara predstavlja delimično odsustvo rastapanja stranice žljeba, tako da ostaje praznina između stranica (slika 19).

Kod ove greske se razlikuju dva slučaja. U prvom slučaju stranice osnovnog materijala su dobro rastopljene, ali dodatni materijal nije u potpunosti ispunio prostor izme đu stranica žljeba (slika 20). Ovo je čest slučaj pri zavarivanju u nadglavnom položaju ili kod pojedinih postupaka zavarivanja, kao što su gasno ili zavarivanje netopivom elektrodom u zaštiti inertnih gasova (TIG). U drugom slučaju žljeb takođe nije ispunjen, ali stranice nisu rastopljene i postoje nezavarena mesta i zarezi (slika 21). Ova vrsta nedostatka provara je znatno opasnija  jer, pored oslabljenog nosivog preseka predmeta kontrole , deluje kao oštar i dubok zarez, zbog čega će nastati velike koncentracije napona u predmetu kontrole.

3.4.5 Prsline 46

Prsline u zavarenim spojevima su delimični ili potpuni lomovi metala, nastali kao posledica zavarivanja ili eksplotacije. Prsline se javljaju u materijalu šava (MŠ) ili u zoni uticaja toplote (ZUT) , pa čak i u osnovnom materijalu (OM) zavarenog spoja. Prsline se mogu deliti: -

po temperaturnoj oblasti njihovog nastajanja na: tople, hladne, prsline usled naknadne termičke obrade, i na lamelarni lom; po mestu nastajanja na: prsline u MŠ, ZUT, OM; po prostiranju u odnosu na osu šava na: podužne, poprečne, i zrakaste; po veličini na: mikro i makro prsline.

Tople prsline Za sad egzistiraju dve hipoteze o obrazovanju vrućih prslina: -

Uzroci pojave toplih prslina u zavarenim spojevima su zaostajanje žitkih i polužitkih međukristalnih slojeva do onog momenta dok zatežući naponi ne dostignu veličinu koja je dovoljna za razdvajanje kristala. Uzrok nastajanja toplih prslina je nedovoljna jačina i deformaciona sposobnost (plastičnost) metala pri visokim temperaturama. Povećanjem temperaturnog intervala krtosti, smanjenjem jačine i plastičnosti metala u međukristalnim zonama, verovatnoća obrazovanja toplih prslina raste.

Tople prsline predstavljaju mesta razdvajanja materijala u MŠ i u ZUT na temperaturi očvršćavanja ili nešto ispod nje. Kao donja granična temperatura za njihovo nastajanje, uzima se 0,5 Tt (Tt-temperatura topljenja). Nastaju u temperaturnom intervalu iznad i ispod solidusa, pa se stoga dele u dve grupe: -

kristalizacione i podsolidusne ili likvacijske prsline.

Kristalizacione prsline nastaju u procesu kristalizacije, dok je metal u čvrsto-tečnom stanju a likvicijske se formiraju u metalu kada je on vec očvrsnuo. Najčešće se prostiru kao uzdužne, paralelne osi šava, na mestu spoja stubičastih kristala ili između susednih zrna. Prostiru se i kao poprečne, upravno na osu šava, ali uvek po granicama kristalita. Oblik prsline je obično vijugav-tipa zareza, a površina preloma kristalno zrnasta. Kristalizacione prsline su posledica skupljanja metala šava u poslednjem stadijumu očvršćavanja. U procesu očvršćavanja metal šava prolazi kroz temperaturni interval krtosti (TIK) koji predstavlja deo intervala kristalizacije. U tom intervalu metal šava se nalazi u čvrstom stanju. Pri prelasku kroz TIK u kome je deformaciona sposobnost metala manja od nastalih deformacija, mogu se obrazovati tople prsline. Na obrazovanje podsolidusnih prslina veliki uticaj ima temperaturni interval smanjenje plastičnosti metala koji se javlja ispod temperature solidusa. Pri utvrđivanju tehnologije zavarivanja treba voditi računa o najvažnijim elementima koji utiču na otpornost metala šava prema toplim prslinama:

47

-

o veličini i brzini porasta zatežućih napona, koji deluju u periodu kristalizacije, o hemiskom sastavu metala šava, koji mu određuje svojstva u periodu kristalizacije, o obliku rastopljenog metala, koji određuje pravac rasta stubičastih kristala , karakter njihovog međusobnog dodira i raspored međukristalnih delova na zatežuće napone, kao karakter i o velićini primarnih kristala.

Prsline u krateru šava su poseban vid prslina, koje nastaju usled nepravilnog završetka zavarivanja. Naglim prekidom električnog luka podizanjem elektrode u vis slabi zaštita metalnog kupatila, usled čega se krater, koji nastaje usled smanjenja zapremine, obogatiti nečistoćama. Ova mesta, koja su zbog neravnomernog zagrevanja i hlađenja izložena dejstvu napona zatezanja, imaju povećanu sklonost prema nastajanju prslina. Hladne prsline su mikroskopska i makroskopska razdvajanja materijala u MŠ i ZUT, koja se obrazuje u niskotemperaturnom područ ju zavarivačkog ciklusa, obično ispod temperature 200250ºC. Ove greške se javljaju pri zavarivanju nisko i srednje legiranih čelika feritnoperlitne i martenzitne klase. Javljaju se po pravilu nekoliko časova posle zavarivanja, a zatim se razvijaju tokom nekoliko narednih časova ili čak dana. Kod zavarivanja nisko i srednje legiranih čelika hladne prsline nastaju kao posledica delovanja tri činioca, od kojih nijedan sam nije dovoljan da izazove prsline. Ti osnovni činioci su: - mikrostruktura, - sadržaj difundovanog vodonika, - naponi koji prate proces zavarivanja. Pri zavarivanju čelika, pod uticajem zavarivačkog termičkog ciklusa, MŠ i ZUT prolaze kroz određene strukturne transformacije. Sklonost čelika prema pojavi hladnh prslina zavise od njegove prokaljivosti, odnosno krtosti usled transformacije. Većina legirajućih elemenata ima direktan uticaj na zakaljivost ZUT, tako da za dati sadržaj ugljenika oni utiču na osetljivost prema pojavi hladnih prslina. Uobičajeno je da se čelici međusobno porede i da se određuje njihova sklonost prema krtosti usled transformacije. Jedan od pokazitelja krutosti je tvrdoća ZUT. Pri vrednostima tvrdoće ZUT iznad HV = 350-400 već se stvara smeša tvrdih proizvoda raspada, koji su skloni pojavi hladnh prslina. Prisustvo vodonika je jedan od bitnh činilaca za pojavu hladnih prslina. Vodonik dospeva u MŠ iz obloge elektroda, praška, iz okoline vlažne sredine, iz nečistih gasova zaštitne atmosfere ili nedovoljno očišćenih (odmašćenih) elektrodnih žica i stranica elemenata spoja koji se zavaruje. On se koncentriše na mestima sitnih grešaka u strukturi. Pri njegovom prelasku iz atomskog u molekularno stanje, kao posledica promene zapremine, nastaju pritisci na mestima intenzivnog skupljanja. Ako su ova naprezanja veća od zatezne čvrstoće metala, doći će do pojave prsline. Odlučujući činilac za pojavu hladnih prslina je napon zatezanja i posle završenog zavarivanja. Veličina ovog napona zavisi od debljine zavarenog spoja, vrste zavarenog spoja a pre svega od krutosti zavarenog dela konstrukcije.

48

Prsline u krateru zavara (podužne, poprečne zrakaste) su poseban vid prslina koje, pored već  opisanih razloga, nastaju i usled nepravilnog završetka zavarivanja. Naglim prekidom električnog luka, podizanjem elektrode u vis, slabi zaštita metalnog kupatila, usled čega se krater koji nastaje usled smanjenja zapremine obogatiti nečistoćama. Ova mesta koja su zbog neravnomernog zagrevanja i hlađenja izložena dejstvu napona zatezanja, imaju povećanu sklonost ka nastajanju prslina. Prsline se na radiogramu prikazuju kao tanke, tamne linije, karakterističnog ili izlomljenog izgleda, promenljive širine. Promena širine je najčešća posledica promene pravca prostiranja prsline, kao što su ravni radiograma, usled projektovanja iz jedne tačke (izvor zračenja) prikazuje kao promena širine greške. Prsline mogu biti paralelne osi šava (podužne prsline slika 22) ili upravne na osu ( poprečne prsline slika 23), mogu se račvati iz jedne tačke (zrakaste), ili biti međusobno (razgranate), sa počecima u različitim tačkama. Mogućnost regisracije prsline na radiogramu zavisi od širine prsline i orijentacije otvora prsline prema osi primarnog snopa. Kod zavarenih spojeva na manjim debljinama (ispod10 mm), pri primenjenoj rdiografskoj tehnici sa relativnom osetljivošću ispod 2%, osetljivost na otkrivanje prslina je visoka. Pri većim debljinama osnovnog materijala, gde  je potrebno radi prozračavanja primeniti izvore zračenja viših energija, verovatnoća otkrivanje malih prslina je zbog velike ukupne neoštrine mala.

Treba znati da ako se prslina prostire u ravni koja sa osom primarnog snopa zaklapa izvestan ugao, njena projekcija u ravni radiograma neće biti uzana i kontrastna, već široka i manje gustine zacrnjenja. Poteškoće u interpretaciji nastaju i pri pojavi prsline u

49

korenu, posebno ako je preveliki provar. Preveliki provar prourokuje veliku razliku u gustini zacrnjenja, dajući oštru sliku rubova (slika29). Ukoliko se indikacija prsline nalazi u ovoj zoni, nužno je izvršiti brušenje pre velikog provara i naknadno prozračiti taj deo zavara. 3.4.6 Greške oblika Greške oblika su nedostaci sličnosti oblika spoljnih površina zavara sa profilom pravilnog zavara. Greške ove grupe svrstane su u više skupina: zajedi, brazde u korenu, preveliko nadvišene, preveliki provar, prokapljine, greške prelaza, prelivanje, smaknuće, odstupanje od pravca, utonulost, rupe, nedovoljna debljina, šupljina u korenu, rohavost, loš nastavak i druge greške. Zajedi (zarezi od pregrevanja)  su nedostatak materijala u obliku zareza (slika 24), koji se proteže na izvesnoj dužini linija rastapanja. Zajedi se na radiogramu manifestuju kao pojačana gustina zacrnjenja na granici rastapanja. Brazda u korenu  je nedostatak metala na bočnim stranicama korena šava (slika 25) nastao usled skupljanja metala šava. Iz istih razloga nastaje i šupljina usled skupljanja u korenu (slika 26), koja predstavlja smanjenje debljine šava u korenu. Na radiogramu se brazda korenu manifestuje kao pojačana gustina zacrnjenja-tamna linija paralelna osi šava, a šupljina u korenu, kao tamna senka nepravilnog oblika na osi šava. Preveliko nadvišenje  (slika 27) predstavlja višak dodatnog materijala na licu zavarenog spoja, a posledica je neodgovarajuće tehnike rada i neodgovarajućih parametara zavarivanja. Ova greška se na radiogramu manifestuje pojavom svetlih polja na celoj širini projekcije zavara, usled povećanja debljine u pravcu prozračavanja. Nedovoljna debljina (slika28) predstavlja podužni lokalni ili kontinualni kanal na licu šava, nastao usld nedovoljne količine nanetog materijala. Ova greška se na radiogramu prikazuje kao veća gustina zacrnjenja od zacrnjenja projekcije pravilnog zavara ili zacrnjenja iza osnovnog materijala. Utonulost ima sličnu indikaciju na radiogramu kao i prethodna greška, koja predstavlja slegnuće nanetog dodatnog materijala usled velikog rastapanja, što ima za rezultat (zbog sile gravitacije) višak i/ili manjak materijala. Ova se greška može pojaviti kod horizontalnog šava u vertikalnoj ravni, kod položenog i nadglavno izvedenog šava i ugaonog šava. Utonulost može biti i lokalna, pri čemu se u šavu ili po ivici šava stvaraju rupe, koje se na radiogramu prikazuju slično šupljini u korenu (slika25), samo su zatamnjenja pravilnog oblika. Preveliki provar  ( slika 29) je višak materijala u korenu. Mestimičan višak metala u korenu nazivamo prokapljinom (slika 30). Ove greške se, usled povećane debljine materijala u pravcu prozračavanja, manifestuju na radiogramu u vidu zona malih gustina zacrnjenja (svetlija mesta od okoline). Preveliki provar se na radiogramu prikazuje dužim zonama manje gustine zacrnjenja (slika 29), prokapljine kao svetla polja kružnog oblika. Ove greške su često praćene pojavom gasnih mehura, koji nastaju u samim prokapljinama ili na njima (otvorene pore).

50

51

Smanjenje debljine na mestu mehura izazvaće povećanu gustinu zacrnjenja na delovima radiograma koji odgovaraju mestu nastanka mehura u prokapljini (slika 30).

52

Šupljine usled skupljanja u krateru (krater)   predstavljaju nedovoljno ispunjen završetak zavara. Ova greška se manifestuje na radiogramu na sličan način kao i šupljina u korenu (slika25) ali je zbog postepene promene debljine materijala od periferije ka centru, promena gustine zacrnjenja blaža. Smaknuće  (slika 31) predstavlja odstupanje od predvidjenog nivoa površina dva zavarena dela, koja je posledica neadekvatne pripreme zavarivanja. Na radiogramu se ova greška manifestuje kontinualnom promenom zacrnjenja (manja ili veća gustina zacrnjenja) po dužini zavarenog spoja, izazvanom promenjenom geometrijom predmeta kontrole zavarenog spoja. Ova greška veoma često je praćena i nedostatkom provara (slika 32), i u tom slu čaju se na radiogramu, pored indikacije smaknuća, javlja i indikacija nastanka provara, u obliku oštre promene gustine zacrnjenja. Često je smaknuće izazvano spajanjem elemenata različitih debljina neprilagođenih na mestu spoja. Pored vć  navedenih indikacija, na radiogramu će se pojaviti i različite gustine zacrnjenja iza osnovnog materijala, pri čemu će veća gustina zacrnjenja odgovarati manjoj debljini elemenata.

3.4.7 Ostale greške

53

Prema standardu JUS C.T3.020 u grupu 600 svrstane su ostale greške, odnosno sve greške koje se ne mogu svrstati u već pomenute. Tipični predstavnici tih grešaka su: Trag uspostavljanja električnog luka, mestimično oštećenje na površini osnovnog materijala zbog slučajnog uspostavljanja električnog luka u blizini, prskanje (brizganje)raspršene kapljice rastopljenog metala koji se izbacuje tokom izvršenja zavarivanja i koji prianja na osnovni materijal ili na prethodno očvrsnut materijal šava. Na radiogramu se uočavaju svetle površine na i oko zavarenog spoja, pravilnog oblika. Gustina svetlih površina je uslovljena količinom isprskanog materijala po površini.

Prskanje (brizganje) volframa Čestice volframa prenete sa elektrode na površinu osnovnog materijala šava u toku zavarivanja. S obzirom na manju veličinu čestica na radiogramu se vrlo teško, što zavisi od prozračavane debljine, mogu uočiti svetlije površine pravilnog oblika.

Mestimično čupanje (raslojavanje metala) Mestimično oštećenje osnovnog materijala nastalog pri uklanjanju pomoćnih zavarenih elemenata. Činjenica da je došlo do lokalnog čupanja materijala znači da je prozračavana debljina smanjena pa se na radiogramu uočavaju površine nepravilnog oblika zacrnjenja većeg od prozračenog osnovnog materijala.

Trag brušenja Mestimično oštećenje usled neodgovarajućeg izvedenog brušenja.

Trag sekača Mestimično oštećenje usled neodgovarajuće obrade sekačem ili drugim alatima. Zatamljene površine nepravilnog oblika sa kontinualnim prelaskom zatamnjenja i najčešće bar jednom pravom linijom na radiogramu ove greške.

Preterano brušenje Smanjenje debljine zbog preteranog brušenja. Ova greška kao i greška od traga brušenja na radiogramu se uočava kao niz lukova pravilnog oblika različitog zacrnjenja što zavisi od dubine ibrušenih brazdi u osnovnom materijalu i šavu. 3.4.8 Kriterijumi prihvatljivosti Pri vrednovanju nalaza sa radiograma, tj. Donošenju odluke da li se predmet kontrole sa grškom registrovanom na radiogramu prihvata ili ne, moraju se uzeti u obzir ne samo informacije koje pruža radiogram: -

vrsta greške, veličina greške, rasprostranjenost greške i položaj greške,

već i niz drugih podataka (naponsko stanje, uslovi eksploatacije itd.) bitnih za donošenje odluke o prihvatljivosti. Dozvoljena odstupanja od homogenosti, tj. Dozvoljene vrste, veličine i rasprostranjenosti grešaka, određuju se standardima i propisima za određenu opremu na kojo je zavareni spoj izveden ili u koju je ugrađen odlivak.

54

Poslednjih godina sve izraženija je tendencija da se jednoznačno odredi granica prihvatljivosti (vrsta, veličina i učestanost) za određenu klasu zavarenog spoja ili odlivka koju definiše projektant ili konstruktor, što doprinosi objektivnosti interpretacije radiograma. Karakterističan primer kriterijuma prihvatljivosti za odlivke dat je standardom ISO 9915:1992, koji se odnosi na radiografsko ispitivanje aluminijumskih odlivaka. Izvod iz ovog standarda dat je u dodatku G. Prema kvalitetu zavareni spojevi izvedeni topljenjem razvrstani su u tri nivoa kvaliteta i to: -

prema JUSC.T3.010 (tehnički uslovi za zavarene spojeve izvedene topljenjem na čeliku, nivoi kvaliteta) nivoi kvaliteta B, C i D. prema JUS U.E7.150 (zavarene noseće čelične konstrukcije, tehnički uslovi) nivoi kvaliteta S, I i II.

Nivo kvaliteta zavarenog spoja određuje projektant zavarene konstrukcije u zavisnosti od sledećih elemenata: -

klase posude, vrste zavarenog spoja, osnovnog, dodatnog i pomoćnog materijala, priprema za zavarivanje, stepena osposobljenosti zavarivača, uslova u kojima se izvodi zavarivanje, zahteva za izradu i obima kontrole.

Za obezbeđenje kvaliteta zavarenih spojeva zavisno od nivoa kvaliteta definisani su tehnički uslovi u odnosu na žljebove, uključivanje pripojnih zavara u šav kao i vrste i obim IBR u standardu JUS C.T3.010. Oni se mogu podeliti na: -

opšte zahteve i posebne zahteve.

Kriterijumi prihvatljivosti za greške tipa prslina su veoma strogi jer se prsline veoma ozbiljnim i opasnim greškama. Standard JUS ISO 5817, za nivo kvaliteta D prihvata preporuku ISO da se za najniži nivo kvaliteta (D po JUS C.T3.010) mogu tolerisati prsline u krateru. Maksimalna veličina za ovaj slučaj je h1250kV do 500kV Yb 169 0,02 do 0,15mm prednja I zadnja folija od Pb Mogu se koristiti I klase filmova vece osetljivosti TAbela 3: Klase sistema filmova I metalnih folija za Al I Ti (aluminijuma I titana)

Klasa Zacrnjenje1 A ≥2,0 B ≥2,3 Dozvoljeno je odstupanje u merenju za ±0,1 Tabela 4: Gustina zacrnjenja radiograma  Napomene: Navedene vrednosti ukljucuju I osnovno zacrnjenje filma I mrenu. Gustine zacrnjenja mrene ne sme preci vrednost 0,3 o proverava se periodicno na neeksponiranom filmu. Dodatak E – Izvod iz standard JUS ISO 4993/1997: Celicni odlivci –radiografsko ispitivanje Posto je ovaj JUS standard dostupan kandidatima (Savezni Zavod za standardizacijuBeograd), ovde cemo samo naglasiti das u njime definisani: osnove za narucavanje (zahtev za ispitivanje), vreme ispitivanja, osposobljenosti osoblja koje vrsi ispitivanja, semu prozracavanja I zapise. Karakteristicno je sto se ovaj standard bavi I kriterijumima prihvatljivosti(preporuceni su inostrani standardi za odlivke: ASTM E 446, E-186, E-280 I E-192) Spomenuta sema prozracavanja (tacka 6 standarda) se moze smatrati “mini” uputstvom sa preciznim opisom-klasicnog sadrzaja jednog uputstva: Korisceni izvor zracenja (x ili y) Mesto izvora zracenja u odnosu na podrucje ispitivanja I filma Mesto izvora zracenja Podrucje prekriveno filmom Polozaj filma I pozicija indetifikacionih oznaka (markera) Rastojanje izvor-film Polozaj IKS-a I stepen razaznavanja • • • • • • •

77

• • • • • •

Debljina preseka koji se ispituje Broj I tipovi upotrebljenih filmova Indentifikacija filmova Debljina I tip pojacavajucih folija Vrednosti zahtevanog zacrnjenja I geom.. neostrine Uslovi razvijanja filma

Ovaj standard se ne bavi samim tehnikama radiogravskog ispitivanja odlivaka tj. Vaze klasicni opisi tehnika za odlivke iz prvog dela Prirucnika.

Dodatak F - Izvod iz standard EN 1435/1997: Radiografsko ispitivanja zavarenih spojeva Ovaj standard predsavlja tipican standard primene (za zavarene spojeve) I uvodi specificne zahteve ovog proizvoda (monosektora) u opste zahteve radiografskog ispitivanja definisane standardom EN 444 (videti dodatak D). njegovim izdavanjem povucena je rupa standarda (JUS ISO 1106-1, 2 I 3; JUS ISO 2437…) koji su ranije parcijalni obradjivali ovu oblast. Medjunarodni standard ISO/DIN 17636 : 2000 je u toku uskladjivanja sa ovim standardom. Najvaznije razlike u odnosu na EN444 (koji definife opste principe za ispitivanje metalnih materijala) su sledece. Saglasno ovom standard,koriste se tehnike prikazane na slikama 1 do 19. Tehniku elipse (dvostruki zid/dvostruka slika) u skladu sa slikom 11, ne treba koristiti za spoljasni precnik (De) veci od 100nm, deljinu zida (t) vecu od 8mm I sirini zavara De/4. Dve ekpozicije pod uglom od 90° su dovoljne ako te t/De manje od 0,12. Rastojanje izmedju dve slike zavara jednako jednoj sirini zavara.  Ispitivanje zavarenih spojeva metodama bez razaranja - Radiografsko ispitivanje materijala 1. Predmet i podrucje primene Ovim evropskim standardom se utvrdjuju osnovne tehnike radiografskog ispitivanja u cilju ekonomicnog dobijanja zadovolajvajucih I ponovljivih rezultata. Te tehnoke se zasnivaju na opse prihvacenoj praksi I osnovnoj teoriji o predmetu ispitivnja. Ovaj standard se primenjuje za radiografsko ispitivanje zavarenih spojeva na metalnim materijalima. Primenjuje san a spojeve ploca (limova) ili cevi. Pored uobicajenmog znacenja, “cev”, koje se koristi u ovom standardu, podrazumevaju se I druga cilindricna tela kao sto su kotlovski bubnjevii posude pod pritiskom. Ovaj standard je uskladjen sa EN 444. Ovim standardom nisu utvrdjeni (specificirani) nivoi prihvatljivosti indikacija. Ako su specifikacijom odobreni nizi kriterijumi ispitivnja, postignuti kvalitet moze biti znatno nizi od kvaliteta dobijenom striktnom ptimenom ovog standard.  Nrmativne reference

78

U ovaj evropski standard ugradjene su, putem pozivanja, odredbe iz drugih datiranih ili nedatiranih standard. Ovaj normativna pozivanja su na odgovarajucim mestima citirana, a publikacije su navedene u daljem tekstu za datirane reference, kasnije izmene I dopune ili revizije tih standarda primenjuju se na ovaj evrospki standard samo kada se u njega unesu putem izmena I dopuna ili revizije. Za nedatirana pozivanja, priimenjuje se najnovije izdanje navedene publikacije. EN 444 Ispitivanje bez razaranja - Opsti principi za radiografsko ispitivanje metalnih materijala X I gama zracima EN 462-1 Ispitivanje bez razaranja – Indikatori kvaliteata slike – Deo 1: zicani IKS – odredjivanje vrednosti kvaliteta slike. EN 462-2 Ispitivanje bez razaranja – Indikatori kvaliteta slike – Deo 2: stepenasti IKS sa otvorima – odredjivanje vrednosti kvaliteta slike. EN 462-3 Ispitivanje bez razaranja – Indikatori kvaliteta slike – Deo 3: klase kvaliteta slike za (zelezne) material na bazi zeleza. EN 462-4 Ispitivanje bez razaranja – Indikatori kvaliteta slike – Deo 4: ekperimentalno odredjivanje vrednosti kvaliteta slike I tabele za kvalitet slike. EN 473 Kvalifikacija I sertifikacija osoblja za ispitivanje bez razaranja EN 584 -1 Ispitivanje bez razaranja – Filmovi za industrijsku radiografiju – Deo 1: Klasifikacija sistema filmova ( kombinacija film-folija) za industrijsku radiografiju. EN 584-2 Ispitivanje bez razaranja – Filmvi za industrijsku radiografiju – Deo 2: Provera sistema obrade filmova pomocu referentnih vrednosti. EN 25580 Ispitivanje bez razaranja – Filmvi za industrijsku radiografiju – Minimalni zahtevi (ISO 5580:1985)  Definicije Za potrebe ovog standard koriste se sledece definicije:  Nazivna debljina, t Debljina osnovnog materijala. Tolerancije izrade se ne menjaju uzeti u obzir.  Debljina prozracavanja, w Debljina materijala u pravcu snopa zracenja izracunata na osnovu nazivne debljine. Za tehnike prozracavanja kroz vise zidova debljina prozracavanja se izracunava iz nazivne debljine.  Rastojanje izmedju predmeta I filma, b Rastojanje izmedju povtsine predmeta okrenute izvoru zracenja I povrsine filma merena duz sredisne ose snopa zracenja. velicina izvora,d Velicina izvora zracenja.  Rastojanje izmidju izvora I filma (SFD) Rastojanje izmedju izvora zracenja I filma mereno u pravcu snopa.  Rastojanje izmedju izvora I predmeta, f Rastojanje izmedju izvora zracenja I povrsine predmeta ispitivanja okrenute izvoru zracenja, merena duz sredisnje ose snopa zracenja. recnik (dijametar), De Nazivni spoljasni precnik cevi. Klasifikacija radiografskih tehnika Radiografske tehnike su podeljene u dve klase: Klasa A:osnovne tehnike; −

79



Klasa B:poboljsane tehnike.

Tehnike klase B se koriste kada tehnika klase A nije dovoljno osetljiva. Mogu se definisati I bolje tehnike od klase B, ali se one onda definisu specifikacijom za sve odgovarajuce parameter ispitivanja. Izbor radiogrqafske tehnike mora se definisati specifikacijom. Ako iz tehnickih razloga, nije moguce zadovoljiti neki od uslova za klasu B, kao sto je vrsta izvora zracenja ili rastojanje izmedju izvora I predmeta, f, moze se definisati da se koriste uslovi specificirani za klasu A.Gubitak osetljivosti se koriguje povecanjem najmanjeg zacrnjenja na 3,0 ili izvorom sistema filma s vecim kontraksom.Zbog vece osetljivosti (primenjene tehnike) u poredjenju u klasom A, moze se smatrati kao da je uzorak ispitan u klasi B Ovo se ne primenjuje ako je smanjeno rastojanje izmedju izvora I filma, SFD, kako je opisano u t.6.6. za postupke ispitivanja data u tackama 6.1.4. I 6.1.5.  Zastita od jonizujucih zracenja UPOZORENJE : Izlaganjem bilog kojeg dela ljutskog tela X ili gama zracima moze biti izuzetno stetno za zdravlje. Kad god se koriste regenska oprema ili radioaktivni izvori, mora se primeniti odgovarajuca zakonska regalutiva (ispuniti odgovarajuci zakonski zahtevi). Kada se koristi jonizujuce zracenje moraju se strikno primenjivati mere zastite definisane medjunarodnim, regionalnim I nacionalnim propisima. Priprema povrsine I faza izrade u kojoj se vrsi ispitivanje Priprema povrsine nije neophodna, ali tamo gde povrsinskie nepravilnosti ili prvlake mogu stvoriti teskoce u otkrivanju diskontinuiteta, povrsinu treba glatko izbrusiti ili ukloniti premaze. Ako nije drugacije specificirano radiografiju treba izvoditi nakon zavrsene faze proizvodnje, npr.nakon brusenje ili termicke obrade. Polozaj zavarenog spoja na radiogramu Da bi se zavareni spoj video na radiogramu potrebno je sa obe strane zavarenog spoja postaviti oznake od meterijala velike gustine (najcesce olova).  Identifikacija radiograma Oznake se moraju postaviti na svakom delu predmeta koji se radiografski ispituje.Slike ovih oznaka moraju da se pojave na radiogramu, cime se obezbedjuje nednosmislena idenfikacija dela. Obelezavanje Trajno obelezavanje predmeta koji se ispituje obezbedjuju referetne tacke za pricizno odredjivanje mesta I polozaja svakog radiograma. Gde priroda materijala, odnosno, uslovi rada ne dozvoljavaju trajno obelezavanje, mesto se moze obeleziti pomocu preciznih skica. Preklapanje filmova Pri radiografskom ispitivanju neke povrsine sa dva ili vise odvojenih filmova, filmovi se proklapaju onoliko koliko je potrebno da se citavo podrucje koje nas interesuje radiografise.Ovo ce biti potvrdjeno slikom markera velike gustine na povrsini predmeta koji ce se pojaviti na svakom radogramu. Vrste I pozicije indikatora kvaliteta slike (IQI) Kvalitet slike ce biti potvrdjen koriscenjem IQI-a u skladu s EN 462-1ili EN 462-2. 80

Pozeljno je da se IQI postavi sa one strane predmeta koju se ispituje, na kojoj se nalazi izvor zracenja u sredistu povrsine koja je znacajna na osnovnom materijalu pored zavarenog spoja.IQI mora biti u neposrednom kontaktu sa povrsinu predmeta.On mora da se postavi na deo koji ima ujednacenu debljinu za koju je karakteristivno jednako (ujednaceno )zacrnjenje radiograma.Prema vrsti upotrebljenog IQI-a, razmatraju se dva slucaja: a) Kad se koristi zicani IQI, zice se moraju usmeriti upravno na zavaren spoj, a njegovo postavljanje mora da obezbedi da se bar 10 mm duzine zice pokaze na delu  jednakog zacrnjenja, koji je obicno u osnovnom materijalu neposredno u zavaren spoj.Kod ekspozicija u skaladu sa 6.1.6. I 6.1.7. zicani IQI se moze postaviti tako da su zice u osi cevi I one se nece pojaviti na slici zavarenog spoja ili se zicani IQI moze postaviti upravno na osi cevi I on se nesme preklopiti sa slikom zavarenog spoja. b) Kad se koristi stepenasti IQI, odnosno, IQI sa rupama, on se postavlja tako da se trazeni broj rupe postavlja blizu zavarenog spoja.Kod ekspozicija u skladu sa 6.1.6. I 6.1.7. tip IQI-a koji se koristi, moze da se postavi ili na stranu izvora ili na stranu filma.Ako IQI ne moze da se postavi na povrsinu predemta prema izvoru zracenja, IQI se mora postaviti na kasetom sa filmom, a kvalitet slike mora se odrediti poredjenjem radiograma dobijenog bar jednim eksponiranjem pri cemu se IQI postavlja sa strane izvora sa drugim postavnjanjem IQI-a na kasetu sa filmom pod istim uslovima.Za eksponiranje dva zida, kada se IQI postavlja na stranu filma, predhodno ispitivanje nije neophodno I u tom slucaju treba se pozvati na tabele odgovarajuce veze date u prilogu B.Gde s IQI –I postavljaju na strain koji je film, u blizini IQI-a mora se staviti slovo”F” I to mora biti naznaceno u izvestaju o ispitivanju. Ako su preduzete mere kojima se garantuje das u svi radiogrami za slicne predmete ispitivanja I podrjucja mapravnjeni s indenticnimom ekspozicijom I tehnikama obrade I da nema razlike u vrednosti kvaliteta slike, kvalitet slike se ne mora potvrditi za svaki radiogram a obim proveravanje kvaliteta slike mora biti utvrdjen specifikacijom. Za eksponiranje cevi precnika 200mm I veceg, sa izvorom postavljenim u sredistem (centar)cevi, bar tri IQI-a treba da se postave na podjednakom rastojanju po obimu.Film (ovi) na kome (kojima) se vidi (e) IQI tada se smatra ((ju) reprezentativnim za citav obim. Ocena kvaliteta radiograma Filmovi se moraju pregledati u skladu sa EN 25580. Ispitivanjem slike (osmatranjem)IQI-a na radiogramu, odredjuje se broj najmanje zice ili rupe kojim se moze raspoznati.Slika zice se prihvata ako je jednakog zacrnjenja I jasno vidljiva neprekidna duzina zice najmalje 10 mm.U slucaju stepenastog IQI sa rupama, ako su dve rupe istog precnika obe moraju biti vidljive da bi se smatralo da je zadovoljen nivo kvaliteta radiograma. Dobijeni kvalitet radiograma mora se zapisati u izvestaju o radiografskom ispitivanju.U svakom slucaju tip indekatora koji je koriscen mora biti jasno iskazan onako kako je prikazano I na samom IQI etalonu.  Najmanje vrednosti kvaliteta slike U tabela od B.1do B.12 u prilogu B prikzane su majmanje vrednosti kvaliteta za zelezne materijale.Za druge materijale ili odgovarajuci zahtevi moraju biti utvrdjeni ugovorom izmedju zainteresovanih stran. Zahtevi moraju da budu utvrdjeni u skladu sa EN 462-4. Klalifikacija osoblja

81

Osoblje koje vrsi ispitivanje bez razaranja u skladu sa ovim standardom mora da bude kvalifikovano u skladu sa standardim EN 473 ili ekvivalentim, za odgovarajuci nivo I odredjeni industrijski sector. 4.4 Tehnike koje se preporučuju za radiografska ispitivanja 4.4.1 Raspored radiograma pri ispitivanju Moraju se koristiti normalni rasiografske tehnike u skladu sa preporukama datim u 6.1.2 do 6.1.9 Tehnike elipse (dvostruki zid/dvostruka slika) u skladu sa slikom 11 ne treba koristiti za spoljasni precnik cevi De>100 mm, debljinu zida t>8mm I sirinu zavarenog spoja De/4.Ako je t/DePI>PI>PI>PI
View more...

Comments

Copyright ©2017 KUPDF Inc.
SUPPORT KUPDF