Evident LogoOlympus Logo
InSight Blog

Potenciál inovativní metody TFM pro zlepšení hodnocení strukturální integrity – pohled zákazníka

By  -
Technička provádí kontrolu konstrukce ocelového mostu

Společnost EWI- Edison Welding Institute je poskytovatelem inženýrských služeb se sídlem v USA. Její experti používají k provádění technických kontrol a hodnocení pokročilé nástroje a metody např. pro analýzu vad a optimalizaci návrhu. Při vyhodnocování klíčových struktur, jako např. mostů, letadel a turbín na výrobu elektrické energie, musí technici důkladně znát faktor, který ovlivňuje jejich životnost – cyklické zatížení. Cyklické zatížení je opakované a pravidelné nebo kolísavé působení síly v určitých místech. Například u mostů dochází k tomuto zatížení při přejíždění vozidel a u křídel letadel vzniká zátěž ze změn tlaku vzduchu.

Detailní záběr na nosníky ocelového mostu, které představují části mostní struktury, které jsou vystaveny cyklické zátěži

Fotka z okna letadla přistávajícího na letišti s cyklicky zatěžovanými klapkami vysunutými ke zpomalení letadla

V průběhu času může namáhání způsobené cyklickou zátěží vést k únavovým trhlinám ve struktuře.

Oleg Volf, hlavní technik, NDE Technology Group, EWI (Edison Welding Institute)

Společnost EWI se snaží používat nejnovější technologie, aby zajistila, že její technici mají k dispozici nejúčinnější a nejefektivnější vyhodnocovací nástroje. Oleg Volf, hlavní technik ve společnosti EWI, nedávno vedl svůj tým pro nedestruktivní hodnocení (NDE) při testování prováděným defektoskopem OmniScan™ X3 Phased Array s využitím zobrazování pomocí metody celkového zaostření (TFM).

Oleg a jeho tým chtěli zjistit, zda a jak by jim mohla metoda TFM zlepšit schopnost měřit únavové praskliny. Zvýšení jejich přesnosti měření by mohlo například přispět k lepšímu pochopení míry růstu prasklin a jejich šíření, čímž by došlo ke zlepšení přesnosti jejich analýzy vad.

Jedním nástrojem, který technici používají pro spolehlivé sledování růstu prasklin, je připínací měřidlo. Připínací měřidlo je vloženo do ústí praskliny a hodnoty napětí se použijí k měření změn ve způsobilosti materiálu. Připínací měřidlo bylo v tomto experimentu použito pro srovnání.

Měření růstu prasklin s porovnáním Phased Array a TFM

Ve své zkušební laboratoři vytvořil tým ze společnosti EWI hydraulický zkušební rám a naprogramoval jej tak, aby vytvářel přírůstkově se zvyšující tlak na zkušební vzorek (dle normy ASTM E1820 zkoušky lomové houževnatosti) a nasimulovali tak růst únavové trhliny. Více informací o tomto experimentu včetně použitého zařízení, metodologie a výsledků naleznete v této případové studii.

Sonda Olympus Phased Array a klín Rexolite na zkušebním vzorku dle normy ASTM E1820 pro zkoušky lomové houževnatosti

Sonda Phased Array, klín a vzorek, které společnost EWI použila v rámci zkoušky růstu únavové praskliny

Ke změření růstu trhliny a porovnání výsledků konvenční techniky Phased Array (PA) a zobrazování pomocí TFM byl použit defektoskop OmniScan™ X3. Technici použili konvenční sektorový sken PA a vlnový režim TFM TT (pulse-echo) TT-T (self-tandem). Měření byla prováděna v intervalech a porovnána s připínacím měřidlem.

Data S-skenu Phased Array na displeji defektoskopu OmniScan X3 zobrazují konec vrubu a úhlový odraz

Zobrazování metody celkového zaostření (TFM) pomocí režimu TT a TTT na defektoskopu OmniScan X3 Phased Array společnosti Olympus

PA S-sken (nahoře) a TFM zobrazení vzorku (dole) pomocí defektoskopu OmniScan™ X3

Vylepšené poznatky o povaze trhlin

Na závěr experimentu Oleg shrnul výhody metody TFM pro vyhodnocování únavových trhlin:

  • Zjednodušuje proces sběru dat v porovnání s metodami, jako jsou např. připínací měřidla, kamery a snímače poklesu elektrického potenciálu (EPD), které měří trhlinu pomocí nepřímých vlastností a často vyžadují velice pečlivé nastavení a kalibraci.
  • Přesná a spolehlivá měření. Ukázalo se, že výsledky metody TFM byly o trochu přesnější než výsledky PA a připínacího měřidla
  • Usnadňuje interpretaci dat a přístupnost díky lepší vizuální prezentaci metody TFM, která jasně ukazuje orientaci praskliny (úhel, stupeň rozvětvení atd.), a tím poskytuje technikům cenné informace o povaze šíření (dokonce i těm, kteří nejsou odborníky v ultrazvukové analýze).

Oleg zdůraznil, že „lepší rozlišení a přesnost dosažené u metod FMC/TFM při kontrole struktur citlivých na únavu nabízí potenciál pro lepší přesnost při detekci únavovýchtrhlin a určování jejich velikosti, což by současně zlepšilo přesnost hodnocení životnosti struktur na základě těchto měření.“ 1

Technici ve společnosti EWI budou provádět další testy pomocí metody TFM, aby potvrdili tyto nálezy a vyzkoušeli její použití u jiných mnohem složitějších geometrií únavových trhlin. Tato předběžná studie však naznačuje, že informace, které technici získali při použití metody TFM, mohou přispět k bezpečnější infrastruktuře a mohou zlepšit konstrukční řešení struktur.

1Volf, Oleg. EWI Technical Insights. Sledování růstu trhliny metodou celkového zaostření (TFM) s technologií Phased Array].“ Červenec 2020.

Související obsah

Případová studie: Získání lepšího pochopení růstu trhlin u cyklicky zatěžovaných struktur pomocí metody celkového zaostření

Blog: Mostní kontroly s využitím Phased Array

Webinář: Základy metody celkového zaostření (TFM)

Global Advanced Product Support Director

Emilie has been working in the welding/NDT industry since 2009. She holds an associate degree in Applied Science and is educated in a wide variety of NDT methods. She joined Olympus, now Evident, in 2014 and has held positions ranging from technical support to product management, focusing on ultrasonic, phased array, and other advanced inspection technologies. As a Global Advanced Product Support Director, she’s involved in business and product development, supporting a variety of applications across numerous industries. Emilie is also heavily involved in codes and standards development for ultrasonic techniques and was elected in 2022 to the board of directors for the American Society for Nondestructive Testing (ASNT).

únor 9, 2021
Sorry, this page is not available in your country
InSight Blog Sign-up
Sorry, this page is not available in your country
Let us know what you're looking for by filling out the form below.
Sorry, this page is not available in your country