Obecny przemysł opiera się na wykorzystaniu maszyn i urządzeń, których konstrukcja opiera się na wykorzystaniu podstawowych materiałów inżynierskich takich jak: ceramika, polimery, metale i ich stopy oraz kompozyty. Wszystkie charakteryzują się pewnymi granicami wytrzymałości na oddziaływanie różnych czynników (np. siły, temperatury, związków chemicznych). W celu określenia ich jakości wykonania, stanu wyeksploatowania i zaplanowania procesów konserwacyjnych, wykonuje się szereg badań z zakresu inżynierii materiałów. To dzięki ich wynikom inżynierowie są w stanie zadbać o bezpieczeństwo w trakcie użytkowania maszyn i urządzeń.
Badania niszczące i nieniszczące
Istnieje wiele rodzajów badań, które dedykowane są różnym materiałom. Jednakże wszystkie można przyporządkować do dwóch grup: badań niszczących i nieniszczących. Te pierwsze mają najczęściej miejsce w trakcie przygotowania produkcji seryjnej na rynek lub analizie przyczyn zniszczenia materiału.. Przeprowadzenie badań niszczących opiera się na trwałej ingerencji w dany element maszyny, doprowadzając często do stanu nieużyteczności. Dlatego też ten rodzaj badań nie jest zazwyczaj używany do okresowych przeglądów urządzeń. Do tej grupy można zaliczyć:
- badania mikroskopowe i makroskopowe przy zastosowaniu zgładów metalograficznych,
- badania twardości,
- badania tribologiczne,
- badania wytrzymałościowe (np. na rozciąganie) i udarnościowe.
Przeciwieństwem są badania nieniszczące. W ich trakcie nie dochodzi do ingerencji w przyszłą użyteczność danego elementu maszyny lub urządzenia - nie narusza się powierzchni ani właściwości materiału. Należą do nich badania m.in.:
-
- wizualne,
- ultradźwiękowe,
- wiroprądowe,
- magnetyczno-proszkowe,
- penetracyjne,
- rentgenowskie.
Najczęściej stosowane badania w przemyśle
Jak zostało to wspomniane wcześniej, badania niszczące są bardzo rzadko wybierane do np. okresowej analizy zużycia danej części maszyny. W tym przypadku wiodą prym badania nieniszczące, a w szczególności ultradźwiękowe oraz penetracyjne. Jest to uwarunkowane zastosowaniem prostych, dokładnych, mobilnych zestawów do badań, które przy dłuższym rozrachunku są też mało kosztowne.
Badania ultradźwiękowe służą do lokalizacji defektów wewnętrznych różnych materiałów (od kompozytów po stopy metali) poprzez użycie fal ultradźwiękowych o odpowiedniej częstotliwości. Ze względu na różną dokładność oraz typ badania ultradźwiękowego w przemyśle stosuje się urządzenia warte od kilku do kilkunastu tysięcy złotych. W większości przypadków są to niezbyt duże urządzenia o zasilaniu akumulatorowym, które można wygodnie przetransportować do wybranej lokalizacji. Jednakże prawidłowa analiza wyników pomiaru oraz samo przeprowadzenie badań wymaga odpowiedniego szkolenia i doświadczenia.
Inaczej sprawa wygląda w przypadku badania pt, które oferuje m.in. laboratorium De-Tech - https://de-tech.pl/badania-penetracyjne/. Tutaj przy zastosowaniu odpowiednich substancji w szybki sposób i z wynikami łatwymi do interpretacji (widoczny kształt lub barwa) można otrzymać informacje dotyczące ewentualnych defektów materiału. W uproszczeniu można opisać je jako badanie wykorzystujące zdolność wnikania penetratora (w formie płynnej lub półpłynnej) do defektów powierzchniowych (np. sieci pęknięć), które przy zastosowaniu wywoływacza uwidaczniają się. Badania penetracyjne były już stosowane ponad 100 lat temu, np. do badań szczelności połączeń spawanych płyt stalowych w poszyciu okrętów - metoda kredy i nafty. Badania penetracyjne są używane w większości zakładów, gdzie liczy się stan używanych urządzeń nie tylko z powodu niskich kosztów odczynników, ale też braku wymogów zaawansowanych szkoleń. Ponadto te badania stosuje się też do określenia kształtów ubytków powierzchni pracujących (odcisk penetratora) co bywa pomocne podczas analizy powodów uszkodzenia oraz regeneracji powierzchni.
Czy badania zapewnią bezpieczeństwo?
Jak pokazują wyniki kontroli jakości w różnych gałęziach przemysłu, systematyczne badania przyczyniają się do bezawaryjnej pracy wielu maszyn i urządzeń. Warto dlatego pamiętać o regularnym sprawdzaniu pracujących części, ale nie tylko poprzez badanie wizualne - często mikropęknięcia uwidaczniają się dopiero tuż przed zniszczeniem. Jeśli dąży się do zapewnienia wysokiej jakości produkcji i bezpieczeństwa obsługi należy zainwestować przynajmniej w badania penetracyjne, które nie tylko uchronią przed stratą finansową, ale też przed tragedią.