NDT (badania nieniszczące): co to jest, typowe metody i branże oraz jak drony mogą pomóc

NDT można również nazwać:

• NDE (nieniszczące badanie lub ocena)
• NDI (nieniszcząca kontrola)

W terenie termin NDT jest często używany jako ogólny termin odnoszący się do nieniszczących metod inspekcji, narzędzi inspekcyjnych, a nawet całej dziedziny badań nieniszczących.

W przypadku zastosowań komercyjnych – głównym tematem tego artykułu i naszej pracy w Flyability – celem NDT jest zapewnienie, że infrastruktura krytyczna jest właściwie utrzymywana, aby uniknąć katastrofalnych wypadków.

Podczas gdy metody badań nieniszczących są zwykle kojarzone z przypadkami zastosowań przemysłowych, na przykład z kontrolą słabych punktów kotła używanego w rafinerii ropy naftowej, zastosowania w medycynie są w rzeczywistości jednymi z najbardziej powszechnych. Na przykład przyszła matka, która przeprowadzi badanie USG w celu sprawdzenia stanu zdrowia swojego dziecka, zostanie uznana za przypadek użycia NDT, podobnie jak wykonanie prześwietlenia rentgenowskiego lub rezonansu magnetycznego, aby dowiedzieć się więcej o urazie.

Ale to ważne jest, aby pamiętać, że badania nieniszczące niekoniecznie wymagają użycia specjalnych narzędzi lub w ogóle narzędzi.

Na przykład, gdy inspektorzy w warunkach przemysłowych sprawdzają zewnętrzną stronę zbiornika ciśnieniowego gołym okiem, objęte są oznaczeniem NDT, ponieważ zbierają dane o stanie kotła bez jego uszkodzenia. Z drugiej strony, użycie wyrafinowanego narzędzia, takiego jak czujnik ultradźwiękowy do wyszukiwania defektów w określonym materiale lub zasobie, również byłoby nazywane NDT.

Niezależnie od konkretnego przypadku użycia, podstawową cechą wspólną wszystkich tych przykładów jest gromadzenie danych w sposób nieinwazyjny sposób.

Oto spis treści ułatwiający nawigację po wszystkich informacjach dotyczących badań nieniszczących zawartych w tym artykule:

• Co to jest NDT – bliższe spojrzenie

• 8 najpopularniejszych metod NDT

• Gdzie stosuje się badania nieniszczące?

• Jak drony mogą pomóc w NDT

Co to jest NDT – bliższe spojrzenie

Omówiliśmy już, co oznacza NDT i jak to wyrażenie jest używane w terenie . Przyjrzyjmy się teraz bliżej niektórym szczegółom, które rządzą światem badań nieniszczących.

Testowanie niszczące i nieniszczące

Zanim przejdziemy dalej, powinniśmy wyjaśnić że istnieją metody stosowane do testowania materiałów, które zmieniają – a nawet uszkadzają i niszczą – badane materiały.

Stosowanie tych metod nazywa się testowaniem niszczącym.

W testach niszczących fragment materiału może zostać zeskrobany do analizy lub w jakiś sposób zmieniony na miejscu.

Oto kilka przykładów:

• Dzielenie makr. Cięcie makr sprawdza mały fragment spawanego materiału przez polerowanie i wytrawianie w celu zbadania.
• Próba rozciągania. Nazywana również badaniem rozciągającym, jest to technika testowania niszczącego, która wykorzystuje kontrolowane napięcie przykładane do próbki materiału, aby zobaczyć, jak reaguje. Naprężenie można zastosować w celu przetestowania określonych obciążeń lub warunków lub zbadania punktu uszkodzenia materiału.
• 3-punktowe badanie zginania. Test zginania w 3 punktach bada solidność i elastyczność (lub plastyczność) materiału, pobierając jego próbkę zwaną kuponem i zginając ją w trzech punktach pod określonym kątem.

Dowiedz się więcej o metodach badań niszczących tutaj.

Kody i standardy badań nieniszczących

Techniki badań nieniszczących można stosować do wszelkiego rodzaju inspekcji. Ale niektóre z najważniejszych rodzajów inspekcji NDT dotyczą aktywów, takich jak kotły i zbiorniki ciśnieniowe, które mogą być niezwykle niebezpieczne, jeśli nie są odpowiednio konserwowane.

Ponieważ właściwa konserwacja tych zasobów jest tak ważna dla bezpieczeństwa tych urządzeń. pracując w pobliżu (lub nawet na odległość, jeśli chodzi o elektrownie jądrowe), w większości krajów obowiązują przepisy wymagające od firm przestrzegania określonych kodeksów i standardów inspekcji podczas przeprowadzania inspekcji.

Te normy i przepisy zazwyczaj wymagają inspekcji przeprowadzane okresowo zgodnie z określonymi wytycznymi. W przypadku większości aktywów, które stwarzają największe ryzyko, kontrole te muszą być przeprowadzone zarówno przez uprawnionego inspektora, jak i zatwierdzone przez certyfikowanego świadka pracującego dla formalnej jednostki kontrolującej.

Oto najczęściej obserwowane organizacje na świecie zajmujące się tworzeniem norm i kodów NDT:

• API (American Petroleum Institute)
• ASME (amerykański Society for Mechanical Engineers)
• ASTM (Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów)
• ASNT (Amerykańskie Towarzystwo Badań Nieniszczących)
• COFREND (Francuski Komitet ds. badania niszczące)
• Grupa CSA (Canadian Standards Association)
• CGSB (Canadian General Standards Board)

Dlaczego warto korzystać z badań nieniszczących?

Oto główne powody, dla których badania nieniszczące są wykorzystywane przez tak wiele firm na całym świecie:

• Oszczędności. Najbardziej oczywistą odpowiedzią na to pytanie jest to, że badania nieniszczące są bardziej atrakcyjne niż testy niszczące, ponieważ pozwalają badanemu materiałowi lub przedmiotowi przetrwać badanie w nienaruszonym stanie, oszczędzając w ten sposób pieniądze i zasoby.
• Bezpieczeństwo. Badania nieniszczące są również atrakcyjne, ponieważ prawie wszystkie techniki badań nieniszczących (z wyjątkiem badań radiograficznych) są nieszkodliwe dla ludzi.
• Wydajność. Metody badań nieniszczących pozwalają na dokładną i stosunkowo szybką ocenę zasobów, co może mieć kluczowe znaczenie dla zapewnienia stałego bezpieczeństwa i wydajności w miejscu pracy.
• Dokładność. Udowodniono, że metody badań nieniszczących są dokładne i przewidywalne. Obie cechy są pożądane, jeśli chodzi o procedury konserwacyjne mające na celu zapewnienie bezpieczeństwa personelu i długowieczności sprzętu.

„Nieniszczące badania to podstawa dobrze zarządzanego obiektu. Techniki badań nieniszczących i powtarzalne wyniki zależą od wysoko wykwalifikowanych techników z doświadczeniem i rzetelnością. Przemysłowe metody badań nieniszczących i interpretacja wyników są wykonywane przez certyfikowanych specjalistów. Technik potrzebuje nie tylko aby uzyskać certyfikat w określonej metodzie badań nieniszczących, ale muszą również wiedzieć, jak obsługiwać sprzęt używany do gromadzenia danych. Zrozumienie możliwości i ograniczeń sprzętu jest różnicą między podejmowaniem decyzji o akceptacji lub odrzuceniu. ”

– Jason Acerbi, dyrektor generalny MFE Rentals, „Twoje kompleksowe źródło inspekcji”

8 Najpopularniejsze metody badań nieniszczących

Istnieje kilka technik, z których można korzystać d w badaniach nieniszczących do gromadzenia różnych typów danych, z których każdy wymaga własnego rodzaju narzędzi, szkolenia i przygotowania.

Niektóre z tych technik mogą pozwolić na pełną kontrolę objętościową obiektu, podczas gdy inne pozwalają tylko na kontrolę powierzchni. W podobny sposób niektóre metody badań nieniszczących będą miały różny stopień powodzenia w zależności od rodzaju materiału, na którym zostały użyte, a niektóre techniki – takie jak na przykład badania nieniszczące z użyciem cząstek magnetycznych – będą działać tylko na określonych materiałach (tj. można namagnesować).

Oto osiem najczęściej używanych technik NDT:

1. Testowanie wizualne (VT)

Definicja: Visual Non-Destructive Testing to czynność polegająca na zbieraniu wizualnych danych o stanie materiału. Testowanie wizualne to najbardziej podstawowy sposób zbadania materiału lub obiektu bez wprowadzania jakichkolwiek zmian.

Jak przeprowadzić testy wizualne

Testy wizualne można przeprowadzić gołym okiem, przez inspektorów wizualnie oceniających materiał lub zasób. W przypadku testów wizualnych w pomieszczeniach inspektorzy używają latarek, aby dodać głębi badanemu obiektowi. Testy wizualne można również przeprowadzić za pomocą narzędzia RVI (Remote Visual Inspection), takiego jak kamera. Aby ustawić kamerę na miejscu, inspektorzy NDT mogą użyć robota lub drona lub po prostu zawiesić ją na linie.

2. Testy ultradźwiękowe (UT)

Definicja: Ultradźwiękowe badania nieniszczące to proces przesyłania fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości do materiału w celu zidentyfikowania zmian we właściwościach materiału.

Jak przeprowadzić badanie ultradźwiękowe

Ogólnie rzecz biorąc, badanie ultradźwiękowe wykorzystuje fale dźwiękowe do wykrywania defektów lub niedoskonałości na powierzchni utworzonego materiału.

Jeden z Najpopularniejsze metody badań ultradźwiękowych to echo impulsów. Dzięki tej technice inspektorzy wprowadzają dźwięki do materiału i mierzą echo (lub odbicia dźwięku) wytwarzane przez niedoskonałości na powierzchni materiału, gdy są one zwracane do odbiornika.

Oto kilka innych typów ultradźwięków Testowanie:

• Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT)
• Automated Ultrasonic Testing (AUT)
• Time-Of-Flight Diffraction (TOFD)

3. Badanie radiograficzne (RT)

Definicja: Radiograficzne badanie nieniszczące polega na wykorzystaniu promieniowania gamma lub rentgenowskiego na materiałach w celu identyfikacji niedoskonałości.

Jak przeprowadzić radiograficzne badania nieniszczące

Radiograficzne badania kierują promieniowanie z izotopu promieniotwórczego lub generatora promieni rentgenowskich przez badany materiał na folię lub inny rodzaj detektora. Odczyty z detektora tworzą wykres cieni, który ujawnia podstawowe aspekty badanego materiału.

Badania radiograficzne mogą ujawnić aspekty materiału, które mogą być trudne do wykrycia gołym okiem, takie jak zmiany w jego gęstości.

4. Testowanie prądów wirowych (elektromagnetycznych) (ET)

Definicja: Testowanie prądami wirowymi nieniszczące to rodzaj badania elektromagnetycznego, które wykorzystuje pomiary natężenia prądów elektrycznych (zwanych również prądami wirowymi) w otaczającym polu magnetycznym materiału w celu ustalenia materiału, który może obejmować lokalizacje defektów.

Jak przeprowadzić testy na prądy wirowe

Aby przeprowadzić testy na prądy wirowe, inspektorzy badają przepływ prądy wirowe w polu magnetycznym otaczającym materiał przewodzący w celu identyfikacji przerw spowodowanych defektami lub niedoskonałościami materiału.

5. Testowanie magnetyczno-proszkowe (MT)

Definicja: Nieniszczące badanie magnetyczno-proszkowe polega na identyfikacji niedoskonałości materiału poprzez badanie zakłóceń w przepływie pola magnetycznego w materiale.

Jak przeprowadzić badanie cząstek magnetycznych

Aby skorzystać z badania cząstek magnetycznych, inspektorzy najpierw indukują pole magnetyczne w materiale, który jest bardzo podatny na namagnesowanie. Po wzbudzeniu pola magnetycznego powierzchnia materiału jest następnie pokryta cząstkami żelaza, które ujawniają zakłócenia w przepływie pola magnetycznego. Te zakłócenia tworzą wizualne wskaźniki lokalizacji niedoskonałości w materiale.

6. Testowanie emisji akustycznej (AE)

Definicja: Nieniszczące badanie emisji akustycznej to czynność polegająca na wykorzystaniu emisji akustycznej do zidentyfikowania możliwych wad i niedoskonałości materiału.

Jak przeprowadzić emisję akustyczną Testowanie

Inspektorzy przeprowadzający testy emisji akustycznej badają materiały pod kątem wybuchów energii akustycznej, zwanych również emisjami akustycznymi, które są spowodowane defektami materiału. Można zbadać intensywność, lokalizację i czas przybycia, aby uzyskać informacje o możliwych wadach materiału.

7. Badanie penetracji cieczy (PT)

Definicja: Badanie nieniszczące penetracji cieczy odnosi się do procesu używania cieczy do powlekania materiału, a następnie szukania pęknięć w cieczy w celu zidentyfikowania niedoskonałości w materiale.

Jak przeprowadzić badanie penetracyjne

Inspektorzy przeprowadzający test penetracyjny najpierw pokryją badany materiał roztworem zawierającym barwnik widzialny lub fluorescencyjny. Następnie inspektorzy usuwają nadmiar roztworu z powierzchni materiału, pozostawiając roztwór w defektach, które „łamią” powierzchnię materiału. Następnie inspektorzy używają wywoływacza do wyciągnięcia roztworu z defektów, a następnie wykorzystują światło ultrafioletowe do ujawnienia niedoskonałości barwników). W przypadku zwykłych barwników, kolor pokazuje kontrast między penetrantem a wywoływaczem.

8. Test szczelności (LT)

Definicja: Badanie nieniszczące wycieków odnosi się do proces badania wycieków w zbiorniku lub konstrukcji w celu zidentyfikowania jego wad.

Jak przeprowadzić test szczelności

Inspektorzy mogą wykryć wycieki w zbiorniku na podstawie pomiarów wykonanych pod ciśnieniem miernik, testy z bańkami mydlanymi lub elektroniczne urządzenia podsłuchowe, między innymi.

Gdzie stosuje się testy nieniszczące?

W zależności od tego, jak szeroko zdefiniujesz NDT, możesz powiedzieć, że jest ono używane w prawie każdej branży na świecie, ponieważ odbywają się kontrole wizualne (formalne lub przypadkowe) w prawie każdym miejscu pracy w takiej czy innej formie.

Biorąc to pod uwagę, istnieją określone branże, które wymagają badań nieniszczących i mają sformalizowane procesy ich użycia, zgodnie z kodeksem organizacji, które wymieniliśmy powyżej, takich jak API i ASME.

Te branże obejmują:

• Ropa & Gaz
• Wytwarzanie energii
• Chemia
• Górnictwo
• Lotnictwo
• Motoryzacja
• Morski
• Górnictwo

Jak drony mogą pomóc w badaniach nieniszczących

W ciągu ostatnich kilku lat drony wyposażone w kamery stały się kolejnym narzędziem powszechnie używanym w badaniach nieniszczących do zbierania danych wizualnych.

Ze względu na ograniczenia w technologii , przez pewien czas drony mogły dostarczać tylko uzupełniające dane wizualne dla inspektorów, ale nie mogły zastąpić inspektorów, którzy fizycznie zbierają dane wizualne.

Jednak wraz z rozwojem technologii dronów inspektorzy mogli używać dronów coraz bardziej jako narzędzia RVI, w niektórych przypadkach całkowicie zastępują potrzeby ręcznego zbierania danych wizualnych.

Oto dwa główne sposoby, w jakie drony pomagają w NDT dni:

Bezpieczeństwo

Eliminując konieczność wchodzenia inspektorów do niebezpiecznych przestrzeni w celu zbierania danych wizualnych, drony pomagają poprawić bezpieczeństwo w miejscu pracy.

inspekcje na zewnątrz obiektów, takich jak linie energetyczne lub wieże, przy użyciu drona do zbierania danych wizualnych, skracają czas, przez jaki osoba musi fizycznie znajdować się w powietrzu na wieży lub linii.

W przypadku inspekcji obiektów, takich jak zbiorniki ciśnieniowe lub kotły, użycie drona takiego jak Elios 2 do zbierania danych wizualnych oznacza, że inspektor nie musi wchodzić do zamkniętej przestrzeni, aby to zrobić, co ponownie pomaga znacznie zmniejszyć narażenie na ryzyko.

Oszczędności

Drony mogą pomóc firmom zwiększyć zwrot z inwestycji zarówno w pomieszczeniach, jak i na zewnątrz, ale oszczędności są szczególnie istotne w przypadku inspekcji w pomieszczeniach.

Profesjonalny dron wewnętrzny zamiast wysyłania inspektora do ręcznego zbierania danych wizualnych oznacza, że firmy oszczędzają na braku konieczności budowy i demontażu rusztowań, a także mogą skrócić przestoje związane z tymi wymaganiami, w niektórych przypadkach nawet o jeden do dwóch dni.

Co dalej z dronami w badaniach nieniszczących?

Do tej pory główny przypadek użycia dronów w badaniach nieniszczących służy do zbierania danych wizualnych.

Ale w ciągu ostatnich kilku lat czujniki termiczne przymocowane do dronów umożliwiły inspektorom zbieranie danych termicznych dane z drona, a wraz z upływem czasu prawdopodobnie zobaczymy nowe czujniki opracowane dla dronów, które będą obsługiwać jeszcze więcej technik NDT.