Metody VT - metody wizualne

Badania wizualne jest to metoda NDT, która polega na przeprowadzeniu badania okiem nieuzbrojonym, w celu wykrycia, zlokalizowania i oceny nieciągłości lub usterki występującej na powierzchni badanego materiału. Jest to najstarsza metoda NDT, uważana za jedną z najważniejszych. Metoda ta ma zastosowanie na wszystkich etapach budowy i/lub produkcji danego elementu lub instalacji technologicznej.

Przegląd wzrokowy wykonywany jest zwykle przy użyciu oczu nieuzbrojonych. Skuteczność metody można poprawić stosując specjalne narzędzia takie jak: lusterka, szkła powiększające (lupy, lunety) oraz boroskopy, fiberskopy, wideoendoskopy.

Jednakże z wykorzystaniem bardziej wyrafinowanych urządzeń (tj. wideoendoskop), kontrola wizualna może zostać rozszerzona na obszary odległe (badanie zdalne), które w normalnych okolicznościach są niedostępne dla operatora. Użycie specjalistycznego sprzętu pozwala na wykrycie wad, zmian korozyjnych, których nie można zobaczyć nieuzbrojonym okiem.

Metoda magnetyczno-proszkowa MT

Badanie magnetyczno-proszkowe (MT) jest metodą NDT, która wykorzystuje zasadę magnetyzmu. Materiał, który jest badany, zostaje namagnesowany. Następnie na element nanoszony jest proszek magnetyczny (drobno zmielone cząstki żelaza powlekane pigmentem barwiącym). W miejscu występowania nieciągłości następuje rozproszenie pola magnetycznego. Cząstki proszku, przyciągane przez rozproszone pole magnetyczne, gromadzą się tworząc wskazanie zlokalizowane bezpośrednio nad nieciągłością. Metoda umożliwia wizualne przedstawienie wady.

Badanie magnetyczno-proszkowe (MT) służy do lokalizacji powierzchniowych i podpowierzchniowych niewielkich nieciągłości lub wad. MT ma zastosowanie tylko do materiałów magnetycznych (ferromagnetyków). Dlatego może być stosowana tylko na metalowych częściach i konstrukcjach przemysłowych.

Metoda prądów wirowych ET

Badania metodą prądów wirowych (ET) polegają na zastosowaniu cewki prądu przemiennego (AC), która indukuje na powierzchni elementu prąd (tzw. prąd wirowy). Mierząc zmiany prądu wirowego, możliwe jest wykrycie w próbce obecności wad i nieciągłości materiałowych. Metoda ET może być wykorzystywana do weryfikacji jakości wykonania metalowych rurowych elementów instalacji technologicznych.

Nanoindentacja

Nanoindentacja to zaawansowana technika pomiaru właściwości mechanicznych materiałów na bardzo małą skalę. W skrócie, polega ona na kontrolowanym wciskaniu indentera o znanej geometrii w powierzchnię badanego materiału, a następnie pomiarze odpowiedzi materiału na to obciążenie. To pozwala na określenie twardości, modułu sprężystości i innych parametrów mechanicznych na poziomie nanometrycznym.

Metoda ta jest szczególnie przydatna przy badaniu materiałów nanokrystalicznych, cienkich warstw, czy też nanokompozytów oraz materiałów zaimplantowanych, gdzie tradycyjne metody pomiarowe mogą być niewystarczające.

Badania udarności

Próba udarności to kluczowy element badań materiałowych oceniający odporność materiału na obciążenia dynamiczne. Laboratorium Badań  Materiałowych wyposażone jest w dwa młoty wahadłowe typu Charpy’ego o energiach początkowych wynoszących kolejno 450 oraz 25 J. Badania realizujemy w temperaturze pokojowej, podwyższonej (do 200 °C) oraz obniżonej (do -90 °C). Celem badania udarności w temperaturze obniżonej może być określenie niebezpieczeństwa przechodzenia materiału w stan kruchy w warunkach jego eksploatacji. Co istotne, badania twardości umożliwiają kontrolę spawanych lub poddanych obróbce cieplnej materiałów, pozwalając na weryfikację poprawności przeprowadzonych procesów. Wyniki badań porównywane są z wymaganiami określonymi w konkretnych specyfikacjach lub normach przedmiotowych. Testy udarności wybranych geometrii próbek realizujemy w sposób zinstrumentalizowany tj. umożliwiający pomiar przebiegu siły łamania w funkcji czasu lub drogi.

Badania odporności na pękanie

Ocena wytrzymałości materiałów w tradycyjnych analizach zakłada, że są one pozbawione wad. Taka perspektywa nie uwzględnia ewentualnych nieciągłości, które mogą wpłynąć na wytrzymałość konstrukcji i w konsekwencji prowadzić do awarii wcześniej, niż przewidywano za pomocą standardowych obliczeń wytrzymałości. Mechanika pękania umożliwia określenie największego obciążenia, przy którym materiał z istniejącymi szczelinami o znanym rozmiarze nadal zachowa integralność, lub określenie największych szczelin, które przy danym obciążeniu nie doprowadzą do zniszczenia materiału. Badania odporności na pękanie, które prowadzimy w Laboratorium Badań Materiałowych, obejmują określanie współczynnika intensywności naprężeń (K_Q, K_IC), wartości rozwarcia szczeliny (δ, δ_c) oraz prędkości rozwoju pęknięć zmęczeniowych (da/dN). Geometrie testowanych próbek obejmują próbkę z karbem jednostronnym do trójpunktowego zginania SENB oraz próbkę kompaktową do próby rozciągania CT. Większość pomiarów odporności na pękanie wykonujemy z wykorzystaniem uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej 100 kN wyposażonej w komorę temperaturową.

Wyposażenie laboratorium transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) stanowi wysokorozdzielczy mikroskop JEOL JEM F-200 wyposażony w działo elektronowe z emisją polową (Schottky Field Emission Gun). Mikroskop pozwala na prowadzenie obserwacji zarówno w trybie TEM (rozdzielczość: 0.06 nm) jak i w trybie skaningowo-transmisyjnym STEM (rozdzielczość: 0.16 nm). Ponadto mikroskop wyposażony jest w dwudetektorowy system mikroanalizy rentgenowskiej EDS (z ang. energy-dispersive X-ray spectroscopy) pozwalający na prowadzenie analizy składu chemicznego w trybie punktowym, liniowym lub poprzez mapowanie rozkładu pierwiastków chemicznych. Badania prowadzone są na próbkach o grubości poniżej 100 nm wykonanych metodami polerowania elektrolitycznego lub wiązką jonów. Laboratorium dysponuje również uchwytami do prowadzenia obserwacji in-situ w wysokiej temperaturze (do 1000°C) oraz badań deformacji materiałów.