Mechanical engineering | Materials expertise » Nagyné Frank Ágnes - Roncsolásos anyagvizsgálatok

Roncsolásos anyagvizsgálatok Nagyné Frank Ágnes– TVK Nyrt. Műszaki Felügyelet 2014.0926 - Százhalombatta - PetroSkills Az anyagvizsgálat feladata és céljai Fémes anyagok mechanikai kémiai fizikai jellemzőinek meghatározásával, az anyag szerkezetének fémtani vizsgálatával és a szerkezeti anyagok helyi hibáinak kimutatásával foglalkozik Tervezéshez az anyag terhelhetőségét jellemző mérőszámok megadásával Gyártástechnológia ellenőrzése Üzemben tartott ellenőrzése berendezések állapotának időszakos vizsgálata, Ipari káresetek vizsgálata, tönkrement berendezések, alkatrészek esetén a hiba okának feltárása A mechanikai, a kémiai, a fizikai és fémtani vizsgálatok, továbbá a technológiai próbák többnyire roncsolásos módszerek A vizsgálandó alkatrészből mintát kell venni, próbatesteket kell belőle kimunkálni. A vizsgálati darab tönkremegy, ezt már újra nem lehet felhasználni 2 Mintavételezés- a

mintavétel körülményei Előzetes belső-külső szerkezeti vizsgálatok, roncsolásmentes vizsgálatok eredményének ismeretében körültekintően kell megválasztani a mintavétel helyét. A mintát mindig a legkritikusabbnak ítélt helyről kell kivágni, fontos, hogy a szerkezet üzemelése szempontjából lényeges jellemző elemeket tartalmazza. A kimunkálás szempontjából hozzáférhető legyen. A kivágott minta helyét megfelelő előkészítés után vissza kell foltozni, a tükörfolt pótlásához megfelelő anyagminőség választás, mértékadó falvastagság, jó hegesztéstechnológia megválasztása és az új varratok roncsolásmentes ellenőrzése elengedhetetlen a szerkezet működése szempontjából, El kell dönteni, hogy érdemes –e egyáltalán tükörfoltot kivenni, Presenting to [name] 3 Roncsolásos vizsgálatok I. Mechanikai vizsgálatok során az anyagok szilárdsági, alakváltozási, törésmechanikai, kifáradási, kúszási

tulajdonságait határozzuk meg. a Szilárdsági vizsgálatok a méretezés alapját adják, a szerkezeti anyagok rugalmas és képlékeny viselkedését határozzák meg. A terhelés ezeknél a vizsgálatoknál statikus (szakítóvizsgálat, keménységmérés) A ridegtöréssel szembeni biztonságra törekvés már dinamikus igénybevétel, alacsony üzemi hőmérsékletek, kedvezőtlen feszültségállapotok esetén szükséges. A törés szívós és rideg állapota az állapothatározók függvénye. Az anyag keménységét keménységvizsgálatokkal határozzuk meg. A szerkezeti elemekre ható statikus igénybevétel tarthat hosszú ideig. A fémek rugalmas és képlékeny alakváltozása a feszültség nagyságán kívül az időnek is függvénye. Az állandóan előfeszített anyag rugalmas nyúlása idővel maradó nyúlás lesz, a feszültsége lecsökken ez a relaxáció. Állandó hőfokon és azonos terhelés alatt az anyag folyamatosan alakváltozik az időben, ez a

mechanikai lágyulás a kúszás jelensége. 4 Roncsolásos vizsgálatok II. Kifáradásról akkor beszélünk, ha az alkatrész terhelésére az igénybevételek nagyszámú ismétlése a jellemző. Az anyagok technológiai jellemzőinek alakíthatósága, képlékenysége. a meghatározása a hajlíthatósága, A kémiai vizsgálatok tárgykörébe az anyag vegyi összetételét ellenőrző vizsgálatok (mennyiségi és minőségi analízisek) vagy az anyag korrózióval szembeni ellenállásának meghatározása. Fémtani vizsgálatok az adott összetételű anyagból készült szövetszerkezetének a meghatározása, a szövet hibáinak feltárása. gyártmány 5 Anyagazonosítás, Ötvözetelemzés Ismeretlen anyag vegyi összetételének meghatározása (minőségi és mennyiségi analízis) Kémiai vizsgálatok 1940-es évek végéig nedves kémiai módszerrel történt. Nedves kémiai vizsgálatokhoz forgácsmintavétel szükséges, ahol a mintát oldatba viszik

és megfelelő vegyszerekkel az egyes elemeket elkülönítik, hosszadalmas, környezetszennyező, költséges. Műszeres analitikai módszerek 1960-as évektől terjedtek el, kutatásfejlesztés, minőség-ellenőrzés, fémanalitikai szolgáltatásokban támogatva a termelést, Napjainkban is igen használatos. Gépiparban elterjedt berendezések működése optikai emissziós (OES) és röntgenfluoreszcensz spektroszkópia (XRF) vizsgálati módszerin alapulnak. Nagy jelentősége, hogy a vizsgálati darab roncsolása nélkül, csak a vizsgálati felület fémtisztára történő tisztítása után, akár a helyszínen a darab eredeti beépítés állapotában megvizsgálható. 6 Jelentősége a termelés támogatásában műszaki biztonság növelő hatása költség megtakarítás Társaságunknál ezeknek a műszereknek a beüzemelését követően jó szolgálatot tettek a rendszerbiztonsági elemzések (ME, EVE) valamint a vegyipari nyomástartó edényekbe beépített

fémes anyagok megfelelőségének elemzése területén, mint pl. az olefingyári F-8001 Hőhasznosító kazán I-II-III fokozatú túlhevítő rendszer 1990, 1996, 2012-es átcsövezése, a magas hőmérsékleten üzemelő pirolízáló kemencék radiációs és konvekciós zóna csőanyagainak ellenőrzése vagy a főgőzvezeték rendszereknek a felülvizsgálatai. A 2006-tól -2008-ig a TVK Nyrt. üzemközi csőrendszerek rekonstrukciója során több ezer elemzés elvégzése. Célja: üzemközi csőhídi hálózat nyilvántartásba vétele (közeg, üzemi nyomás, üzemi hőfok ,anyagminőség meghatározása és ezek alapján a csővezeték veszélyességi besorolása), vezetékek állapotfelmérése (korróziós károsodás mértéke), kiszűrni az élő és nem élő vezetékeket. 1999-ben 4000 m3-es gömbtartály lemeztábláinak anyagazonosítása 170 db lemeztáblából 24 db csillapítatlan lemez. Célja: Már üzemelő berendezések (pl tűzveszélyes folyadéktároló

tartályok, gömbtartályok) biztonsági és minőségi előírások szigorodása miatt a nem megfelelő anyagok kiszűrése. Intézkedés: nyomástartó berendezés terhelhetősége korlátozva lett, az üzemelési nyomást leszállították. 7 Jelentősége a termelés támogatásában műszaki biztonság növelő hatása költség megtakarítás Meghibásodás és veszélyelemzéseknél a vizsgálati darabok anyagminőségének meghatározása döntő jelentőségű, mivel az anyag állapotát meghatározó szilárdsági és alakváltozási, szívóssági paraméterek megállapítása az anyagminőség függvényében történik. Cél a biztonságot veszélyeztető anyagkeveredések megakadályozása, a műszaki előírásoknak való megfelelés ellenőrzése. A raktárba beérkezett beépítendő csőanyagok, alkatrészek minőségi bizonyítvány alapján történő kontroll PMI ( positive material identification) vizsgálatai, 2010-től már folyamatosan végezzük. Régi

készleten lévő műbizonylat nélküli anyagok anyagminőségének meghatározása, amely hasznos az ilyen jellegű készletek csökkentésében, új anyagbeszerzés során anyag költségek csökkentésében, Üzemzavar elhárításoknál provizor vezetékek kiépítésének anyaga 8 Spektroszkópia rövid története Spektroszkópia magyarul színképelemzés 17. század ISAC Newton – megfelelő üvegen áthaladva a fény a szivárvány színeire bomlik. 19. század Robert Bunsen és Gustav Kirchof - lángba sókat jutatva a láng színe a beleinjektált anyagtól függően megváltozik. A különböző kémiai elemek meghatározott karakterisztikájú fényt emittálnak, amelynek hullámhosszát az általuk tervezett spektrométerrel meghatározták. A spektrumvonalak nemcsak a látható fény (400-800 nm), hanem az elektronmágneses sugárzások teljes tartományát felölelik, és ennek egy kis szelete a gépiparban használatos spektrometria 9 A mérés elve

Spektroszkópia, nagyfrekvenciájú szikrát gerjesztő vizsgálóegységgel működik. Hogyan működik? A minta atomját energia közléssel gerjesztett állapotba hozzuk (ív, szikra, lézer, röntgen, plazma, láng stb.) Közölt energia megváltoztatja az atom szerkezetét. Bohr féle atommodell az elektronpályákkal – energiaközlés hatására az elektron magasabb elektronpályára kényszerül, viszont ezt nem tudja megtartani, visszaugrik az eredeti állapotra – az energiakülönbséget leadja elektromágneses sugárzásként jelentkezik, szemmel is látható. A kibocsátott fény hullámhossza a leadott energiától függ, ez meghatározza a kémiai elemet, az adott elem ujjlenyomata. 10 Mobil optikai emissziós spektrométer bemutatása Szükség van energiaközlésre, eszközre, ennek regisztrálására. fényre, fénybontó Nagyfrekvenciájú szikragerjesztéssel wolfrám elektródán keresztül, Argon védőgázban megszikráztatjuk az anyagot, AWI

hegesztéshez hasonló, de nem ömlesztem meg az anyagot csak a felületi atomokat elgőzölögtetem. Az analitikai pontosság megköveteli az Argon védőgázban történő szikráztatást, levegőn több elem is kiég pl. a vas fő ötvözője a karbon Több mérés szükséges az anyag inhomogenitása miatt. Az anyag szikrájának fényét érzékeli egy optika és közvetíti az optikai kábelen keresztül egy prizmára, ami a beérkező fényt felbontja meghatározott hullámhosszakra A felbontott fény érzékelőkre kerül, amit villamos jellé alakítanak át , ez a kiértékelő rendszer segítségével az acélra jellemző spektrumot állítja elő, az alkotóelemek hullámhossza és azok intenzitása az adott elem jelenlétére és koncentrációjára vonatkozik. A spektrométereket a gyártó hitelesített anyagmintákkal kalibrálja. 11 Berendezés bemutatása - főbb részei Alkalmazási terület ötvözetlen és ötvözött acélok, öntöttvasak, bronzok,

Al-ötvözetek Két fő részből áll, a vizsgáló szondából és a fő konzolból, amit egymással üvegszálas kábel köt össze, a kábelen keresztül biztosítja az argont, tápfeszültséget, adatátvitelt. A szondában található az optikai rendszer az érzékelővel, égető kamra a wolfrám elektródával, innen indítható a mérés. A gázrendszer a gázpalackból, a reduktorból áll, a kimenő nyomásnak minimum 5-6 barnak kell lennie. A gáz átfolyás megfelelő bemenő nyomásnál 34 liter/ percnek kell lennie. 12 Optikai emissziós spektrométer (OES) 13 Mérés pontossága és reprodukálhatósága A gyártó által biztosított az adott ötvözetmodellhez tartozó ellenőrző etalonokkal kell ellenőrizni a spektrométer pontosságát a mindennapi mérés során. A mérés akkor lesz pontos, ha a mért alkotóelemek relatív hibája, eltérése a referencia etalonhoz képest max. ±10%-on belül van A pontosságon kívül a mérés reprodukálhatósága,

egymást követő mérések max. szórása sem haladhatja meg a referencia etalon adott alkotójára kiszámolt SD (standard deviáció = egyszeres szórás) 3XSD-t. A használat során a kicsapódott fémgőzöktől szennyeződik az optikai ablak, koszolódik az adatátviteli kábel, ami szükségessé teszi a kalibráció után állítását az eredeti gyári kalibrált görbékhez. Rekalibráló etalonokkal korrigálni kell, igazítani kell az intenzitás eredményeket az eredeti intenzitásokhoz. Ezt nevezzük rekalibrációnak, amit 3-4 havonta vagy rendkívüli eltérés esetén kell elvégezni. A műszer pontossága főleg a gyártóművi kalibráción múlik, a reprodukálhatóság pedig a mérést befolyásoló tényezők bizonytalanságának a csökkentésében. 14 Mérés reprodukálhatóságát befolyásoló tényezők előkészítése: felülete legyen fémtiszta, reve, oxidréteg, festék, olaj, zsír, szerves anyagmaradványt el kell távolítani. Megfelelően

érdesített felület kell: 40-es vagy 80-as szemcsenagyságú legyező tárcsával fel kell csiszolni, tiszta tárcsa használata. A vizsgálati darab geometriai kialakításának megfelelő szilikon adapter kiválasztása. Készülék rendszeres karbantartása: a wolfrám elektróda a használattól kopik, időnként cserélni, felületét tisztítani. a tiszta munkakörülmények biztosítása miatt a szikráztatáskor keletkező fémgőzöket, kormot a készülék gázrendszere a füstszűrőbetétbe vezeti el, cserélni kell, mert dugulás léphet fel. Égetőkamra gyakori tisztítása. Fontos a földelő kábel használata, nagyfrekvenciás készülékről van szó, ha nem használjuk akkor ívet húz az égető kamránál és roncsolja a vizsgáló ablakot. Argon védőgáz áramoltatása, hűti az elektródát és a detektort, nő az élettartama. Az áramlási sebesség növelése (l/perc). Minta Argon védőgáz minősége: megfelelő minőségű Argon védőgáz

használata. Minimum 4.6-os (99.996% Argon) tisztaságú. Előfordulhat újratöltésnél, hogy a védőgáz szennyezettsége az előírástól eltérő , nő a O2, H2O és a CO2 tartalma. Nagytisztaságú Spektroargon alkalmazása (99.999%-os tisztaságú) A szilikon adapter megfelelő illesztése a darab geometriájára. 15 Mérés menete Ötvözetmodul kiválasztása, ellenőrző etalon kiválasztása Minta előkészítése, Készülék beüzemelése, Ötvözetmodul pontosságának ellenőrzése, mérés az ellenőrző etalonnal (átlag érték és a szórás ellenőrzése) Mérés a vizsgálati darabon Több mérésből a megfelelő eredmények kiválasztása, nyomtatása Az alkotók tömegszázalékos összetétele alapján a pontos anyagminőség meghatározása a rendelkezésre álló anyagszabványok alapján Presenting to [name] 16 Mérést befolyásoló külső hatások, instabillá válik a mérés Huzatos vagy magasban végzett vizsgálatok, a védőgázt

elfújhatja a szél a huzat Terelőlemezek telepítése a vizsgáló ablak köré, műszer rongyot csavarni a szonda ablakára, Nagyfrekvenciás készülék mellett nem tud jól mátrixot azonosítani. Hegesztőtrafót lekapcsolni, transzformátort üzemen kívül kell helyezni, Erős napsugárzás, túlmelegedik az elektronika, hősugárzás Árnyékolás, hősugárzás elleni védelem, takarás, Alacsony palacknyomás palack csere. 17 Röntgenfluoreszcensz spektrometria (XRF) A minta felületi atomjait röntgensugárzással bombázzuk. Ez elég energiával rendelkezik ahhoz, hogy a belső elektronhéjakról elektront üssön ki, A külső héjakról elektronok mennek az üres helyekre, ez energia leadással jár, másodlagos röntgensugárzást bocsájt ki az atom, röntgenfluoreszcenciának nevezzük, A visszaverődő rtg. sugárzást érzékeli a detektor, minden spektrumot jól értékelhető impulzus jellé alakít át. A spektrum hullámhossza és intenzitása az illető

elem jelenlétére és mennyiségére utal 1818 Röntgenfluoreszcensz spektrometria alkalmazási területe és korlátai Nagyobb rendszámú elemek, fémes alkotók elemzése, 24 fémes elem, Gyengén ötvözött és erősen ötvözött acélok elemzése, Vizsgálati korlát: az eljárás nem alkalmas nemfémes elemek, mint C, Si, és fő szennyezők S, P kimutatására, A műszer ionizáló sugárzást bocsát ki, A műszer kezelését csak alapfokú vagy B fokozatú sugárvédelmi képesítéssel rendelkező személy használhatja, Illetékes Sugáregészségügyi Decentrum engedélye szükséges a készülék használatához, bejelentés köteles, ha nem kapott mentességet. elem vegyjel elem vegy jel elem vegyje l titán Ti cink Zn ólom Pb vanádiu m V cirkónium Zr ón Sn króm Cr nióbium Nb ezüst Ag mangán Mn molibdén Mo arany Au vas Fe hafnium Hf bizmut Bi kobalt Co wolfram W platina Pt nikkel Ni tantál Ta palládiu m Pd

réz Cu rénium Re antimon Sb 19 Az OES és XRF berendezésekkel meghatározható elemek 20 Innov-X Alpha 8000 LZX és EMA-260 XT analizátorok bemutatása Gerjesztő forrás :miniatűr röntgencső max 35kV, 100µA Mérés során ionizáló sugárzást bocsát ki, ami a minta felületi rétegeiben elnyelődik. Sugárvédelmi előírások betartása! A műszer pontosságát a gyári kalibráció biztosítja. Mérés kezdetekor a standardizálási folyamattal ellenőrzi az etalonról gyűjtött spektrumot, amit összehasonlít a gyári kalibrációval. Ha az eltérés nem megfelelő leállítja a mérést. Röntgencső öregedése kihatással van a mérési pontosságra, a kezelő csak a besugárzási időt tudja növelni, ha szükségessé válik A vizsgálati minta felülete legyen fémtiszta, de olaj, zsírszennyeződésre kevésbé érzékeny, mint az OES. Vékony felületi rétegek pl. Nikkel, króm, réz, horgany bevonat befolyásolhatja a valódi anyagminőség

meghatározását - a réteg leválasztása szükséges. 21 XRF spektrometria alkalmazási területe , nagyobb volumenű helyszíni vizsgálatok Célja: Biztonságot veszélyeztető anyagkeveredés megelőzése I. Olefin-1 gyár 2006-ban végzett F-8001 Hőhasznosító kazán I., II és III fokozatú túlhevítő csőrendszerek részleges cseréje során a TVK-ra beérkezett csövek tételes ötvözőfém-tartalom ellenőrzése „Cr” és „Mo” alkotókra (10CrMo9-10, 13CrMo44, 15Mo3). Raktári készleten lévő 4116 db cső ellenőrzése XRF analizátorral, II. Biztosítói előírásra 2010-től napjainkig a raktárba beérkező anyagok kontroll PMI (positive material identification) vizsgálata műbizonylat alapján, III. LD-2 üzem 2016 évi rekonstrukció során folyamatosan beérkező nagynyomású alkatrészek PMI ellenőrzése, IV. PMI vizsgálatok beépítésre váró új gyártású készülékeken 2014-ben O-1 R4501 reaktor, E1008A/B, E1001A/B, E1004A/B új

gyártású kvencshűtők, V. Pirolízis kemencék radiációs csőanyagok PMI vizsgálata, és konvekciós zónák csőcseréihez beérkező VI. Épülő butadién üzem ötvözött anyagú csővezetékei, Tartályparkban C4 2500 m3es gömbtartályok belső keringtető és permetező rendszer vezetékei, VII. Régi raktári készleten elfekvő anyagok anyagazonosítása, 22 PMI összesítés Időszak vizsgált darabszám megfelelt % nem felelt meg % 2010 Tétel 180 173 96,11% 7 3,89% 500 123 455 123 91,00% 45 0 9,00% 2011 Darab Tétel 385 76 385 76 100,00% 0 0 0,00% 2012 Darab Tétel 181 120 181 120 100,00% 100,00% 0 0 0,00% 2013 Darab Tétel 441 441 100,00% 0 0,00% 2014 Darab tétel 110 269 109 266 99,09% 98,88% 1 3 0,91% 1,11% darab 100,00% 100,00% 0,00% 0,00% 0,00% 23 Metallográfiai vizsgálatok Makroszkópos és Mikroszkópos vizsgálatok Nagyné Frank Ágnes 2014. 09 26 - Százhalombatta – Roncsolásos vizsgálatok

Metallográfiai vizsgálatok mikroszkópok A mikroszkópok a fémek vizsgálatának fontos segédeszköze, mikroszkóp segítségével gyors és egyszerű áttekintést lehet kapni az ötvözetek szövetszerkezetéről, hibáikról, a hőkezelés menetéről, gyártási eredetű hibákról. Megfelelő nagyításnál megbecsülhető az anyag élettartam kimerülésének fokozata, szövet degradációk, átalakulások mértéke, amely az adott anyag továbbüzemeltethetőségéről ad információt. Döntő fontosságú vizsgálat meghibásodás elemzésekkor. A fémek vizsgálata mindig visszavert fényben történik. A fém vagy fémötvözet felülete normális állapotában annyira egyenlőtlen, hogy fényvisszaverőképessége egészen csekély, ezért a mikroszkópi vizsgálatok céljára a fém felületét csiszolással, polírozással és az anyagnak megfelelő kémiai maratószerrel történő maratással alkalmas állapotba kell hozni. A mikroszkóp felépítése: két

lencserendszerből áll, melyek egy csőbe a mikroszkóp tubusába vannak összefoglalva. A tárgyhoz közelebb eső lencsét tárgylencsének vagy objektívnak nevezzük, a megfigyelő szeméhez közelebb esőt pedig szemlencsének vagy okulárnak nevezzük. Az okulár nagyításával nem érdemes egy bizonyos határon túl menni, mert az okulár csupán a tárgylencse által megadott képet nagyítja tovább, újabb részleteket nem tud feltárni. A mikroszkóp teljes nagyítása kiadódik az Nobj és szemlencse Nsz nagyításának szorzatából. Tehát N= Nobx Nsz A mikroszkóp nagyítása azonban csak egy határig növelhető, azon túl a kép nagyítása nem tud újabb részleteket feltárni. Makroszkópos vizsgálatok: maratott vagy maratatlan csiszolaton , töretfelületen, vagy a sérült munkadarab felületén N=1-50x nagyításig alkalmazzuk. Eszköze: nagyítók, sztereo-mikroszkóp, digitális mikroszkóp. Mikroszkópos vizsgálatok: maratott vagy maratatlan csiszolaton

N=50-2000X nagyításig . Eszköze: fémmikroszkóp, digitális mikroszkóp, scanning elektronmikroszkóp (nagyon jó a mélység élessége) 25 Fémmikroszkóp, sztereo-mikroszkóp, digitális mikroszkóp 26 Fe-Fe3C egyensúlyi diagram A fenti átalakulások egyensúlyi szövet egyensúlyi hűtésére, tehát nagyon lassú hűlés során végbemenő folyamat eredményére, érvényesek Ausztenit átalakulása a GOS (A3) és SE (Acm) görbék által jelzett hőmérsékleten kezdődik el és A1 hőmérsékleten fejeződik be. Hipoeutektoidos acéloknál a perlites átalakulást ferrit átalakulás, hipereutektoidosoknál pedig szekunder cementit kiválás előzi meg. 27 Átalakulások nem egyensúlyi hűtés során Acélok izotermás hűtése Minél gyorsabb a hűlés, az átalakulások annál kisebb hőmérsékleten mennek végbe és az átalakult termékek jellege, valamint az átalakulások mechanizmusa is megváltozik. Az átalakulás mechanizmusára és az anyag

tulajdonságaira nézve az a hőmérséklet a jellemző, amelyen az átalakulás végbemegy. inkubációs idő (az átalakulás megkezdésének időszükséglete) elteltével az átalakulás elkezdődik és izotermikusan (konstans hőmérsékleten) megy végbe. Az ábra izotermás hűtési folyamatot mutat be. Ausztenites állapotról nagy sebességgel 620˚C-os izotermára hűtjük az eutektoidos összetételű acélt. Az átalakulás kezdetét a C pont míg, befejeződését a D pont mutatja. A vízszintes, idő tengelyen leolvasható a CD pontok távolsága, vagyis az átalakulás időszükséglete. Túlhűtés mértéke meghatározza, diffúzió és diffúziómentes folyamatok zajlanak le, milyen az anyag kristályosodási hajlama. Eutektoidos acél izotermás hűtése (ausztenitperlit átalakulás) 28 Acélok folyamatos hűtése A lehűlési sebesség növelésével az átalakulási hőmérsékletek jellegzetesen változnak Hipoeutektoidos acél folyamatos hűtési

diagramja és az adott hűtési sebességek esetén létrejövő szövetszerkezetek 220HV 50% Ferrit, 50% Perlit 55HRC 2% Bénit, 98% Martenzit 37HRC 50% Bénit, 50% Martenzit 25HRC 30% Ferrit, 68% Bénit, 2% Martenzit 29 Hőkezelés hatására az acélok szövetállapota jelentősen megváltoztatható, ez a változás természetesen felhasználható, illetve célirányosan alkalmazható a kívánt anyagtuljdonságok beállítása szempontjából. 30 Csiszolati minták előkészítése fémmikroszkópos vizsgálatokra 1. ábra Próbadarabok befogása fémkeretbe 2. ábra Próbadarab beágyazása műgyantába Minta kivágása - hő által befolyásolt zóna leválasztása! Minta rögzítése, meleg és hidegbeágyazása (Dentacryl gyanta) Csiszolás SiC szemcséket tartalmazó egyre finomabb szemcsézetű csiszolópapírokon (120, 240, 600, 1200), mindig az előző csiszolás karcaira merőlegesen forgatni a mintát. Próba hűtése a melegedés ellen. Polírozása

gyémántpasztával (gyémántszemcsék mérete: 3, 7 m –os) polírposztón Fontos a Belby réteg leválasztása, a lecsiszolt finom anyagréteg feltapad a minta felületére - rontja az értékelhetőséget. 31 Csiszolati minta maratása a) b) c) 5. ábra Szövetszerkezet maratás után a) krisztallit határok, b) maratott krisztallitok, c) heterogén szerkezet 1. próbadarab 2. katód 3. elektrolit Elektrolites maratás A szövetszerkezet részleteit: a szemcsehatárokat, az egyes fázisokat maratással teszik láthatóvá. a krisztallitok határai gyorsabban és jobban maródnak, ezért a határok vonalak formájában válnak láthatóvá. A vasötvözetek általánosan használt marószere a NITAL (salétromsav 2-10%-os alkoholos oldata). elektrolites maratással (a próbadarabot egyenfeszültségű áramforrás pozitív sarkához csatlakoztatják, így elektrolitos oldódás megy végbe). 32 Fémmikroszkóp, sztereo-mikroszkóp, digitális mikroszkóp 33

Minta előkészítés berendezései, segédanyagai 34 Makroszkópos vizsgálatok Töretfelületek bemutatása I. Hajtómű ferde fogazású kúpkereke, kitört fogak töretfelülete II. A töretfelület vegyes töretképet mutat, megtalálható rajta ugyanúgy a kagylós fáradásos jelleg, mint a szemcsés, rideg törésre utaló felületi kép is. III. Az épen maradt fogak fogoldalain és fejkörén felületi pittingesedés ( kigödrösödés) látható 35 Makroszkópos vizsgálatok Töretfelületek bemutatása I. Villanymotor törött tengely töretfelülete II. A töretfelületnek majdnem a teljes keresztmetszete (mintegy 92%-a) sima, képlékeny alakváltozás nélküli rideg töret képét mutatja, III. a töret felső pontjában a képen nyíllal jelölt területen a maradék 8-9 % lépcsősen szakadozott kisciklusszámú fáradásos törési jellegre utal. Source text is Arial 11pt grey. Copy, paste and edit this source text placeholder as needed It has been

correctly formatted for source text up to 2 lines. 36 Makroszkópos vizsgálatok Töretfelületek bemutatása • Letört ventilátor lapát töretfelülete • Fáradásos törés jellegzetes íves barázdái – Kisciklusszámú fáradásos törés 37 Makroszkópos vizsgálatok Töretfelületek bemutatása Szívós-képlékeny alakváltozás • Felhasadt földgáz vezeték. • Repedés irányvonala mintegy 90°-os irányban elfordult. • A töretfelületnek ezen szakasza szintén túlnyomórészt sima felületű az elfordulás után kisebb barázdákkal, • Jellegzetessége: kismértékben megnyúlt és szívós-képlékenyen alakváltozott, majd maradó alakváltozással ridegen leszakadt. • Alsó kép alakváltozás nélküli rideg töret. Presenting to [name] 38 Makroszkópos vizsgálatok Hegesztett kötések minősítése MSZ EN ISO 17639 Kétoldali javított varrat • Hegesztési hibák: Gyökoldali összeolvadási hiány, amelyből a baloldali

varratömledék beolvadási vonala mentén további kötéshiba ( hideg kötés) figyelhető Presenting to [name] 39 Makroszkópos vizsgálatok , Nem megfelelő varrat-élelőkészítés • • Cső és csőív hegesztési varrata. Különböző falvastagságok hegesztett kötéssel történő illesztésénél szabványelőírások és műszaki megfontolások alapján a vastagabb anyag belső felületét 1:5 arányú élkiképzéssel szükséges hozzámunkálni a kisebb falvastagságú illesztendő felülethez ( kb. 10-14 o – os szögben). Ez az általános gyakorlat nyomástartó edények, csővezetékek előregyártásában és helyszíni szerelésében, ami a meghibásodott ív esetében nem valósult meg. 10 14,4 10 o 25 0 1 5 40 Makroszkópos vizsgálatok , Helytelen konstrukciós kialakítás • Kvencshűtő szűkítőkollektor sarokvarratos kötése makro és mikrorepedésekkel az alapanyagban. • Keresztmetszetet gyengítő hornyos kialakítás. • Éles

bemetszés jellegű. • Több tengelyű igénybevétel kialakulása. 41 Makroszkópos vizsgálatok , Anyaghibák • Az anyag belsejébe hatoló repedési vonal mentén az anyagvastagság középső szakaszán makroszkópikus méretű térfogatos jellegű anyaghiba, üreg látható. • Alsó képen lemez hengerlési irányában elnyúlt zárványsorok mentén szétnyílt anyag-rétegesség Presenting to [name] 42 Makroszkópos vizsgálatok Fogaskerék cemenetált kéregvastagság A cementált kéreg vastagsága egyenletes h 0,9-1,0 mm-es vastagságú A fejkör és az osztókör kör mentén h 1,21,4 mm-es vastagságú, a lábkör mentén, pedig 0,9-1,0 mm-es. A két fog között a fogárokban transzkrisztallin jellegű repedések láthatók a cementált rétegben. Presenting to [name] 43 Makroszkópos és mikroszkópos vizsgálatok , Korróziós meghibásodások Öntvény szelektív korrózió Pótvízszabályzó szerelvény 44 Makroszkópos és

mikroszkópos vizsgálatok , korróziós meghibásodások öntvény szelektív korrózió • Pótvízszabályzó szerelvény mikroszövete. • Az öntvény mikroszerkezetében a gömbgrafit mentén interkrisztallin jelleggel behatoló korróziós mikrorepedések figyelhetők meg. A mikrokép szépen szemlélteti a szelektív korrózió egyik fajtáját. 45 Makroszkópos és mikroszkópos vizsgálatok , korróziós meghibásodások Ipari vízvezeték nyomócsőidom A szürkevasöntvényekre jellemzően a töretfelületek ridegek, képlékeny alakváltozás nélküli, durva szemcsés felületek, sötét részek átgrafitosodás helyei Vízoldali belső felület jellegzetes mikroszövete a kristályszerkezeti grafitos korrózióval (átgrafitosodás) 46 Makroszkópos vizsgálatok , Korróziós meghibásodások I. Hőcserélő csövek közeg oldali korróziós károsodásai 47 Makroszkópos vizsgálatok, Felületi kopás, anyagfeltapadás A dugattyúrúd felületére

feltapadt, belőle kiemelkedő idegen anyagtöbblet és a legnagyobb méretű, árokszerűen futó, mély éles felületi karc képe nagyobb nagyításban digitális mikroszkóppal N=20X nagyításban. A dugattyúrúd felületi kopását, valamilyen külső eredetű, erős súrlódásból származó erőhatás okozhatta. A kopásos zóna helye a világosszürkés színű idegen anyag feltapadással 48 Mikroszkópos vizsgálatok - gyártási eredetű anyaghibák Síkszerű, helytelen alakításból adódó gyűrődési anyagfolytonossági hibák észlelhetők. Jellemzői: • ferde irányvonalú, • repedéshez hasonlító, • szélei oxidálódtak és részben revével kitöltöttek, • nyomvonalán zárványok is láthatók. 49 Mikroszkópos vizsgálatok Gyártási eredetű anyaghibák Egy tipikus hengerlési gyűrődés képe a külső felület közelében Jellegzetes szabálytalan alakú, extra nagy méretű salakzárvány az anyag középső zónájában Presenting

to [name] 50 Mikroszkópos vizsgálatok - Gyártási eredetű anyaghibák- Nemfémes zárványosság meghatározása etalonképek összehasonlításával Az MSZ 2668:86 szerint az acél nemfémes zárványossága: SrO (OC), fokozata 4b, soros oxidok 51 Mikroszkópos vizsgálatok – szemcsenagyság meghatározása Mikroszövete ferrit és perlit. Szemcsenagysága az MSZ EN ISO 643:2003 szerint finomszemcsés „7,5B” fokozatú. 52 Mikroszkópos vizsgálatok – szemcsenagyságbeli változás, szemcseszerkezet finomodása vagy durvulása - túlhevülés • • Részleges túlhevülésre utaló szövetszerkezeti elváltozások figyelhetők meg az ábrán piros nyíllal megjelölt szakaszon. A szemcseszerkezetnek foltokban megjelenő nagyobb mértékű finomodása arra utal, hogy az anyagot ezen ponton olyan mértékű tartósabbnak mondható túlhevülés érte, amelynek a hatására egyes perlit szemcséken belül részleges átkristályosodás indult be. A

Vas-karbid ötvözetek egyensúlyi diagramja szerint ez a szövetszerkezeti átalakulás az Ac1-Ac3 (723- 911 °C) közötti hőmérsékletre hevült anyagrészekben jelentkezik. 53 Makro-és Mikroszkópos vizsgálatok (túlhevülés-felcementálódás) Olefingyár 1-i F-1021 pirolízis kemence „C” kvencshűtőre menő radiációs téri, ( 52,5 x 6,5 mmes 1.4852 anyagminőségű) repedt csövek metallográfiai vizsgálata. • A kipúposodással járó zeg-zugos, szétnyílt tartósfolyási jellegű makrorepedések helyi túlhevülésre utalnak • A cső hosszirányban megrepedt zónájából kimunkált maratott teljes keresztmetszeti makrocsiszolat, a túlhevülés hatására oxidációs jelenség a szétnyílt makrorepedés mellett (elégés). • A felcementálódott degradált szövetben üzemközben keletkezett interkrisztallin sugárirányú mikrorepedések a karbidháló mentén, dekarbonizálódott vastag réteg a felületen. Presenting to [name] 54

Mikroszkópos vizsgálatok – Helyszíni metallográfia Transcopyreplica vizsgálat Kúszási károsodás -Élettartam kimerülés I. A tartósfolyást nem követi azonnali törés, hanem az anyag állandóan csekély alakváltozást szenved és hosszabb idő telik el, amíg eltörik. A töréshez tartozó feszültség a szakítószilárdságnál jóval alacsonyabb. A tartósfolyás tehát az anyag időfüggő alakváltozása Presenting to [name] 55 Helyszíni metallográfia Transcopy-replika vizsgálat Presenting to [name] 56 Mikroszkópos vizsgálatok – Helyszíni metallográfia Transcopy-replica vizsgálat Kúszási károsodás -Élettartam kimerülés- túlhevülés • Gőzredukáló palást anyagának transcopy replica mikroszövete. • TRD 508 szerinti 4-es fokozatnak felel meg az 5-ös fokozatú skálán. • Láncszerű pórusok néhány helyen már összeérnek és µm-nyi hosszon mikrorepedésekké állnak össze. 57 Olefin-1 2014 évi leállása során

a 110 bar-os HD főgőzvezeték kijelölt csőszakaszain végzett transcopy-replica 58 Helyszíni metallográfia Transcopy-replica vizsgálat szemcsenagyság szövetszerkezeti eltérések • O-2 E1161/D kvencshűtő kiszerelt kollektor képe a transcopy-replica vizsgálati hely bejelölésével. • • • Szemcsenagysága MSZ EN ISO 643:2003 szabvány szerinti durva „4,5B fokozatú. A cső belső felületén az alapanyagban kistályhatárok mentén futó interkrisztallin jellegű mikrorepedések hálózata észlelhető. A szövetszerkezetben a csőfal él letörésének megmunkálása miatt a hideg alakítás hatására az ausztenit kristályokban képződött egymással párhuzamosan futó csúszási vonalak is láthatók 59 Mikroszkópos vizsgálatok – Feszültségkorróziós mikrorepedések az alapanyagban • E1361/A kvencshűtő cső-szűkítő tompavarratos kötés gyökoldala felől a cső alapanyag mikroszövetében észlelt mikrorepedés a gyökvarrattól

4-5 mm-re. • Interkrisztallin jellegű mikrorepedés, 0,4 mm mélyen hatol be az alapanyagba 60 Mikroszkópos vizsgálatok – Feszültségkorróziós mikro - és makrorepedések az alapanyagban O-2 E1361/A kvencshűtő a szűkítő sarokvarratos kötése melletti alapanyagban észlelt makrorepedés mikroképe az anyag belsejében. 61 Mikroszkópos vizsgálatok – Feszültségkorróziós mikro - és makrorepedések az alapanyagban Hegesztési hiba a varratgyökben • E1361/A kvencshűtő a cső-szűkítő tompavarrat gyökrészének cső felőli beolvadási zónája. • A gyökvarrat cső felőli beolvadási zónájában éles bemetszésű szélkiolvadásból kiinduló transzkrisztallin jellegű mikrorepedés figyelhető meg. • A transzkrisztallin jellegű mikrorepedés főágából további interkrisztallin jellegű leágazások futnak az alapanyagban. 62 Mikroszkópos vizsgálatok – belső és külső felületi oxidréteg, reveréteg szerkezete vastagsága

Jelentősége: hőátadás, felületvédelem, korróziós károsodások csökkentése • A cső belső felületén sekély korróziós bemaródás észlelhető. • A belső felületet vastag összefüggő reveréteg fedi, amelynek vastagsága max.0,22 mm, • a reve alatt interkrisztallin oxidációs mikrorepedések észlelhetők a felületi szemcsehatárokon 63 Mikroszkópos vizsgálatok Külső és belső felületi metszetek rendellenességei Mikrorepedések, korróziós pittingek, lyukkorrózió • A reveréteg alatti keskeny lyukkorróziós jellegű és kiszélesedő korróziós gödrökből, transzkrisztallin jellegű mikrorepedések leágazása figyelhető meg. • Gyártási eredetű anyaghiba, hiba kimutatása csak mikro jelleggel észlelhető. • Szakítószilárdság csökkenést okozott, míg a többi paraméter megfelelt (szövet, folyáshatár, nyúlás) 64 Mikroszkópos vizsgálatok Vasöntvények szövetének minősítése etalonképek segítségével •

Az öntvény maratott alapszövete, a lemezes grafiton túlmenően finom lemezes perlit, kevés ferrittel és egyenletesen elszórt homorú felületekkel határolt foszfid eutektikummal. • Az MSZ 5716:1974 szabvány szerinti minősítése az alábbi: • • • • • • • • • • • Grafit alakja: Ga1 Grafit lemezek hossza: Gm 180 Grafit lemezek eloszlása: Ge 2 Fémes alapanyag perlit (P) és 3% ferrit (F) Ferrit mennyisége: F4 Perlit finomsága: Pf 0,5 Foszfidos eutektikum szerkezete : F0 1 Foszfidos eutektikum eloszlása: Fo 2 szakadozott hálós Eutektikus cellák mérete: E650 65 Törésmechanikai vizsgálatok A Charpy - féle ütvehajlító vizsgálat MSZ EN ISO148-1 Nagyné Frank Ágnes 2014. 09 26 -SzázhalombattaRoncsolásos anyagvizsgálatok Ridegtöréssel szembeni biztonság megteremtése a cél A katasztrófákból levonható közvetlen tanulság tehát az, hogy hidegen üzemelő, vagy, dinamikusan igénybevett, valamint nagyméretű szerkezetek

biztonságát szilárdsági jellemzőkre, például folyáshatárra történő méretezéssel nem lehet garantálni. Előfordulása gép és járműiparban veszélyes (rugók, autótengely), de nagymértékű hegesztett szerkezet esetében (hídak, nyomástartó berendezések, hajók) egyenesen katasztrofális. Törésmechanikai vizsgálatok fejlődésével szemben támasztott igényeket az ipar fejlődése alapozta meg szakaszai az alábbiak: A/ kisebb méretű gépalkatrészek (tengelyek, rugók) anyagainak szívóssági jellemzésére a Charpy által bevezetett ütve hajlító vizsgálatokat alkalmazzuk ma is széles körben elterjedt B/ A nagyméretű szerkezetek ridegtöréses káreseteinek elemzései tisztázták, hogy a ridegtörési hajlam az állapothatározók függvénye. Ez a igénybevétel sebessége, darab feszültségállapota, üzemi hőfok. A Charpy vizsgálatokat kiterjesztették a hőmérséklet függvényében végzett mérésekre. C/ Napainkban a törésmechanika a

szerkezeti anyagokban képződött vagy meglévő repedések stabilitását, illetve tovaterjedését vizsgálja. A repedés terjedését leíró anyagvizsgálati mérőszámok meghatározása a cél 67 A vizsgálat elve, próbatestjei 1.1 Charpy féle hajlító ütővizsgálat: A gépalkatrészek szívósságának a jellemzésére az ütővizsgálatból meghatározható szívóssági mérőszámok Ütőmunka: az elütéshez befektetett energia KV vagy KU (Joule) Fajlagos ütőmunka: az eltört keresztmetszetre fordított energia KCV vagy KCU (J/cm2) KCV=KV/So KCU= KU/So Nagyságukat a próbatest bemetszésének típusa befolyásolja Jelölése: KV300/2=60 J A felhasznált energia az ütőmunka, a lengő inga ütés előtti és utáni energiájának különbsége. KV=80 J 2 mm mély V bemetszés 300 J ütőmunka KU=80 J 5 mm mély U bemetszés KU= 100 / 3 =40 J Ütőenergia bemetszés mélysége [mm] pl.: KV1=142 J S01=10,15 × 8,35 cm2 KV2= 102 J S02= 10,25 × 8 cm2

Fajlagos ütőmunka: KCV = KV / S0 [J/cm2] az ütőmunka és a próbatest keresztmetszetének hányadosa KCV1 = KV1 / S0= 142 / 0,85 = 167 J/cm2 KCV2 = KV2 / S0= 102 / 0,82 = 124 J/cm2 68 A vizsgálat elve, szabványos ütőpróbatestek 69 Charpy-féle ütővizsgálat Az elridegedési folyamatot dinamikus mérőszámokkal határozza meg, A vizsgálat során az állandó állapothatározók a következők, I. a hőmérséklet, mely környezeti, tehát kb. 20 °C; II. az igénybevételi sebesség, mely a szabványos inga 57 m/s-os sebessége, III. A feszültségi állapotot a próbatest mérete és szabványos bemetszése határozza meg, ezért csak azonos próbatest típussal felvett eredmények hasonlíthatók össze, A vizsgálat során az L hosszúságú, G tömegű (15 vagy 30 kg-os) ingát H magasságra kell emelni. Utána a szabványos próbatestet a befogóba kell helyezni, Ezután kell elengedni az ingát, mely a H1-H2 magasságkülönbségből és az inga G

tömegéből számított energiával üti meg a próbát, mely adja az ütőmunkát, KU vagy KV = G(H1-H2) Az ütőmunka értéke leolvasható a skáláról. 70 Charpy féle ütővizsgálat fontosabb alkalmazásai a/ átvételi vizsgálatkor a szívósság minősítésére, A szerkezeti anyagok megválasztásának egyik szempontja hogy adott szilárdsághoz milyen a megkívánt ütőmunka pl. betétben edzhető, nemesíthető anyagoknál közel egyező szilárdsághoz eltérő ütőmunka tartozik, b/ ridegedési hajlam vizsgálata, c/ öregedési hajlam vizsgálata, d/ megeresztési elridegedés ellenőrzése, e/ hőkezelés ellenőrzése, f/ hegesztett kötés technológiai próbája, g/ nyomástartó edények megengedhető üzemi hőfok kijelölése, h/ acélszerkezetek anyagkiválasztása. 71 Ridegtörési hajlam ellenőrzése Megállapították, hogy a szerkezeti anyagoknál élesen meg kell különböztetni az anyag rideg állapotát és az anyag rideg viselkedését.

Rideg állapotúnak tekinthetők azok az anyagok, amelyek a törés körülményeitől gyakorlatilag függetlenül mindig ridegen törnek. Ilyenek az üveg, a kerámia stb A vasipari szerkezeti anyagok közül ilyennek tekinthetők az edzett szerszámacélok, a rideg öntvények Megállapították, hogy a szerkezeti acélok szívós, illetve rideg viselkedése anyagminőségükön kívül külső tényezőktől, az úgynevezett állapothatározóktól is függ. Ridegség fogalma, állapottényezők befolyása ( T, igénybevétel sebessége, fesz. állapot) átmeneti hőmérséklet az a hőmérséklet a KV-T diagramon, amely alatt az anyag ridegen, felette pedig képlékenyen viselkedik A görbe inflexiós pontjához tartozó T értéket nevezzük átmeneti hőmérsékletnek. Különböző hőfokon elütött próbák Az átmeneti hőfok alatt kis, felette nagy ütőmunka szükséges a próba eltöréséhez Hegesztett szerkezeteknél ezt a hőmérsékletet szavatolják , hegesztett

szerkezetek anyagminőségei B C D E jelöléssel (+20, 0, -20, -40°C). Eddig a hőmérsékletig garantáltan felhasználható a ridegtörés veszélye nélkül. 72 Charpy féle ütővizsgálat fontosabb alkalmazásai A hőmérséklet - ütőmunka görbe lefutása 73 Charpy féle ütővizsgálat fontosabb alkalmazásai A hőmérséklet-ütőmunka görbe lefutása függ az anyagminőségtől, a próbatest bemetszésétől 74 Charpy féle ütővizsgálat fontosabb alkalmazásai T-KV görbe lefutása függvénye a karbon tartalomnak Karbon tartalom hatása b/   a C tartalom  jelentősen növeli az átmeneti hőmérsékletet (C  0,1 %-kal => TTKV 20-30 °C-l nő) C tartalom csökkenésével az ütőmunka max értéke nő Hegesztett szerkezetekhez használt lágyacélok: C < 0,25 % => nagyon érzékenyek az üzemeltetési hőmérséklet változásra  A Mn (0,1 % növelésre 8-10 °C csökken) és a Ni (kb 2 %-ig kedvezően hat a szívósságra)

jelentősen csökkenti az átmeneti hőmérséklet értékét 75 Ridegedési hajlam vizsgálata Az átmeneti hőmérséklet meghatározásának módszerei „V” bemetszésű ütőpróbatestekkel (MSZ EN ISO 148-1) 1. KV-T diagramból Ha ReH ≤355MPa, KVT= 27 J Ha ReH ≤460MPa, KVT= 40 J Szükséges KVT ütőmunka értéke anyagcsoporttól függő, Charpy-féle ütővizsgálat végzése -40°C, -20°C, 0°C,+20°C-on, Ütőpróbatestek méreteinek ellenőrzése: a0, b0, „V” bemetszés szöge (45° ±2°) és tövének lekerítés sugara (r=0,25 ±0,025mm) Próbatest behűtése a vizsgálati hőmérsékletre-hőmérsékletre szabványi előírások betartása, Vizsgálat elvégzése Tvizsg ±2°C, 5 perc hőntartás és 5 sec elütési idő, Ütőmunka adatok rögzítése, Adatok ábrázolás KV-T diagramban. 76 Ridegedési hajlam vizsgálata Az átmeneti hőmérséklet meghatározásának módszerei (MSZ EN ISO 148-1) 2. Átmeneti hőfok kijelölhető a

keresztirányú méretváltozás meghatározásával EXP-T diagramból EXP=b-b0 (mm), új szabvány LE= „lateral expension” keresztirányú terjeszkedés mérési módja az ISO 148-1 szerint A1, A2, A3, A4 meghatározása mérőórával. LE= A1+(A3 vagy A4) Ha A1>A2 és A3>A4 , így LE=A1+A3 Az átmeneti hőfok alatt gyakorlatilag nincs méretváltozás, elérésekor és felette a szívós alakváltozás miatt a keresztirányú deformáció megnő. 77 Ridegedési hajlam vizsgálata Az átmeneti hőmérséklet meghatározásának módszerei (MSZ EN ISO 148-1) 3. Töretfelület értékelése Szívós töret %-os meghatározása, A és B lemérése , táblázatból szívós töret %-os leolvasása. 78 Ridegedési hajlam vizsgálata Az átmeneti hőmérséklet meghatározásának módszerei (MSZ EN ISO 148-1) 3. Töretfelület értékelése Szívós töret %-os meghatározása, táblázatból, összehasonlító képsorozatból, A szívós-rideg töretarány kijelöli

azt a tartományt, ahol ridegtöréssel számolhatunk. 79 Öregedési hajlam vizsgálata Lágyacéloknál hidegalakítás hatására hosszú idő eltelte után jelentkező ridegedés, ami a diszlokációs frontokat blokkoló oldott nitrogéntartalommal magyarázható, Próbákat mesterségesen öregítik, 7-10%-os hidegalakítás és 1-2 óra 250°Cos hőkezelés, A hőfok növelésével a diffúzió sebessége nő és 1-2 óra alatt lezajlik a szobahőmérsékleten lezajló évekig tartó folyamat. Az öregedésre hajlamos lágyacél ütőmunkája kicsi, az öregedésre nem hajlamos acél ütőmunkája az öregítő hőkezelés hatására is alig változik, Anyagszabványok nitrogén tartalomra szigorú előírást tartalmaznak. 80 Hőkezelés hatása az átmeneti hőmérsékletre Ferrit szemcsenagyságának megváltozása (szemcse méret  az átmeneti hőmérséklet ) => finomszemcséjű acélok kedvezőek a felhasználás szempontjából Alakítási öregedés (a

hideg alakítás önmagában növeli az átmeneti hőmérsékletet). A nitrogén leblokkolja a diszlokációs frontokat , ennek hatására az anyag ridegedik és az átmeneti hőmérséklet nő. Kéktörékenység (ha  az ütőmunka, akkor  az átmeneti hőmérséklet) 2 próbatest: egyiket felhevítjük a kék futtatási szín hőmérsékletére (200-250 °C), majd elütjük, ha ez az érték kisebb mint szobahőmérsékleten a próbatest ütőmunkája, akkor az acél hajlamos a kéktörékenységre. Megeresztési ridegség : nagy Cr és Ni tartalmú acéloknál, akkor mikor megeresztés után a hűtés lassan történik szobahőmérsékletre, kiküszöbölhető gyors hűtéssel, (az ütőmunka értéke rideg acélnál , az átmeneti hőmérséklet ) 81 Hegesztett kötések ütővizsgálata MSZ EN ISO 9016 Hegesztési eljárásvizsgálatok minősítése, nyomástartó berendezések, hegesztett szerkezetek gyártásközi ellenőrzésére vonatkozó követelmények,

hegesztési varrat megfelelősége az MSZ EN ISO 15614-1, AD Merkblatt 2000, LINDE standard kritérium rendszere Egyéb előírás hiányában általános műszaki irányelv, hogy KV min =27Joule legyen Bemetszés helye varratömledékben jele:„W” vonatkoztatási pont a varratömledék középvonala Bemetszés helye a hőhatásövezetben jele:”H” vonatkoztatási pont a beolvadási vonal Bemetszés iránya : a próbatest bemetszése párhuzamos a próbadarab felületével S-helyzet (jelölése:VWS a/b) Bemetszés iránya : a próbatest bemetszése merőleges a próbadarab felületével T-helyzet (jelölése:VHT a/b) „a” bemetszés középvonalának távolsága a vonatkoztatási vonaltól „b” hegesztett kötés felső felülete és a próbatest közelebbi felülete közötti távolság 82 Nyomástartó edények megengedhető üzemi hőfok kijelölése I. A Charpy vizsgálatból meghatározott átmeneti hőfok és az üzemi szerkezet megengedhető hőmérséklete

között csak tapasztalati összefüggés van, ezért pl. legyen az acél Charpy vizsgálattal meghatározott átmeneti hőmérséklete -30°C. Ha az ebből készült hegesztett szerkezet feszültségállapota és igénybevételi sebessége szigorúbb, mint a Charpy vizsgálatnál akkor nem használható csak -20°C-on. II. Feszültségmentesítő hőkezeléssel a szerkezet feszültségállapotát lehet javítani. III. Így az igénybevétele enyhébb lesz a Charpy vizsgálatnál és -40°C-on is használható a ridegtörés veszélye nélkül. 83 Nyomástartó edények megengedhető üzemi hőfok kijelölése (MSZ EN 13445-2) 84 Anyagvizsgálati mérőszámok Szakítóvizsgálat MSZ EN ISO 6892-1 Nagyné Frank Ágnes 2014. 09 26- Százhalombatta – Roncsolásos anyagvizsgálatok Mechanikai tulajdonságok vizsgálatai • Terhelés hatására az anyagban feszültségek jönnek létre, igénybevétel jelentkezik, ami deformációt okoz. A túlzottan nagy terhelés az

anyag tönkremenetelét okozza. Az anyag viselkedését anyagvizsgálati mérőszámokkal írjuk le. • Szilárdsági mérőszámok az anyag terhelhetőségét jellemzi. Mekkora az a terhelés,amit az anyag tönkremenetel nélkül elvisel (pl. ReH N/mm2) folyáshatár, szakítószilárdság Rm N/mm2 • Képlékenységi mutatók az anyag alakváltozó-képességét jellemzik, amellyel megállapítható, hogy egy adott terhelés, mekkora alakváltozást idéz elő pl. nyúlás A5%, kontrakció Z% • Munka jellegű mérőszámok, ami azt mutatja, hogy egy adott nagyságú deformációhoz mekkora energia, munka befektetés szükséges, szívósság megítélése, ütőmunka KV (joule) 86 Anyagvizsgálati mérőszámok 3 fő csoportja 87 Mechanikai tulajdonságok vizsgálatai • A szilárdsági mérőszámok nagyságát az állapottényezők befolyásolják (hőmérséklet, igénybevételi sebesség, feszültségi állapot) • Az állattényezőktől függ a rideg vagy

képlékeny viselkedés, • T akkor az anyag képlékenysége, ha T akkor ridegítő hatású , • „v” igénybevételi sebesség ridegítő hatású, • Többtengelyű húzófeszültség ridegtörést okozhat, míg a többtengelyű nyomó igénybevétel hatására a rideg anyag is képlékennyé válik, • Szakítóvizsgálat statikus vizsgálati módszer – az erőhatás az igénybevétel folyamán ( egytengelyű húzó) csak lassan változik • Terhelőerő egybeesik a próbatest tengelyével, • A vizsgálandó darabból próbatesteket kell kimunkálni, lassan húzni egészen szakadásig lassan növekvő erővel, próbatest deformálódik az erőhatás irányában megnyúlik. 88 Szakítóvizsgálat elve, elrendezése 89 Szakítóvizsgálat berendezései, típusai Presenting to [name] 90 90 Szakítódiagram - A vizsgálat vázlatos elrendezése 1. Szakítóvizsgálat F Rugalmas: a terhelés megszüntetése után a deformáció visszaalakul, a próbatest

visszanyeri eredeti alakját. Hooke törvény az alakváltozás egyenesen arányos a terhelés nagyságával, fémek rugalmassági határa. + diagramíró 3 2 Maradó: az anyagra jellemző terhelés elérése után a próbatest maradó alakváltozást szenved, leterhelt állapotban sem állnak vissza az eredeti méretek, a 1.1 Lágyacél szakítódiagram méretváltozás állandósul. 4 erőmérő E 1 szakító diagramm F próbatest (S0, L0 =>Su, Lu) L tengelyirányú terhelő erő (húzó igénybevétel) Erő (F) - Megnyúlás (L) diagramm  Nominális fesz (R) - nominális nyúlás (n) diagramm L F , ill .  n  L 100 % n  N / mm2 R L0 L0 S0 Jellemző szakaszai: R=E n 1. Rugalmas szakasz 2. Folyás szakasz (Lüders nyúlás) 3. Egyenletes maradó nyúlás 4. Kontrakciós szakasz   Lr L Lm Lr pl.: maradó nyúlás nemesített acél pl.: rugalmas nyúlás öntöttvas Fm m C u (szakadás) Fu FeH FeL

p 1 3 L 2 4 5 6 91 Szakítódiagram szakaszai I. Rugalmas alakváltozás A terhelés megszűnése után a darab visszanyeri eredeti alakját. II. Egyenletes alakváltozás A képlékeny deformáció a mérőhossz minden egyes pontján azonos. III. Kontrakció A képlékeny deformáció egy szűk tartományra korlátozódik 92 Fémes anyagok szilárdsági jellemzői A vizsgálathoz használt szakítópróbák Anyagminöség Ólom (Pb) Rugalmassági modolus E, GPa 15-20 Egyezményes folyáshatár Rp0,2 MPa 8-10 Szakítószilárdság Rm MPa 1.1 Szakító próbatestek Hengeres és hasáb alakú szakító próbatest: a S0 d L0 10-15 Lc Lt Alumínium (Al) 70-80 30-40 40-80 Réz (Cu) 120-130 100-150 200-250 Titán (Ti) 110-120 150-200 250-350 Vas (Fe) 200-210 150-200 250-350 Nikkel (Ni) 220-230 150-200 250-350 Al ötv. 75-100 40-300 50-400 Réz ötv. 130-150 200-350 250-500 180-220 - 150-400 Szerkezeti acél 180-220 235-460

370-700 Ausztenites acél 180-220 200-400 300-600 Nemesített acél 180-220 400-700 660-1000 Öntöttvas a S0 b Su Lu L0 Lc Lt Ln eredeti jeltáv = 5 d = 5,65S0 vizsgálati hossz = L0 + d/2 + L0 2d teljes hossz szakadás utáni hossz S0 nem hengeresnél: = 10d = 11,3S0 = L0 + 1,5 S0 + L0 + 2,5 S0 eredeti keresztmetszet Szakítópróbatest vékony lemezből a b L0, Lc, Lt megegyezik az előző fogalmakkal 0,2 mm  a < 3 mm b = 20 mm Lc = L0 + b/2 L0 + 2 b L0 = 80 mm 93 Szakítóvizsgálatból meghatározható anyagjellemzők Alapvető számítások: Diagramból leolvasható kitüntetett terhelésérték (FeL, FeH,Fm,Fu), valamint az adott erőhöz tartozó megnyúlások Gyakorlat számára a fajlagos értékek a fontosak, amely függ a próbatest méreteitől szilárdsági mérőszámok F/So Alakváltozó-képesség leírása fajlagos nyúlás (A) kijelölt mérőhossz megnyúlása és a kontrakció (Z) keresztmetszet változása

Szakítószilárdság: Felső folyáshatár: Alsó folyáshatár: Fm max erő  S 0 ere det i keresztmetszet F ReH  eH N / mm 2 S0 F ReL  eL N / mm2 S0 Rm   N / mm  2     szakadás utáni hossz  ere det i jeltáv mm  Lu  L0   100 %  L0 ere det i jeltáv mm   A (A5) rövid arányos próba A11,3 (A10) hosszú arányos próba  ere det i  szakítás utáni keresztm mm2 S S Z  0 u  100 %  Szakadási kontrakció: S0 ere det i keresztmetszet mm2  F L0= 50 mm Fp0,2 0,2 % = 0,1 mm Szakadási nyúlás: A      terhelt állapotban mért egyezményes folyáshatár L 0,1 mm Rp0,2 => az a fesz amely 0,2 %-s maradó alakváltozást hoz létre R p 0, 2  F p 0, 2 S0 94 N / mm  2 Szakítóvizsgálat elvégzésének menete Próbatest adatainak felvétele (a0, b0, d0, ) keresztmetszetek kiszámolása (S0) L0 eredeti jeltáv meghatározása

és bejelölése a próbatesten Erőmérés tartomány választása a becsült Rm értékéből (Rm=Fm/S0) Terhelési sebesség megválasztása a folyáshatárig a szabvány előírás alapján (6-60MPa/sec) Ebből az S0 ismeretében erőnövekedési sebesség meghatározása vagy a nyúlásmérés alakváltozási sebesség beállítása a szabvány előírása alapján a próbatest vizsgálati szakaszán mérve (0,0025/sec ne haladja meg) Szakítóvizsgálat elvégzése Erő-megnyúlás diagram felvétele Diagramból leolvasni Fm, FeH, F p0,2 E, Rm, Rp0,2, ReH meghatározása Lu és du lemérése szakadás után, Szakadás utáni keresztmetszet meghatározása Su% Szakadási nyúlás A5% és Kontrakció meghatározása Z% 95 A szakítódiagram alakját befolyásoló tényezők 96 Acél szakítódiagramja különböző hőmérsékleten Melegszakítóvizsgálat A szakítószilárdság a hőmérséklet függvényében változik (általában csökken), magasabb hőmérsékleten

állandó terhelés alatt az anyag állandóan növekvő alakváltozást szenved (tartósfolyás). Melegszakítóvizsgálat hőmérséklettartománya szobahőmérséklettől a tartós folyási jelenség alsó hőmérséklethatárig terjed 97 Melegszakítóvizsgálat elrendezése Melegszakítóvizsgálathoz a próbatestet olyan kemencébe kell elhelyezni amely a vizsgálati hosszon állandó hőmérsékleteloszlást létesít, Terhelt állapotban lévő egyezményes folyáshatár meghatározása, a próba nyúlását közvetlenül a mérési hosszra rögzített és a kemencéből kivezetett finomnyúlásmérővel mérjük (vízhűtéses extenzométer) 98 Finomnyúlásmérés jelentősége Ezt a korszerű szakítógépeken villamos úton mérik (de lehet még optikai vagy mechanikus) -> nagy előnye, hogy a szakítógép erőmérő oldalán nincs mozgó alkatrész, ezért a mérés pontosságát a súrlódás és a tehetetlenség erők nem befolyásolják; valamint a

folyáshatárnál kisebb feszültségek által okozott alakváltozások a villamos jel erősítésével gyakorlatilag tetszőleges léptékben kinagyíthatók 99 Technológiai vizsgálatok Szakítógépen végzett további anyagvizsgálatok Nagyné Frank Ágnes 2014. 09 26- Százhalombatta – 100 Roncsolásos anyagvizsgálatok Hegesztett tompakötések keresztirányú szakítóvizsgálat MSZ EN ISO 4136 Mi a célja a hegesztett tompakötés szakítóvizsgálatának és milyen esetekben kell elvégezni? a kötés szilárdsági jellemzőinek megállapítása. A hegesztési varrat , hegesztési technológia minősítésére, beállítására, ellenőrzésére, valamint a gyártásközi ellenőrzéskor alkalmazható, Vizsg. hőfok 23±5°C kell végezni folyamatosan növekvő húzóterheléssel, b=12 mm, 50<D≤168,9 Lc>Ls+60 r≥25 Varratdudort el kell távolítani, teljes keresztmetszetű csövek esetében a gyökdudort meg lehet hagyni, Meghatározni a szakadás

helyét, a varrat körvonalát maratással láthatóvá tenni, Megfelelt, ha az Rm≥ mint az alapanyagra előírt minimális előírás, Töretfelület jellemzése. 101 Hajlítóvizsgálat Hegesztett tompakötések hajlító vizsgálata MSZ EN ISO 5173 Mi a célja a hegesztett tompakötés hajlító vizsgálatának és milyen esetekben kell elvégezni? a kötés alakváltozó képességének, szívósságának a megállapítása, valamint a gyártásközi ellenőrzéskor alkalmazható Hajlítóvizsgálat nyomótesttel – hárompontos hajlítóvizsgálat Varratdudort el kell távolítani a húzott oldalon, köszörült megmunkált felület szükséges. Hajlítóvizsgálat előtt a varrat beolvadást láthatóvá kell tenni, szimmetria vonal behúzható a varrat középvonalára, arra merőlegesen fokozatosan terhelni Nyomótest D átmérője az alkalmazási szabvány szerint 4t vagy 3t, Támasztógörgő min. Ø20 mm Hajlítási nyúlás: Lo=Ls a varrat szélessége vagy Lo=

2xLs vagy Ls+a falvastagság fele felmérve a varrat két oldalára Értékelés: hajlítási szög az alkalmazási szabvány szerint (α=120° vagy 180°) és 3 mm-nél rövidebb berepedések még megengedhetők 102 Hegesztett tompakötés hajlító vizsgálata MSZ EN ISO 5173 Tompavarratos korona oldali keresztirányú hajlító próba, a húzott oldal a korona, jelölése: TFBB α= 120° vagy 180°-ig berepedés nélkül kell elviselnie - a hegesztett kötés alakíthatósága, az anyag képlékenységének megítélése Tompavarratos gyök oldali keresztirányú hajlító próba, a húzott oldal a gyök jelölése: TRBB Keresztirányú oldalhajlító próba, a húzott oldal a varrat keresztmetszet SBB Tompavarratos kötés hosszirányú korona oldali hajlító próba LFBB Tompavarratos kötés hosszirányú gyök oldali hajlító próba LRBB R lekerekítési sugar a húzott oldalon max =3 mm Lehetőleg lefedje a teljes kötést, ha az „s” nagyobb mint 30 mm, akkor lehet

több próbatestet kimunkálni, de az elhelyezkedését meg kell adni 103 Hegesztett kötés hajlító vizsgálata MSZ EN ISO 5173 104 Hegesztett kötések törésvizsgálata MSZ EN ISO 9017 Tompavarratos és sarokvarratos kötéseken hosszirányú és keresztirányú bemetszéseket, könnyítéseket teszünk, hogy biztosan a varratban törjön el. Satuban dinamikus ütéssel Nyomótestek között nyomóterheléssel hajlítani Szakítani húzással húzóterheléssel Töretfelület jellemzése, anyagfolytonossági hiányok keresése a gyök vagy korona oldali töretfelületen, összeolvadás megfelelősége, kötéshiba, salak-, gázzárvány és egyéb makroszkópos nagyságú anyagfolytonossági hiba, valamint repedés észlelése. 105 Hegesztett kötések törésvizsgálata MSZ EN ISO 9017 106 Csövek gyűrűtágító vizsgálata MSZ EN ISO 8495 D=NA15-NA40-ig, falvastagság=1,0-5,0 mm-ig, 1:5 kúposságú tágító-tüskére a cső végéből levágott több

gyűrűtágító próbatestet teszünk, Folyamatos lassú terheléssel tágítjuk szakadásig, vagy a termékre vonatkozó szabvány által előírt feltágulási mértékig, Értékeljük a törés jellegét pl. kontrakcióval szakadt vagy ridegen, Megadjuk a külső átmérőre vonatkoztatott feltágulás %-os értékét, amit a vonatkozó anyagszabvány szerint minősítünk. 107 Csövek lapító vizsgálata MSZ EN ISO 8492 D=NA10-NA300-ig, Nyomólapok között egy adott laptávig vagy első berepedésig vagy a termék szabvány által előírt H laptávig kell folyamatosan lapítani, Az anyag szívósságára alakíthatóságára lehet megállapításokat tenni, Pl. a magasan ötvözött centrifugál öntött csövek „0” üzemállapotú és üzemelt csövei között igen kicsi az eltérés, mivel az anyagszerkezet az üzemelés folyamán természetes jelleggel is ridegedik, szövete átalakul. A 10-8%-os lapítási %, üzemelés hatására 1-2 %-ra csökken. Ez a csövek

hegeszthetőségére is ad információt, alakváltozó képességére a hegesztés során. 108 Keménységmérések Statikus keménységmérések Nagyné Frank Ágnes 2014. 09 26- Százhalombatta – Roncsolásos anyagvizsgálatok Keménységmérések I. Keménység fogalma: szilárd anyagoknak alakváltozással szemben tanúsított ellenállása, vagyis az anyag keménysége az az ellenállás, melyet az anyag nála keményebb test behatolásával szemben fejt ki II. Sokféle módon mérhető, ezért mérőszámok ennek megfelelően különböznek Statikus Szúrókeménység -Brinnel HB -Viskers HV -Rockwell HR Dinamikus -Poldi kalapács -Durométer -Shoork féle keménység Egyéb Roncsolás mentes módszerek -Mágneses -UH -Karc -Penetrációs -Akusztikus 110 Statikus keménységmérési eljárások I. Lényegük, hogy megfelelően kialakított szerszámot használnak amit meghatározott erővel adott ideig belenyomnak az anyagba. II. A keménység mérése:

III. A keménység nem egy valódi, precíz definícióval leírható anyagjellemző. A keménység mértéke valamely megadott eljárással nyert eredmény. Az anyagok keménysége sokáig karcolással vagy vágással szembeni ellenállással volt vizsgálva, például A anyagot megkarcolja B anyag, de C anyag nem. Esetleg az A anyagot alig karcolja meg B anyag, míg C anyag mély karcot ejt rajta. Ez a relatív keménységmérés ma is használatos ásványi anyagok vizsgálata esetén, A fenti relatív keménységmérési eljárások hátránya, hogy túl kevés információval szolgálnak – nem adnak pontos, számszerű eredményt az anyag keménységéről. IV. A gyakorlatban bevált eljárások egy adott alakú behatolótest adott súllyal, adott ideig való terhelésével készült lenyomat geometriai adatainak (átló, átmérő, mélység) méréséből számítják a keménység mérőszámát. Ilyen elven mérjük a Rockwell, Vickers, Brinell keménységértékeket. V.

A keménységi mérőszám a szerszám behatolásával arányos mennyiség. VI. Attól függően, hogy milyen szerszámot használunk és milyen módon történik a mérőszám megállapítása megkülönböztetünk Brinell, Vickers és Rockwell-féle keménységmérési eljárásokat. VII. Brinell eljárás szúrószerszáma edzett acél vagy keményfém golyó VIII. Vickers eljárás szúrószerszáma gyémántból készült négyzet alakú gúla IX. Rockwell „B” 1/16”-os keményfém vagy edzett golyó. X. Rockwell „C” 120°-os csúcsszögű gyémánt kúp. 111 Keménységmérési eljárások összehasonlítása 112 Brinell keménységmérés elve (MSZ EN ISO 6506-1) I. Szabványos méretű golyót meghatározott erővel belenyomjuk a mérendő tárgy felületébe. Lenyomata egy gömbsüveg lesz. Minél lágyabb az anyag annál mélyebbre hatol a golyó, a keletkezett lenyomat felülete is nagyobb lesz. II. Brinell mérőszám terhelőerő és a golyó

által létrehozott lenyomat hányadosa. III. Szabványos golyóátmérő:1, 2, 2,5, 5, 10 mm IV. Jól értékelhető mérés érdekében a golyó átmérőt (D) és a terhelőerőt (F) úgy kell megválasztani 0,25*D<d<0.5*D a lenyomat átmérője 113 Brinell keménységmérési eljárás • • • • • • Fontos megjegyezni, hogy a Brinell keménység és szakítószilárdság között szoros korreláció van, így a keménységértékből a szilárdságra lehet következtetni. Acélok esetében Rm=3,6 x HB (N/mm2) Keménység-összehasonlító táblázat tájékoztató jellegű, várható Rm et adja meg. Előnye: átlagkeménység megadása, durva felületű alkatrészek vizsgálata, főleg lágyacélok, öntöttvasak, acélöntvények nem homogén anyagok is mérhetőek a nagy lenyomatnak köszönhetően - alkalmas nagy, félkész darabok mérésére - egyszerű és robosztus behatolótest, Hátránya: kemény anyagoknál a szerszám is deformálódik,

viszonylag nagy a lenyomata, felületi kéreg, helyi felkeményedés kimutatására nem alkalmas, behatárolt alkalmazhatóság 650HBW-ig - behatárolt alkalmazhatóság kis és vékony daraboknál - időigényes optikai mérés, - viszonylag nagy sérülés keletkezik a mért darabon. 114 Jellemző Brinell keménységértékek Anyag Puhafa (pl. fenyő) Keménység 1,6 HBS 10/100 Keményfa 2,6 – 7 HBS 10/100 Alumínium 15 HB Réz 35 HB Lágyacél 120 HB Rozsdamentes acél 250 HB Üveg 550 HB Edzett szerszámacél 650 – 700 HB 115 Vickers keménységmérés MSZ EN ISO 6507-1 Elve a Brinell méréshez hasonló Szúrószerszám négyzet alapú 136° -os lapszögű gyémántgúla, amit ismert terhelőerővel a minta felületébe nyomjuk. A gyémánt szerszám nem deformálódik, tehát tetszőlegesen kemény anyag mérésére alkalmas. Kis méretű lenyomat, mérőmikroszkópot kell használni, illetve a felületet előtte felcsiszolni esetleg polírozni.

Vickers keménységi mérőszám terhelőerő és a gúla által visszahagyott lenyomat felületének hányadosa. Az A értéke a négyzet alakú lenyomatok átlóinak méretéből számítható Terhelőerők Makro-Vickers: HV5-HV10-HV30 Micro-Vickers: (10, 25, 50,100,200, 300, 1000 gramm) HV0,01-HV1 0,098N-9,80N 116 Vickers keménységmérés Előnye: kis lenyomat mérete miatt változó keménységeloszlású anyagok pontos keménységeloszlását lehet jól Vizsgálat paramétereinek megadása: meghatározni, 640 HV 30 / 20 Kis méretű darabok, vékony kérgek felületi keménységének meghatározása keménységi keménységi terhelő A normál (makro) tartományban a mért érték gyakorlatilag mérőszám vizsgálat erő [kp] ideje [s] független a terheléstől kis lenyomat – szinte sérülésmentes vizsgálat Hátránya viszonylag lassú, a felületi minőség meghatározó, laboratóriumi mérés a gyémánt gúla érzékeny a törésre az optikai leolvasás miatt

jelentős kezelői hibalehetőség terhelés A vizsgálat időtartama: Acél, ötvözet, színesfém: 10-15 s könnyű fém: 300 s Igen könnyű fém: 1800 s érzékeny a vibrációra, különösen a micro tartományban A Brinell és Vickers keménységek jól egyező eredményt adnak kb. 400 HB –ig, e felett az eltérés jelentős, a Brinell golyó deformálódik, 400HV felett a Vickerset kell alkalmazni MicroVickers eljárással szövetelemek keménységét is megmérhetjük pl. ferrit, perlit, martenzit, cementált kéreg keménységét Felbontás 0,01 mm, Objektív:10X,40X 117 Keménységmérő berendezések Micro-Vickers keménységmérő berendezés (HV0,01-HV1) Brinell-Vickers-Rockwell keménységmérő berendezés Skála Terhelőerő (N) HV 0,01 0,09807 HV 0,015 0,1471 HV 0,02 0,1961 HV 0,025 0,2452 HV 0,05 0,4903 HV 0,1 0,9807 HV 0,2 1,961 HV 0,3 2,942 HV 0,5 4,903 HV 1 9,807 HV 2 19,61 HV 3 29,42 HV 5 49,03 HV 10 98,07 HV 20 196,1

HV 30 294,2 HV 50 490,3 HV 100 980,7 Megnevezés Micro Vickers Kis terhelésű Vickers Vickers Presenting to [name] 118 Terhelőerő hatása a keménységre Mikro keménység méréssel mért adatok mindig nagyobb értékűek mint a makróval mértek. Keménység eredmények összehasonlításához szükséges, hogy a terhelőerők azonosak legyenek 119 Mérési eljárások összehasonlítása 120 Vickers keménységmérés gyakorlati alkalmazása Hegesztett kötések keménységmérése MSZ EN ISO 9015 Metallográfiai csiszolaton HV10 terheléssel Hegesztési eljárásvizsgálatok minősítésére Előírások a hőhatásövezeti zónára, ömledékre és alapanyagra Értékelő szabványok, előírások MSZ EN ISO154614-1 szerint pl. többsoros hőkezelt varratnál a keménység max. 320HV10 lehet AD Merkblatt 2000 (≤ 320HV10) LINDE standard a legszigorúbb (HAZ≤ 280HV10) Alapanyag, HAZ és ömledék közötti keménység különbség ne legyen nagyobb,

mint 100HV10 121 Hegesztési varratok metallográfiai makrocsiszolatain végzett HV10 terheléssel végzett Vickers keménységmérés a mérési pontokkal MSZ EN ISO 9015 135 262 263 202 205 251 252 258 134 139 261 195 217 146 140 203 147 146 144 210 138 190 214 143 193 191 195 190 142 209 195 191 193 142 122 Vickers keménységmérés gyakorlati alkalmazása Fogaskerék cementált rétegvastagságának meghatározása MikroVickers keménységméréssel Metallográfiai csiszolaton HV10 terheléssel Ábra csiszolatról Presenting to [name] 123 Rockwell Keménységmérés MSZ EN ISO 6508-1:2006 Különbözik a Vickers és Brinell eljárástól, mivel a keménységet a szúrószerszám behatolási mélysége alapján határozza meg. Gyakorlatban kétféle változata elterjedt Rockwell B és Rockwell C II. Rockwell B szúrószerszáma 1/16” átmérőjű edzett golyó lágy anyagok gyors üzemi mérése III. Rockwell C szúrószerszáma

120°-os csúcsszögű gyémánt kúp Kemény anyagok gyors üzemi mérése IV. Minél keményebb az anyag annál kisebb mélységig lehet a szerszámot benyomni, ezért a behatolási mélységet nem lehet közvetlenül mérőszámként használni V. Azért hogy kemény anyagoknál is kis behatolási mélység (t) ellenére nagy mérőszám adódjon, a Rockwell mérőszámot HR=C-t határozzák meg, ahol C konstans értéke függ a mérési módszertől VI. t= behatolási mélység 2/1000 mm-ben kifejezve VII. A módszer igen érzékeny a besüllyedésre, ezért a pontos méréshez a mérést több fázisban végezzük. Nagy hátránya hogy a különböző HR mérőszámokat egymásba átszámítani nem lehet, csak tapasztalati görbék, táblázatokkal lehet, ugyanígy nem lehet átszámítani közvetlenül Brinell vagy Vickers mérési eredményekre sem. I. 124 Az anyagok eltérő keménységéhez alkalmazkodva a mérési módszerek is eltérnek. A puhább anyagoknál kisebb

erővel nyomnak nagyobb testeket az anyagba. Rockwell skálák Skála A B C Rövidíté s HRA HRB HRC Terhelés 60 kp (588,4 N) 100 kp (980,7N) 150 kp (1471N) Mérőtest Felhasználása 120°-os gyémánt kúp wolfrámkarbid (vidia) 20 HRA - 88 HRA Kemény fémek, edzett acél 1/16 hüvelyk (1,588 mm)-es acél golyó alumínium, bronz, lágy Acélok 20 HRB - 100 HRB Lágy szerkezeti acél, nem ferromágneses fémek 120°-os gyémánt kúp Kemény acélok 20 HRC - 70 HRC Edzett acél (szerszámacél, nagyszilárdságú szerkezeti acél) 125 Rockwell keménységmérés menete I. Első fázisban a szerszám behatol a felületbe „0” helyzetet rögzíti II. Ezután a főterhelést (Ff) ráadva (Fe+Ff) együttes terhelés hatására a szerszám t1 értékig besüllyed. Ez a keménység még nem helyes, mert beleméri az anyag rugalmas deformációját is a behatolási mélységbe. Ennek elkerülése érdekében a főterhelést le kell venni és a szerszám kissé

visszaemelkedik. III. Az így elfoglalt véghelyzet és „0” szint közötti különbség a (t) jelenti a mértékadó besüllyedés mértékét. Ezt C konstansból levonva számítható a Rockwell keménységi érték. IV. Az előterhelés egységesen Fe=10kp, főterheklés HRB-nél 90kp, HRC-nél 140kp, C konstans HRB-nél 130, HRC-nél 100 Presenting to [name] 126 Rockwell keménységmérés Rockwell keménysémérés előnyei: gyors vizsgálat, közvetlen leolvashatóság - könnyen automatizálható - alacsony költség, mivel nincs optikai leolvasás - a közvetlen leolvasás miatt kisebb kezelői hiba Rockwell keménységmérés hátrányai: - befogásból eredő hibalehetőségek a vizsgálat kivitele közben - éledzett darabok mérhetősége limitált - gyémánt behatolótest sérülékenysége - a keménység értékek gyenge differenciálódása jellemző 127 Radiográfiai vizsgálatok Hegesztett kötések radiográfiai vizsgálata Rtg. Diagnosztikai

vizsgálatok Kvencshűtő csővégvarratok radiográfiai vizsgálata Nagyné Frank Ágnes 2014. 09 26- Százhalombatta – Roncsolásos anyagvizsgálatok 128 A radioktiv sugárzás tulajdonságai A sugárzás erőssége csak a radioaktív elem mennyiségétől függ, azt a különféle fizikai és kémiai változások (melegítés, hűtés, halmazállapot-változás, kémiai reakció) nem befolyásolja. Közvetítő közeg nélküli áramlás A sugárzás a fényképezőlemezt és a filmet megfeketíti, tehát kémiai hatása van. A radioaktív sugárzás láthatatlan, de néhány anyag a sugárzás következtében látható fényt bocsát ki. A sugárzásnak erős ionizáló hatása van. Elektromos, illetve mágneses mezőben három összetevőre bomlik (α-, β-, γ- sugárzás) A sugárzásnak nagy az áthatolóképessége, de az anyagok a sugárzás egy részét elnyelik. (ólom) A radioaktív sugárzás az élő sejteket károsítja. 129 A radioktiv sugárzás

tulajdonságai γ – sugárzás: -sugárzás: magátalakulások során keletkezik, amikor a gerjesztett mag kisebb energiaszintre jut, az energiát felesleget gamma-fotonok formájában adja le. A Gamma sugárzás és röntgen sugárzás természete jellemzői hasonlóak, csak keletkezésük helye és módja eltérő. Mindkettő sugárzásnak nagy az áthatolóképessége, a gamma sugárzó izotópok, levegőben akár több száz méternyi távolságról is károsíthatják az embert (gondoljunk az atombombára, vagy a csernobili atomerőmű súlyos baleset során keletkezett radioaktív felhőre). A gamma-sugárzó izotópok (pl. a cézium-izotópok) a szervezetbe kerülve nemcsak abban a szervben okoznak sugárterhelést, amelyben felhalmozódtak, hanem nagy áthatolóképességük miatt a szomszédos és távolabb lévőkben is. Ezeket a nagy energiájú gamma –fotonokat kibocsátó nagy aktivitású cézium vagy kobaltizotópokat (137Cs ; 60 Co ) daganatok elpusztítására

használják a sugárterápiában illetve növény élelem-alapanyagok ,burgonya, hagyma, bab csírátlanítására, élelmiszerek sugártartósítására. 4-6 mm-es vastagságú ólomlemez elnyeli, de függ használt izotóp aktivitásától. (6-8m vízréteg, Wolfrám és szegényített urán a legjobb sugárelnyelő elem, defektoszkópok árnyékolását ezzel oldják meg. 130 131 A röntgen vizsgálat elve, a sugárzás gyengülése Elsősorban térfogati jellegű hibák kimutatására alkalmas Kimutatható anyagfolytonossági hiányok: repedések, üregek, szilárd zárványok, kötéshibák, hidegráfolyások, összeolvadási hiányok, alakhibák, felületi hibák, gázzárványok, porózus szerkezet A vizsgálat végezhető röntgensugarakkal, gamma sugárzó izotópokkal A sugárforrásból kilépő nagy energiájú sugaraknak nagy az áthatoló képességük, így a vizsgálati testen áthaladnak. Ennek egy része elnyelődik a darabban, másik része szóródik Az

elnyelődés mértéke függ az átsugárzott anyag minőségétől és sűrűségétől és az energia elnyelődésből lehet következtetni az anyag belsejében lévő hibákról (megváltozik a sűrűsége) A sugárforrásból kilépő I0 intenzitású röntgensugár áthalad a darabon,az intenzitás csökken, de más lesz a hibátlan darabon és más ott ahol a hibán áthalad A sugárzás gyengülését leíró exponenciális egyenlet A gyengülési tényező függ a sugárzás hullámhosszától, az anyag rendszámától, sűrűségétől 132 Röntgen vizsgálat elve Az intenzitás nagysága a tárgy mögött mért intenzitások arányából számítható. A sugárkontraszt/sugárintenzitások csökkenése annál nagyobb, minél nagyobb a gyengülési együttható, vagyis minél nagyobb a hibának a sugárzás irányában mért mérete A hiba jelenlétére a hibahely mögött mérhető nagyobb intenzitásból, a hiba nagyságára, méretére pedig a kontrasztkülönbség

utal A sugárzás irányába eső térfogatos és síkszerű hibák biztonsággal kimutatható Intenzitás változás fényérzékeny filmen regisztrálható 133 Röntgen vizsgálat elve Sugárzás szóródása: csökkenti a képminőséget, mert nem kívánt feketedést hoz létre, másrészt sugárvédelmi szempontból sem elhanyagolható Erősítő és szűrő fóliák alkalmazása, sugárkéve beszűkítése Törekedni kell a jó hibafelismerhetőségre, cél a legjobb kontraszt és a lehető legkisebb életlenség elérése Megfelelő feketedéssel kell rendelkeznie a röntgenfilmnek Feketedés: a röntgenfilmre eső és az abból kilépő fény mennyiségét fejezi ki, ami szabvány szerint B hibaosztályra S=min 2,0, de ne legyen nagyobb S=4,0 A feketedés értékét feketedés-mérő Densitométerrel mérjük, előre megvilágított kalibrált filmetalonnal tudjuk ellenőrizni Kontraszt : a felvételen észlelhető feketedés különbség Ugyanolyan vastagságú anyagon,

ha lágyabb sugárzó anyagot használunk akkor kontrasztosabb felvételt kapunk pl Se-75 lágy sugárzó és Ir-192 keményebb sugárzó anyag Iridium esetén a gyengülési tényező kisebb, intenzitáskülönbség is kisebb Képélesség: függ a felvétel elrendezés helyes kiválasztásától Sugárforrás fókuszméretétől, a fókusz – filmtávolságtól és a hibahelyfilmtávolságtól Szabvány előírása: vizsgált tárgyfilmtávolság minél kisebb legyen és a sugárforrás és tárgytávolság lehetőleg nagyobb legyen 134 Szegényített uránt tartalmazó eszközök defektoszkópok fotói 135 Radiográfiai vizsgálat eszközei, berendezései 136 A digitális radiográfiás (CR-)eljárásnál a hagyományos röntgenfilm helyett képtároló fóliát alkalmaznak. Kép digitalizáló készülék. A kiolvasó készülék lézersugárral tapogatja le a képtároló fóliát, amely a gerjesztett pontokban látható fényt bocsát ki és felszabadítja a

kötött elektronokat, a készülék pedig ezt a fényt érzékeli és alakítja át a digitális képet alkotó digitális adatfolyammá Digitális kazetták Foszforos képtároló fóliák, mely olyan fénykibocsátó anyagot tartalmaz amely ionizáló sugárzás hatására gerjesztett állapotba kerül A lapok lenyűgöző képminőséget, rövid megvilágítást és hosszabb élettartamot kínálnak. Képjavító program digitalizálóhoz Alkalmazásával jelentősen javul a hibák észlelhetősége és csökken a kiértékelésre fordított idő Hordozható mobil radiográfiai szkenner 137 Sugárvédelmi eszközök DSZJ-E egyéni dózisszintjelző készülék Röntgen vagy izotópos munkahelyeken dolgozók egyéni sugárvédelmét szolgálja figyelmeztető jel-adással. Személyi TLD doziméter:dózisterhelés munkahelyi kivizsgálási szint, feljegyzési szint Gammasugárzást jelző lámpa Radioaktív gamma- és röntgensugárzás jelzésére, illetve figyelmeztetésre

alkalmazható, az előírt dózishatárok betartása érdekében. A munkaterület, vagy egyéb sugárveszélyes zóna lezárását kiegészítő jelző eszköz FH40 F sugárdózis és sugárteljesítménymérő készülék család Hordozható, elemes készülékek, röntgenés gammasugárzás mérésére! 138 Cső hegesztési munkapróba radiográfiai vizsgálatának menete (MSZ EN ISO 5579, MSZ EN ISO 17636-1) 139 Vizsgálati elrendezések kettős falon keresztül történő átvilágításra sugárforrás a tárgyon kívül, a film másik oldalon , egyszeres kép készítéséhez Sugárforrás a tárgyon, a film a másik oldalon, egyszeres kép készítéséhez Sugárforrás a tárgyon kívül, hosszirányú varratok egyszeres kép készítéséhez Presenting to [name] 140 Vizsgálati elrendezések kettős falon keresztül történő átvilágításra Merőleges módszer: a sugárforrás és a film is a tárgyon külső oldalán, görbült tárgy mindkét

oldaláról kapott kettős kép készítéséhez Ellipszismódszer: sugárforrás és a film a tárgy külső oldalán, görbült tárgy mindkét faláról kapott ellipsziskép értékeléséhez 141 Vizsgálati elrendezések egyszeres falon keresztül történő átvilágításra Sugárforrás a tárgy belsejében központosan elhelyezve, film a külső oldalon Sugárforrás a tárgyon kívül, film a belül, görbült felület egyszeres falon Sík lemezek egyszeres falon történő átvilágítása, sugárforrás a tárgyon kívül, film az átellenes oldalon 142 Hegesztési varratok radiográfiai vizsgálata MSZ EN ISO 17636-1 Hegesztési munkapróba: Aa, Ab, Bc, F hibákkal , 0-30 cm filmhosszon O-1 E-7210 A/B közös ági vezeték szakaszcsere a varrat vizsgálata. Elliptik felvétel- a varrat megfelelt Presenting to [name] 143 Csővezeték diagnosztikai vizsgálatának menete 144 O2; F-1061 kemence alapanyag előmelegítő kilépő vezeték „É”-i oldal

diagnosztikai vizsgálata az új csőszakasz részen kb. 90%-os, a régi csőszakasz felőli részen kb. 30%-os belső korróziós falvastagság csökkenés észlelhető + lerakódás a cső belső falán az új csőszakasz részen kb. 90%-os, a régi csőszakasz felőli részen kb. 90%-os belső korróziós falvastagság csökkenés észlelhető + lerakódás a cső belső falán Presenting to [name] 145 Rtg. diagnosztikai filmfelvétel O-1 P – 7501 A / B Szivattyú leürítő csonk diagnosztikai vizsgálata leürítő csonkon nagymértékű, kb 70-80%os külső korróziós falvastagság csökkenés észlelhető. 146 Rtg. Diagnosztikai filmfelvétel P8301 A szivattyú kerülő vezeték diagnosztika A cső belső felületén a varrat mellett kb 20%-os mértékű falvastagságcsökkenést okozó, kb 80 mm2 területű eróziós folt észlelhető 147 Kvencshűtő csővégvarratok radiográfiai vizsgálata (kifejlesztett módszer) 148 Olefin-1 pirolízáló

kemencékhez tartozó kvencshűtők membránfali csővégbehegsztéseinek állapotfelmérése I. A vizsgálat elve II. Csővégvarratok üzemközbeni kiszakadása gyárleállást okozhat, a módszert kifejlesztése még 1988-ban megtörtént. A vizsgálati módszer alkalmazása csővégvarratok és lehorgonyzó csap varratok ellenőrzésén túl Iehetőséget nyújt az időszakonkénti állapot felülvizsgálatra pl. a membrànfali tápvíztér felőli Ierakódások felderítésére is. III. Kvencshűtők javításánál, átcsövezésénél, ill. új készülék gyártásánál a membránfali csővég és Iehorgonyzó csapvarratok ellenőrzése a hagyományos mesterséges radioaktív sugárforrással történő radiográfiai átvilágítása. IV. A Gammamat defektoszkóp kivezető csövét a kvencshűtő membránfallal ellentétes végéről a vizsgálandó csőbe központosítógyűrűvel biztosítva bevezetjük, előzetes kísérletekkel meghatározott fókusztávolságra

beállítjuk. V. A röntgenfilmet a membránfal felőli oldalról tesszük fel a szükséges azonosító jelzésekkel és képminőségjelző etalonnal együtt. VI. Az expozíciós időt a membránfal változó mérete és az izotóp aktivitásának változása miatt kísérleti felvételekkel kell megállapítani 149 Kvencshűtő csővégvarratok radiográfiai vizsgálata (kifejlesztett módszer) Lehorgonyzó csap varratok Csővég hegesztési varrat Min. oszt. m Javítandó csővé g - Hibafajták - Min. osztály Javítandó csap Bf=- Jf=- Bf=- Jf=- Ba=- Ja=- Ba=- Ja=- 150 Köszönöm a figyelmet! 151