Argument

Controlul cu lichide penetrante pune în evidenţă orice discontinuitate (imper-

fecţiune) de suprafaţă. Se poate aplica la orice material, formă şi dimensiuni de

piesă în condiţii de hală sau şantier pe suprafeţe uscate, la temperaturi de peste 10

~ 15°C.

Metoda este productivă, ieftină, uşor de folosit, se pretează şi la controlul pe

suprafeţe (lungimi) mari. Rezultatele sunt concludente, imediate şi uşor de

interpretat. Indicaţiile provenite de la discontinuităţi sunt mărite prin absorbţia

penetrantului de câteva ori.

Controlul cu lichide penetrante implică curăţirea chimică a suprafeţei de impu-

rităţi, operaţii de spălare postoperatorie, mai ales atunci când se aplică interfazic, în

cursul depunerii succesive a straturilor de sudură. Limitări apar în anumite cazuri da-

torită faptului că unele reţete de lichide penetrante utilizează materiale inflamabile şi

toxice, care reclamă măsuri corespunzătoare de spălare şi evacuare.

Controlul cu lichide penetrante pune în evidenţă în exclusivitate discon-

tinuităţile deschise la suprafaţă, cum sunt: porii, fisurile, suprapunerile, lipsa de

pătrundere îngust deschisă la suprafaţă, crestăturile marginale, exfolierile din

materialul de bază, craterele. Relevante pentru controlul cu lichide penetrante sunt

mai ales porii singulari şi fisurile, fie ele termice, fie de oboseală, care în majoritatea

cazurilor sunt dificil decelate la controlul vizual.

Proiectul de certificare a competentelor profesionale nivel 3 este structurat pe

patru capitole astfel :

Capitolul 1. Metode de control nedistructiv

Capitolul 2. Analiza macroscopică

Capitolul 3. Examinare cu lichide penetrante

Capitolul 4. Măsuri de tehnică a securităţii muncii

1

Capitolul 1.

Metode de control nedistructiv

Primele încercări nedistructive au fost aplicate pentru detectarea fisurilor de

suprafaţă ale şinelor de cale ferată sau ale unor componente de tren. Părţile

suspecte erau unse sau introduse în ulei, după care se curăţau şi se acopereau cu o

pudră. În locurile în care existau fisuri, pudra absorbea uleiul intrat în acestea şi, pe

suprafaţa examinată, se întindea o pată de ulei cu o mărime dependentă de

mărimea fisurii. Această metodă a stat la baza dezvoltării inspecţiei, cunoscută

astăzi, sub denumirea de “inspecţie cu lichide penetrante”.

Prin anii ’70 două elemente au condus la schimbarea opiniei specialiştilor

privind inspecţia calităţii prin metode nedistructive:

- dezvoltarea tehnicilor de detectare, care a permis semnalarea defectelor din ce în

ce mai mici, ceea ce însemna respingerea unui număr tot mai mare de produse în

controlul automat;

-apariţia şi extinderea rapidă a disciplinei intitulate mecanica ruperii, care permitea

predicţia comportării produselor cu defecte în exploatare.

1. Metoda de examinare cu lichide penetrante

Metoda constă în aplicarea unui lichid capilar activ penetrant pe suprafața de

examinat ( figura 1 ), îndepărtarea penetrantului rămas în afara discontinuităților și

aplicarea unui material absorbant, ce absoarbe penetrantul aflat în discontinuități

punând astfel în evidență, prin contrast, defectele existente.

2

Figura 1. Examinare cu lichide penetrante.

1-Defect nevizibil; 2-Aplicarea penetrantului;

3-Îndepărtarea excesului de penetrant; 4-Defect vizibil

Această metodă se aplică pentru depistarea defectelor de suprafață. Se pot

pune de asemenea în evidență fisurile de oboseală și de coroziune. Pentru control

trebuie curătată și pregatită suprafața de examinare.

Controlul cu lichide penetrante constă în aplicarea pe suprafaţa supusă

controlului a unui lichid cu bune calităţi de penetrare în discontinuităţile superficiale şi

evidenţierea acestora prin contrast cu ajutorul unui developant (figura 2). Penetrarea

în discontinuităţile cele mai fine – pori, fisuri ş.a. – se produce datorită fenomenului

de capilaritate. Developarea penetrantului are loc datorită efectului de absorbţie a

developantului.

Figura. 2 Principiul controlului cu lichide penetrante:

a.- curăţirea suprafeţei; b.- aplicarea penetrantului şi infiltrarea in discontinuitate;

c. – îndepărtarea excesului de penetrant; d. – aplicarea developantului şi adsorbţia

penetrantului;

Controlul cu lichide penetrante pune în evidenţă în exclusivitate discon-

tinuităţile deschise la suprafaţă, cum sunt: porii, fisurile, suprapunerile, lipsa de

pătrundere îngust deschisă la suprafaţă, crestăturile marginale, exfolierile din

materialul de bază, craterele. Relevante pentru controlul cu lichide penetrante sunt

mai ales porii singulari şi fisurile, fie ele termice, fie de oboseală, care în majoritatea

3

cazurilor sunt dificil decelate la controlul vizual. Suprafeţele poroase sau zonele cu

densitate ridicată de pori sau foarte rugoase, nu pot fi controlate eficient datorită

dificultăţilor de interpretare a indicaţiilor relevate. In principiu piesele se supun

controlului înaintea aplicării tratamentelor termice sau a prelucrărilor prin aşchiere

întrucât, mai ales cele din urmă, pot masca sau chiar închide discontinuităţile mai

fine.

Principalele metode de control cu lichide penetrante sunt următoarele:

- Metoda colorării la care contrastul pentru relevarea discontinităţilor este unul de

culoare, de obicei roşu pe fond alb, este cea mai frecvent utilizată;

- Metoda fluorescentă la care contrastul pentru relevarea discontinuităţilor este

obţinut prin strălucirea observată în lumină ultravioletă şi câmp de examinare negru;

contrastul este de regulă galben – verde pe fond violet închis;

- Metoda activării cu ultrasunete unde surplusul de energie de infiltrare a pene-

trantului folosit este asigurat cu ajutorul vibraţiilor ultrasonore şi emisia undelor

elastice în mediul de penetrare sau de postemulsionare. O frecvenţă mai joasă

măreşte capacitatea de pătrundere dar poate avea efecte perturbatorii sub 20 kHz.

Activarea cu ultrasunete se aplică mai ales în cazul controlului etanşeităţii

produselor contribuind la învingerea forţei de aderenţă şi forţarea procesului de

infiltrare a penetrantului. Cu bune rezultate se foloseşte la spălarea suprafeţelor

capilare de materiale contaminate. Vibraţiile contribuie de asemenea la minimizarea

duratei de penetrare, metoda cu trasor radioactiv, unde evidenţierea discontinuităţilor

se realizează prin impresionarea unui film radiografie aplicat în stare lichidă, de către

substanţe radioactive conţinute în mediul de penetrare.

Indiferent de felul penetrantului sau a developantului, controlul cu lichide

penetrante comportă următoarele operaţii:

1. pregătirea suprafeţei;

2. aplicarea penetrantului;

3. îndepărtarea excesului de penetrant;

4. aplicarea revelatorului;

5. examinarea suprafeţei şi interpretarea rezultatelor;

6. marcarea pe piesă a locurilor cu indicaţii.

In cazul folosirii penetranţilor cu postemulsionare este necesară o fază su-

plimentară de adăugare a agentului emulgator după epuizarea timpului de

pătrundere a penetrantului.

4

Componentele se livrează în seturi de flacoane de 250 – 500 ml. Consumul

de soluţii este obişnuit de aproximativ un flacon de 350 cm3 la 50 – 100 m cusătură

sudată. Proporţia consumului între degresant – penetrant – developant este funcţie

de starea suprafeţei, în general în limitele de 2-2,5:1,2:1. Pentru aplicaţii diferite de

cea prin pulverizare, componentele se livrează la bidoane speciale.

2. Controlul vizual

Orice tip de investigare trebuie să fie precedată de o examinare vizuală a

supafeței.

Procedeul este simplu dar indispensabil, examinarea vizuală presupune

respectarea condițiilor de claritate satisfăcătoare a suprafețelor materialelor,

echipamentelor și sudurilor luând în considerare caracteristicile și proprietățile

acestora.

Pentru control vizual se folosesc diferite ustensile optice cum ar fi endoscop,

lupe, lămpi etc. Prin control vizual sunt furnizate o serie de indicii legate de aspectul

suprafeței metalului precum și estimarea unor defecte interne (recipiente metalice,

butelii de gaze, conducte, tuburi etc).

Alegerea metodei de control nedistructiv utilizată se face în funcție de diferite

criterii legate de utilitatea piesei de controlat, materialul din care este fabricată piesa,

amplasament, tipul de structură, costuri etc.

3. Metoda de examinare cu radiaţii penetrante ( radiografică ) constă din

interacțiunea radiațiilor penetrante cu pelicule fotosensibile. Se poate efectua cu

raze X sau raze gamma.

Examinarea cu raze X constă în bombardarea piesei supuse controlului cu

radiații X, obținându-se pe filmul radiografic imaginea structurii macroscopice interne

a piesei. Generatoarele de raze X, în funcție de energia ce o furnizează și de

domeniul lor de utilizare:

5

- generatoare de energii mici (tensiuni < 300 kV) pentru controlul pieselor din oțel de

grosime mică (< 70 mm),

- generatoare de energii medii (tensiuni de 300...400 kV) pentru controlul pieselor din

oțel de grosime mijlocie (100...125 mm)

- generatoare de energii mari (tensiuni de peste 1...2 MV și betatroane de 15...30

MV) pentru controlul pieselor din oțel de grosime mare (200...300 mm).

Examinare cu raze gamma (gammagrafie) constă în iradierea piesei supuse

controlului cu radiații gamma, după care se obține pe filmul radiografic imaginea

structurii macroscopice interne a piesei respective, prin acționarea asupra emulsiei

fotogafice.

Creșterea permanentă a parametrilor funcționali ai instalațiilor industriale

moderne (presiune, temperatură, solicitări mecanice, rezistență la coroziune), au

impus examinarea cu raze gamma ca o metodă modernă de control cu grad ridicat

de certitudine.

Elementul de bază al gammagrafiei este sursa de radiații gamma care

datorită proprietăților sale (energie ridicată, masă de repaus nulă, sarcină electrică

nulă), o fac deosebit de penetrantă. Principala sursă de radiații folosită în

gammagrafie o constituie izotopii radioactivi de Cobalt-60, Iridiu-192, Cesiu-137,

Cesiu-134, Tuliu-170 și Seleniu-75, obținuți prin activare deoarece au un preț de cost

mai scăzut și avantajul obținerii unor activități mari.

4. Metoda de examinare cu pulberi magnetice permite detectarea

defectelor materialelor feromagnetice. Poate fi efectuată cu pulberi magnetice sau

bandă magnetografică. Un material este considerat ca fiind feromagnetic atȃta timp

cȃt este supus la un cȃmp continuu de 2400 A/m şi prezintă o inducție de cel puțin 1

tesla.

Controlul cu pulberi (particule) magnetice constă în supunerea zonei de

controlat la acțiunea unui câmp magnetic continuu sau alternativ. Se creează astfel

un flux magnetic intens în interiorul materialului feromagnetic. Defectele întâlnite în

calea sa determină devierea fluxului magnetic generând un câmp magnetic de

dispersie la suprafața piesei. Câmpul de dispersie generat este materializat prin

intermediul unei pulberi feromagnetice (particule colorate sau fluorescente) uscate

sau în suspensie liuchidă foarte fine pulverizate pe suprafața de examinare și atrasă

6

în dreptul defectelor de către forțele magnetice. Aceasta furnizează o semnatură

particulară ce caracterizează defectul.

Metoda magnetografică utilizează o bandă feromagnetică flexibilă care se

așează peste sudura ce trebuie examinată. Prin aplicarea unui scurt puls magnetic

de aproximativ 15 ms, prin intermediul unui acumulator ce magnetizează un jug,

câmpurile de distorsiuni sunt puse în evidență prin imprimarea lor pe bandă. Banda

este examinată cu ajutorul unui traductor magneto-electric, după forma indicațiilor

putându-se aprecia natura defectelor din îmbinarea sudată. Echipamentul constă din

jugurile pentru diferite geometrii ale îmbinărilor sudate, sursa de curent, banda

feromagnetică, magneții de fixare ai benzii și traductorii magnetoelectrici.

5. Metoda de examinare cu ultrasunete

Metoda este bazată pe undele mecanice (ultrasunete) generate de un

element piezo-magnetic excitat la o frecvență cuprinsă de regulă între 2 și 5 Mhz.

Controlul presupune transmiterea, reflexia, absorbția unei unde ultrasonore ce

se propagă în piesa de controlat. Fasciculul de unde emis se reflectă în interiorul

piesei și pe defecte, după care revine către defectoscop ce poate fi în același timp

emițător și receptor. Poziționarea defectului se face prin interpretarea semnalelor.

Metoda prezintă avantajul de a găsi defectele în profunzime datorită unei

rezoluții ridicate, însă este lentă datorită necesității de scanare multiplă a piesei.

Metoda de control prin ultrasunete este foarte sensibilă la detectarea defectelor

netede.

6. Metoda curen ț ilor turbionari este folosită ca o alternativă sau extensie a

controlului nedistructiv cu particule magnetice, fiind utilizată, în special, pentru

controlul țevilor cu diametrul exterior de maximum 140 mm. Sensibilitatea metodei

7

este maximă la grosimi de perete de până la 5 mm. O dată cu creșterea grosimii

pereților, scade eficiența metodei de evidențiere a defectelor interne, ea rămânând

eficace pentru evidențierea defectelor de suprafață și din imediata apropiere a

acesteia.

Metoda constă în inducerea unor curenți turbionari în pereții țevii controlate.

Câmpul magnetic al curenților turbionari induși, datorită prezenței unor discontinuități

și neomogenități în material, modifică impedanța bobinei de măsurare, ceea ce

afectează amplitudinea și faza curenților turbionari. Amplitudinea, defazajul și

adâncimea de pătrundere a curenților turbionari, depind de amplitudinea și frecvența

curentului de excitație, de conductibilitatea electrică, de permeabilitatea magnetică a

materialului, de forma piesei controlate, de poziția relativă a bobinelor față de piesă,

precum și de omogenitatea materialului controlat.

8

Capitolul 2.

Analiza macroscopică

Analiza macroscopică (makro = mare) este o metodă de cercetare a structurii

materialelor metalice, care se poate realiza cu ochiul liber, cu lupa, care poate mării

de câteva ori, sau cu stereomicroscopul, la o mărire de până la 50 de ori a suprafeţei

exterioare sau a unor secţiuni special pregătite detaşate din acestea.

Ea se completează sau se finalizează prin înregistrarea fotografică sau

imprimarea macrostructurii sub forma macrografiilor sau a amprentelor.

Examinarea de ansamblu a produselor metalice (semifabricate sau produse

finite), fără sau cu o pregătire prealabila, permite sesizarea rapida a unor defecte

generale sau

particular specifice care intervin:

- defecte de compactitate (retasuri, porozităţi, fisuri);

- neomogenităţi structurale (grăunţi cristalini de mărimi, forme sau orientări diferite,

etc.);

- neomogenităţi chimice (segregaţia elementelor de aliere, a impurităţilor nocive,

etc.);

- neomogenităţi mecanice (zone sau straturi din materiale diferite îmbinate prin lipire,

sudare sau placare, depuse electrolitic, etc.);

- alte defecte de material sau din prelucrare (incluziuni nemetalice grosolane,

suprapuneri, decarburare, etc.), precum si aspecte de degradare în timpul serviciului

(rupere, uzura, coroziune, ardere, etc.).

Analiza macroscopică se efectuează pe 3 categorii de suprafeţe metalice:

I. - suprafeţe naturale ale produselor care rezulta după anumite procese

tehnologice sau după utilizare îndelungata (solidificare, depunere electrolitica,

deformare plastica, uzare, degradare prin coroziune, etc.);

II. - suprafeţe de rupere;

III. - suprafeţe special pregătite (secţiuni).

In primul caz, interesând aspectul suprafeţei exterioare a produsului, uneori

se impune îndepărtarea prealabila a stratului de oxizi prin curăţire de nisip, cu alice

prin decapare chimica superficiala sau prin degresare.

9

Examinarea suprafeţei de rupere denumita şi macrofractografie se face pe

suprafeţe proaspăt rupte (neoxidate, nealterate) rezultate la ruperea voita a

epruvetelor cu ocazia încercărilor mecanice (la sarcini maxime) sau a probelor

tehnologice. Foarte important este cazul examinării ruperilor accidentale în zona de

rupere constituind o "proba materiala" elocventa asupra cauzelor si caracterului de

propagare a ruperii.

Suprafeţele special pregătite constituie "probe macroscopice" prelevate din

piese sau semifabricate prin secţionarea (transversala sau longitudinala) a acestora.

Probele se prelevează prin taiere cu mijloace mecanice (cu răcire abundenta) şi se

pregătesc metalografic, după polizare şi rectificare, prin şlefuire pe hârtii abrazive

(asemănătoare probelor microscopice).

In funcţie de fineţea detaliilor şi caracterul neomogenităţilor care se urmăresc

a fi puse în evidenţă, pregătirea metalografică preliminara se opreşte la o simpla

şlefuire sau se continua cu o lustruire avansata la postav. In acest stadiu devin

vizibile defectele de compactitate (goluri, porozităţi, fisuri) şi incluziunile nemetalice

grobe (exogene).

Defecte care apar la macroanaliză

Prin analiza macroscopică se pot obtine informaţii despre tehnologia de

fabricaţie (turnare, deformare plastică, sudare, acoperire galvanică, etc.), dar şi

detalii asupra condiţiilor de exploatare ( ruperi la solicitări statice sau prin oboseală,

pete de coroziune ).

Prin macroanaliză pot fi evidenţiate şi determinate defecte care s-au format în

diferite stadii tehnologice de fabricaţie, şi anume:

- defecte de capacitate (retasuri, porozităţti, sufluri, fisuri), de la suprafaţă sau din

profunzimea produsului; acestea diferă ca natură (geneză), mărime, distribuţie

relative (concentrate sau dispersate) şi pot constitui cauze de rebutare a produselor;

- defecte de material : prezenta incluziunilor nemetalice exogene (zgura, material

refractar sau de formare) sau metalice (picături reci, corpuri străine);

- natura sau cauza unor ruperi, provocate sau accidentale ( rupere ductile, fragile, la

cald, la oboseală);

- grosimea stratului superficial (călit, carburat, etc) şi uniformitatea acestuia.

10

Informaţii privind calitatea materialului se pot obţine prin corelarea culorii

acestuia cu densitatea, proprietăţile magnetice, rezistenţa la coroziune.

Tipuri de defecte la maşini, utilaje şi instalaţii

Multe piese importante ale maşinilor, utilajelor şi instalaţiilor au suprafeţe

active insuficient protejate (ghidajele batiurilor, meselor etc.) fiind supus în acest fel

unei uzări abrazive intense.

Adeseori, distrugerea suprafeţelor începe în urma strivirii lor, care se produce

atât în procesul de frecare cât şi în cazul lipsei unei mişcări relative, precum şi din

cauza aşa-zisei oboseli a straturilor superficiale ale metalului, din cauza coroziunii

sau din alte cauze.

Cele mai caracteristice aspecte ale interacţiunii dintre două suprafeţe în

contact sunt reprezentate în figura 4.

Figura 3. Schema celor mai caracteristice interacţiuni dintre două suprafeţe.

11

În cazul interacţiunii suprafeţelor în contact fără deplasare relativă (figura 3, a

şi b), suprafeţele se distrug, de obicei, ca urmare a strivirii. Acest fapt este

caracteristic pentru îmbinările cu pană, cu caneluri, cu filet, pentru ştifturile cilindrice,

reazeme etc.

În cazul mişcării de rotaţie (figura 3, c), sau rectilinii alternative (figura 3, d),

distrugerea suprafeţelor are loc mai ales datorită uzării şi strivirii. În aceste condiţii

funcţionează majoritatea organelor de maşini, utilaje şi instalaţii: lagărele cu

alunecare, bucşele, discurile cuplajelor de fricţiune şi ale frânelor, şuruburilor

conducătoare, batiurile, mesele, cărucioarele, etc.

În cazul rulării fără alunecare (figura 3, e), se observă exfolierea particulelor

de metal datorită oboselii straturilor superficiale, în cazul unei durităţi insuficiente a

materialului şi al unor presiuni mari, are loc în acelaşi timp şi strivirea. Dintre piesele

care sunt distruse în urma oboselii straturilor superficiale ale metalului fac parte

cuplajele cu gheare, rulmenţii etc. În cazul rostogolirii, caracteristică angrenajelor

(figura 3, f), metalul se distruge datorită uzării şi oboselii stratului superficial, iar în

unele cazuri şi din cauza strivirii.

Organele maşinilor, utilajelor şi instalaţiilor pot fi distruse şi scoase din uz

datorită cauzelor arătate mai sus, cât şi unor defecte constructive sau a reparaţiilor

defectuoase.

După provenienţa defectului putem avea patru tipuri:

1. Defectele de concepţie sunt greu de descoperit şi necesită cunoaşterea bazelor

teoretice care au stat la baza construcţiei respective, apelându-se în general la

cercetători sau cadre didactice din învăţământul superior. Defectele de concepţie

apar, în general, la maşinile de tip constructiv recent, la care nu există documentaţie

pentru rezolvarea teoretică a problemelor pe care le pune proiectarea sau datele

experimentale pe baza cărora a fost conceput utilajul sunt insuficiente.

2. Defectele de execuţie apar în urma neglijării condiţiilor tehnice prescrise şi a

nerespectării disciplinei tehnologice în timpul fabricaţiei. În atelierele slab dotate cu

12

utilaje, cu SDV-uri necorespunzătoare şi personal insuficient calificat se produc

frecvent asemenea defecte.

3. Defectele de montaj apar datorită intervenţiilor manuale, greu controlabile, în

timpul montajului. Aceste defecte depind de cunoştinţele şi conştiinciozitatea

montatorului, care poate corecta anumite defecte în timpul execuţiei, dar totodată

poate provoca şi deranjamente.

4. Defectele de exploatare sunt cauzele frecvente ale avariilor şi influenţează

hotărâtor siguranţa în funcţionare a utilajului ( vibraţiile şi deranjamentele provocate

de oboseala materialului, ca urmare a suprasolicitărilor de orice fel).

Vibraţiile sunt considerate ca un instrument util de diagnosticare a stării

maşinilor. Vibraţiile pot fi o consecinţă a echilibrării incomplete a pieselor rotative sau

a apariţiei oscilaţiilor autoexcitante a căror frecvenţă nu corespunde cu frecvenţa

turaţiei de regim şi a căror intensitate este foarte mare.

Capitolul 3.

Examinare cu lichide penetrante

Prezenta procedură stabileşte condiţiile de examinare cu lichide penetrante a

îmbinărilor sudate ale elementelor instalaţiilor mecanice sub presiune şi instalaţiilor

de ridicat.

13

Examinarea cu lichide penetrante se aplică îmbinărilor sudate ale oricăror

materiale metalice.

Examinarea cu lichide penetrante este o metodă de control nedistructiv care

permite punerea în evidenţă a discontinuităţilor deschise la suprafaţă ale cusăturilor

sudate.

Pentru examinarea cu lichide penetrante se foloseşte un set de produse

format din următoarele materiale :

- penetrant ;

- produs de îndepărtare a excesului de penetrant;

- developant;

În setul de produse, fabricantul poate include şi degresantul utilizat la

curăţirea chimică prealabilă a pieselor de examinat.

Setul de produse va fi procurat, în mod obligatoriu, de la acelaşi fabricant în

conformitate cu instrucţiunile acestuia.

Produsele folosite nu trebuie să dea reacţii chimice cu materialul examinat şi

să nu reacţioneze chimic între ele. Ca precauţie se va avea în vedere :

- oţelurile inoxidabile austenitice şi titanul sunt atacate de halogenii Cl şi F.

- oţelurile cu conţinut ridicat de nichel sunt atacate de sulfuri, etc.

Pentru examinarea cu lichide penetrante fluorescente se foloseşte lampă U.V.

tip NAMICOM, cu lungimea de undă de 365 nm. Dotarea laboratorului permite

măsurarea iluminării zonei de examinat pentru lumină albă şi pentru lumina

ultravioletă. Aparatura va fi verificată metrologic, în conformitate cu prevederile

legale.

Cusăturile sudate examinate, volumul faza tehnologică de control, tipul de

lichide penetrante, vor fi stabilite de proiectant, responsabilul cu supravegherea şi

verificarea tehnică autorizat sau inspectorul ISCIR.

Pregătirea şi curăţirea prealabilă

Îmbinarea sudată care urmează a fi controlată precum şi zonele învecinate

acesteia pe o lăţime de minim 25mm vor fi curăţate de oxizi, zgură, stropi de

sudură, grăsimi, uleiuri, vopsea. Înainte de efectuarea controlului se va face un

control vizual prealabil, pentru alegerea metodei de curăţire.

14

Curăţarea prealabilă se efectuează în două etape :

a) curăţarea mecanică se efectuează prin periere cu perii de sîrmă, pilire.

Nu se va folosi metoda de curăţare mecanică prin sablare cu alice sau nisip,

deoarece aceasta poate duce la obturarea discontinuităţilor deschise la suprafaţă.

b) curăţarea chimică se efectuează în scopul îndepărtării materialelor

organice : grăsimi, uleiuri, vopsea, etc. Curăţarea se poate efectua cu solvenţi

organici, cu detergenţi sau soluţii de decapare.

c) uscarea

Uscarea, după curăţarea prealabilă, se face prin evaporare naturală sau

forţată cu aer cald sau rece, până dispare orice urmă de umezeală de pe suprafaţă.

Temperatura piesei controlate trebuie să fie cuprinsă între 10 şi 500C pe toată

durata examinării. Dacă controlul se face în afara acestor temperaturi şi setul de

produse de examinare permite acest lucru ( vezi instrucţiuni producător ) se va face

o testare conform Anexa B din CR6-2003.

Tehnica de examinare

Figura. 5 Principiul controlului cu lichide penetrante:

a.- curăţirea suprafeţei; b.- aplicarea penetrantului şi infiltrarea in discontinuitate;

c. – îndepărtarea excesului de penetrant; d. – aplicarea developantului şi adsorbţia

penetrantului;

a.Aplicarea penetrantului.

- Penetrantul se aplică pe suprafaţa de contact prin pulverizare (spray).

- Timpul de penetrare este cuprins între 5 şi 60 minute.

- Pe toată durata de penetrare se urmăreşte ca lichidul să nu se usuce şi să

acopere toată suprafaţa examinată. Dacă este necesar este permisă completarea

cantităţii de penetrant aplicată.

b.Îndepărtarea excesului de penetrant.

- Excesul de penetrant solubil în apă se îndepărtează prin ştergere cu tampoane

de pînză umezite sau cu ajutorul unui jet de apă cu temperatura cuprinsă între 10 şi

400C, presiunea mai mică de 2,5 bar sub un unghi mai mic de 300C faţă de

suprafaţă.

15

- Se va evita spălarea excesivă care poate conduce la îndepărtarea

penetrantului din discontinuităţile deschise la suprafaţă. Indepărtarea excesului de

penetrant se consideră terminată cînd dispare orice urmă de culoare vizibilă.

c.Uscarea suprafeţei

- Suprafaţa supusă examinării se usucă conform punctelor 5.6.

- Uscarea este considerată terminată în momentul în care dispare de pe

suprafaţa de examinat orice urmă de pată de umezeală, evitându-se uscarea

excesivă care poate conduce la uscarea penetrantului din discontinuităţi.

d.Aplicarea developantului

- Developantul se aplică într-un strat uniform şi subţire, pe întreaga suprafaţă

de examinat, numai după ce în prealabil a fost bine agitat.

- După aplicarea developantului suprafaţa examinată trebuie să fie uscată fie

prin evaporare naturală fie prin evaporare forţată.

Durata de developare începe imediat după uscarea suprafeţei. Aceasta

poate fi cuprinsă între 10 şi 30 minute.

Interpretarea finală a rezultatelor se efectuează la terminarea timpului prescris

pentru developare.

Factorii care influenţează negativ concluziile examinării, se datorează calităţii

operaţiilor din tehnica de examinare şi sunt prezentaţi în tabelul 3 din CR6-2003.

Iluminarea suprafeţei controlate se efectuează astfel încât direcţia fascicolului

de lumină să nu depăşească cu 300 unghiul format cu normala la suprafaţă.

Iluminarea se efectuează astfel încât să nu se creeze umbre sau reflexii de pe

suprafaţa controlată.

Fascicolul de lumină trebuie astfel direcţionat încât să fie ecranat faţă de

ochii interpretatorului.

Interpretarea pentru lichidele penetrante cu contrast de culoare se efectuează

la lumina naturală sau lumină albă artificială conform SREN 571-1, măsurându-se

iluminarea suprafeţei la începutul examinării sau când operatorul consideră necesar.

16

Indicatori de discontinuităţi

Indicaţiile de discontinuităţi pot fi :

a) Indicaţii concludente

- liniare, la care lungimea este mai mare decât triplul lăţimii maxime;

- rotunjite, la care lungimea este mai mică sau egală cu triplul lăţimii maxime;

b) Neconcludente, datorate modului necorespunzător de pregătire a

suprafeţei de controlat sau efectuării defectuoase a operaţiilor din tehnica de lucru.

Se recomandă repetarea examinării cu acelaşi set de lichide şi tehnică.

c) False, datorate configuraţiei suprafeţelor, crustelor, oxizilor.

Indicaţiile rotunjite apar datorită porilor de suprafaţă.

a) Linie continuă ( fisuri, lipsă de topire, exfolieri ).

b) Linie întreruptă sau punctată, datorită fisurilor foarte înguste, exfolierilor

parţial acoperite la prelucrări.

Fiecare laborator care efectuează examinări cu lichide penetrante trebuie să

aibă un registru de evidenţă care va cuprinde următoarele date :

- data examinării;

- comanda internă;

- produs;

- subansamblu;

- tipul de lichide penetrante utilizat şi fabricantul;

- număr buletin emis;

Rezultatele examinării cu lichide penetrante vor fi consemnate într-un buletin

de examinare conform Anexa A din CR6-2003.

Anexă la buletinul de examinare va fi schiţa produsului cu indicarea zonelor

controlate, astfel încât să permită identificarea ulterioară.

Buletinul de examinare se emite în două exemplare din care unul va rămâne

în arhiva laboratorului.

Prezenta procedură de control va fi respectată de personalul autorizat în

cadrul laboratorului.

Anexele sunt ataşate prezentei proceduri de lucru cu lichide penetrante.

17

Metoda de control cu lichide penetrante este cunoscută şi aplicată sub

formă rudimentară (de exemplu: petrol cu praf de carbonat de calciu în amestec cu

alcool) de peste un secol. Tehnicile moderne, într-o manieră similară celor folosite

astăzi, se cunosc din preajma celui de-al doilea război mondial. Perfecţionările

ulterioare îşi au originea în dezvoltarea aviaţiei, construcţiei de rachete, a tehnicii

nucleare şi aerospatiale.

Controlul cu lichide penetrante pune în evidenţă orice discontinuitate (imper-

fecţiune) de suprafaţă. Se poate aplica la orice material, formă şi dimensiuni de

piesă în condiţii de hală sau şantier pe suprafeţe uscate, la temperaturi de peste 10

~ 15°C. Metoda este productivă, ieftină, uşor de folosit, se pretează şi la controlul pe

suprafeţe (lungimi) mari. Rezultatele sunt concludente, imediate şi uşor de

interpretat. Indicaţiile provenite de la discontinuităţi sunt mărite prin absorbţia

penetrantului de câteva ori.

Controlul cu lichide penetrante implică curăţirea chimică a suprafeţei de impu-

rităţi, operaţii de spălare postoperatorie, mai ales atunci când se aplică interfazic, în

cursul depunerii succesive a straturilor de sudură. Limitări apar în anumite cazuri da-

torită faptului că unele reţete de lichide penetrante utilizează materiale inflamabile şi

toxice, care reclamă măsuri corespunzătoare de spălare şi evacuare.

Controlul cu lichide penetrante trebuie considerat ca o perfecţionare şi extin-

dere în acelaşi timp a examinării vizuale. Controlul cu lichide penetrante a îmbinărilor

sudate implică, ca şi controlul cu pulberi magnetice, examinarea unor zone de

minimum 20 – 30 mm de o parte şi de alta în lungul sudurii, ceea ce prezintă

avantajul de a evidenţia şi eventualele fisuri propagate în materialul de bază. El

poate fi aplicat în diferite faze de execuţie. Limitările în aplicarea metodei pot fi

cauzate numai de temperatură, întrucât penetranţii obişnuiţi nu pot fi folosiţi la

temperaturi ce depăşesc 50°C. Există şi lichide penetrante speciale, cu punct de

inflamabilitate de peste 250°C, care fac posibil controlul între straturi depuse la

sudare sau placare. Pentru controlul la temperaturi joase s-au elaborat penetranţi

aplicabili până la – 35°C.

Controlul cu lichide penetrante se foloseşte cu rezultate bune şi în cazul pla-

cărilor şi al metalizărilor. Aria de întrebuinţare nu este practic limitată de felul mate-

rialului, putând fi utilizat la toate tipurile de oţeluri, fonte, aliaje de aluminiu şi

magneziu şi, în general la metalele neferoase, precum şi la materiale amorfe,

plastice, ceramice, sticlă etc.

18

Capitolul 4.

Măsuri de tehnică a securităţii muncii

1. Înlăturarea eventualelor cauze de provocare a incendiilor şi exploziilor, prin

proiectarea procesului tehnologic.

2. Evitarea formării în hale de producţie a amestecurilor explozive prin curăţarea în

mod periodic a prafului de pe toate suprafeţele încărcate cu electricitate statică.

3. Mărirea umidităţii relative a aerului, acolo unde produsele permit.

4. Prevederea unor aparate de deconectare automată în caz de avarie.

5. Prevederea în depozitele de materiale combustibile a instalaţiilor speciale de

declanşare automată a stropirii cu apă la ridicarea temperaturii.

6. Folosirea ecranelor dispozitivelor de protecţie, ochelarilor şi a altor mijloace

individuale de protecţie.

7. Întreţinerea maşinii, locului de muncă şi a sculelor în perefctă stare tehnică şi de

curăţenie.

8. Verificarea stării tehnice a maşinii, sculelor şi dispozitivelor, atât înainte, cât şi

după încetarea lucrului şi anunţarea la predarea schimbului a tuturor defecţiunilor

constatate.

9. Uneltele de mână trebuie să fie confecţionate din materiale corespunzătoare

operaţiilor ce se execută.

10. În cazul activităţii în atmosferă cu pericol de explozie, se vor folosi unelte

confecţionate din materiale care nu produc scântei prin lovire sau frecare.

11. Este strict interzisă folosirea uneltelor cu suprafeţe fisurate, deformate, ştirbite

sau a uneltelor improvizate.

12. Instruirea muncitorilor şi răspândirea cunoştinţelor tehnice referitoare la cauzele

şi prevenirea incendiilor.

13. Dotarea cu utilaje şi materiale tehnice de combatere a incendiilor ( lopeţi, pompe

de mână, stingătoare manuale, motopompe, autopompe, instalaţii cu reţele de apă

etc.).

14. Purtarea echipamentului individual de protectie este obligatorie.

19

Bibliografie

1. BRÂZAN C., RADU R. , " Controlul nedistructiv al materialelor prin metoda

radioactivă". Editura Tehnică, București, 1975.

2. GHEORGHE I., VOICU M., PARASCHIV I., HUZUM N., RANTZ G.," Utilajul şi

tehnologia meseriei - tehnologia asamblării şi montajului", Editura Didactică şi

Pedagogică, Bucureşti, 1990

3. HUZUM N., RANTZ G., "Maşini, utilaje şi instalaţii din industria construcţiilor de

maşini", Editura Didactică şi Pedagogică, Bucuresti, 1979

4. IONESCU C., MǍRCULESCU E., " Utilajul şi tehnologia prelucrării metalelor –

manual pentru şcoli de maiştri, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1997

5. POPESCU N., " Materiale pentru construcţii de maşini", Editura Didactică şi

Pedagogică, Bucureşti 1995

• www.forus.ro • http://stud.usv.ro • www.sudură.ro • www.asr.ro

20

ANEXA A

Denumirea şi adresa agentului economic:

Denumirea şi adresa laboratorului

Nr. autorizaţiei:

Data la care expiră autorizaţia:

BULETIN DE EXAMINARE CU LICHIDE PENETRANTE

Nr.________ _Data ________

Denumirea produsului……………………………..……subansamblul…………….nr. de

fabricaţie…………………. construit în anul………………………………conform

comenzii interne nr………………………material ……………………..beneficiar

1 Condiţii de executare a examinării:

Simbolizare procedeu:……………………………………………………………….

Tipul lichidelor penetrante:…………………………………………………………..

Producător…………………………..Nr. lot ………….Valabilitate…………………

Temperatura mediului ambiant……………….Temperatura piesei………………….

Modul de curăţare a piesei…………………………………………………………..

Durata de:

Penetrare……………………minute

Emulsionare ………………..minute

Developare …………………minute

Agent de îndepărtare a excesului de penetrant………………………………………..

Tipul lămpii cu UV:…………………………………………………………………..

Iluminare ……………….Intensitatea radiaţiei ultraviolete pe suprafaţă…….

2 Examinarea s-a efectuat conform procedurii ………..;* ……………………….

3 Lichidele penetrante au fost limitate în……………..la………………………..

21

4 Interpretarea rezultatelor examinării s-a făcut la nivelul de acceptare ………….., în

conformitate cu prevederile prescripţiei tehnice PT CR 6, Colecţia ISCIR, constatându-se

următoarele: …………………………………………………………………………….

Nume şi

prenume

Nr. Autorizaţie/ expiră la

data

Nivelul de autorizare Semnătura

OperatorŞef

LaboratorANEXA B

Verificarea aplicabilităţii tehnicii de examinare cu lichide penetrante

B.1 Verificarea aplicabilităţii tehnicii de examinare cu lichide penetrante se

efectuează pe blocuri de comparare. Blocurile de comparare sunt necesare pentru

stabilirea modului de utilizare (durată de penetrare, emulsionare, spălare şi

developare) a unui set de lichide penetrante, în afara limitelor de temperatură

prevăzute la pct. 3.4 din prescripţia tehnică, pentru compararea performanţelor a

două seturi de lichide penetrante diferite sau pentru verificarea condiţiilor de păstrare

şi depozitare.

Figura B.1 a) Monobloc b) Blocuri separate 40 AB 10 50 40 B A

22

B.2 Pentru aplicarea metodei de comparare se folosesc blocurile tip P1 şi/sau P2

prezentate în figurile B.1 şi B.2. Dimensiunile blocurilor sunt informative. Acestea pot

fi modificate în funcţie de necesităţi şi posibilităţi.

B.3 Blocul P1 se confecţionează din aluminiu. Acesta poate fi monobloc sau din

două blocuri identice, conform figurii B.1. În cazul monoblocului, o faţă se notează cu

A şi cealaltă cu B. Dacă se utilizează două blocuri separate, unul se va marca cu A

şi celălalt cu B.

B.4 După debitarea la dimensiuni şi rectificare, în mijlocul fiecărei feţe a

monoblocului (A şi B), sau pe fiecare faţă a blocurilor separate, se delimitează cu

ajutorul unei termocrete sau termovopsea, un cerc cu diametrul de 25 mm. Partea

23

opusă marcajului va fi încălzită cu ajutorul unui bec Bunsen sau cu alt dispozitiv

similar până la o temperatură cuprinsă între 510oC şi 525oC, evidenţiată prin

schimbarea culorii marcajului la care trebuie să se ajungă în timp de 4 min. Imediat

după această încălzire, blocul se introduce în apă rece, determinând astfel apariţia

unei reţele de fisuri. Această operaţie se repetă şi pentru cealaltă faţă a blocului (în

cazul monoblocului) sau pentru blocul similar (în cazul blocurilor separate). După

fisurare, blocul (blocurile) se usucă prin încălzire la o temperatură maximă de 150oC

şi se lasă să se răcească la temperatura mediului ambiant.

B.5 Blocul de comparare P2 este monobloc, conform figurii B.2. O faţă se

marchează cu A şi cealaltă cu B.

B.6 Blocul P2 se confecţionează dintr-o plăcuţă de material metalic cât mai maleabil

(oţel inoxidabil, cupru etc.), iar pe una din feţe se depune un strat de crom dur de

aproximativ 250 μm. Pe faţa necromată se produc prin apăsare amprente Brinell.

Corpul de apăsare al aparatului Brinell va avea diametrul de 5 mm. 50 1 250μm 3

200 2 A B

Figura B.2 F4 > F3 > F2 > F1 F1 < F2 < F3 < F4

B.7 În stratul de crom depus va apărea o reţea de fisuri aferentă fiecărei amprente.

Se recomandă fixarea penetratorului Brinell într-o maşină de tracţiune pentru a se

putea obţine forţa într-un domeniu de valori continuu. Variind forţa de apăsare se

poate modifica lăţimea fisurilor obţinute. Se recomandă ca în timpul procesului de

fisurare blocul să fie aşezat pe suprafaţă plană, sprijinit în două puncte simetrice faţă

de locul unde se produce amprenta. Se produc un număr de opt până la zece

amprente, două câte două, cu aceeaşi forţă, simetric faţă de mijlocul blocului, astfel

încât amprentele obţinute cu forţa maximă să se afle la extremităţi, iar cele cu forţa

24

minimă la mijloc (a se vedea figura B.2). Lăţimea fisurilor obţinute cu forţa maximă

poate depăşi 20 μm, dar cele obţinute cu forţa minimă nu vor depăşi 2 μm. Pot fi

luate în considerare forţe de apăsare cuprinse între 20 N…70 N. Lăţimea fisurilor se

va determina cu mijloace optice (de exemplu: microscop cu mărire de 100 x). În

reţeaua de fisuri aferentă fiecărei amprente se va identifica fisura cu lăţimea cea mai

mare, aceasta caracterizând grupul de fisuri din amprenta respectivă.

B.8 Pe mijlocul blocurilor de comparare P1 (varianta monobloc) şi P2 se practică un

canal de 2 mm lăţime şi l mm adâncime necesar introducerii unui ecran de protecţie

care să împiedice amestecarea, la aplicare, a lichidelor penetrante.

B.9 Blocurile de comparare vor fi folosite pentru stabilirea condiţiilor de examinare în

următoarele cazuri:

- utilizarea setului de lichide penetrante la temperaturi mai mici decât cele prevăzute

de producător;

- utilizarea setului de lichide penetrante la temperaturi mai mari decât cele prevăzute

de producător;

- pentru compararea performanţelor a două seturi de lichide penetrante diferite, în

intervalul de temperaturi prevăzut;

- pentru stabilirea unei noi tehnici de utilizare a unui anumit set de lichide penetrante;

- pentru verificarea alterării lichidelor penetrante, a impurificării sau a unei depozitări

incorecte a acestora, în timpul de garanţie prevăzut de producător.

B.10 În cazul în care suprafaţa de examinat se găseşte la o temperatură mai mică

decât cea prevăzută în standard, atât blocul de comparare monobloc sau blocul B

(în cazul blocurilor separate) cât şi setul de lichide penetrante se aduc la

temperatura respectivă şi se efectuează examinarea suprafeţei B a blocului (în cazul

monobloc) sau a blocului B (în cazul blocurilor separate). Se readuce blocul (în cazul

monobloc) la temperatura standard şi se efectuează examinarea suprafeţei A (în

cazul monoblocului) sau a blocului A (în cazul blocurilor separate). Dacă indicaţiile

obţinute pe ambele suprafeţe sunt asemănătoare rezultă că tehnica respectivă poate

fi aplicată la temperatura la care s-a efectuat încercarea.

B.11 În cazul în care suprafaţa examinată se găseşte la o temperatură mai mare

decât cea prevăzută în standard, se aduce blocul de comparare (în cazul

monoblocului) sau blocul B (în cazul blocurilor separate) la temperatura respectivă şi

se efectuează examinarea suprafeţei B cu setul de lichide penetrante aflate la

temperatura mediului ambiant. Se readuce blocul de comparare (în cazul

25

monoblocului) sau blocul A (în cazul blocurilor separate) la temperatura mediului

ambiant şi se efectuează examinarea respectivă. Dacă indicaţiile obţinute pe ambele

suprafeţe sunt asemănătoare, rezultă că tehnica respectivă poate fi aplicată la

temperatura la care s-a efectuat încercarea.

B.12 Pentru compararea performanţelor a două seturi de lichide penetrante diferite

în cadrul limitelor de temperatură prevăzute de producător, se aplică examinarea

suprafeţei A cu setul de lichide penetrante cunoscute, iar suprafaţa B se examinează

cu setul de lichide penetrante care trebuie să fie testat. Dacă indicaţiile obţinute pe

suprafeţele A şi B sunt asemănătoare, rezultă că performanţele tehnice de

examinare ale celor două seturi de lichide penetrante sunt comparabile.

B.13 Pentru stabilirea unei noi tehnici de utilizare a unui anumit set de lichide

penetrante se procedează în conformitate cu prevederile de la pct. B.11 din prezenta

anexă, faţa sau blocul B examinându-se după noua tehnică propusă. Dacă indicaţiile

obţinute pe ambele suprafeţe A şi B sunt asemănătoare sau pe suprafaţa B

indicaţiile sunt mai clare, noua tehnică propusă poate fi aplicată. Dacă pe suprafaţa

B indicaţiile obţinute sunt mai slabe sau neconcludente, tehnica nouă propusă nu

poate fi utilizată.

B.14 Pentru verificarea alterării sau impurificării lichidelor penetrante, în cadrul

limitelor de temperatură prevăzute de producător, se examinează suprafaţa A cu un

set nou de lichide penetrante şi suprafaţa B cu setul de lichide penetrante care se

presupune a fi alterat, incorect depozitat sau impurificat. Dacă pe suprafaţa B

indicaţiile sunt mai slabe sau neconcludente faţă de cele obţinute pe suprafaţa A,

setul de lichide penetrante alterate, incorect depozitate sau impurificate nu vor mai fi

utilizate. În cazul obţinerii pe suprafeţele A şi B a unor indicaţii asemănătoare, setul

încercat pe suprafaţa B poate fi folosit. Încercarea nu conduce însă la acceptarea

întregului lot de lichide penetrante.

B.15 În timpul utilizării blocurilor de comparare pentru încercări se vor urmări cu

stricteţe toate secvenţele operaţiilor de examinare cu lichide penetrante prevăzute în

prezenta anexă.

B.16 După cel mult trei utilizări, blocul de comparare P1 trebuie să fie spălat într-o

soluţie de apă şi detergenţi, clătit cu apă şi încălzit încet până la 400oC (temperatură

măsurată cu termocreta). Se introduce apoi blocul în apă rece şi se usucă timp de

15 minute la o temperatură de 150oC. După tratament, blocul se şterge cu o perie

26

sau tampoane înmuiate în solvent şi se ţine aproximativ 12 ore în acetonă. Înainte

de folosire blocul se încălzeşte la o temperatură de 100oC şi se răceşte la

temperatura mediului ambiant.

B.17 Blocul de comparare P2 trebuie să fie spălat, înainte de reutilizare, într-o

soluţie de apă şi detergenţi, clătit cu apă şi uscat la 100oC, timp de aproximativ 15

minute, după care pot urma secvenţele examinării. Blocul P2 va fi ţinut, în timpul cât

nu este utilizat, într-un recipient închis, cufundat într-un amestec de 50% acetonă şi

50% alt solvent volatil neclorurat.

B.18 În cazul lichidelor penetrante cu contrast de culoare, pentru a efectua

încercările menţionate la pct. B.9 din prezenta anexă se poate folosi tehnica

fotografierii.

În acest caz se utilizează monoblocul pe întreaga sa suprafaţă sau unul din

blocurile separate, aplicându-se secvenţele de examinare prevăzute în prezenta

anexă. După developare se fotografiază indicaţiile puse în evidenţă. Se procedează

la o foarte bună spălare a blocului şi se aplică celălalt set de lichide penetrante,

urmându-se secvenţele prevăzute. Se fotografiază indicaţiile apărute după

developare. Prin examinarea celor două fotografii se poate face o comparare între

calităţile celor două seturi de lichide penetrante. Este absolut necesar ca fotografiile

să fie efectuate în condiţii tehnice identice (cu acelaşi aparat foto, aceeaşi distanţă

focală, diafragmă, timp de expunere, tip de film, procesare etc.).

27