Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wykrywanie pęknięć hartowniczych w stali łożyskowej 100Cr6 metodą prądów wirowych

Kondej Adam, Jończyk Sylwester, Lasota Piotr

Welding Technology Review

|

2023

|

R. 95

87--93

PL

W artykule opisano wyniki badań w zakresie identyfikacji i lokalizacji pęknięć hartowniczych w stali łożyskowej 100Cr6 z wykorzystaniem autorskiego urządzenia kontrolno-pomiarowego do badań nieniszczących metodą prądów wirowych Wirotest M2 oraz automatycznego stanowiska AutoWir-S1. Do badań zastosowano głowicę stykową o częstotliwości 861 kHz. System rejestrował zmiany amplitudy napięcia oraz częstotliwości rezonansowej. Wyraźny spadek wartości obydwu parametrów wskazywał na obecność nieciągłości. Efekt krawędziowy powodował wzrost amplitudy napięcia oraz spadek częstotliwości, jednakże zmiany te nie wpłynęły na detekcję pęknięć. Najmniejsze wykryte pęknięcie charakteryzowało się maksymalną szerokością około 20 μm i było niewidoczne okiem nieuzbrojonym. Uzyskane wykresy powierzchniowe jednoznacznie obrazują przebieg oraz lokalizację poszczególnych nieciągłości.

EN

The article describes the results of research on the identification and localization of quenching cracks in 100Cr6 bearing steel using a proprietary non-destructive testing device based on the eddy current method called Wirotest M2 and an automatic stand AutoWir-S1. A surface probe with a frequency of 861 kHz was used for the tests. The system recorded changes in voltage amplitude and resonant frequency. A significant decrease in both parameters indicated the presence of discontinuities. The edge effect caused an increase in voltage amplitude and a decrease in frequency, but these changes did not affect crack detection. The smallest detected crack had a maximum width of about 20 μm and was invisible by the unaided eye. The obtained surface charts clearly illustrate the course and localization of individual discontinuities.

2

Metody nieniszczące w ocenie rozwoju uszkodzenia materiałów konstrukcyjnych w warunkach obciążeń eksploatacyjnych

Kukla Dominik

IPPT Reports on Fundamental Technological Research

|

2023

|

nr 1

1--168

PL

Praca dotyczy wykorzystania metody prądów wirowych oraz innych metod nieniszczących do identyfikacji lokalnych zmian w strukturze materiału związanych z rozwojem uszkodzenia w warunkach obciążenia zmęczeniowego. Dla wybranych, metalicznych materiałów konstrukcyjnych (stale, stopy niklu i aluminium) poddanych cyklicznym obciążeniom zmiennym opracowano ilościowe charakterystyki rozwoju uszkodzenia na podstawie wyznaczonych zmian składowych odkształcenia w kolejnych cyklach obciążenia. Równocześnie z próbami zmęczeniowymi przetestowano szereg diagnostycznych metod nieniszcząych w celu oceny możliwości lokalizacji procesu inicjowania uszkodzenia zmęczeniowego w materiale próbek. Opracowane procedury badawcze z zastosowaniem metody prądów wirowych, wspierane technikami optycznymi (lub innymi technikami NDT), umożliwiły nie tylko identyfikację obszarów uszkodzenia zmęczeniowego we wczesnym etapie rozwoju, związanego ze zmianami strukturalnymi, ale także na monitorowanie procesu degradacji próbek, aż do ich zerwania. Badania przeprowadzono na stopach konstrukcyjnych dobranych nie tylko z uwagi na właściwości elektromagnetyczne, ale przede wszystkim na mechanizmy rozwoju uszkodzenia zmęczeniowego. Badania próbek z żarowytrzymałej stali 1.4903 obejmowały testy zmęczeniowe wraz z wyznaczeniem odkształceniowego współczynnika uszkodzenia zmęczeniowego (φ) opisującego dynamikę zmian składowych odkształcenia w kolejnych cyklach obciążeń zmiennych. Wyniki tych obliczeń skorelowano z wynikami pomiarów parametru sygnału prądowirowego w postaci kąta fazowego krzywej impedancyjnej, realizowanych według opracowanej procedury. Pomiar ten wykonano w zdefiniowanych miejscach na próbce poddanej obciążeniom zmiennym, po ustalonej liczbie cykli zmęczeniowych. Przeprowadzono także badania mikrostrukturalne w zakresie metalografii (zgładów poprzecznych i podłużnych) oraz fraktografii (przełomów) próbek poddanych próbom zmęczeniowym. Badania mikrostrukturalne potwierdziły występowanie zjawisk związanych z degradacją zmęczeniową, które mogą uzasadniać zmiany charakterystyki sygnału prądowirowego w funkcji jej rozwoju. Zjawiska te to przede wszystkim lokalne odkształcenia plastyczne wokół twardych wtrąceń oraz mikropęknięcia. Badania zmęczeniowe dla stali 1.4903 przeprowadzono na próbkach w stanie dostawy oraz na próbkach eksploatowanych w warunkach pracy rurociągów pary świeżej w jednej z krajowych elektrowni. Na podstawie analizy uzyskanych wyników badań i ich obróbki opracowano metodykę oceny rozwoju degradacji wyrażonej ilościowo poprzez narastanie składowych odkształcenia niesprężystego w kolejnych cyklach obciążenia. Na podstawie opracowanych procedur pomiarowych uzyskano wyniki wskazujące zarówno na możliwość lokalizacji i identyfikacji defektów powstałych wskutek procesu zmęczeniowego we wczesnym etapie jego rozwoju, jak i na ilościową ocenę stopnia degradacji na podstawie analizy zmian parametrów wyznaczonych techniką prądów wirowych w kolejnych cyklach obciążeń zmęczeniowych. Kolejne wyniki uzyskano w badaniach stopu niklu MAR 247 stosowanego do budowy łopatek turbin silników lotniczych. Serię próbek z tego stopu poddano próbom zmęczeniowym, którym towarzyszyły badania nieniszczące z wykorzystaniem technik optycznych, takich jak cyfrowa korelacja obrazu (DIC - Digital Image Correlation) czy elektroniczna interferometria plamkowa (ESPI - Electronic Speckle Pattem Interferometry). Na próbkach poddawanych testom zmęczeniowym przeprowadzono także pomiary konduktywności z zastosowaniem metody prądów wirowych (według opracowanej procedury) oraz klasyczne badania defektoskopowe. Metody optyczne pozwoliły na wczesną identyfikację lokalnych koncentracji odkształcenia, wynikających z lokalnych koncentracji naprężenia. Obszary te stanowiły miejsce rozwoju propagacji pęknięcia dominującego, co potwierdziły prowadzone równolegle badania metodą prądów wirowych, które ujawniły także inne pęknięcia zmęczeniowe na etapie poprzedzającym rozwój uszkodzenia dominującego. Ponadto wykazano lokalne zmniejszenie konduktywności w obszarze inicjowania uszkodzenia, związanego z koncentracją odkształcenia. Podobne badania wykonano dla stopu Inconel 718 z zastosowaniem próbek o zmiennej powierzchni przekroju, co umożliwiało uzyskanie zmiennego pola deformacji. Opisano także wyniki badań dotyczących identyfikacji i oceny wad technologicznych oraz eksploatacyjnych związanych m.in z lokalnym przegrzaniem struktury materiału przez narzędzie szlifierskie, niewłaściwie przeprowadzoną obróbkę plastyczną na zimno oraz z oddziaływaniem atmosfery wodorowej. Opracowane procedury badawcze dają możliwość identyfikacji defektów związanych z przypaleniami szlifierskimi, a wykonując analizę parametrów rejestrowanego sygnału impedancji uzyskanego metodą prądów wirowych, można poznać ich właściwości. Dotyczy to ilościowej oceny głębokości strefy przegrzania oraz jakościowej oceny zmian twardości warstwy spowodowanej oddziaływaaniem wysokiej temperatury.

EN

The work concerns the application of eddy current and other non-destructive methods for identification of local changes in the structure of material due to the development of damage under fatigue conditions. For selected, metallic structural engineering materials (steels, nickel and aluminum alloys) subjected to cyclic alternating loads, the quantitative characteristics of damage development were presented and described on the basis of the evolution of deformation components in subsequent load cycles. Along with the fatigue tests, a number of nondestructive diagnostic methods were used to assess the possibility of locating the fatigue failure initiation process in various materials. The proposed research procedures of the eddy current method, supported by optical techniques, allowed not only for early-stage identification of fatigue damage development areas but also to monitor the degradation process of specimens, up to their failure. The eddy current measurements were carried out on alloys selected on the basis of their (magnetic) properties and mechanisms of fatigue damage development. The tests of the heat-resistant steel specimens (1.4903) included fatigue tests with the determination of the deformation fatigue damage factor describing the dynamics of changes in the deformation components in subsequent load cycles. The results of these calculations were correlated with the measurements of the eddy current signal phase angle, carried out according to the developed procedure. This measurement was performed in selected areas on a specimen subjected to variable loads and after a predetermined number of fatigue cycles. Microstructural observations of specimens subjected to fatigue tests were also carried out in the field of metallography (transverse and longitudinal sections) as well as fractography (fractures). Microstructural studies allowed to confirm the occurrence of processes and phenomena related to fatigue degradation, which may justify changes in the values of the eddy current signal parameters (phase angle) as a function of its development. These were mainly local plastic deformations around hard inclusions and microcracks. Fatigue tests for this steel were carried out on specimens in the as-received condition and on the live steam pipelines operated in the power plant. Based on the eddy current analysis, a fatigue life determination methodology was developed. Such methodology considers the development of degradation, expressed quantitatively, through the growth of the deformation components in subsequent cycles. Based on the established measurement procedures, the obtained results indicate the possibility of localization and identification of fatigue damage at an early stage of its development, as well as a quantitative assessment of the degree of degradation based on the eddy current technique. Further investigations were performed on the MAR 247 nickel alloy used in the construction of turbine blades of aircraft engines. A series of specimens were subjected to fatigue tests and simultaneously monitored by non-destructive, optical testing techniques such as Digital Image Correlation (DIC) and Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI). Subsequent conductivity measurements were performed on such specimens by using the eddy current method (according to the developed procedure), as well as classic defectoscopy tests. Optical techniques enabled an early identification of local strain concentrations resulting from local stress concentrations. In these areas, the development of the dominant crack propagation was observed. Such observations were further confirmed by the parallel eddy current tests, which also revealed other fatigue cracks at the stage preceding the development of the dominant damage. A local drop in the conductivity value in the area of damage initiation was also found in the form of strain concentration. Similar tests were also carried out for the Inconel 718 alloy by using specimens with a variable cross-sectional area enabling to obtain a variable deformation field. Additionally, an attempt to identify technological defects resulting from local overheating of the material structure by the grinding tool was made. The developed test procedures enabled the detection of defects related to grinding burns. The subsequent analysis of the parameters of the recorded impedance signal obtained by the eddy current method, allows the quantitative assessment of the depth of the overheating zone and the qualitative assessment of changes in the hardness of the layer, resulting from the effect of high temperature.

3

Zminiaturyzowane urządzenie pomiarowe do badań nieniszczących metodą prądów wirowych – Wirotest serii M

Kondej A., Szczepański A.

Przegląd Spawalnictwa

|

2017

|

R. 89, nr 9

26--30

PL

Artykuł opisuje metodę prądów wirowych oraz nowopowstałe zminiaturyzowane urządzenie pomiarowe do badań nieniszczących tą metodą – Wirotest M1. W pracy przedstawiono budowę i możliwości zastosowania urządzenia. Wirotest M1 cechuje się małą masą i gabarytami. Możliwość pracy z tabletem lub smartphonem nadaje mu cechy urządzania mobilnego. Urządzenie może pracować w trybie pomiaru ręcznego lub na stanowiskach automatycznych.

EN

This paper describes the eddy current method and the newly created miniaturized measuring device for non-destructive testing using this method – Wirotest M1. The work presents construction and possibilities of applications of the device. Wirotest M1 is characterized by a small mass and size. The ability to work with a tablet or a smartphone makes the device mobile. It can work in manual mode or it can be used on automatic stands.

4

Ocena grubości warstw chromowych na stali i staliwie z wykorzystaniem metody prądów wirowych

Kukla D., Szwed M., Roskosz M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2017

|

R. 89, nr 11

9--14

PL

W ramach niniejszej pracy opracowano procedurę nieniszczącą, ilościowej oceny grubości warstw chromowych. Do tego celu wykorzystano metodę prądów wirowych, w zakresie analizy fazoczułej, czyli oceny zmian kąta fazowego impedancji w funkcji grubości warstwy. Taka analiza stosowana jest w przypadku pomiarów grubości warstw konduktywnych w zakresie grubości od kilku do kilkuset mikrometrów, wytworzonych na podłożu konduktywnym. Celem właściwej kalibracji parametrów pomiaru, zaprojektowano i wykonano po dwa zestawy próbek referencyjnych z warstwami chromowymi o grubości 15, 30 i 45 μm na podłożu ze stali stopowej 15HM oraz na staliwie węglowym L-200. Z obydwu zestawów próbek pobrano wycinki do badań metalograficznych, które pozwoliły na bezpośredni pomiar grubości warstwy na przygotowanych zgładach. Wyniki tych pomiarów potraktowano jako wartości referencyjne do dalszych badań. Warstwy chromowe uzyskano w procesie nakładania chromu technicznego metodą galwaniczną, przy parametrach zapewniających uzyskanie założonych grubości. Otrzymane wyniki pozwoliły potwierdzić możliwość ilościowej oceny warstw chromowych z dokładnością do 5 μm, z zastosowaniem komercyjnego urządzenia defektoskopowego przeznaczonego do badań metodą prądów wirowych.

EN

The work has developed non-destructive, quantitative evaluation of the thickness of chrome layers. For this purpose, the method of vortex currents in the phase-phase analysis was used, i.e. the assessment of phase angle change impedance as a function of layer thickness. Such analysis is used for conductive layer thickness measurements in the thickness range of several to several hundred micrometers produced on a conductive substrate. For the correct calibration of the measurement parameters, two sets of reference samples with 15, 30 and 45 μm thick chromium plating on a 15HM alloy steel base and L-200 carbon steel castings were designed and constructed. Both sets of specimens were sampled for metallographic studies, which allowed to directly measure the thickness of the layer on prepared drawings. The results of these measurements were treated as reference values for further investigations. Chromium layers were received in the process of the galvanic chromium plating, at the parameters which give the assumed thicknesses. The obtained results confirmed the possibility of quantitative evaluation of chrome layers to the nearest 5 μm, by usied a commercial defectoscope device for eddy current testing.

5

Zminiaturyzowane urządzenie pomiarowe do badań nieniszczących metodą prądów wirowych Wirotest M1 – możliwości zastosowania

Kondej A.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 3

26--31

PL

W artykule opisano zminiaturyzowane urządzenie pomiarowe do badań nieniszczących metodą prądów wirowych – Wirotest M1. Przedstawiono wyniki badań dotyczące wykrywania nieciągłości, oceny twardości powierzchniowej, pomiarów grubości warstw nawęglonych oraz rozróżniania materiałów. Do badań wykorzystano urządzenie Wirotest M1 z sondą stykową o częstotliwości pracy 268 kHz, które może pracować w trybie pomiaru ręcznego lub na stanowisku automatycznym. W pracy zastosowano pomiar automatyczny na stanowisku AutoWir-S1.

EN

This paper describes the Wirotest M1 miniaturized measuring device for non-destructive testing by the eddy current method. The results of investigations concerning discontinuity detection, evaluation of surface hardness, thickness measurements of carburized layers and differentiation of materials have been presented. The Wirotest M1 with a 268 kHz surface probe that can be operated in a manual or automatic mode has been used for the investigation. The AutoWir-S1 automatic measurement stand has been used at work.

6

Korozja naprężeniowa – kiedy głębokość wady ma znaczenie

Sirois M., Bouchard M., Raude A., Boba R.

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2017

|

nr 3

43--46

PL

Scharakteryzowano zjawisko korozji naprężeniowej pod kątem możliwości detekcji klasycznymi metodami NDT. Opisano metodę wiroprądową z zastosowaniem sondy macierzowej w kontekście wykrywania niezgodności spowodowanych korozją naprężeniową. Zaprezentowano system kompensacji zmiany odległości cewki od powierzchni oraz możliwości wymiarowania. Przedstawiono charakterystykę przykładowej głowicy oraz przedstawiono wyniki pomiaru na elemencie referencyjnym i rzeczywistym. Przedstawione wyniki wykazują wysoką skuteczność w wykrywaniu niezgodności powstałych w wyniku korozji naprężeniowej. Ostatecznie dokonano porównania wyników uzyskanych metodą prezentowaną oraz metodami magnetyczno-proszkową i ultradźwiękową.

EN

The stress corrosion cracking phenomena has been characterized in terms of detection capabilities by classical NDT methods. An eddy current method using a array probe has been described in the context of detecting flaws caused by stress corrosion. A compensation system for changes of the probe lift-off distance and the dimensioning capability was presented. The characteristics of the sample head are shown and the measurement results are presented on the reference and real elements. The results shown are highly effective in detecting flaws caused by stress corrosion. Finally, the results obtained by the presented method with the ones of magnetic penetrant and ultrasonic methods were compared.

7

Aparatura i możliwości badań nieniszczących metodą prądów wirowych w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej

Kondej A., Babul T., Jończyk S.

Badania Nieniszczące i Diagnostyka

|

2017

|

nr 3

38--42

PL

Artykuł opisuje podstawy metody prądów wirowych, aparaturę pomiarową oraz możliwości badań nieniszczących tą metodą w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej (IMP). W pracy przedstawiono rozwój metody w IMP oraz przykładowe wyniki badań, zrealizowanych z wykorzystaniem urządzeń pomiarowych produkcji IMP. Przeprowadzone prace badawcze potwierdzają skuteczność metody prądów wirowych do oceny stanu badanego materiału pod kątem m.in.: oceny twardości powierzchniowej, wykrywania niezgodności i wad materiałowych, wykrywania zmian strukturalnych, rozróżniania i sortowania materiałów, pomiarów grubości warstw i powłok.

EN

This paper describes the basics of the eddy current method, the measuring devices and possibilities of non-destructive testing by this method conducted at the Institute of Precision Mechanics (IMP). The work presents the development of the method at IMP and sample research results carried out using the IMP measuring devices. The conducted research confirms the effectiveness of the eddy current method in assessing the condition of examined material in terms of assessment of surface hardness, detection of material nonconformities and defects, detection of structural changes, differentiation and sorting of materials and thickness measurements of layers and coatings.

8

Metoda prądów wirowych w badaniu złączy spawanych – ocena głębokości wklęśnięcia lica spoiny

Kondej A., Baranowski M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 3

18--21

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań stali niestopowej S235JR metodą prądów wirowych. Celem pracy było określenie przydatności tej metody do oceny głębokości wklęśnięcia lica spoiny przy wykorzystaniu sond i defektoskopu produkcji Instytutu Mechaniki Precyzyjnej. Przedstawiono przedmiot badań, aparaturę pomiarową oraz metodykę prowadzonych badań. Wykazano skuteczność metody prądów wirowych do oceny badanych niezgodności w oparciu o wyniki badań metodą porównawczą.

EN

The paper presents the eddy current method of testing welded joints of the unalloyed steel S235JR. The purpose of this study was to determine the suitability of the method for evaluation of the weld face concavity while using probes and defectoscope manufactured by Institute of Precision Mechanics. The object of study, measuring equipment and methodology of measurement were given. There was shown an efficacy of evaluation of the studied non-compliances based on the results of the comparative method.

9

Badania złączy spawanych ze stali martenzytycznej metodą prądów wirowych

Kondej A., Baranowski M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 6

12--16

PL

W artykule opisano badania złączy ze stali martenzytycznej X5CrNiCuNb16-4 metodą prądów wirowych. Do badań wykorzystano stacjonarne stanowisko automatyczne AutoWIR-S1 opracowane i wykonane w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej. Analizie poddano trzy rodzaje próbek: pierwszy to materiał rodzimy, drugi to złącze spawane bez wad, natomiast trzeci to złącze z wykrytymi pęknięciami spoiny. Przedstawiono aparaturę pomiarową oraz metodykę badań. Wykazano skuteczność metody prądów wirowych w wykrywaniu przebiegu spoiny oraz detekcji pęknięć.

EN

This paper describes testing the welded joints made out of martensitic steel X5CrNiCuNb16-4 by using the eddy current method. The study used stationary automatic stand AutoWIR-S1 developed and manufactured at the Institute of Precision Mechanics. Three kinds of specimens were examined: first entirely made out of base metal, second welded without defects, third welded with cracks. The measurement equipment and the methodology of the study was given. The effectiveness of the eddy current method was demonstrated in detecting the course of the weld and the presence of cracks.

10

Bezstykowe metody kontroli jakości w wielkoseryjnej produkcji łożysk samochodowych

Zbrowski A., Samborski T.

Logistyka

|

2014

|

nr 3

7071--7080

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie wybranych metod bezstykowych w aplikacjach zapewniających kontrolę jakości łożysk tocznych na różnych etapach realizacji procesu wytwarzania. W przedstawionych rozwiązaniach wykorzystano rezultaty prac badawczo rozwojowych prowadzonych w Instytucie Technologii Eksploatacji – PIB w Radomiu we współpracy z Fabryką Łożysk Tocznych w Kraśniku. Na podstawie przeprowadzonej analizy literaturowej zaprezentowano także przegląd najnowszych rozwiązań alternatywnych, opracowanych w innych ośrodkach naukowych. Obiektem badań są złożenia łożyskowe oraz pojedyncze elementy łożysk tocznych. Metody bezstykowe zastosowane w procesie kontroli jakości obejmują inspekcję wyrobów za pomocą technik wizyjnych, laserowych, metody prądów wirowych oraz tomografii rentgenowskiej. Techniki wizyjne umożliwiają kontrolę wad powierzchniowych występujących w postaci błędów geometrycznych, kierunkowości obróbki oraz korozji. Ponadto metody wizyjne umożliwiają kontrolę poprawności montażu elementów konstrukcyjnych łożyska. Do oceny poprawności montażu stosowane są także metody laserowe wykorzystujące głowice triangulacyjne. W przedstawionych rozwiązaniach metoda prądów wirowych została zastosowana do wykrywania wad podpowierzchniowych w elementach metalowych. Tomografię komputerową wykorzystano do obrazowania wad struktury wewnętrznej, szczególnie w obiektach wykonanych z tworzyw sztucznych.

EN

The article presents the application of selected contactless methods for the inspection of quality of roller bearings at different stages of the development process. The paper is based on the results of research conducted at the Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute in close cooperation with the FŁT Kraśnik – a manufacturer of roller bearings located in Kraśnik, Poland. Following an in-depth literature review, the authors present alternative solutions, also by other R&D centres. The object of research are compound bearing solutions as well as individual components of roller bearings. The contactless methods for quality inspection used include, e.g. visual and laser techniques, eddy current methods, and X-ray tomography. Visual techniques enable the control over surface defects in form of geometrical defects, incorrect directionality of processing, or corrosion. Moreover, such methods are also useful when verifying the correctness of the assembly of the components of a bearing. Additionally, laser methods, particularly laser triangulation ones, can also be used in this case. In solutions presented by the authors the eddy current inspection method was used for the detection of surface defects of metal elements, whereas computer tomography – for internal defects,, particularly in plastic elements.

11

Automatyczne stanowisko do badań nieniszczących metodą prądów wirowych

Kondej A., Baranowski M., Niedźwiedzki K., Jończyk S., Szczepański A.

Inżynieria Powierzchni

|

2014

|

nr 1

57--62

PL

W Instytucie Mechaniki Precyzyjnej zostało opracowane i wykonane stacjonarne stanowisko automatyczne do badań nieniszczących metodą prądów wirowych – AutoWIR-S1. Stanowisko przeznaczone jest do prowadzenia badań ukierunkowanych na wykrywanie wad i nieciągłości materiału, wykrywanie zmian strukturalnych oraz pomiar grubości warstw i powłok. Ma ono charakter uniwersalny, dzięki czemu mogą być badane próbki o zróżnicowanym kształcie i wymiarach (koła zębate, płyty, pierścienie, tuleje itp.). W artykule omówiono podstawowe zagadnienia dotyczące metody prądów wirowych. Przedstawiono budowę i zasadę działania stanowiska automatycznego. Opisano możliwości jego zastosowania oraz podano przykłady wykonywanych badań nieniszczących.

EN

The automatic stationary stand for non-destructive eddy current testing – AutoWIR-S1 – was developed and manufactured in the Institute of Precision Mechanics. The stand is designed to conduct a measurements directed at detection of material defects and discontinuities, detection of structural changes, measuring the thickness of layers and coatings. Developed stand is universal, so that samples of different shapes and sizes (gears, sheets, rings, bushings, etc.) can be tested. This paper describes basic issues concerning the eddy current method. The design and the principle of operation of the automatic stand was presented. There has been described the applicability of the stand, and examples of non-destructive testing were shown.

12

Zastosowanie metody prądów wirowych w diagnostyce materiałów i elementów konstrukcyjnych

Zbrowski A., Matecki K.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2013

|

R. 20, nr 10

951--962, CD

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie metody prądów wirowych w nieniszczących badaniach diagnostycznych materiałów i elementów konstrukcyjnych. Omówiono efekt powstawania prądów wirowych w materiale będącym pod działaniem zmiennego pola elektromagnetycznego. Przedstawiono ogólną charakterystykę metody oraz jej zastosowanie poparte przykładami.

EN

This article presents the application of eddy current methods in non-destructive diagnostic tests for structural materials and components. The authors discuss the effect of the formation of eddy currents in a material subject to an alternating electromagnetic field, and give an overview of the method followed by the examples of its application.

13

Wykrywanie niejednorodności materiału i lokalnych zmian mikrostruktury metodą prądów wirowych

Babul T, Jończyk S., Samborski T., Włodarczyk S.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 12

25--28

PL

Celem badań było określenie możliwości wykrywania lokalnych różnic we właściwościach części wykonanych ze stali 40HNMA, spowodowanych obróbką cieplną, obróbką powierzchniową oraz miejscowymi przypaleniami szlifierskimi. Zmiany te mają istotny wpływ na trwałość wyrobów, zwłaszcza kół zębatych. Zastosowano układ pomiarowy nowej generacji: Wirotest 302 oraz sondy o zróżnicowanej częstotliwości nominalnej od 250 kHz do 2 MHz. Dokonano oceny wpływu zmian strukturalnych, stanu powierzchni, a także obecności pęknięć na charakterystyki wiroprądowe. Badania potwierdziły także skuteczność wykrywania lokalnych zmian mikrostruktury spowodowanych przypaleniami szlifierskimi. Wyniki badań zweryfikowano przez pomiar mikrotwardości i chropowatości.

EN

Numerical simulations play an increasingly important role in nondestructive testing. They are widely used for the development of testing methods to confirm their effectiveness. Their main purpose is to support the analysis and interpretation of the research results. The paper shows the possibilities of ultrasonic testing modeling on immersion testing of composite test piece example. In the component made of carbon-epoxy composite, intentionally created defects are located. The defects were made by lamination of thin, flat, rectangular teflon inserts of known dimensions. The ultrasonic immersion tests of the component are compared with the results of simulations carried out for the created numerical model. The results showed the high value of the numerical simulation.

14

NDT and SHM for fatigue and fracture mechanical property determination

Dobmann G.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 12

46--50

EN

Plant components in power plants like nuclear power plants (NPP) and chemical plants like refineries are very often manufactured in austenitic stainless steel because of the resistance of the material against corrosion. However, the components are very often under elevated service temperatures in the 280°÷300°C regime and under mechanical cyclic deformation. The components – so far designed with sufficient fracture toughness – fail by fatigue crack initiation, crack growth to local leak and normally not break. When the cyclic deformation is in the LCF (low-cyclefatigue, some thousand load cycles till end of life) regime the cracking is due surface-breaking cracks. NDT technology most applied is MT, i.e. magnetic testing as magnetic particle inspection based on the magnetic leakage fields of the surface cracks. So far the components are not ferromagnetic; PT (penetrant testing) is well introduced. In the nuclear field, because of the reason of contamination of the inspection media very often in the last years eddy current inspection (ET) was introduced and qualified. However, worldwide there is the strategy to life extent the nuclear power plants, and therefore in the last decade R&D to NDT for nuclear safety has concentrated to develop material characterization techniques for early detection of ageing phenomena. The objective is to detect and quantify ageing in the material microstructure before a macroscopic crack occurs. These techniques were applied to monitor the fatigue behavior in the laboratory at servo-hydraulic machines. The next step is planned to implement the technology into lifetime management strategies of NPP to monitor components, i.e. pipes like the surge line or spray lines. The developed techniques also have a high potential to monitor fracture mechanical tests which normally are very time-consuming. First approaches are discussed in the here presented contribution. By using UT and time-of-flight of the surface-acoustic wave (Rayleigh wave) the crack-initiation at a fracture mechanical test specimen can be detected.

PL

Elementy elektrowni jądrowych i fabryk chemicznych, np. rafinerii, są wykonywane z wysokostopowych stali austenitycznych ze względu na dużą odporność na korozję. Jednak elementy często pracują w temperaturze powyżej dopuszczalnej wynoszącej 280÷3000C i poddawane są cyklicznym deformacjom. Elementy zaprojektowane tak by, miały odpowiednią odporność na pęknięcia, ulegają zniszczeniu w wyniku rozwoju lokalnej wady. W przypadku gdy cykliczne deformacje znajdują się w przedziale LCF (małe cykliczne zmęczenia, wynoszące kilka tysięcy cykli w całym okresie pracy), nie występują groźne złamania. Ze względu na to, że stal austenityczna nie jest ferromagnetyczna, nie jest możliwe wykorzystanie metody strumienia rozproszonego. Do wykrywania wad powierzchniowych używana jest metoda penetracyjna. W elektrowniach jądrowych używana jest metoda prądów wirowych. Obecnie podejmowane są wysiłki mające na celu wydłużenie czasu pracy elektrowni jądrowych. Z tego powodu rozwijane są metody wczesnego wykrywania starzenia się materiału. Celem jest wykrycie i ilościowa ocena starzenia przed powstaniem wady. Umożliwiają one wczesną ocenę stopnia starzenia się materiału. W pierwszym kroku te metody są używane w laboratorium. Następnie zostaną one wykorzystane w badaniach przemysłowych, w szczególności w badaniu starzenia się rurociągów. Rozwijane metody są bardzo użyteczne w testowaniu pęknięć, bez użycia ich proces jest bardzo czasochłonny. W obecnej pracy jest opisana faza laboratoryjna. Posługując się metodą ultradźwiękową, można wykryć wadę we wczesnej fazie. Metoda powinna być testowana i oceniana ilościowo. Czas testowania zostanie wyraźnie skrócony. Przewiduje się dalsze badania. Obecnie w tym celu używany jest specjalnie skonstruowany tester ultradźwiękowy EMAT.

15

Badania nieniszczące złączy spawanych metodą prądów wirowych

Uczanin W. M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2013

|

R. 85, nr 7

25--33

PL

W artykule przedstawiono techniki badań nieniszczących metodą prądów wirowych stosowane do kontroli konstrukcji spawanych z paramagnetycznych i ferromagnetycznych materiałów i oceny zachodzących w nich przemian strukturalnych, a także ujawnienia niezgodności w złączach spawanych. Pokazano, że specyficzne trudności w badaniach nieniszczących metodą prądów wirowych spoin wynikają z niejednorodności przewodności elektrycznej i zmian geometrii złącza. Przedstawiono wyniki opracowania technologii defektoskopii metodą prądów wirowych złączy spawanych z użyciem selektywnych przetworników prądów wirowych multidyferencjonalnego typu. Pokazano efektywność użycia do kontroli złączy spawanych dwuwymiarowej wizualizacji. Przedstawiono również wielokanałowe systemy prądów wirowych, które gwarantują podwyższenie wydajności kontroli metodą prądów wirowych złączy spawanych kosztem usuwania poprzecznego skanowania strefy spoiny. Zamieszczono też przykłady stosowania kontroli metodą prądów wirowych w skomplikowanych warunkach, np. w przypadku dla kontroli konstrukcji podwodnych.

EN

The eddy current technologies for inspection of welded constructions made of nonferromagnetic and ferromagnetic materials for assessment of structural changes and detection of defects in the weld zone. It is shown that the specific disturbances of eddy current testing of welds caused by in-homogeneities of electrical conductivity and geometry disturbances. The results of development of eddy current weld inspection technologies with selective multidifferential type eddy current probes application are presented. The efficiency of the application of the two-dimensional visualization for weld inspection is presented. Multichannel eddy current inspection systems that enhance the performance of eddy current testing of welds by eliminating cross-scan of the weld zone is presented. The examples of the applications of eddy current inspection technologies in difficult conditions (for example for underwater constructions inspection) are presented.

16

Nieniszczące badania naprężeń własnych i grubości warstwy azotowanej w matrycy do kucia pierścieni synchronizatorów przed oraz po eksploatacji

Pachutko B., Samolczyk J., Meller G.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2013

|

T. 24, nr 1

15--29

PL

W artykule przedstawiono wyniki nieniszczących badań naprężeń własnych metodą rentgenowską sin2Ψ oraz grubości warstwy azotowanej metodą prądów wirowych w matrycy nr 682/99 do kucia pierścieni synchronizatorów, nowej i po eksploatacji. Nowa matryca charakteryzowała się naprężeniami ściskającymi o wartości na poziomie ok. 500 MPa. W wyniku procesu kucia 3500 odkuwek pierścieni nastąpiła zmiana naprężeń na rozciągające o wartości na poziomie ok. 140 MPa. Zmiana znaku i wartości naprężeń spowodowana była zużyciem powierzchni roboczej wskutek niemal całkowitego starcia warstwy azotowanej oraz zmęczenia cieplnomechanicznego materiału matrycy w badanych obszarach. Zużycie matrycy oceniono na podstawie badań metalograficznych matrycy po eksploatacji. Badania grubości warstwy azotowanej na matrycy nowej i po eksploatacji, przeprowadzone metodą prądów wirowych, potwierdziły skuteczność i selektywność układu pomiarowego przy zastosowanej częstotliwości prądu magnesującego

EN

The paper presents the results of non-destructive testing of internal stresses by the x-ray sin2Ψ method and the thickness of the nitrided layer by eddy current method in synchronizer ring forging die no.682/99, new and after exploitation. The new die was characterized by compressive stresses at the level of about 500 MPa. As a result of forging 3500 ring forgings, the stress has changed into tensile one with the value of about 140 MPa. The change of the stress sign an value was due to the wear of the working surface wear resulting from almost total tear-off of the nitrided layer and thermo-mechanical fatigue of the die material in the tested areas. The die wear has been assessed on the basis of metallographic examinations of the die after exploitation. Examination of the nitrided layer thickness before and after exploitation, performed by eddy current method has proved the effectiveness and selectiveness of the measurement system with the applied frequency of the magnetizing current.

17

Wybrane aspekty badania kół zębatych metodą prądów wirowych

Badul T., Jończyk S.

Przegląd Spawalnictwa

|

2012

|

R. 84, nr 13

12-15

PL

IMP prowadzi od wielu lat prace z zakresu strukturoskopii, defektoskopii i oznaczania naprężeń. W artykule przedstawiono analizę wyników badań kół zębatych metodą prądów wirowych z uwzględnieniem głębokości wnikania. Celem pracy było przede wszystkim sprawdzenie wykrywalności pęknięć i możliwości oceny stanu naprężeń w wieńcach kół zębatych po procesie hartowania indukcyjnego. Pomiary wykonywano miernikiem Wirotest 302 oraz sondami specjalistycznymi opracowanymi w IMP do badań kół zębatych. Pomiary wykonywano na kołach ze sztucznymi nacięciami i bez nacięć.

EN

For many years IMP has been conducting works in the field of structuroscopy, defectoscopy and stress indication. This paper presents the results of the examination of gear wheels using the eddy current method. The purpose of these works was to develop a method of detecting cracks and imperfections of the structure and stresses. Measurements were carried out with the Wirotest 302 measure and specialized probes with different frequency (and different depth of penetration) developed in IMP for examination of gear wheels. The gear wheels with and without artificial defects were used.

18

Diagnozowanie konstrukcji lotniczych metodą prądów wirowych i metody modelowania sygnałów elektromagnetycznych

Szlagowska-Spychalska J., Dragan K., Spychalski W., Kukla D., Kurzydłowski K. J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2012

|

R. 84, nr 13

2-7

PL

Przedmiotem artykułu jest opracowanie nowych procedur wykrywania uszkodzeń w konstrukcjach lotniczych. Klasyczne podejście jest oparte na optymalizacji parametrów badania takich jak: częstotliwość oraz rozmiar i typ sondy. Jednakże wykrycie i charakterystyka występujących uszkodzeń jest trudne chociażby ze względu na budowę badanej struktury (np. występowanie różnego rodzaju wzmocnień), czy też na istnienie całej gamy różnych uszkodzeń (może występować np. korozja w połączeniach międzywarstwowych, korozja ukryta, pęknięcia zmęczeniowe, itp.). Dlatego postanowiono opracować metodę badawczą, usprawniającą proces diagnostyczny, opartą na połączeniu metody eksperymentalnej–prądów wirowych z symulacjami numerycznymi bazującymi na metodzie elementów skończonych (MES). Metoda ta pozwala na modelowanie sygnałów elektromagnetycznych oraz symulację rozkładu pól elektromagnetycznych w badanym materiale. Wyniki uzyskane dzięki zbudowanym w programie ANSYS układom sonda-próbka, w połączeniu z badaniami eksperymentalnymi, pozwolą w przyszłości na opracowanie narzędzia, które będzie wykorzystywane do przygotowywania procesu pomiarowo-diagnostycznego. Przedmiotem artykułu jest opracowanie nowych procedur wykrywania uszkodzeń w konstrukcjach lotniczych. Klasyczne podejście jest oparte na optymalizacji parametrów badania takich jak: częstotliwość oraz rozmiar i typ sondy. Jednakże wykrycie i charakterystyka występujących uszkodzeń jest trudne chociażby ze względu na budowę badanej struktury (np. występowa nie rożnego rodzaju wzmocnień), czy też na istnienie całej gamy różnych uszkodzeń (może występ ować np. korozja w połączeniach między warstwowych, korozja ukryta, pęknięcia zmęczeniowe, itp.). Dlatego postanowiono opracować metodę badawczą, usprawniającą proces diagnostyczny, opartą na połączeniu metody eksperymentalnej–prądów wirowych z symulacjami numerycznymi bazującymi na metodzie elementów skończonych (MES). Metoda ta pozwala na modelowanie sygnałów elektromagnetycznych oraz symulację rozkładu pól elektromagnetycznych w badanym materiale. Wyniki uzyskane dzięki zbudowanym w programie ANSYS układom sonda-próbka, w połączeniu z badaniami eksperymentalnymi, pozwolą w przyszłości na opracowanie narzędzia, które będzie wykorzystywane do przygotowywania procesu pomiarowo-diagnostycznego.

EN

In the article a novel approach for the damage detection of the aerospace structures is presented. The classical approach take into the consideration the optimalization of the inspection parameters such as frequency, size of the probe and potential probe type. Due to the influence of substructural elements such as reinforcements, different types of damages and damages overlapping (such as bottom of the top layer corrosion and the top of the bottom layer corrosion in multilayer structures) the damage characterization may be difficult. The article presents approach for the inspection based on the description of the electromagnetic signal distribution in the inspected materials using the numerical models based on the ANSYS software. Then the signal interaction with the structure will be presented and in the future works correlated with the measurements based on the eddy current and appropriate signal processing techniques.

19

Badania wpływu chropowatości powierzchni po azotowaniu gazowym na wskazania przyrządu wiroprądowego

Pachutko B., Małdziński L.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2011

|

T. 22, nr 4

227-243

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań parametrów chropowatości powierzchni stali 38HMJ i Orvar Supreme azotowanych w temperaturze 550 oC w czasie 2, 9, 23 i 48 godzin przy potencjale azotowym Np = 2,9-2,4 atm-0,5. Grubość efektywną warstwy azotowanej oceniono na podstawie profili mikrotwardości HK 0,1 - przyjęto twardość 500 HK 0,1 dla stali 38HMJ oraz 700 HK 0,1 dla stali Orvar Supreme. Grubość strefy azotków Selaza wyznaczono na podstawie badań metalograficznych za pomocą mikroskopu optycznego. Wykazano, Se zwiększenie czasu azotowania powoduje nieznaczne zwiększenie parametrów Rt i Rz. W wyniku przeszlifowania próbek azotowanych nastąpiło zwiększenie amplitudy wskazania przyrządu wiroprądowego (Wirotest 302 wyposażony w czujnik stykowy o częstotliwości prądu magnesującego 50 kHz) wskutek zmniejszenia chropowatości powierzchni, usunięcia warstewki tlenków żelaza i strefy porowatej azotków żelaza.

EN

The paper presents the results of investigation roughness parameters of 38HMJ and Orvar Supreme steels nitrided at the temperature of 550 oC for 2, 9, 23 and 48 hours with the nitrogen potential of Np = 2.9–2.4 atm-0.5. The effective thickness of the nitrided layer has been assessed basing on the microhardness profiles, HK 0.1 – the hardness of 500 HK 0.1 has been adopted for the 38HMJ steel and 700 HK 0.1 for the Orvar Supreme. The thickness of the iron nitride zone has been determined basing on metallographic examination by means of an optical microscope. It has been shown that extension of the nitriding time results in a slight increase of the Rt and Rz parameters. As a result of grinding of the nitrided samples, the amplitude of the eddy current device indications has increased (Wirotest 302 device provided with a sensor with the magnetizing current frequency of 50 kHz) due to the reduction of the surface roughness, removal of the layer of iron oxides and the porous zone of iron nitrides.

20

Bezstykowe metody badań materiałów z zastosowaniem prądów wirowych

Wrzuszczak M.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2010

|

z. 65

80-92

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie metody prądów wirowych do pomiarów konduktywności, grubości ścianek obiektów, grubości powłok zabezpieczających oraz wczesnego wykrywania defektów materiałowych. Przedstawiono wykonane stanowisko pomiarowe laboratoryjne do prowadzenia badań w tym zakresie oraz wzorce konduktywności i wzorce wad typu nieciągłości.

EN

The paper deals with eddy current methods applied to measurements of material conductivity, wall thickness, thickness of protective coatings and early detection of material discontinuities. The testing measurement stand using a neural network approach to a flaw parameters evaluation, based on designed by author sets of conductivity standards and material flaw standards have been presented.