Nedestruktivní zkoušení
Kontrola kvality

Nedestruktivní zkoušení

Detekce vadných součástek v rané fázi pomocí průmyslové počítačové tomografie

Co je nedestruktivní zkoušení?

Nedestruktivní zkoušení (NDT – Nondestructive testing) je technika pro kontrolu vad součástek, obrobků nebo sestav. Při NDT lze použít různé metody, například rentgen, ultrazvuk, počítačovou tomografii nebo magnetický prášek.

Cílem nedestruktivního zkoušení je včasné odhalení vad materiálů a odstranění vadných součástí z výroby. Aby bylo možné tyto vady odhalit, jsou zkušební kusy během nedestruktivního zkoušení vystaveny tepelnému, mechanickému a chemickému namáhání. Mezi vady nebo defekty patří póry, vzduchové kapsy, trhliny nebo povrchová koroze. Zkouška musí být provedena bez zničení nebo poškození zkušebního kusu. Po zkoušení musí být součást nebo materiál stejně vhodné k použití jako před zkouškou. Díky tomu je NDT důležitou metodou pro kontrolu kvality a testování bezpečnosti součástí a systémů, protože vadné materiály a konstrukční nedostatky mohou v extrémních případech ohrozit i bezpečnost součásti nebo budovy.

Různé metody nedestruktivního zkoušení

Různé metody nedestruktivního zkoušení

Existují různé metody nedestruktivního zkoušení. Kromě již zmíněných zkušebních metod, jako je ultrazvuk nebo rentgenová kontrola, se používají i další techniky, jako je akustická zkouška, termografie nebo radar pronikající zemí. Při nedestruktivním zkoušení se používá také laserová kontrola. Výběr metody závisí na různých faktorech, jako je typ materiálu, velikost zkoušeného kusu nebo typ zjišťované vady.

Nejdůležitějšími metodami v NDT jsou "klasické" metody nedestruktivního zkoušení, rozlišujeme zde povrchovou kontrolu a kontrolu vnitřních struktur.

Metody kontroly povrchu

  • Vizuální kontrola je optická kontrola součástí a zařízení. Je vhodná zejména pro kontrolu kvality povrchů a při montáži součástí. Při ní lze použít různé pomůcky, jako jsou lupy, zrcadla, mikroskopy, endoskopy, kamery, skenery nebo samozřejmě pouhé oko. Jednou z nevýhod nedestruktivní vizuální kontroly však je, že lze zjistit pouze povrchové vady nebo defekty, zatímco vady uvnitř zkušebního kusu zůstávají zpočátku nezjištěny. To vyžaduje další metody nedestruktivního zkoušení.

  • Při penetračních zkouškách se na součást aplikují barevné nebo fluorescenční kontrastní látky, např. nástřikem nebo ponořením. Prostředek se usazuje v trhlinách, pórech nebo otvorech na povrchu a viditelně je indikuje. Penetrační zkouška barvivem se často používá zejména u svarů. Nevýhodou této metody je, že je třeba brát v úvahu environmentální aspekty kontrastní látky a zbarvení neposkytuje přesný údaj o hloubce trhlin nebo otvorů. Kromě toho mohou drsné povrchy vykazovat pseudovady, které nejsou skutečnými vadami. Navzdory těmto omezením zůstává penetrační zkoušení barvivem důležitou metodou při kontrole kvality součástí a systémů.

  • Zkoušení magnetickými částicemi, známé také jako testování úniku magnetického toku, je nedestruktivní metoda zkoušení, která se používá pro magnetizovatelné materiály a součásti. Při této metodě se zkušební kus nejprve zmagnetizuje. Poté se na zkušební kus nanesou fluorescenční magnetické částice pomocí kapaliny nebo prášku. Defekty jsou viditelné, protože vytvářejí odlišné magnetické pole. Zkouška úniku magnetického toku je velmi rychlá zkušební metoda a umožňuje odhalit i ty nejmenší trhliny, které mohou být až čtyřikrát tenčí než lidský vlas.

    Zkoušení magnetickými částicemi proto nabízí vysokou citlivost při detekci povrchových vad a často se používá při zpracování kovů a v automobilovém průmyslu. Další výhodou této metody je její snadné provádění. Přes své výhody má testování úniku magnetického toku svá omezení, protože jej lze použít pouze na magnetizovatelných materiálech a výsledky mohou být ovlivněny magnetickými vlastnostmi materiálu.

Metody pro kontrolu vnitřku součástí

Rentgenová kontrola

Rentgenová kontrola

Rentgenová kontrola, známá také jako radiografické zkoušení, je důležitou metodou nedestruktivního zkoušení, která umožňuje nahlédnout dovnitř součásti. Na rozdíl od ultrazvukového zkoušení může radiografické zkoušení určit také typ a přesné umístění defektů, což je výhodou v mnoha případech použití. Digitální rentgenová kontrola, například počítačová tomografie, nabízí mnoho dalších výhod, protože výsledky zkoušek lze ukládat a vyhodnocovat digitálně.

Rentgenová kontrola je velmi důležitá: NDT 4.0, tj. kombinace digitalizace radiografického zkoušení a využití umělé inteligence, přináší rozhodující výhody.

Ultrazvukové zkoušení

Ultrazvukové zkoušení

Ultrazvukové zkoušení spočívá ve vysílání ultrazvukových vln ze sondy skrze testovaný kus. Vadná místa v materiálu odrážejí vlny a lze je sledovat na obrazovce. Měřením doby průchodu ultrazvukových vln a jejich odrazu lze přesně určit typ a umístění defektu. Moderní ultrazvukové testování dokonce měří i velikost vady.

Ultrazvukové zkoušení je vhodné pro nedestruktivní zkoušení plochých a objemných součástí, například pro měření tloušťky stěny. Ultrazvukové zkoušení poskytuje lepší výsledky než rentgenová kontrola plochých defektů. Nevýhodou této metody však je, že materiál je během zkoušky vystaven nejen akustickému, ale i tepelnému namáhání. Ultrazvukové zkoušení je také obtížnější u hrubých povrchů.

CT skeny

CT skeny

Při nedestruktivním zkoušení pomocí počítačové tomografie (CT) se kontrolovaný objekt rentgenuje podobně jako při radiografickém zkoušení. Pořizují se četné 2D snímky z různých perspektiv. Tyto snímky se potom pomocí počítače převedou na trojrozměrný model. Tento model umožňuje nahlédnout do vnitřku objektu a ukazuje případné vady nebo odchylky materiálu. Unikátní vlastností CT-NDT je, že umožňuje vyšší rozlišení než jiné metody nedestruktivního zkoušení, což znamená, že lze odhalit i velmi malé nebo obtížně rozpoznatelné vady.

Pomocí průmyslové počítačové tomografie lze s nejvyšší přesností kontrolovat i malé složité součásti. Zařízení se ovládá a naměřená data se vyhodnocují pomocí speciálního softwaru. Díky tomu lze vytvářet skeny, které splňují vysoké metrologické požadavky průmyslu, a detekují lomy v jádře a i ty nejmenší vady, póry a dutiny v součásti. CT skeny zachycují i součásti, které starší měřicí technologie nemohly zkontrolovat z důvodu nepřístupnosti.

ZEISS INSPECT X-Ray

Efektivní analýza objemových dat

Vizualizujte a analyzujte vaše součásti až do vnitřního jádra pomocí CT dat. Bez ohledu na to, jaký CT hardware používáte, výkonný software ZEISS INSPECT vám pomůže do vizualizovat a analyzovat data. Vyhodnocujte defekty, struktury a sestavy a shrňte výsledky do přehledných reportů – dokonce i s videem.

Už nemusíme přepínat mezi různými softwarovými aplikacemi. Místo toho zůstáváme v jedné rodině a můžeme vytvářet zprávy a provádět vyhodnocení.

Horst Lang Vedoucí podpory operací kvality ve společnosti Festo

Proč je nedestruktivní zkoušení v průmyslu tak důležité?

Moderní technologie nedestruktivního zkoušení vytváří pro průmysl velkou přidanou hodnotu. Včasné odhalení vadných součástí umožňuje jejich odstranění z výrobního procesu. Pokud je to možné, lze provést opravu. V případě neopravitelných vad je materiál vyřazen a vrácen do materiálového cyklu.

To přináší následující výrazné výhody:

  • Úspora zdrojů, času a peněz
  • Méně reklamací
  • Zvýšená kvalita a bezpečnost součástí
  • Snížené riziko pro lidi a životní prostředí v důsledku vad součástí

Kdo může provádět NDT?

Nedestruktivní zkoušení podléhá normě DIN EN ISO 9712. V souladu s touto normou mohou postupy nedestruktivního zkoušení provádět pouze certifikované osoby. Certifikace se řídí přísnými směrnicemi, které zajišťují kvalitu a bezpečnost zkoušek.

V závislosti na svých zkušenostech a školení mohou certifikované osoby dosáhnout tří úrovní v příslušném zkušebním postupu. Pro každou zkušební metodu je vyžadována samostatná certifikace. Například osoba certifikovaná pouze pro provádění ultrazvukových zkoušek nesmí provádět nedestruktivní radiografii nebo zkoušky vířivými proudy.

Tři stupně certifikace zahrnují následující:

  • Úroveň 1: Oprávnění k provádění zkušebních postupů a dokumentování výsledků zkoušek
  • Úroveň 2: Oprávnění k dodatečnému vyhodnocování výsledků zkoušek (podle norem a předpisů)
  • Úroveň 3: Osoba provádějící audit může rozhodnout o vhodném postupu auditu, určit metodu zkoušení a je také odpovědná za zařízení, ve kterém se audit provádí

Certifikaci vydávají různé certifikační orgány, například Německá společnost pro nedestruktivní zkoušení (DGZfP), Americká společnost pro nedestruktivní zkoušení (ASNT) a další orgány. Ty zase vyžadují potvrzení od německého akreditačního orgánu (DAkkS).

Certifikáty se musí každých pět let obnovovat, aby se zajistilo, že zkušebny mají aktuální znalosti a odborné znalosti svých zkušebních postupů.

AI: Výhody NDT 4.0

AI: Výhody NDT 4.0

Průmyslová počítačová tomografie se stala jednou z nejdůležitějších metod v oblasti nedestruktivního zkoušení. Složité vnitřní struktury se kontrolují na vady nedestruktivně a ve 3D. Výsledkem je koordinace procesních parametrů a neustálé zlepšování výrobního procesu.

Digitalizace a automatizace nedestruktivního zkoušení přináší pokrok v oboru, je označována jako NDT 4.0. Výhody přináší zejména využití umělé inteligence, protože na kontrolu člověkem mají vliv faktory, jako je únava. V automatizovaném NDT se takové faktory neprojevují. A kromě toho se výsledky zkoušek nebo hodnocení chyb se mohou u jednotlivých osob lišit. Dokonce i zkoušky prováděné stejnou osobou se mohou lišit například v důsledku únavy. Automatizovaná detekce chyb založená na umělé inteligenci eliminuje lidské chyby a maximalizuje reprodukovatelnost výsledků zkoušek. Díky strojovému učení se AI může také kdykoli naučit nové parametry zkoušek a průběžně zlepšovat proces zkoušení. Cílem NDT 4.0 je posunout nedestruktivní zkoušení na další úroveň, spojit lidské odborné znalosti a zkušenosti s efektivitou umělé inteligence a vytvořit tak synergii.

Automatizovaná detekce chyb založená na umělé inteligenci eliminuje lidské chyby a maximalizuje reprodukovatelnost výsledků zkoušek. Díky strojovému učení se AI může také kdykoli naučit nové parametry zkoušek a průběžně zlepšovat proces zkoušení. Cílem NDT 4.0 je posunout nedestruktivní testování na další úroveň a spojit lidské odborné znalosti a zkušenosti s efektivitou umělé inteligence a vytvořit tak synergii.


Sdílejte tuto stránku

Příběhy úspěchu

Festo sets global quality standards with ZEISS INSPECT​
21.02.2024

Revealing the secrets of a part

CT inspection in automation technology at Festo
Aluminium castings meet high-precision 2D X-ray technology
12.09.2022

10% Faster Inspection Time Using High-Precision 2D X-Ray Technology

VMG Dambauer ensures high quality parts for motorcycles with ZEISS BOSELLO MAX
ZKW
11.04.2019

Developing premium headlights faster and having stable production processes

ZKW Lighting Systems develops and manufactures innovative, high-quality lighting systems for the automobile industry.