Badania penetracyjne PT

Zastosowanie badań penetracyjnych

Badania PT są jedną z najbardziej uniwersalnych metod NDT. Mają szerokie zastosowanie w badaniu części ze stali austenitycznych i węglowych, stopów lekkich oraz różnych tworzyw ceramicznych i sztucznych. Stosujemy do wyrobów odlewanych, odkształconych plastycznie, spawanych, lutowanych. Stosowane są podczas produkcji danego elementów jak również podczas ich eksploatacji.

Badania PT wymagają bardzo dobrego przygotowania powierzchni, doświadczenia w stosowaniu, ponieważ bardzo łatwo popełnić błąd dyskwalifikujący cały proces. Temperatury poniżej 10°C i powyżej 50°C wymagają specjalnych odczynników i szczególnego przygotowania przedmiotu badania. Konieczność badania w takich warunkach trzeba zaznaczyć w zleceniu badań.

Nieniszcząca metoda penetracyjna

Metoda penetracyjna PT zaliczana jest do „powierzchniowej” grupy badań nieniszczących. W przeciwieństwie do metody ultradźwiękowej i radiograficznej, które należą do grupy technik objętościowych metoda penetracyjna nie pozwala na wykrycie wad wewnątrz materiału, chyba że będą to wady posiadające połączenie z powierzchnią. Głównym zastosowaniem jest wykrywanie nieciągłości powierzchniowych na materiałach stałych. 

Technika wykorzystywana jest do badania zarówno materiałów metalicznych jak i niemetalicznych, które mogą posiadać własności ferro-, para- i diamagnetyczne. Wynika z tego, że badania PT mogą być wykorzystywane do badania metali i ich stopów a także ceramiki, materiałów polimerowych oraz szkła. 

Najpopularniejszym zastosowaniem badań penetracyjnych PT jest badanie materiałów niemagnetycznych takich jak: stale austenityczne, stopy żaroodporne i żarowytrzymałe, metale i stopy lekkie oraz stopy miedzi, tytanu i cyrkonu do, których nie nadaje się metoda magnetyczno-proszkowa MT. Możemy wykonywać zarówno badania penetracyjne spoin jak i samego materiału.

Badanie polega na użyciu trzech odczynników:

• barwnego lub fluorescencyjnego penetranta,
• zmywacza,
• wywoływacza.

W celu ujawnienia wskazań powierzchniowych wykorzystywane jest zjawisko ruchu cieczy (zjawisko kapilarne), które opiera się na wnikaniu barwnego penetranta w głąb wad i szczelin badanego materiału. Następnie po odpowiednim czasie nadmiar penetranta usuwany jest za pomocą zmywacza i czyściwa tak by odczynnik pozostał tylko w wadach materiału. 

Ostatni etap to wypływanie penetranta z wad i ich ujawnienie, gdzie jako środek pomocniczy wykorzystywany jest wywoływacz, który na zasadzie kontrastu pozwala na uzyskanie powiększonych i wyraźnych wskazań. Czas badania pojedynczego obiektu zamyka się zazwyczaj czasie 15 – 60 minut przy czym może on zostać skrócony poprzez zwiększenie ilości wyrobów badanych jednocześnie, ze względu na możliwość jednoczesnego wykonywania poszczególnych etapów.

Zestawy odczynników powinny być dobierane do badanego materiału tak aby nie miały dla niego szkodliwego oddziaływania a także pozwalały na skuteczne wykrycie wad. Zarówno badania penetracyjne złączy spawanych jak i innych obiektów pozwalają na wykrycie otwartych wad powierzchniowych i podpowierzchniowych, które mają połączenie z powierzchnią. Powstają one najczęściej podczas procesu wytwarzania danego wyrobu (wady produkcyjne i technologiczne) lub na skutek jego eksploatacji.

Do wad produkcyjnych najczęściej zaliczamy:

• pęknięcia i porowatości odlewnicze,
• porowatość,
• rysy i wgłębienia powstające podczas procesów obróbki mechanicznej,
• zakucia i zawalcowania,
• pęknięcia i pory spoin,
• pęknięcia wynikające z obróbki cieplnej, cieplno-chemicznej oraz obróbki szlifierskiej.

Najczęstsze wady eksploatacyjne to w głównej mierze pęknięcia zmęczeniowe i różne rodzaje uszkodzeń korozyjnych (korozja lokalna, powierzchniowa, naprężeniowa). Zależnie od rodzaju stosowanych preparatów, badanych materiałów i techniki badania metoda penetracyjna może pozwolić na wykrywanie nieciągłości o minimalnej szerokości wynoszącej 0,1 μm co sprawia, że wykrywalność może być porównywalna z badaniami magnetyczno-proszkowymi i ultradźwiękowymi (dla wad powierzchniowych).