Tahribatsız Muayene Yöntemleri
Tahribatsız Muayene Nedir?
Tahribatsız muayene imal edilen mamul ya da yarı mamullerin üretimi sırasında yüzeyinde yada iç kısımlarında meydana gelen ve malzemenin dayanımını düşüren hataları bulmak için yapılan eylemin adıdır.
Tahribatsız muayene yöntemleri ikiye ayrılır;
- Yüzeysel kusurların belirlenmesinde kullanılan yöntemler;
- Gözle muayene
- Girici (Penetran) sıvı ile muayene
- Manyetik parçacık (toz) yöntemi ile muayene
- İçsel kusurların belirlenmesinde kullanılan yöntemler
- Çekiçle vurma
- Ultrasonik muayene
- Eddy (girdap) akımıyla muayene
- Radyografi (x-ışını ve ɣ-ışını) yöntemi ile muayene
1- Gözle Muayene
Bu yöntem tahribatsız muayene yöntemleri arasında en basit ve en ucuz olanıdır. Bu muayene büyüteç ya da mikroskop kullanılarak yapılır. Bu muayene yöntemiyle dökümden çıkmış olan parçanın yüzeyi incelenir. Yüzeyinde döküm sırasında meydana gelen gözenek, çarpılma ve çatlak gibi hatalar belirlenir. Ayrıca kaynak yapılırken de parçanın yüzeyinde erime meydana geleceğinden birtakım kusurlar meydana gelebilir. Gözle muayene yöntemi ile bu bozukluklar belirlenebilir ve gerekli önlemler alınabilir.
2- Girici (Penetran) Sıvı ile Muayene
Bu yöntem gözle görülemeyecek kadar küçük olan çatlak ve çukurluk gibi hataları belirlemek için kullanılan bir yöntemdir. Eski bir yöntem olmasına rağmen çoğu işletme tarafından, üretilen malzemedeki hatayı belirlemek için, kullanılır.
İlk aşama olarak, incelenecek olan numunenin yüzeyi uygun bir kimyasal temizleyici ile temizlenir. Daha sonra incelenecek olan parçanın boyutuna göre ya numune girici sıvının içine daldırılır ya da bu sıvı numunenin yüzeyine püskürtülür. Girici sıvı parafin türevi ve genellikle flüoresanslı kimyasal bir sıvıdır. Bir müddet beklenilir, yaklaşık 5 ila 30 dakika arasında, bu sayede girici sıvı çatlakların içerisine iyice sızar. Daha sonra parça çıkarılır ve yüzeyi silinir. Çatlakların içerisinde kalan kimyasal sıvıyı belirleyebilmek için parçanın üzeri emici ve adı developer olan bir madde ile kaplanır. Çatlaklardan emilen sıvı, developer olarak adlandırılan maddeyi renklendirir.
Bazı durumlarda developer yerine ultraviyole ışık ve bu ışıkta parlayan özel olarak geliştirilmiş girici sıvı kullanılır. Ultraviyole ışıkla muayene yaparken çok dikkat edilmeli ve gerekli, operatörü koruyacak, koruyucu ekipmanlar kullanılmalıdır.
3- Manyetik Parçacık (Toz) Yöntemi
Manyetiklik (manyetizma) esasına dayanan bu yöntem demir ve çelik gibi mıknatıslanabilen malzemelerin muayenesinde kullanılır. Mıknatıslanabilen malzemelere ferromanyetik malzemeler denir. Bu yöntem manyetik alan ve manyetik kuvvet çizgilerinin, parçanın yüzeyinde oluşan çatlakta kutuplaşma yaratması esasına dayanan bir yöntemdir. Üretilen parça güçlü bir mıknatısın iki kutuplarının arasına yerleştirilir. Yerleştirilen bu parçanın yüzeyi manyetik parçacıklar (Fe veya Fe_3 O_4 tozu) içeren parafin veya yağ ile kaplanır. Burada manyetik alan içerisinde kalan parçada manyetik alan çizgileri oluşur. Eğer çatlak bu çizgilere dik konumda ise çatlakta kutuplaşma meydana gelir. Böylelikle manyetik parçalar bu çatlağa dolar ve hatalar belirlenir. Fakat burada parça eksenine paralel olan hatalar belirlenemez. Bunun için ise parça içerisinden eksen boyunca kuvvetli bir akım geçirilir. Akıma dik doğrultuda manyetik alan oluşturulur ve böylece parça eksenine paralel durumda bulunan hatalar da belirlenebilir.
4- Ultrasonik Muayene Yöntemi
Ultrasonik muayene; yüksek frekanstaki ses dalgalarının, incelenecek numunenin içerisine gönderilmesi ile yapılır.
Ultrasonik ses dalgası nedir?
İnsan kulağı, frekansı 18kHz’den büyük olan sesleri duyamaz. Bu sınır değerden daha yüksek olan ses dalgalarına ultrases ya da ultrasonik dalga denir.
Ultrasonik muayenelerde kullanılan ses dalgalarının frekansı 1-15 MHz arasında değişir. Çelik parçanın muayenesinde 1-3 MHz arasındaki frekansta olan ses dalgaları kullanılır.
Malzemedeki kusurların boyutları ile seçilen dalga boyu arasında bir ilişki vardır. Kusurlar küçüldükçe o kusuru görebilmek için kullanılan ultrasonik ses dalgasının frekansı büyür. Ultrasonik ses dalgaları malzeme içerisinde büyük bir hızla doğrusal olarak yayılır. Fakat bu dalgalar malzeme içerisinde olan boşluk, gözenek, çatlak ve kalıntı gibi süreksizliklerde ses dalgasında yansıma olur. Proba geri yansıyan dalganın yoğunluğundaki azalmadan orada bir kusur olduğu anlaşılır.
Ultrasonik ses dalgaları nasıl oluşur?
Ultrasonik ses dalgalarının oluşmasında iki yöntem mevcuttur.
- Mıknatıslanma yöntemi ile
- Piezoelektrik yöntemiyle
Mıknatıslanma Yöntemi;
Demir bir çubuk, alternatif akım geçen bir bobinin içerisine yerleştirilir. Bobinin içerisinde olan manyetik alanının şiddeti ve yönü, alternatif akımın şiddeti ve yönünün değişmesi ile değişir. Bu değişiklikler demir çubuğun boyunda değişikliklere yol açar. Bu değişimler titreşime dönüşür böylece ultrasonik ses dalgaları oluşur.
Piezoelektrik Yöntemi;
Bu yöntemde piezoelektrik özelliği olan malzemeye uygulanan mekanik etki elektriksel yüke, elektriksel etki ise mekanik tepkiye dönüşür. Kuartz gibi bazı kristeller mekanik etkiye maruz kaldığında elektrikle yüklenirler. Kuartz malzemenin içerisinden alternatif akım geçtiğinde boyunda değişim meydana gelir. Uygulanan bu alternatif akımın frekansının yüksek olması bu cisimde titreşim yaratır. Bu sayede ultrasonik dalgalar elde edilir.
Ultrasonik Muayenenin Yapılışı;
Muayene probu parça üzerine yerleştirilir. Ultrasonik ses dalgaları havada iletilemeyecekleri için ses iletimi yüksek olan bir solisyonun parçanın üzerine sürülmesi gerekir. Alıcı veya verici görevi yapan problar parçaya belirli aralıklarla kısa süreli sinyal göderirler. Gönderilen ultrasonik dalgalar parçanın diğer yüzeyindeki havaya çarpıp geri dönebilir ya da parçanın içerisindeki çatlak, boşluk ve kalıntı gibi yansımalarına neden olacak şeylere çarpıp proba geri döner. Bu dalgalar algılanıp sinyale dönüştürülür. Bu sinyaller ossiloskop ekranında tepecikler olarak yansır.
5- Eddy (Girdap) Akımı ile Muayene
Bu ölçüm alternatif akım ve bobin kullanılarak gerçekleştirilir. Ölçüm yapılacak olan numune, içerisinden yüksek frekanslı alternatif akım geçirilecek olan bobinin içerisine ya da yanına yerleştirilir. Bobinde oluşan manyetik alan numunede bir girdap akımı oluşturur. Oluşan bu akımın değeri ya uyarıcı bobin tarafından ya da alternatif bir bobin aracılığı ile ölçülür. Muayeneyi yapabilmek için bobin ya parça yüzeyinde ya da parça bobinin içerisinde hareket ettirilir. Ölçülen akım değerinde bir değişiklik yoksa o bölgede kayda değer bir hata yok demektir. Fakat burada, ölçülen akım değerinde değişiklik varsa orada parça içerisinde çatlak, boşluk ve süreksizlik var demektir. Burada bobinin eksenine paralel olan hatalar ölçülebilir. Eksene dik olan hatalar ölçümde kayda değer bir değişim sağlamadığı için ölçülemez.
6- Radyasyon (Radyografik) Muayene
Radyografik muayene X veya ɣ ışını ile yapılır. Bu ışınlar parçanın içerisinden geçerek parçanın iç görüntüsünü arkasına yerleştirilen radyasyona duyarlı filme yansıtır. Bu işlem hastanelerde çektirdiğimiz röntgen ile aynı mantıkta çalışır. İncelenen numunenin hatasız kısımları radyasyonu daha fazla tutuğu için röntgen filminde daha beyaz olan yerleri oluşturur. Hatalı olan kısımlar ise röntgen filmindeki daha koyu yerleri oluşturur. Döküm ve kaynaklardaki hataları tespit etmek için kullanılır.
Bu yöntemde X-ışınları daha çok tercih edilmektedir. Bunun nedeni X-ışınının daha kolay kontrol edilebilmesi ve daha net görüntü elde edilebilmesinden kaynaklanmaktadır.