Roncsolásmentes folyadékbehatolásos anyagvizsgálat (Penetrant Testing – PT)

Folyadékbehatolásos, avagy penetrációs vizsgálat

A folyadékbehatolásos vizsgálat az egyik legrégebbi és legegyszerűbb anyagvizsgálati módszer, amit már a XIX. században is használtak. Kezdetben mésztejjel vizsgáltak elsősorban közlekedési eszközöket, például vasúti járművek alkatrészeit. Később kerozin és kőolaj felhasználásával készített keverékek kiszorították a mésztejet, hiszen annak felhasználhatósága erősen korlátozott volt, kisebb anyaghibákat nem lehetett kimutatni vele. A múlt század 40-es éveiben kísérletezték ki a különböző festékanyagokat használó eljárásokat.

A folyadékbehatolásos vizsgálat a kapilláris hatáson alapul. A jelzőfolyadék a hajszálcsövesség hatása folytán behatol a vizsgált munkadarab repedéseibe. Ennélfogva ez az eljárás csak felületi, felületre kifutó, nyílt hibák kimutatására alkalmas, de arra nagyon jó hatásfokkal. Porózus vagy érdes, durva felületű anyagok esetén a módszer korlátozottan használható. A porózus anyagokba behatoló, majd onnan visszaszivárgó jelzőfolyadék az egész felületre kiterjed, ezért lehetetlenné teszi a hibakimutatást. A durva, érdes felületű anyagoknál pedig az egyik legkényesebb munkafolyamat nem kivitelezhető, a felesleges jelzőfesték eltávolítása.

Vizsgálati eljárások folyadékbehatolásos

A folyadékbehatolásos vizsgálat lényege

A jelzőfolyadékot felvisszük a vizsgálandó tárgy felületére, ahol az beszivárog a folytonossági hibákba. Egy idő után a jelzőfolyadékot alaposan letöröljük, és egy abszorbens előhívó anyagot viszünk a felületre. Ez itatóspapírként működve „kiszívja” a felületre a hibákban összegyűlt jelzőfolyadékot, így a hibaindikációk jól láthatók lesznek a vizsgált darab felületén.

Elvileg minden folyadék képes behatolni bizonyos méretű repedésekbe, az anyagvizsgálat célja azonban az, hogy a szabad szemmel nem látható folytonossági hibákat is feltárjuk. Ezért szükséges, hogy a jelzőfolyadék felületi feszültsége minél kisebb legyen, és nagy kontraszt legyen a jelzőfolyadék és az előhívó szer között a jól láthatóság biztosítása végett.

A jelzőfolyadékok ezért alapvetően két típusba sorolhatók:

  1. típus – fluoreszkáló jelzőfolyadékok: UV fény hatására látható indikációt hoznak létre
  2. típus – színkontrasztos (látható) jelzőfolyadékok: többnyire szudánvörös festéket tartalmaznak, amely nagy kontrasztot biztosít a fehér színű előhívóval szemben.

Elmondható, hogy a fluoreszkáló penetrációs vizsgálat érzékenyebb hibakimutatást tesz lehetővé, mint a kontrasztos, de ez utóbbi előnye, hogy nem igényel sötétített munkaterületet és UV lámpás vizsgálatot.
Létezik még magneto-fluoreszcens eljárás, amely a mágneses repedésvizsgálat és a fluoreszcens jelzőfolyadék együttes alkalmazásából jött létre, valamint fluoreszkáló színkontraszt jelzőfolyadékos vizsgálat is – ezeket itt nem részletezzük.

A penetrációs vizsgálat népszerűsége két fő tényezőnek tulajdonítható: a viszonylag könnyű használat és a rugalmasság. Szinte bármilyen anyag vizsgálható e módszerrel, feltéve, hogy felülete nem rendkívül érdes vagy porózus, így fémek, üvegek, kerámiák, gumik és műanyagok.

A penetrációs vizsgálat lépései

A folyadékbehatolásos vizsgálat pontos eljárása számos tényezőtől függ, például az alkalmazott penetráló szerek minőségétől, a feltárandó hibák méretétől és anyagától, valamint a vizsgálat külső körülményeitől, mint például a hőmérséklet. Az általános lépések azonban a következőképpen foglalhatók össze:

1. A felület előkészítése
A vizsgálat minden esetben a vizsgálandó tárgy felületének előkészítésével kezdődik. A felületnek olaj-, zsír-, és vízmentesnek kell lennie. A vizsgálati darabot meg kell tisztítani minden szennyeződéstől, festéktől, revétől, rozsdától, amelyek elfedik a hibákat, illetőleg megakadályozzák a jelzőfolyadék bejutását. A vizes felület is zavarja a jó hibakimutatást, ezért a felületnek teljesen száraznak kell lennie. A különféle szemcseszórásos tisztítási eljárások nem ajánlottak, mert ezek eltömíthetik a kisebb hibákat a felületen.

2. A jelzőfolyadék felvitele
A jelzőfolyadékot (behatoló folyadék, behatolószer) többféle módszerrel is felvihetjük a felületre. Nagyipari alkalmazásánál, sorozatvizsgálatok esetén, teljes felület vizsgálatoknál behatolószerrel teli kádakba mártjuk a vizsgálandó termékeket, vagy szórópisztollyal visszük fel a szert. Célzott, lokális vizsgálatoknál jellemzően ecsettel, ritkábban spray-jel hordjuk fel a vizsgálószert.

Minden gyártó feltünteti a termékén a behatolási időt, ami függ persze a vizsgálandó tárgy anyagától, a hibák méretétől és típusától is. Átlagosan legalább 10 perc a behatolási idő, de akár egy óráig is eltarthat – a hibakimutatás szempontjából nem árt a hosszabb idő kivárása. Gyakran egyéni kísérletezéssel állapítjuk meg az ideális behatolási időt. Minél kisebb a hibák mérete, annál hosszabb legyen a behatolás ideje. A behatolási idő alatt semmilyen műveletet nem kell végezni a vizsgált darabbal, tehát felügyeletet sem igényel.

A behatolószereket érzékenység/kimutathatóság alapján is osztályozzák. Az öt érzékenységi szint:

½ – Ultraalacsony érzékenységi szint
1 – Alacsony érzékenységi szint
2 – Közepes érzékenységi szint
3 – Magas érzékenységi szint
4 – Ultramagas érzékenységi szint

3. A felesleges jelzőfolyadék eltávolítása
Ez az eljárás legkényesebb lépése, mert a felesleges penetrálószert úgy el kell távolítani a felületéről, hogy azt ne távolítsuk el a hibákból. Az alkalmazott penetráló rendszertől függően ez a lépés magában foglalhatja az oldószerrel történő tisztítást, a közvetlen öblítést vízzel, vagy először az alkatrész kezelését emulgeálószerrel, majd vízzel történő öblítést.

A Control Labornál oldószeres rendszert használunk. A jelzőfolyadékot oldószerrel átitatott, szálmentes, jó nedvszívó képességű ronggyal alaposan el kell távolítani a felületről. A folyamatot többször meg kell ismételni újabb, tiszta ronggyal – hiába nem látható már a jelzőanyag, az még ott van. Gyakorlatlan felhasználók gyakran esnek abba a hibába, hogy nem tisztítják le elég alaposan a felületet, ezért az előhívásnál értékelhetetlen, hamis hibaindikációkat generálnak. Bonyolult formájú daraboknál a jelzőfolyadék letisztítása nehézkesebb. Gyakorlott anyagvizsgáló meg tudja különböztetni a hamis indikációt a valóditól ilyen esetben is.

A behatoló anyagokat felesleges behatolószer eltávolítására használt módszer szerint is osztályozzák:

A – vízben oldódó: sima vizes öblítéssel lehet eltávolítani
B – lipofil emulgeálószeres: olajbázisú emulgeálószerrel távolítják el
C – oldószeres
D – hidrofil emulgeálószeres: vízben oldódó emulgeálószerrel távolítják el

4. Az előhívás
A jelzőfolyadéktól alaposan megtisztított vizsgálati darabra felhordjuk az előhívószert. Ezek is különféle formákban kaphatók, léteznek száraz porok és nedves előhívók. A legelterjedtebb és legkényelmesebb megoldás olyan penetráló rendszer alkalmazása, amely a tisztítót és az előhívót spray formában tartalmazza. Az előhívó sprayt a tárgyra kb. 20-25 cm távolságból, egyenletesen, megfolyás nélkül kell felvinni. A spray kivitelezésű előhívószerek igen gyorsan száradnak, legfeljebb egy két perc alatt. További néhány perc után a hibaindikációk jól láthatóak lesznek. Itt is igaz, hogy minél kisebb hibákat akarunk kimutatni, annál hosszabb előhívási időre van szükségünk.
Megrendelőtől függ, hogy a penetrálás után kéri-e a darab megtisztítását az előhívótól.

A penetrálószerek veszélyes vegyi anyagok, ezért alapvető a megfelelő munkavédelmi előírások betartása és védőeszközök (pl. maszk) használata.

Fontos, hogy azonos (kompatibilis) vizsgálószereket használjunk! A különböző rendszerek vegyítése rontja a hibakimutatás hatékonyságát. Szabvány szerint a jelzőfolyadék és a felesleges jelzőfolyadékot eltávolító szer származzon egy gyártótól!

Az előhívókat anyaguk szerint hat szabványos fejlesztői kategóriába sorolják:

a – száraz por
b – vízben oldódó
c – vízben szuszpendálható
d – nemvizes 1. típus: fluoreszkáló (oldószer alapú)
e – nemvizes 2. típus: látható festék (oldószer alapú)
f – speciális alkalmazások

Vizsgálati eljárások folyadékbehatolásos

Hőmérséklet

A behatoló anyag és a vizsgált alkatrész hőmérséklete alapvető fontosságú a folyadékbehatolásos eljárásnál. A szakirodalom leggyakrabban 5 és 50 ° C közötti hőmérsékletet ajánl az optimális eredmények elérése érdekében. Különösen kritikus a túl alacsony hőmérséklet, mert ilyenkor víz csapódik le vagy akár bele is fagyhat a hibákba, ami eredménytelenné teszi a hibakimutatást. Az ajánlott hőmérséklettől különböző feltételek esetén speciális vizsgálószereket alkalmaznak.

A folyadékbehatolásos vizsgálat előnyei

  • Nagy érzékenység (kis anyagfolytonossági hibák is észlelhetők)
  • Sokféle anyag vizsgálata (fémes és nemfémes, mágneses és nem mágneses, vezetőképes és nem vezető anyagok)
  • Nagy felületek és mennyiségek gyors ellenőrzése
  • Bonyolult formájú alkatrészek vizsgálata
  • A hibaindikációk a darab felületén szabad szemmel is jól láthatók
  • Hordozható rendszer (a vizsgálószerek aeroszolos spraykben is kaphatók)
  • Viszonylag alacsony költség (az anyagok és a hozzájuk tartozó berendezések viszonylag olcsók)

Hátrányok

  • Csak felületi (felületre kifutó) hibák észlelhetők
  • Csak nem porózus felületű anyagok vizsgálatára alkalmas
  • Nagy előkészítést igényel a felület megtisztítása, mivel a szennyeződések elfedhetik a hibákat
  • A felület érdessége befolyásolhatja az vizsgálat érzékenységét
  • A penetrálószerek egészségre ártalmas vegyi anyagok, használatuk körültekintést igényel
Megosztás itt: facebook
Facebook
Megosztás itt: linkedin
LinkedIn
Megosztás itt: email
E-mail
Scroll to Top