Témata
Reklama

Současnost a perspektivy nedestruktivní defektoskopie

Náš časopis byl mediálním partnerem 31. mezinárodní konference Defektoskopie 2001, kterou v Praze ve dnech 20. – 22. listopadu 2001 pořádala Česká společnost pro nedestruktivní testování (ČNDT). Během tradičního společenského večera jsem požádal o rozhovor jednoho z organizátorů konference, prezidenta ČNDT, ing. Pavla Mazala, CSc., a také jednohoho z jeho předchůdců předchůdcev této funkci, docenta ing. Rudolfa Dubenského, CSc.

Přehled základních defektoskopických metod
  • Vizuální kontrola - přímá vizuální kontrola se provádí pouhým okem nebo pomocí lupy, nepřímá pomocí endoskopů, včetně systémů využívajících miniaturních televizních kamer s příslušnými manipulátory a osvětlením.
  • Radiografické zkoušení - zkoušený materiál je prozařován rentgenovým nebo gama zářením. Podle způsobu detekce vad se prozařování dělí na radioskopii, která jako detektoru používá fluorescenční stínítko, popř. televizní přenos, nebo radiografii, využívající záznamu na rentgenový film.
  • Zkoušení ultrazvukem - nejčastěji se využívá impulzní odrazová metoda, při níž se používá jedna sonda ve funkci vysílače i přijímače ultrazvukových vln. Vada, která se vyskytuje v dráze ultrazvukových vln, část energie odrazí a vrátí zpět. Ze stínítka obrazovky ultrazvukového defektoskopu lze vyčíst polohu a velikost vady.
  • Magnetická prášková metoda - zkoušený výrobek se zmagnetuje, nanese se na něj detekční suspenze a v bílém nebo ultrafialovém světle se provede vyhodnocení. Nanesený magnetický prášek zviditelní místa necelistvostí.
  • Kapilární metoda - na povrch součásti se vhodným způsobem aplikuje tekutý penetrant (nátěr, nástřik, ponor), který vnikne do povrchových necelistvostí. Přebytek penetrantu se pak z povrchu odstraní a na povrch se nanese práškovitá bílá kontrastní látka napomáhající vzlínání detekční kapaliny z necelistvostí. Vyhodnocení se provádí v bílém nebo ultrafialovém světle, a to nadvakrát - nejprve jsou zviditelněny velké vady, později vady drobnější.
  • Metoda vířivých proudů - působením vnějšího elektromagnetického pole se ve zkoušeném výrobku indukují vířivé proudy, jejichž rozložení a intenzita jsou závislé na parametrech zkoušeného materiálu a přítomnosti vad. Zkušební systémy se dělí na průchozí (materiál prochází dutinou cívky) a příložné (cívka se přikládá na jeho povrch).
  • Náš časopis byl mediálním partnerem 31. mezinárodní konference Defektoskopie 2001, kterou v Praze ve dnech 20. - 22. listopadu 2001 pořádala Česká společnost pro nedestruktivní testování (ČNDT). Během tradičního společenského večera jsem požádal o rozhovor jednoho z organizátorů konference, prezidenta ČNDT ing. Pavla Mazala, CSc., a také jednoho z jeho předchůdců v této funkci docenta ing. Rudolfa Dubenského, CSc.
    MM: Kdy vznikla Česká společnost pro nedestruktivní testování?
    Doc. Dubenský:Na podzim v roce 1990, rok poté, co se u nás změnil politický režim. Zprvu byla založena Československá společnost pro nedestruktivní testování, jejímž prvním prezidentem se stal Mojmír Věchet. Za dva roky poté jsem tuto funkci přejímal já, kdy jsem byl na sjezdu společnosti, tehdy již po dohodě se slovenskou stranou v předvoji nového státoprávního uspořádání, zvolen prvním českým prezidentem společnosti. Co se týká akcí jako takových, konference byly již tradičně pořádány už v době, kdy jsem v oboru začínal, tj. v roce 1966.
    Ing. Mazal:Já jenom k tomu doplním, že základy Společnosti vlastně spadají do poloviny 50. let, pod tehdejší ČSVTS. Konference jsou pořádány od roku 1955, takže tradice je tady téměř padesátiletá.
    MM: Můžete zhodnotit úspěšnost letošní konference ve srovnání s předchozími ročníky?
    Ing. Mazal: To je velmi obtížné, protože jsem jedním z organizátorů. Ale je tu asi o polovinu účastníků a příspěvků asi o třetinu více, než bylo vloni. Podle posledních zpráv přijelo víc než 240 zájemců z 10 zemí Evropy, a myslím si, že na tuto odbornou oblast je to docela úspěšná akce.
    MM: Jaká je historie moderní defektoskopie? Kdy se začaly zjišťovat vady pomocí rentgenu, ultrazvuku a dalších metod?
    Doc. Dubenský:V roce 1895 profesor Röntgen objevil záření X, jak ho tehdy původně sám nazval. Na prvním rentgenovém snímku, který pan profesor zveřejnil, byla ruka jeho choti "královské". Byl na něm i jasný důkaz toho, že tato dáma je provdaná, neboť zde byl zřetelně zobrazen zlatý prstýnek. Tento snímek pan profesor potom prezentoval na četných odborných setkáních se svými kolegy jak doma, tak i v zahraničí. Teprve později se zjistilo, že záření má i škodlivé účinky a že může nevhodně a bohužel i nevratně poškodit jakýkoliv živý organismus.
    Profesor Röntgen dal tak vznik oboru radiografie, který se zprvu využíval jenom v lékařství. Počátky nasazení technických rentgenů v průmyslu u nás spadají až do první poloviny třicátých let, kdy se tato zkušební defektoskopická metoda začala uplatňovat a slibně rozvíjet ve Škodových závodech v Plzni pod vedením doktora Baimlera. Tehdy se na podkladě získaných dobrých výsledků postupně zakoupilo několik rentgenových přístrojů od německé firmy Seifert. Radionuklidy jako další zdroj ionizujícího záření, tentokrát záření gama, se začaly v defektoskopii používat teprve až po druhé světové válce.
    Už za císaře Františka Josefa se v tehdy již silně se rozvíjejícím průmyslu začala používat další kontrolní metoda, nazývaná petrolejová zkouška. Byla to vlastně velmi zjednodušená dnešní kapilární zkušební defektoskopická metoda, která byla založena na postupu, že součást se nejprve natřela petrolejem, který se nechal určitou dobu působit, přičemž vnikl do případných vad, vyúsťujících až k povrchu zkoušeného dílu. Po odstranění přebytečného petroleje se pak na předmět naprášila jemně rozemletá křída, která převzala funkci pijáku a vyskytující se vady byly indikovány viditelnými petrolejovými skvrnami.
    Historie zprvu slyšitelné akustické defektoskopie se datuje do doby těsně před druhou světovou válkou. Například u německé firmy Krupp Essen to byli bratři Krautkrämerové, kteří tehdy kladívkem oťukávali různé výrobky a mikrofonem zjišťovali, jak je testovaná součást místně akusticky vodivá. Na tomto jednoduchém principu pak určovali, zda je díl dobrý, nebo špatný. Kvalitu výrobku výsledně hodnotili pouze na slyšitelných frekvencích, tj. frekvencích řádově v Hz a výjimečně v kHz. Současná průmyslová ultrazvuková defektoskopie, která doznala rozvoje v období druhé světové války teprve až po objevení radaru a po vývoji vysokofrekvenčních elektronických obvodů a která již optimálně pracuje s frekvencemi v megahertzovém pásmu, umožňuje detekci i jednotlivých vad o velmi malých rozměrech.
    Máme i další defektoskopické metody, jako zkušební metodu magnetickou, při níž se používají různá magnetizační zařízení. U zrodu těchto zařízení, tzv. magnetizérů, jejichž vznik a vývoj se datuje do druhé poloviny dvacátých let, stál český inženýr Karásek a tato zařízení se pod názvem inkar rozšířila do celého světa.
    U metody vířivých proudů se zase, např. pomocí příložné sondy, porovnává zkoumaný materiál s materiálem, o němž víme, že je bez strukturních defektů, má známé chemické složení a je definovaně tepelně zpracován. Zkušební operátor má příkladně na hlavě sluchátka a při posuvu sondy po povrchu zkoušeného dílu, která se dostane do oblasti případné strukturní vady, to ve sluchátkách piští a zkušební technik tak můžete spolehlivě otestovat stav povrchu materiálu a mezitím se bavit třeba o fotbalu.
    MM: Jaké jsou moderní metody, o čem se například mluvilo na konferenci?
    Ing. Mazal:Metodou, která zde byla často prezentována, je metoda akustické emise. Je i celosvětově velmi preferovaná. Měli jsme zde asi 14 příspěvků, byla to nejbohatší sekce. Tato metoda je specifická tím, že indikuje pouze aktivní vady - pokud se trhlina pohybuje, můžeme ji tzv. "slyšet". Podle snímaného signálu jsme schopni rozhodnout, zda se pohybuje pomalu nebo rychle a zda je nebezpečná pro celistvost sledované konstrukce. Je ještě mnoho dalších metod, které se začínají používat: neutronová radiografie, různé metody tomografické, různé mikrografické metody apod., ale to už jsou dost specifické záležitosti.
    MM: Jaký příspěvek považujete za nejzajímavější?
    Ing. Mazal:To je velmi obtížné říci, konference měla téměř 50 příspěvků a ani jsem je sám všechny nečetl a nemohl všechny slyšet. Měli jsme také několik zahraničních příspěvků. Kolegové z Rakouska a z Francie se zabývali zkouškami tlakových nádob a potrubí, které mají pro uživatele velmi vysoký ekonomický přínos. Byly tu příspěvky z Akademie věd, věnující se některým novým aspektům defektoskopie, dále z oblasti materiálového inženýrství a řada dalších.
    MM: Jaká je přesnost dnešních defektoskopických metod?
    Ing. Mazal: Můžeme se pohybovat v makro-, ale i v mikroskopických hodnotách, třeba i v nanometrech. Když budeme potřebovat, mohou být moderní metody uplatněny v oblasti strukturní mřížky, v oblasti dislokací apod. Není to výjimkou. Přednáška docenta Chmelíka z Matematicko-fyzikální fakulty UK se zabývala pohybem dislokací a podobnými záležitostmi, což je velice vysoká přesnost měření. Jsme schopni hledat defekty v mikrostruktuře, v pravidelném rozmístění atomů apod. Obrovské pole působnosti je v oblasti mikroelektroniky, což je zase doména pana profesora Šikuly z brněnského Vysokého učení technického. Je to nový obor, který se začíná rozvíjet a kterému byly také věnovány některé přednášky v rámci světového workshopu NDT in Progress, který se konal v letošním roce v Třešti.
    MM: V jakých oborech nedestruktivních metod vidíte největší uplatnění v příštích letech?
    Ing. Mazal:To je velice obtížná otázka. Každá metoda má něco svého, přináší něco, na co je téměř výlučná. Každý z kolegů má metodu, kterou preferuje. Mým oborem je akustická emise, tedy budu říkat, že akustická emise je ta pravá metoda, která nám pomůže, ale není to vůbec pravda...
    Doc. Dubenský:Uplatnění akustické emise začíná už třeba na nádraží u toho "koloťuka", který zjišťuje, zda nejsou prasklé obruče a nebo v zimě u dětí, které případným praskotem testují nosnost ledu na rybníku...
    Ing. Mazal:Ano, je to ve své podstatě dokonce metoda středověká, protože už v dávných dobách v dolech poslouchali, jak jim praskají dřevěné výztuže a už to se dá považovat za prvek z oblasti akustické emise. Skutečně si však myslím, že každá z metod, které se používají, má své oprávnění. Někdy se některá octne trochu na špici a jiná se trochu pozapomene, ale zase se objeví nové možnosti pro využití starších metod, jako je tomu u ultrazvuku, u rentgenu nebo v kapilárních metodách.
    Doc. Dubenský:Máme 5 základních oborů nedestruktivního testování, k nim se dnes svým výrazným významem připojuje další, dříve i trochu opomíjené, tzv. vizuální hodnocení. Vedle lupy lze použít i další přístrojovou techniku, např. tzv. endoskopy, které mohou zachytit povrchovou defektní miniaturu v často nedostupné části testovaného dílu nebo v místech, kde je nebezpečná radiace. Všechny tyto metody se rozvíjejí, ale těch pět, popř. šest principů je základních. Všechny využívané zkušební principy se z hlediska dopadu dost překrývají. A když jedna metoda nevyhoví, může se výhodně uplatnit metoda druhá a pomocí další, třetí metody lze získat ještě další doplňující informace.
    Když máme nějaký díl, který je značně zatěžován, tak je zpravidla nutno aplikovat všechny defektoskopické testovací způsoby, abychom každou metodou zjistili o zkoušeném dílu něco navíc a v závěru tak mohli ve spolupráci s konstruktéry a technology rozhodnout, zda se díl může v daných aplikacích použít nebo bude nutné provést jeho opravu a nebo v krajním případě součást vyřadit.
    MM: Jaké jsou slasti a strasti defektoskopů a co byste si nejvíc přáli do budoucnosti?
    Ing. Mazal: No, představte si firemního defektoskopického pracovníka, který je vlastně na konci výroby. A tento zkušební operátor objeví vadu. Vadu ve výrobku, kterou způsobil někdo jiný, ale defektoskopický pracovník je odpovědný za to, že vadu objeví a vadný výrobek nepustí dál. Co k tomu více dodat? Kdo je potom vlastně nepřítelem ve fabrice? Ten defektoskopický operátor, který na tu vadu upozornil, nebo ten, kdo ji způsobil? Toto konstatování je samozřejmě trošičku přitažené za vlasy, ale v mnoha podnicích tak tomu ještě bohužel je. Samozřejmě v řadě podniků si již význam kvalitní defektoskopie odpovědní pracovníci uvědomují a věnují jí náležitou pozornost, o čemž svědčí i účast na této konferenci.
    Doc. Dubenský:Já bych to ještě doplnil: snažíme se proto, pokud jde o provozně vytěžovaný výrobek, využívat defektoskopii i v různých fázích výroby. Již materiál z hutí může obsahovat skryté strukturní vady, proto už i ten je vhodné při přejímce podrobit patřičné kontrole, a to ještě v rozšíření i z hlediska jeho druhu, tj. zabránit případné možnosti nežádoucí záměny materiálu.
    Jiný pohled na defektoskopickou kontrolu: Když třeba půjde o svary materiálu větší tloušťky, pak je často účelné provést vhodné defektoskopické testování i v rámci rozpracované technologie svařování. Došlo-li by např. ke vzniku strukturního defektu někde uprostřed svařované tloušťky a teprve k pozdějšímu zjištění vady až po dokončení svaru, pak způsob odstranění takové necelistvosti již není jednoduchý a je možno ho přirovnat k činnosti zubního lékaře. Lékař musí nejprve dokonale odstranit zubní kaz a pak teprve může provést plombování. V naší praxi se situace ještě komplikuje tím, že jde často o materiál se speciálními vlastnostmi a u takovéhoto materiálu pak jakékoliv lokální teplotní ovlivnění, které si vyžádá dokončení opravy zpětným zavařením vybroušené části, nakonec spíše vytvoří podmínky pro znehodnocení původní struktury materiálu výrobku a pro případný vznik dalších nežádoucích vad. A to ještě někdy znesnadňuje situace, byl-li výrobek po svaření tepelně zpracován. Popsaným opravným zásahem se pak původní tepelné zpracování, například materiálové zušlechtění, zcela lokálně znehodnotí.
    A navíc, co ve svých přednáškách dále zdůrazňuji: nikdy se nesmí četnost zkušebních metod bezmyšlenkovitě přehánět, je nutno vždy vidět i stránku ekonomie. Například když budu provádět mikroradiografii, potřebuji k tomu nejen speciální techniku, speciální firmu, ale i čas a pracovníka... A než všechno důkladně prověřím, výroba se zatím nežádoucně pozdrží. Je tedy třeba zásadně rozlišit díly vysoce v provozu zatěžované, kdy je často nutno použít kombinaci několika zkušebních nedestruktivních metod, u jiných výrobků zase stačí jen vizuální kontrola. Nesmyslem by také bylo provést defektoskopické testování určité součásti pouze jedním fyzikálním principem, např. zhotovením několika rentgenových snímků a vůbec přitom nepoužít ultrazvuk.
    Závěrem mi ještě dovolte připomenout i častou nutnost použití defektoskopie v provozních podmínkách. Může jít např. o průběžnou kontrolu činnosti různých zařízení v jaderné energetice nebo v letadlech, kdy se dnes používá řada snímačů, pomocí nichž v neslyšitelném spektru, řádově v MHz, nasloucháme, zda v konstrukci letounu něco "neslyšitelně nevrže", což by mohla být nežádoucí odezva růstu nebezpečné kritické vady.
    Ing. Mazal: Pokud jde o slasti, tak bych z mého pohledu vysokoškolského učitele za určitou "slast" mohl označit nutnost neustálého studia. V tomto oboru prostě nelze se něco naučit a celý zbytek života z toho žít.
    A nakonec to hlavní přání: aby pracovníci oboru nedestruktivní kontroly byli ve své činnosti jednotní, pracovali v zájmu rozvoje oboru a naší Společnosti, která by měla zastupovat zájmy všech defektoskopických pracovníků, a samozřejmě abychom se všichni opět setkali na další konferenci Defektoskopie 2002, tentokrát pořádané v Liberci.
    MM: Děkuji vám za rozhovor.
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Vydání #1,2
    Kód článku: 20121
    Datum: 06. 02. 2002
    Rubrika: Inovace / Rozhovor
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Revoluce v měření přišla s analogovým signálem

    Když se dnes bavíme o moderních výrobních postupech, máme často na mysli využívání high-tech technologií, které je snahou stále více propojovat, automatizovat a sledovat. Tyto přístupy pomáhají výrobcům transformovat jejich výrobní procesy až do stadia nejvyššího – takzvané cyber factory –, přičemž vysoká jakost vyráběných dílů a úspora nákladů během výrobních procesů hrají nejdůležitější roli. Z tohoto jasně vyplývá nutnost investice také do měřicích systémů.

    Měření ruku v ruce s automatizací

    S příchodem automatizace, která umožňuje produktivní velkosériovou výrobu, se značně zvýšila potřeba kontroly výrobního procesu a především potřeba kontroly finálních výrobků. Jistě si každý umí představit tu pohromu, kdy automatický provoz vyrábějící stovky výrobků za hodinu selže a během chvilky vyrobí celou řadu zmetků. Předcházet tomu lze pravidelnou kontrolou a proměřováním jak stavu výrobních zařízení, tak kontrolou obrobků mezi jednotlivými výrobními kroky a konečných výrobků.

    Letošní veletrh Formnext slibuje hojnou účast

    Formnext, přední světový veletrh aditivní výroby a průmyslové produkce nové generace, slaví úspěšný start do nového veletržního roku – navzdory poněkud utlumené ekonomické situaci v Německu a globálním politickým výzvám se do konce února přihlásilo již přibližně 574 společností z 35 různých zemí.

    Související články
    Plzeňské setkání strojařů

    Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni letos uspořádala již devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. V porovnání s minulým ročníkem zaznamenala podstatně větší návštěvnost – čítala téměř dvě stě účastníků a uskutečnilo se bezmála šedesát prezentací. Náš časopis na konferenci figuroval jako mediální partner akce.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Průmysl 4.0 v praxi

    Reflexe současného poznání s aplikací prvků Průmyslu 4.0 do praxe byla předmětem odborné konference, kterou společnost Ceratizit společně se svými partnery připravila pro téměř stovku účastníků z řad výrobních společností ve svém Technickém centru. Od původního teoretizování o aspektech Průmyslu 4.0 jsme se nyní dostali již k praktických zkušenostem.

    MSV ve znamení měření a seřizování

    Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro meku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, kromě lidí z dalších oborů, setkají i výrobci špičkových měřicích a seřizovacích přístrojů. Proto jsme se na postřehy a názory tentokrát zeptali Karla Suchny, jednatele společnosti Zoller Czech.

    Kvalita v automobilovém průmyslu

    Co znamená, když se řekne kvalita v automobilovém průmyslu? Proč se na ni tolik dbá zrovna v tomto oboru? To byly otázky, na něž odpovědi zazněly z úst odborníků v rámci webináře Kvalita v automobilovém průmyslu. Ten uspořádala 9. listopadu Česká společnost pro jakost.

    Využití neuronových sítí v optické kontrole

    Většina moderních výrobních firem aktivně řeší, jak během výrobního procesu dosáhnout co nejvyšší kvality, za co nejnižší náklady. Přesto může dojít k chybě a vyráběný produkt není v požadované kvalitě. Důvodů může být mnoho, od špatného vstupního materiálu, přes poruchu některého ze strojů, či chyby operátora.

    Indukční průtokoměry MIM: další vývoj

    S indukčním průtokoměrem model MIM jsme vás seznámili již v minulosti. Jedná se o jedinečný přístroj ve své kategorii. Jak se lidově říká, tento přístroj nabízí „za málo peněz hodně muziky“.

    Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

    Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

    Automatické rovnání součástek

    Při výrobě zejména rotačních součástek s větším poměrem L/D dochází běžně k jejich prohnutí, a to bez ohledu na to, jestli mají hřídelový, nebo trubkový tvar. Pokud vznikne prohnutí při poslední operaci, je jedinou možností nápravy rovnání. To se ale často zařazuje i před konečné broušení.

    Průtokoměr s oválnými koly

    Potřeba měřit viskózní látky v průmyslu je velká. Společnost Kobold Messring pro tyto aplikace vyvinula průtokoměr s oválnými koly, model DON.

    Laserová i optická řešení a mnohem více

    Pravidelné podzimní dny otevřených dveří uspořádala pro své současné i potenciální zákazníky koncem září společnost Lascam systems. Po tři dny mohli zájemci o laserové technologie navštěvovat showroom dceřiné společnosti Elya Solutions v Horních Počernicích, kde bylo v provozu více než sedm různých aplikací dceřiných i zastupujících společností. Jednotlivá stanoviště prezentovala široké portfolio aplikací a služeb, jež integrátorská společnost Lascam nabízí.

    Cena MM Award na EMO 2019

    Také v roce 2019 došlo na udílení cen MM Award. Jedná se o oficiální a jediné ceny udělované na veletrhu EMO. Porota i letos vybírala z mnoha přihlášených exponátů, nejen německých výrobců. Do užšího výběru se jich dostalo jen pár, a nakonec bylo rozdáno pět hlavních cen v pěti kategoriích. S prázdnou neodešly ani firmy, jejichž produkty se ocitly na druhém a třetím místě. I v tomto roce došlo k jistému „posunu“ ve vnímání obsahu jednotlivých kategorií, a tedy i oceněných produktů. Pojďme se podívat na vítězné exponáty podívat jednotlivě. Je to lehký nástin toho, jak EMO vidí němečtí kolegové.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit