Laser spot thermography of welded joints

• Autorzy: Roemer J. , Pieczonka Ł. , Uhl T.

Warianty tytułu

PL

Termografia laserowa połączeń spawanych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper investigates the application of active thermography for nondestructive testing of welded joints. Two measurements techniques are considered: laser spot thermography and vibrothermography. Experiments were performed on a welded carbon steel plate with welding defects. Laser spot thermography was used to reveal welding defects and vibrothermography was used to provide reference results. Both methods proved to be very effective and their results were found comparable. In addition, the paper presents a semi-automatic image processing algorithm used to facilitate laser spot thermography tests. The algorithm combines multiple thermographic sequences captured during the test and allows for automated damage features extraction. The algorithm allows to significantly reduce the post processing time and gives a clear information on the damage state of a material. The paper discusses the operational principles and measurement setup of both nondestructive testing methods.

PL

Artykuł omawia zastosowanie aktywnej termografii w badaniu połączeń spawanych. Rozważane są dwie metody diagnostyczne: termografia laserowa oraz wibrotermografia. Badania eksperymentalne przeprowadzono na spawanej płycie ze stali węglowej z uszkodzeniami spawalniczymi. Badania nieniszczące przeprowadzono na próbce metodą termografii laserowej a następnie metodą wibrotermografii w celu otrzymania wyników porównawczych. Obydwie metody okazały się skuteczne w omawianym zastosowaniu a otrzymane wyniki porównywalne ze sobą. Dodatkowo w artykule przedstawiono półautomatyczny algorytm przetwarzania obrazów termowizyjnych w badaniu termografii laserowej. Zasada działania algorytmu opiera się na automatycznym łączeniu sekwencji termowizyjnych zarejestrowanych w trakcie pomiaru oraz na automatycznym wykrywaniu cech obrazu związanych z uszkodzeniami struktury materiału. Wykorzystanie zaproponowanego algorytmu pozwoliło na znaczne zredukowanie czasu potrzebnego na obróbkę wyników badań termografii laserowej i pozwoliło na uzyskanie bardziej jednoznacznej informacji o występujących uszkodzeniach. Artykuł omawia zasadę działania oraz szczegóły techniczne obu rozpatrywanych metod diagnostycznych.

Słowa kluczowe

EN

laser spot thermography; vibrothermography; damage detection; welded joints

PL

termografia; badanie nieniszczące; termografia laserowa; wibrotermografia; detekcja uszkodzeń; NDT

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 15, No. 2
• Strony: 43--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Roemer J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Robotyki i Mechatroniki, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, [phone]

autor

Pieczonka Ł.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Robotyki i Mechatroniki, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, [phone]

autor

Uhl T.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Robotyki i Mechatroniki, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, [phone]

Bibliografia

• 1. R. Halmshaw. Introduction to the Non-Destructive Testing of Welded Joints, 2nd Edition. Woodhead Publishing, 1997.
• 2. X. Maldague, eds., Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing, Wiley, 2001.
• 3. T. Sakagami, S. Kubo. Applications of Pulse Heating Thermography and Lock-in Thermography to Quantitative Nondestructive Evaluations. Infrared Physics & Technology, 2002.
• 4. Y. Hung, at all. Review and Comparison of Sherography and Active Thermography for Nondestructive Evaluations. College of Science and Engineering. Report 64, 2009.
• 5. B. Lahiri, at all. Defect Detection in Weld Joints by Infrared Thermography. Conference on Non Destructive Evaluation in Steel and Allied Industries. 2011.
• 6. F. Junling, G. Xinglin, W. Chengwei, M. Guojun. Rapid Measurement of Fatigue Behavior of Welded Joints Using the Lock-in Infrared Thermography. 11th International Conference on Quantitative InfraRed Thermography, 2012.
• 7. T. Świątczak et al. Defect Detection in Wire Welded Joints Using Thermography Investigations. Materials Science and Engineering: B, 2012.
• 8. H. Zhang at all. An Experimental Analysis of Fatigue Behavior of AZ31B Magnesium alloy Welded Joint Based on Infrared Thermography. Materials and Design. 2013.
• 9. T. Stepinski, T. Uhl, W. Staszewski, eds., Advanced Structural Damage Detection: From Theory To Engineering Applications Wiley, 2013.
• 10. B. Weekes, D. Almond, P. Cawley, T. Barden. Eddy-current Induced Thermography – Probability of Detection Study of Small Fatigue Cracks in Steel, Titanium and Nickel-based Superalloy. NDT & E International, 2012.
• 11. M. Szwedo, Ł. Pieczonka, T. Uhl. Vibrothermographic Testing of Structures. Key Eng. Mater, vol. 218, 2012.
• 12. L. Pieczonka, M. Szwedo, T. Uhl. Investigation of the Effectiveness of Different Thermographic Testing Modalities in Damage Detection. Key Eng. Mater, vol. 558, 2013.
• 13. C. Hermosilla-Lara, P. Joubert, D. Placko. Identyfication of Physical Effects in Flying Spot Phototermal Non-Destructive Testing. The European Journal Applied Physics, 2003.
• 14. S. Burrowsm A. Rashed, D. Almondm S. Dixon. Combined Laser Spot Imaging Thermography and Ultrasonic Measurements for Crack Detection. Nondestructive Testing and Evaluation, 2007.
• 15. T. Li, D. Almond, D. Andrew, S. Rees. Crack Imaging by Scanning Pulsed Laser Spot Thermography. NDT&E International, 2010.
• 16. T. Almond, D. Rees. Crack Imaging by Scanning Laser-line Thermography and Laserspot Thermography, Measurement Science &Technology, 2011.
• 17. A. Yun-Kyu, K. Ji, S. Hoon. Laser Lock-in Thermography for Fatigue Crack Detection. Department of Civil & Environmental Engineering, 2013.
• 18. C. Homma, M. Rothenfusser, J. Bauman, R. Shannon, Study of the Heat Generation Mechanism in Acoustic Thermography, Quantitative Nondestructive Evaluation. AIP Conference Proceedings, Vol. 820, 2006.
• 19. G. Bolu, A. Gachanganm, G. Pierce, G. Harvey, Reliable Thermosonic Inspection of Aero ngine Turbine Blades, Thermosonics, 2010.
• 20. J. Roemer, Ł. Pieczonka, M. Szwedo, T. Uhl, W. Staszewski. Thermography of Metallic and Composite Structures – review of applications. The e-Journal of Nondestructive Testing, 2013.
• 21. E. Gamalay, A. Rode, V. Tikhonchuk, B. Luther-Davies. Ablation of Solids by Femtosecond Lasers: Ablation Mechanism and Ablation Thresholds for Metals and Dielectrics. Physical Review Letters, 2001.
• 22. Monit SHM LLC. 2014, http://www.monitshm.pl/en/index.php?loc=thermoanalysis.