orlaivių neardomųjų bandymų metodai - VGTU talpykla - Vilniaus ...

Raimondas StalevičiusORLAIVIŲ NEARDOMŲJŲBANDYMŲ METODAIProjekto kodasVP1-2.2-ŠMM 07-K-01-023Vilnius „Technika“ 2012Studijų programų atnaujinimaspagal ES reikalavimus, gerinantstudijų kokybę ir taikantinovatyvius studijų metodus

VilniAUS GEDIMINO TECHNIKOS UNIVERSITETASRaimondas StalevičiusORLAIVIŲ NEARDOMŲJŲBANDYMŲ METODAIMokomoji knygaVilnius „Technika“ 2012

2. Tyrimai sūkurinėmis srovėmis (TSS)2.1. Sūkurinių srovių istorijaPirmasis žmogus, paminėjęs sūkurines sroves, buvo 25-asisPrancūzijos prezidentas François Arago (1786–1853), kuris taip patbuvo matematikas, fizikas ir astronomas. 1824 metais jis atrado tai, kasbuvo vadinama kaitaliojamu magnetizmu, ir faktą, kad dauguma kūnųgali būti įmagnetinti. Šie atradimai buvo užbaigti tirti M. Faradėjaus(Michael Faraday) (1791–1867). Tačiau pirmasis asmuo, kuris tikraiatrado sūkurines sroves (arba Foucault sroves), buvo prancūzų fizikasLeonas Fuko (Léon Foucault (1819–1868)) (1 pav.). 1855 metais jisatrado, kad jėga, reikalinga variniam diskui sukti, tampa didesnė, kaijis įdedamas į rėmus tarp magneto polių, tuo pat metu diskas įkaistadėl sūkurinių srovių, indukuotų metale.1 pav. Leonas Fuko (Léon Foucault (1819–1868))Tyrimų sūkurinėmis srovėmis kilmė siekia 1831 metus, kaiFaradėjus atrado elektromagnetinę indukciją, tačiau pirmą kartą šiuostyrimus kaip NB metodą 1879 metais pritaikė David Hughes. Šismokslininkas pasinaudojo sūkurinių srovių principais ir atliko metalurginiorūšiavimo bandymus. Nuo to laiko iki 1940 metų mažai kaspasikeitė, tačiau kitus kelis dešimtmečius tyrimų sūkurinėmis srovėmisinstrumentų tobulinimo srityje buvo nuveikta labai daug, prie toypač prisidėjo daktaras Friedrichas Foersteris. 1980-ųjų viduryje buvosukurti mikroprocesoriaus pagrindo tyrimų sūkurinėmis srovėmis ins-8

trumentai. Šie instrumentai turėjo įvairių privalumų. Jie buvo patogesninaudoti, užtikrino detalesnę po tikrinimo gautų signalų analizę irpatobulintą duomenų įrašymo funkciją. Kitų testavimo metodų buvopatobulinta įranga, pavyzdžiui, didesnės duomenų perkėlimo galimybės,o kompiuteriu pagrįstos sistemos leido visapusiškai nagrinėtiduomenis ir apdoroti signalus pašalinant bet kokį foninį triukšmą.2.2. Sūkurinių srovių veikimo principaiTyrimai sūkurinėmis srovėmis – vienas iš neardomųjų bandymų,visame pasaulyje žinomi kaip patikimas būdas patikrinti, ar įvairioselaidžiose medžiagose nėra įtrūkimų požymių.2.2.1. Taikymo būdaiSūkurinių srovių metodas gali būti taikomas įvairių geometriniųformų gaminiams tikrinti, įskaitant laidus, vamzdžius, strypus, cilindrus,lakštinį metalą ir daug įvairių kitų formų, į kurias formuojami gaminiai,liejami arba kalami skirtinguose gamybos etapuose. Sūkuriniųsrovių metodas gali būti taikomas:1. Gamybos būdams stebėti;2. Defektams nustatyti gaminių gamybos metu;3. Užbaigtų gaminių kokybei tikrinti.2.2.2. GalimybėsSūkurinių srovių metodu galima nustatyti tiek paviršinius, tiekesančius tam tikru atstumu nuo paviršiaus įtrūkimus, susijusius sudauguma problemų, su kuriomis susiduriama atsiradus metalo nuovargiuiarba gaminant metalinius gaminius. Tai:1. Būdingos problemos: trūkiai, atsirandantys liejimo ar kalimogamybos etapuose – pratrūkimai, vidiniai intarpai, perdengimaiir akytumas.2. Apdorojimo problemos: defektai, atsirandantys dėl štampavimo,mašininio apdirbimo ar virinimo, tokie kaip išilginiai, šlifavimoir susitraukimo įtrūkimai, blogas terminis apdirbimasar netinkamos atleidimo procedūros.9

3. Naudojimo problemos: defektai, atsirandantys normalauskomponento arba medžiagos naudojimo metu, tokie kaip erozija,korozija, susidėvėjimas ir metalo nuovargis.2.2.3. Metodo privalumaiTyrimai sūkurinėmis srovėmis yra patogūs, nes naudojant mobiliąjąįrangą, kuri taip pat gali būti nustatyta veikti automatiniu režimu, galimagauti greitus rezultatus. Taip pat kaip tikrinimo įrankis naudojama įrangayra saugi, reikia tik sujungti kintamąjį magnetinį lauką ir detalę, kuriąnorite patikrinti, taip sudarant tikrinti reikalingas sąlygas. Tokiu būdu nepažeidžiamamedžiaga ir nesukeliamas pavojus operatoriaus sveikatai.2.2.4. ApribojimaiKaip jau minėta anksčiau, tyrimai sūkurinėmis srovėmis apsiribojatokiais metalais ir anglies pluošto junginiais, kurie laikomi elektrossrovės laidininkais. Kiti apribojimai paaiškės, kai geriau perprasime šįprocesą ir apžvelgsime tolesnius tyrimų sūkurinėmis srovėmis etapus.2.2.5. Sūkurinės srovėsSūkurinės srovės – kintamosios elektros srovės, sukeltos kintamojomagnetinio lauko, indukuoto į elektrai laidžią medžiagą.Jeigu dėl kokios nors priežasties indukuotųjų srovių tekėjimaslaidininke pasikeistų, tuomet indukuotųjų srovių vertės pokytis turibūti išanalizuotas ir pateiktas taip, kad neardomųjų bandymų specialistaigalėtų suprasti jų atsiradimo priežastis.2.2.6. Kintamoji srovė ritėjeTekant elektros srovei laidininku, aplink jį susikuria magnetinislaukas (2 pav.). Magnetinio lauko stiprumas priklauso nuo elektrossrovės, tekančios laidininku, stiprumo, nes didėjant elektros srovei didėjair magnetinio lauko stiprumas. Jeigu vielą suvyniotume į ritę, susikurtųmagnetinis laukas (3 pav.). Keičiantis elektros srovės krypčiaipasikeistų ir magnetinio lauko poliškumas. Ritėje tekant kintamajaisrovei magnetinis laukas keičiasi tuo pačiu dažniu kaip ir srovė.10

2 pav. Magnetinis laukas aplink laidininką3 pav. Magnetinis laukas aplink ritę2.2.7. Magnetinis ryšysKai laidžioje medžiagoje suformuojamas magnetinis laukas, jiyra veikiama magnetinio srauto. Tai reiškia, kad pasikeitus magnetiniamsrautui į laidininką indukuojama srovė.2.2.8. Sūkurinių srovių formavimasFaradėjaus (Faraday) elektromagnetinės indukcijos dėsnis perkeliamagnetinį ryšį į šiek tiek aukštesnį lygį. Dėsnis skelbia: „Kai kintalaidininką veriantis magnetinis laukas, jame atsiranda elektrovarosjėga (E).“ Elektrovaros jėgos dydis priklauso nuo:1. Magnetinio lauko dydžio, stiprumo ir artumo;2. Greičio, kuriuo nutraukiamos jėgos, linijos;3. Laidininko savybių.Sūkurinės srovės suformuojamos taikant Faradėjaus dėsnį.Daviklio ritės kintamuoju magnetiniu lauku keičiama magnetinio lau-11

ko vieta bandinyje, tokiu būdu sukuriant elektrovaros jėgą. Magnetinislaukas pasižymi žiedine forma, taigi suformuojamos apskritimo formossrovės. Terminas „sūkurinis“ apibūdina apskritimo formą, nesbūtent taip susidaro sūkurinės srovės. Tyrimų sūkurinėmis srovėmisatveju magnetinio lauko dydį lemia daviklio ritės dydis, feritas ir danga;magnetinio lauko stiprumą lemia apvijų skaičius ir srovė daviklioritėje; o magnetinio lauko artumą lemia daviklio atstumas nuo paviršiausir daviklio ritės konstrukcijos geometrija. Greitis, kuriuo jėgoslinijos kerta bandinį, priklauso nuo dažnio, o laidininko savybės tiesiogiaisusijusios su bandinio elektros laidumu ir magnetine skvarba.Kaip parodyta 4 paveikslėlyje, sūkurinės srovės teka žiedinetrajektorija, aplink ir paprastai ritės magnetinio lauko ašies link.Sūkurinės srovės egzistuoja tik tose medžiagos vietose, kur veikiamag netinis laukas. Jos kinta tuo pačiu dažniu kaip ir ritės srovė ir judauždara trajektorija.4 pav. Sūkurinės srovės, indukuotos į laidininką2.2.9. Lenco dėsnisKadangi sūkurinės srovės yra tokios elektros srovės, kurios susikurialaidininke, jos taip pat sukuria ir savo magnetinį lauką (5 pav.).Lenco dėsnis: „Indukuota elektros srovė yra tokios krypties, kad jos12

sukurtas magnetinis laukas yra priešingos krypties ją sukūrusiammag netiniam laukui.“5 pav. Priešingi magnetiniai laukai2.2.10. Tyrimai sūkurinėmis srovėmisJeigu ritė yra prijungta prie matuoklio, rodmenys, kurie gaunamitada, kai ritė uždedama ant medžiagos, yra standartiniai tos medžiagosbūklės rodmenys. Jeigu naudojant testavimo rinkinio valdymo įtaisąrodyklė nustatoma ties nuliu, ji išliks ties nuliu ir tada, kai daviklis busjudinamas per medžiagą, tačiau tik tol, kol bus surasta tokia medžiagosvieta, kurioje pasikeis sūkurinių srovių reikšmė. Šį pokytį gali lemtikeli veiksniai, kuriuos aptarsime vėliau. Pasikeitus sūkurinių sroviųreikšmei, kartu pasikeis ir sūkurinių srovių magnetinio lauko reikšmė,o tai atitinkamai pakeis ritės magnetinį lauką ir ritės impedansą (tariamąjąvaržą). Bet koks elektros potencialo pasikeitimas ritėje lemsmatuoklio rodyklės pajudėjimą iš nulinės padėties.2.3. Veiksniai, veikiantys sūkurines srovesNeardomosios kontrolės specialistams būtų daug paprasčiau, jeigudefektai, tokie kaip įtrūkimai ir korozija, būtų vieninteliai veiksniai,turintys įtakos sūkurinėms srovėms. Tačiau yra keletas kitų veiksnių,13

kurie veikia sūkurines sroves, – kai kurie iš jų naudingi mums, kiti ne.Veiksniai, darantys įtaką sūkurinėms srovėms:– Elektros laidumas (σ);– Magnetinė skvarba (μ);– Tikrinimo dažnis (f);– Daviklio atstumas nuo paviršiaus (pakilimo momentas);– Detalės geometrija;– Daviklio padėtis;– Defektų tipai.2.3.1. Elektros laidumasElektros laidumas – medžiagos savybė praleisti elektros srovę.Kuo didesnis medžiagos elektros laidumas, tuo didesnės srovės.Kadangi sūkurinės srovės yra elektros srovės, tai kuo didesnis medžiagoslaidumas, tuo didesnės sūkurinės srovės. Taigi medžiagos laidumopasikeitimas veikia sūkurinių srovių pasikeitimą. Sūkurinių sroviųmetodu galima išmatuoti medžiagos elektros laidumą. Medžiagoselektros laidumo pokyčiai gali atsirasti dėl šių priežasčių:– Šiluminio poveikio;– Sendinimo;– Cheminės sudėties;– Temperatūros (T↑=σ↓,ρ↑);– Medžiagos kietumo, užgrūdinimo būdo;– Medžiagos nuovargio (mechaninių apkrovų).Elektros laidumas matuojamas, kai įtariama, kad komponentaibuvo blogai termiškai apdoroti, taip pat kai norima patikrinti, ar detalėsnebuvo perkaitintos. Dažnai elektros laidumas matuojamas, norintpatikrinti mėginį su kalibravimo pavyzdžiu, skirtu įtrūkimams ar korozijaiaptikti.Elektros laidumas matuojamas taikant tarptautinį gryno variostandartą (angl. International Annealed Copper Standard (IACS)). Šisstandartas pagrįstas tam tikros rūšies itin grynu variu, kurio ilgis – 1metras, o tolygus pjūvio plotas – 1 mm 2 . Jeigu 20 °C temperatūros sąlygomisišmatuota elektrinė varža lygi 0,017241 omų, tai reiškia, kad14

elektros laidumas siekia 100 %. Elektros laidumo rodmenys yra lyginamisu šiuo standartu ir išreiškiami procentais (% IACS). (Pastaba:dėl patobulinto vario gryninimo dabar IACS rodmenys (kai matuojamasgrynas varis) gali būti šiek tiek didesni nei 100 %, taigi nereikianustebti, jei naudojant ypač gryną varį kartais gali būti gaunama103 % IACS reikšmė.)Nors dauguma sūkurinių srovių testavimo įrenginių susiduria suelektros laidumo pokyčiais, tai nesudaro problemų įtrūkimų ieškotiir rankiniu būdu. Elektros laidumo pokyčiai paprastai pasireiškialaipsniškai ir prietaisas šiuos pokyčius rodo pakankamai lėtai, ypačlyginant su įprasta sparčia indikacija įtrūkimo atveju. Galima naudotispecialius elektros laidumo matavimo prietaisus. Šie prietaisai yra labaijautrūs elektros laidumo pokyčiams ir sukalibruoti % IACS reikšmėms.6 paveikslėlyje parodytas tipiškas elektros laidumo matavimoprietaiso analogas.6 pav. Tipiškas elektros laidumo matavimo prietaisasReikėtų paminėti, kad lyginant rodmenis, kurie gauti matuojantįvairius panašius bandinius, šią procedūrą reikėtų atlikti taip, kad daviklisbūtų dedamas ant analogiškų kiekvieno bandinio taškų. Taipišvengiama skirtumų dėl geometrijos ir t. t. ir gaunami teisingi rodmenys.Neteisingi rodmenys gali būti gauti, jeigu bandiniai yra skirtingostemperatūros.15

Matuojant elektros laidumą tam tikrais prietaisais, būtina išliktiatidiems. Reikia atidžiai nustatyti darbinį dažnį, kuriam esant matuojamaskelių bandinių elektros laidumas. Jeigu bandinių storis yra pernelygskirtingas, galima gauti klaidingus matavimo rezultatus. Prietaisodažnį reikia nustatyti pagal standartinį sūkurinių srovių skvarbos gylį.Elektros laidumo formulėElektros laidumas σ yra atvirkščiai proporcingas santykinei varžaiρ:σ = LRA arba 1 , (1)ρčia L – laidininko ilgis (mm); R – laidininko varža (Ω); A – laidininkoskerspjūvio plotas (mm 2 ).Elektros laidumas yra medžiagos konstanta, esant pastoviai temperatūrai.Įprastinius elektrinio laidumo matavimo vienetus (Siemens/mm)naudoti yra nepraktiška, pvz., kaip išmatuoti rato disko ilgį ir skerspjūvioplotą? Mes galėtume diską supjaustyti dalimis, bet tada jau nebusneardomieji bandymai ir jokios naudos mums taip pat nebus! Todėl naudojamapaprasta elektros laidumo matavimo vienetų sistema (% IACS).Laidininko varžaLaidininko varža R priklauso nuo jo santykinės varžos ρ, laidininkoilgio L ir skerspjūvio ploto A.LR = ρ . (2)APadvigubinto vielos ilgio varža taip pat padvigubės, esant tampačiam vielos skerspjūvio plotui. Ir atvirkščiai, padvigubinus vielosskerspjūvio plotą varža sumažės perpus, nekeičiant vielos ilgio.Santykinė laidininko varžaSantykinė varža lygi:ρ= RAL , (3)čia ρ – santykinė laidininko varža (Ω mm).16

Šiuo atveju medžiagos varža yra pastovi. Nesvarbu, kiek kubiniųcentimetrų vario turėsime, santykinė varža visuomet išliks ta pati.Taigi, santykinė varža yra duotos medžiagos konstanta, esant pastoviaitemperatūrai.2.3.2. Magnetinė skvarbaWilhelmas Weberis pateikė teoriją, kad medžiagas sudaromikrosko piniai magnetiniai domenai – mažiausios elemento, turinčiošiaurės ir pietų kryptimi nukreiptus polius, dalelės. Kai šie domenai yraneįmagnetinti, jų magnetiniai momentai išsidėstę atsitiktiniu būdu arbakaip pakliūva, tačiau paveikti magnetinio srauto jėga jie pradeda formuotimagnetinio srauto linijas ir medžiaga parodo visą šiaurės ir pietųkrypties polių išsidėstymą (7 pav.). Magnetinio srauto linijų skaičiusploto vienete nurodo srauto tankį, kuris susijęs su domenų skaičiumiploto vieneto skerspjūvyje. Magnetinė skvarba parodo, kaip lengvaimedžiaga gali būti įmagnetinama, tai yra kaip lengvai domenai priimamagnetinio srauto kryptį. Tai galima išreikšti santykiu B/H, kai B yrasrauto tankis medžiagoje, sukeltas magnetinio srauto jėgos ore H.7 pav. Magnetinė domenų teorijaHisterezės kilpaMedžiagos histerezės kilpa grafiškai parodo medžiagos magnetinessavybes. Ši kilpa formuojama parodant magnetinio srauto tankio(B) ir magnetinio srauto jėgos (H) pasikeitimus (8 pav.).17

8 pav. Histerezės kilpaPradedant nuo 0, kai medžiaga yra neįmagnetintos būklės, ir didinantmagnetinio srauto jėgą, magnetinio srauto tankis didėja draugesu domenų paskirstymu, kaip rodo punktyrinė linija, kol pasiekiamas„a“ taškas. Už šio taško bet koks magnetinio srauto jėgos padidėjimasnepadidins magnetinio srauto tankio, nes visi domenai yra išsirikiavęį vieną liniją. Šiame taške medžiaga yra magnetiškai prisotinta. Jeigumagnetinio srauto jėga vėl sumažinama iki nulio, srauto tankis sumažėjaiki „b“ taško. Srauto tankio reikšmė esant „b“ padėčiai parodo liekamąjįmagnetizmą arba tai, kad kai kurie medžiagos domenai išlikoišsirikiavę vienoje eilėje.Kai magnetinio srauto jėga pakeičiama į priešingą pusę ir padidinamajos vertė, srauto tankis „c“ taške sumažėja iki nulio, visidomenai vėl išsidėsto bet kokia tvarka, o priverstinę jėgą (priešingamagnetinio srauto jėga reikalinga liekamajam magnetizmui pašalinti)žymi 0–c linija. Toliau, didinant magnetinio srauto jėgą, „d“ taške buspasiekiamas prisotinimo lygis, tačiau šiuo atveju esant „a“ taškui priešingampoliškumui. Vėl mažinant magnetinio srauto jėgą iki nulio,liekamojo magnetizmo kiekis parodomas „e“ taško padėtimi.18

Santykinė magnetinė skvarbaMagnetinė skvarba „μ“ išreiškiama magnetinio lauko tankio „B“(Tesla, Wb/m 2 ar Gausas) ir magnetinio lauko jėgos „H“ (A/m, erstedas)santykiu µ=B/ H. Magnetinės skvarbos vienetai tampa sudėtingi,todėl neardomiesiems bandymams naudojama santykinės magnetinėsskvarbos (μ r ) sąvoka.Magnetinės skvarbos vienetai išnyksta padalijus ją iš oro magnetinėsskvarbos ( µ = 4π× 10− ),7taigi:0µ= B H , (4)µµ r = . (5)µ 0Tipiškos santykinės magnetinės skvarbos reikšmės:Varis 1 Plienas 175Oras 1 Legiruotasis plienas 750Aliuminis 1 Nerūdijantysis plienas 1,02Plastikas 1Dėl kylančių problemų, tikrinant didelės magnetinės skvarboslėktuvo dalis, taikomi alternatyvūs neardomųjų bandymų metodai(pvz., tyrimai magnetinėmis dalelėmis arba tyrimai skverbikliais).2.3.3. Feromagnetinės, paramagnetinės, nemagnetinėsir diamagnetinės medžiagosFeromagnetinės medžiagosKai medžiaga pasižymi stipria trauka prie magneto, ji vadinamaferomagnetine medžiaga. Šiuo atveju magnetinius domenus išdėstytiį vieną liniją yra paprasta, todėl medžiagą lengva įmagnetinti.Medžiaga gali pasižymėti dideliu liekamuoju magnetizmu arba tai galibūti jai ir nebūdinga. Tokios medžiagos visada išsiskiria didele magnetineskvarba, tačiau histerezės kilpos apimtis ir forma gali skirtis,priklausomai nuo feromagnetinės medžiagos tipo.20

2.4.2. Kintamoji srovė (AC)Kintamoji srovė nuo nuolatinės srovės skiriasi tuo, kad srovės irįtampos kryptis ir dydis kinta lygiais laiko intervalais. Vieno pilno ciklosinusoidė pavaizduota 16 paveiksle. Paveiksle matyti, kaip kinta srovėsir įtampos dydis ir kryptis bėgant laikui. Pilnas vieno ciklo svyravimasvadinamas periodu (T), o periodų skaičius per vieną sekundę – dažniu (f).16 pav. Kintamoji srovė ir įtampaFazės kampaiGrynosios varžos efektasGrynosios varžos efektas: kai įtampa ir srovė kyla ir leidžiasi kartutuo pačiu dažniu (17 pav.). Tai reiškia, kad jie abu yra fazėje (angl. inphase). Kadangi varža daro įtaką srovės tekėjimui, todėl srovės ir įtamposdydis bus skirtingas. Aktyvioji varža (R) matuojama omais (Ω).17 pav. Grynosios varžos efektas29

Grynojo induktoriaus efektasGrynojo induktoriaus efektas: kai srovė atsilieka nuo įtampos 90ºkampu (18 pav.). Jeigu dažnis bus lygus 0 (nuolatinės srovės grandinėje),nebus indukcijos ir ritė veiks kaip paprastas laidininkas, tačiaujeigu dažnis padidės (kintamosios srovės grandinėje), pasikeitus ritėsmagnetiniam laukui, ritė taps vis labiau ir labiau indukuota, kartu didindamapasipriešinimą elektros srovės tekėjimui. Taigi, kuo didesnisdažnis, tuo didesnė induktyvioji varža. Induktyvioji varža – ritės sudaromapapildoma varža kintamajai elektros srovei. Induktyvioji varža(X L ) matuojama omais (Ω).XL = 2 ⋅π ⋅ f ⋅ L , (11)čia f – dažnis (Hz); L – ritės induktyvumas (H-henriai).18 pav. Grynojo induktoriaus efektasGrynosios talpos efektasGrynosios talpos efektas: kai srovė lenkia įtampą 90º kampu(19 pav.). Nuolatinės srovės grandinėje visiškai įkrautas kondensatoriusnutrauks elektros srovės tekėjimą. Tačiau kintamosios srovėsgrandinėje, kintant įtampai, kondensatorius bus nuolat įkraunamasir iškraunamas. 19 pav. matyti, kad kai įtampa pasiekia maksimaliąvertę, kondensatorius yra visiškai įkrautas ir srovė grandinėjeneteka. Kai įtampa krenta, kondensatorius visiškai išsikrauna, tadasrovė pasiekia maksimalią reikšmę, o įtampa tampa lygi 0. Kaip ir30

induktyvioji, taip ir talpinė varža kinta, kintant dažniui. Šiuo atveju,kuo didesnis dažnis, tuo mažesnė talpinė varža. Talpinė varža – kondensatoriaussudaroma papildoma varža kintamajai srovei. Talpinėvarža taip pat matuojama omais (Ω).X C = 1⋅ ⋅ f ⋅ , (12)2 π Cčia f – dažnis (Hz); C – ritės talpa (F-faradai).19 pav. Grynosios talpos efektasRezonansinis dažnisJeigu elektros grandinė turės induktorių ir kondensatorių, ir induktyviojivarža bus lygi talpinei varžai, grandinėje bus rezonansas(X L = X C ). Kaip žinoma, induktyvioji ir talpinė varžos priklauso nuodažnio, o rezonansas visada pasireiškia esant pastoviam dažniui.ImpedansasPilnutinė grandinės varža, susidedanti iš aktyviosios, induktyviosiosir talpinės varžų, vadinama impedansu (Z) (20 pav.). Impedansas(tariamoji varža) apskaičiuojama taikant Pitagoro teoremą.2 2L CZ = R + ( X − X ) . (13)31

Mišrūs davikliaiŠis daviklis turi žadinančiąją ritę, kuri supa dvi D formos juntančiąsiasrites (26 pav.). Daviklis veikia refleksiniu režimu, be to, jojuntančiosios ritės veikia diferenciniu režimu. Šios rūšies davikliai labaijautrūs paviršiniams įtrūkimams. Kitas mišraus daviklio pavyzdys,kai sūkurinėms srovėms medžiagoje indukuoti naudojama standartinėritė, o paviršiniams ir popaviršiniams pakitimams aptikti naudojamiskirtingų rūšių jutikliai. Mišrūs davikliai dažniausiai gaminami konkrečiampritaikymui.26 pav. Mišrios ritės pavyzdysPaviršiaus davikliaiKaip jau minėjome anksčiau, sūkurinių srovių davikliai klasifikuojamipagal jų formą ir daviklio ritės veikimo principą. Daviklio formadažniausiai parodo, kaip jame įtaisyta ritė ar ričių pora ir kokiam paviršiuijis skirtas tikrinti. Pagal formą davikliai skirstomi į: paviršiaus,varžtų kiaurymių, vidinio skersmens, išorinio skersmens ir kt.Paviršiaus davikliai dažniausiai gaminami patogūs laikyti ir numatant,kad bus naudojami esant sąlyčiui su tikrinamu paviršiumi (27ir 28 pav.). Paviršiaus davikliai paprastai susideda iš ritės, padengtosapsauginiu sluoksniu. Ritės dydis ir apsauginio sluoksnio formapriklauso nuo daviklio naudojimo paskirties. Dauguma ričių įmontuojamostaip, kad jų ašis būtų statmena tikrinamam paviršiui. Šiosformos ritės kartais vadinamos blyno (angl. pancake) formos ritėmis.Jos gerai aptinka paviršinius įtrūkimus, kurie yra orientuoti statmenaiį paviršių. Netolydumų, tokių kaip atsisluoksniavimai, lygiagrečių supaviršiumi, su šia rite nebus aptikta.36

27 pav. Paviršiaus davikliaiPlačios paviršiaus ritės naudojamos, kai tikrinami didesni plotai irieškoma santykinai didesnių defektų (28 pav.). Šios ritės tinka tikrinti santykinaidideliems plotams su gilesniu prasiskverbimu į medžiagą. Dėl tojos dažnai naudojamos elektros laidumo matavimams, nes apima didelįmedžiagos plotą. Tačiau su šiomis ritėmis sunku aptikti mažus defektus.Pieštukiniai (angl. pencil) davikliai (27 pav.) turi mažą paviršiausritę, kuri įtaisyta ilgame ploname apvalkale, leidžiančiame patikrintisunkiai prieinamas vietas. Davikliai gali būti su tiesiais arba lenktaiskoteliais, kurie palengvina daviklių laikymą ir pritaikymą. Pieštukiniaidavikliai yra linkę svyruoti dėl mažo pagrindo, todėl kartais naudojamoskreipiančiosios, užtikrinančios platesnę bazę.28 pav. Paviršiaus davikliai37

Varžtų kiaurymių davikliaiVaržtų kiaurymių davikliai (angl. bolt hole probes) – tai specialūsdavikliai, skirti varžtų ar kitoms kiaurymėms tikrinti (29 pav.). Jieturi paviršiaus ritę, įmontuotą korpuse, kuris atitinka tikrinamos kiaurymėsskersmenį. Daviklis įstatomas į kiaurymę ir skanavimo įtaisasdaviklį suka jos viduje.29 pav. Kiaurymių davikliaiVidinio skersmens davikliaiVidinio skersmens davikliai (23 pav.) (angl. bobbin probes), skirtivamzdžių ar kitų tuščiavidurių gaminių vidinėms ertmėms tikrinti.Vidinio skersmens davikliai turi specialų korpusą, kuris išlaiko daviklįtikrinamos detalės centre ir taip pat ritės pastovią padėtį į paviršių.Ritės dažniausiai sumontuotos aplink daviklį, todėl vienu metu tikrinamasvisas vidinis detalės paviršius.Išorinio skersmens davikliaiIšorinio skersmens davikliai (24 pav.) (angl. encircling probes)savo sandara labai panašūs į vidinio skersmens daviklius, skiriasi tiktuo, kad jie skirti vamzdžių, strypų, velenų išoriniam paviršiui tikrinti.Ekranuoti ir įkraunami davikliaiVienas iš sunkumų, tikrinant sūkurinėmis srovėmis, yra gautipakankamą sūkurinių srovių lauko stiprumą reikiamoje medžiagosdalyje. Kitas sunkumas – išlaikyti lauką toliau nuo nepageidaujamųtikrinamo komponento savybių. Impedanso pasikeitimas dėl nepagei-38

daujamų komponento savybių gali apsunkinti signalo nustatymą. Ritėsmagnetiniam laukui apriboti ir sukoncentruoti naudojami ekranuoti irįkraunami davikliai. Žinoma, jeigu magnetinis laukas susikoncentruosarti ritės, sūkurinės srovės taip pat bus sutelktos šiame plote.Ekranuoti davikliaiEkranuoti davikliai naudojami daviklio sukuriamo magnetiniolauko sąveikai sulaikyti ar sumažinti dėl nepageidaujamų savybių,esant arti daviklio. Ekranai gali būti naudojami, norint sumažinti kraštoefektą, kai tikrinama arti detalės krašto. Ekranai taip pat naudojaminorint sumažinti poveikį nuo laidžių ar magnetinių kniedžių, esančiųtikrinamame plote.Sūkurinių srovių davikliai dažniausiai ekranuojami naudojantmagnetinius ekranus arba sūkurinių srovių ekranus. Magnetine medžiagaekranuotų daviklių ritė yra tarp ferito ar kitos medžiagos, turinčiosdidelę magnetinę skvarbą ir mažą elektros laidumą (31 pav.).Feritas sukuria mažą magnetinę varžą, todėl daviklio sukurtas magnetinislaukas susikoncentruoja tame plote kur kas geriau, nei naudojantdaviklius be ekrano (30 pav.).30 pav. Daviklis be ekrano31 pav. Ekranuotas daviklis39

3. Tyrimai magnetinėmis dalelėmis(TMD)Pirmąjį kartą tyrimai magnetinėmis dalelėmis buvo pritaikyti tikrinantobjektus 1860 metais. Tada buvo tikrinama, ar patrankų ertmėjenėra defektų. Iš pradžių patranka buvo įmagnetinama, o tada žemynper patranką vedamas kompasas. Stebint kompaso rodyklę buvoįmanoma nustatyti patrankoje esančius defektus. Šis NDT metodastapo dažniau taikomas po Pirmojo pasaulinio karo, 1920 metais, kaiWilliamas Hokė nustatė, kad defektai įmagnetintose medžiagose lemiamagnetinio lauko deformaciją. Kai detalės dengiamos smulkiaisferomagnetiniais milteliais, matoma, kaip jie susitelkia aplink defektąir suformuoja matomą indikaciją. 1930 metais tyrimai magnetinėmisdalelėmis, kai naudojamos feromagnetinės medžiagos, pamažu pakeitė„alyvos ir balinimo“ (angl. Oil & Whiting) metodą. Naudojamaįranga buvo labai panaši į šiandieninę, vienintelis šiuolaikinės įrangospatobulinimas – fluorescencinė danga, skirta rodmenų matomumuipadidinti, ir patogesnė testavimo įranga.3.1. ĮvadasTyrimai magnetinėmis dalelėmis – vienas iš neardomųjų bandymų,skirtas patikrinti, ar feromagnetinėse medžiagose nėra įtrūkimųpožymių. Šio metodo esmė – naudojamų magnetinių dalelių (indikacijų)kaupimasis ant tinkamai įmagnetinto testuojamo komponentopaviršiaus. Defektas sukelia magnetinio lauko nutekėjimą, taigi priesavęs pritraukia magnetines daleles.3.1.1. TMD metodo privalumai– Greitas ir nesudėtingas metodas;– Patikimas metodas paviršiniams įtrūkimams feromagnetinėsemedžiagose aptikti;– Galima tikrinti įvairaus dydžio ir formos detales.41

3.1.2. TMD metodo trūkumai– Gali būti naudojamas tik feromagnetinėms medžiagoms tikrinti;– Reikalinga didelė elektros srovė;– Turi būti tinkamai nukreiptas magnetinis laukas, kitu atvejutyrimai bus beverčiai.3.1.3. Feromagnetinės medžiagosTai tokios medžiagos, kurias galima įmagnetinti:– Geležis;– Plienas;– Nikelis;– Kobaltas;– Ir šių medžiagų lydiniai.3.1.4. Nemagnetinės medžiagosTMD metodas netinka nemagnetinėms medžiagoms tirti:– Aliuminis;– Magnis;– Varis;– Žalvaris;– Bronza;– Titanas;– Ir šių medžiagų lydiniai.3.1.5. Magnetinė domenų teorijaPrieš tikrinant magnetinių dalelių srautu, iš pradžių reikia apžvelgtipagrindinę magnetizmo ir magnetinių medžiagų savybių teoriją.Wilhelmas Weberis pasiūlė teoriją, kuri skelbia, kad feromagnetinėsmedžiagos struktūrą sudaro magnetiniai domenai. Tai mažiausiosmedžiagos dalelės, kurioms būdingas šiaurės ir pietų polių ieškojimas.Neįmagnetintoje feromagnetinėje medžiagoje magnetiniai domenaiyra išsidėstę atsitiktine tvarka (33 pav.). Kai feromagnetinė42

Tarpai tarp jėgos linijų rodo sąlyginį lauko intensyvumą, t. y. kuolinijos yra arčiau viena kitos, tuo intensyvesnis yra laukas. Reikėtųpažymėti, kad jėgos kryptis magneto viduje eina nuo pietų link šiaurėspoliaus, o magneto išorėje – nuo šiaurės link pietų poliaus. Jėgoslinijos niekada nesusikerta. Nors faktinio dalelių judėjimo nevyksta,tačiau laukas yra linkęs suktis link priešingo poliaus.35 pav. Magnetinės jėgos linijos36 pav. Pasagos formos magnetas3.1.8. Srauto nutekėjimasMagnete jėgos (srauto) linijos labai tiksliai seka kontūrą. Jeigukontūre yra staigus pokytis, magnetinis srautas suardomas ir suardymotaške susidaro magnetiniai poliai. Šis suardymas yra vadinamassrauto nutekėjimu. Kadangi šio suardymo taške susidaro nauji poliai,mes žinome, kad jų jėga yra stipriausia taške tiesiai ties paviršiumi irtai yra defektų nustatymo magnetinėmis dalelėmis pagrindas.Magnetinę lazdelę supantis srauto laukas yra vadinamas nutekėjimolauku. Įprasta srauto trajektorija eina per feromagnetinę medžiagą,pavyzdžiui, magnetinę lazdelę, kurios magnetinė varža yra maža,44

lyginant su nutekėjimo lauko oro trajektorija. Magnetinė varža priešinasimagnetinio srauto susikūrimui magnetinėje medžiagoje. Kaimagnetinės jėgos linijos baigia savo trajektoriją didelės magnetinėsvaržos oro trajektorija, kiekviena linija gretimas linijas veikia šoninejėga ir tokiu būdu linijos išsilenkia arba deformuojasi. Deformacijoslygis priklauso nuo lauko stiprumo ir nutekėjimo trajektorijos ilgio.Magnetinė lazdelė su skirtingais poliais lazdelės galuose išsiskiria dideliunutekėjimo lauku. Pasagos formos magneto nutekėjimo laukasyra labiau susitelkęs ties poliais (36 pav.). Nutekėjimo laukas yra mažesnis,nes magnetas suformuoja mažos magnetinės varžos trajektorijądėl trumpesnio oro tarpo tarp magneto polių.37 pav. Griovelis magnetinėje lazdelėje pritraukia magnetines daleles38 pav. Įtrūkimas magnetinėje lazdelėje pritraukia magnetines daleles39 pav. Įtrūkimas žiediniame magnetiniame lauke pritraukiamagnetines daleles45

Jeigu feromagnetinės testuojamos medžiagos bandinyje sužadinsimestiprų magnetinį lauką, kad jėgos linijos būtų nukreiptos tinkamukampu į paviršiaus įtrūkimus, pamatysime, kaip įtrūkimai deformuojasrauto linijas ir to pasekmė – susiformavęs nutekėjimo laukas nukreipiamasaplink įtrūkimą. Kiekvienas taškas, kur srauto linijos išeinaarba vėl įeina į įmagnetintą metalą, yra šiaurės arba pietų polius. Kaitestuojamam bandiniui naudojamos mažos magnetinės varžos magnetinėsdalelės, jos pritraukiamos prie magnetinių polių abiejose nutekėjimolauko pusėse. Pirmieji dalelių sluoksniai sutrumpina ir sustiprinanutekėjimo lauką, todėl pritraukiamos papildomos dalelės. Šios dalelėspritraukia dar daugiau dalelių, kol visas nutekėjimo laukas pripildomasstipriai įmagnetintų dalelių sekomis.Nutekėjimo laukai taip pat gali susiformuoti ir dėl arti paviršiausesančių trūkių (40 pav., a ir b). Dėl tuštumos po paviršiumi kai kuriosjėgos linijos išstumiamos iš medžiagos ir susidaro nutekėjimo laukas.Tačiau tokie laukai nėra tokie stiprūs kaip tie, kuriuos suformuoja paviršiausįtrūkimai. Sužadinti magnetiniai laukai gali būti žiediniai arbaišilginiai.40 pav. Srauto nutekėjimas dėl popaviršinio įtrūkimo (a); magnetiniųdalelių susitelkimas dėl popaviršinio įtrūkimo (b)46

41 pav. Srauto nutekėjimas dėl geometrijos3.2. Feromagnetinių medžiagų įmagnetinimasMedžiagų magnetinės savybėsFeromagnetinių medžiagų magnetinės savybės priklauso nuokeleto faktorių: atominės struktūros, kietumo, cheminės sudėties, terminioapdirbimo ir magnetinio srauto jėgos. Plienui įmagnetinti reikalingakur kas didesnė jėga nei minkštai geležei, ketui ar nikeliui.Medžiagos magnetines savybes parodo tos medžiagos histerezės kilpa.Informacija apie medžiagos savybes gali būti išgaunama iš histerezėskilpos (tyrimai sūkurinėmis srovėmis, 2.3.2 paragrafas).Srauto tankisMagnetinio srauto linijų skaičius ploto vienete nurodo srautotankį, kuris susijęs su domenų skaičiumi ploto vieneto skerspjūvyje.Srauto tankis žymimas raide ,,B“, o matavimo vienetai gali būti(Tesla, Wb/m 2 arba Gausas).Magnetinio srauto jėgaJėga, reikalinga magnetiniam laukui komponente sukurti, vadinamamagnetinio srauto jėga. Magnetinio srauto jėga žymima raide H, omatavimo vienetai gali būti (A/m arba erstedas).Magnetinė skvarbaAprašyta: Tyrimai sūkurinėmis srovėmis, 2.3.2 paragrafas.Santykinė magnetinė skvarbaAprašyta: Tyrimai sūkurinėmis srovėmis, 2.3.2 paragrafas.Feromagnetinės, paramagnetinės, nemagnetinės ir diamagnetinėsmedžiagosAprašyta: Tyrimai sūkurinėmis srovėmis, 2.3.3 paragrafas.47

Magnetinė varžaMedžiagos priešinimasis magnetiniam laukui kurti vadinamasmagnetine varža.Liekamasis magnetizmasĮmagnetėjimo dydis medžiagoje po to, kai pašalinama magnetiniosrauto jėga, vadinama liekamuoju magnetizmu. Nuolatinis magnetasturi aukštą magnetinę atmintį ir aukštą liekamąjį magnetizmą.Magnetinės dalelės turi žemą magnetinę atmintį.Magnetinė atmintisMedžiagos savybė išlaikyti liekamąjį magnetizmą vadinamamag netine atmintimi.Priverstinė jėgaPriverstinė jėga yra priešinga magnetinio srauto jėgai ir yra reikalingaliekamajam magnetizmui sumažinti iki nulio. Atsiminkite, šijėga visada yra priešingos krypties ir mažesnio dydžio, nei jėga, sukėlusiliekamąjį magnetizmą.Histerezės kilpos formavimasAprašyta: Tyrimai sūkurinėmis srovėmis, 2.3.2 paragrafas.Magnetinio srauto jėgaIš esmės yra du būdai magnetiniam laukui sukurti feromagnetinėjemedžiagoje: arba naudojant esamą magnetinę jėgą (magnetinį srautą),arba elektros jėgą (srovės srautą).Magnetinis srautasJeigu feromagnetinę medžiagą įdėsime į esamą magnetinį lauką,toje medžiagoje taip pat susikurs magnetinis laukas. Šis magnetinisryšys vadinamas indukcija.42 pav. Feromagnetinės medžiagos įmagnetinimas nuolatiniu magnetu48

Srovės srautasTekant elektros srovei laidininku, aplink jį susikuria žiedinis magnetinislaukas 90º kampu srovės srauto atžvilgiu (43 pav.).43 pav. Magnetinis laukas aplink laidininkąKintamoji (AC) ir nuolatinė (DC) srovėsMedžiagoms įmagnetinti naudojama kintamoji ir nuolatinė srovės.Kintamoji srovė naudojama tada, kai ieškoma paviršinių arba artipaviršiaus esančių defektų. Nuolatinė srovė labiau tinkama giliau popaviršiumi esantiems defektams tirti.3.3. Įmagnetinimo metodaiĮmagnetinimo metodo pasirinkimas priklauso nuo komponentoformos ir numatomos defektų buvimo krypties. Maksimalus defektųnustatymo jautrumas užtikrinamas, kai defektas yra 90° kampu magnetiniolauko atžvilgiu, tačiau jautrumas reikšmingai nesumažėja irtuo atveju, kai defektas nuo optimalios krypties – nukrypęs iki 45°kampu. Kai viršijamas 45° kampas, jautrumas gerokai sumažėja. Dėlšios priežasties atliekant pilnutinį bet kokio paviršiaus patikrinimą,magnetinis laukas turi būti nukreipiamas dviem kryptimis 90° kampuviena kitos atžvilgiu dviejų atskirų procedūrų metu.3.3.1. Magnetinio srauto metodasMagnetinio srauto metodas yra įmagnetinimo būdas, kai komponentasarba jo dalis uždaro elektromagneto arba nuolatinio magnetomagnetinę grandinę, arba yra įtraukiamas į magnetinę ritės, gretaesančio laidininko arba centrinio laidininko grandinę.49

Magnetinis srautasTai magnetinio srauto metodas, kuriam naudojami pastovūs (permanentiniai)magnetai arba elektromagnetai. Poliai, kurie gali būti pritaikomikintantiems komponentų matmenims, uždedami ant priešingųkomponento pusių taip, kad laukas eitų nuo vieno kontakto ploto iki kito.Optimali srauto kryptis yra tinkami kampai lauko krypties atžvilgiu. Šismetodas nėra pageidautinas dėl kontrolės ir pakartojimo galimybės trūkumo,nebent išmatuojama indukuotoji srovė arba jos magnetinis srautas.44 pav. Magnetinis srautas45 pav. Magnetinė lazdelė46 pav. Pasagos formos magnetas50

Jeigu laidininkas yra tuščiaviduris, srauto tankis vidiniame paviršiujeyra nulinis, o išoriniame paviršiuje – maksimalus. Srovės srautas,tekantis netaisyklingos formos objektu, taip pat gali suformuoti žiediniuslaukus. Šiuo atveju vėlgi srauto tankis yra didesnis bandinio paviršiuje.Srovės srautasPasirinkus srovės srauto metodą, srovė leidžiama tarp dviejų kontaktųplotų ant komponento paviršiaus (49 pav.). Reikalingas srovėsstiprumas proporcingas komponento perimetrui.49 pav. Srovės srauto metodasJeigu bandymų metu jungiamųjų kontaktų padeliai ar plokštelėsstipriai įkaista, jos gali išskirti nuodingus garus. Todėl bandymamsdažniausiai naudojami variniai kontaktiniai padeliai ar plokštelės.VirbaiTaikant srovės srauto metodą virbai yra laidininkai, pernešantyssrovę (apvalūs, aliumininiai arba plieno strypai), kurie naudojami siekiantįmagnetinti lokalizuotus plotus (50 ir 51 pav.). Taikant šį metodąsuformuojamas žiedinis įmagnetinimas. Su elektros srove susijusi jėgoslinijų struktūra yra deformuotas žiedinis laukas aplink kiekvienovirbo galiuką.Virbai turėtų būti pagaminti iš atitinkamos medžiagos, nes skirtingosmedžiagos perkaitintos gali lemti užteršimą. Galima rinktisįvairius virbų galiukus.Dėl didelės vietinio nudegimo rizikos, kylančios naudojant virbus,rekomenduojama juos naudoti tik tada, kai negali būti taikomijokie kiti metodai.52

cedūrą, būtina bandymais nustatyti optimalų atstumą tarp bandinio irsuslėgto oro pistoleto bei oro slėgio. Miltelių perteklių galima nupūsti,tada indikacijos tampa geriau matomos.Taikant sausą metodą naudojami milteliai spalvotų ir / arba fluorescenciniųmagnetinių dalelių formos. Galimos dalelių spalvos:šviesiai pilka, raudona, geltona ir juoda. Sausi milteliai labai sparčiaisuformuoja indikacijas, nepaisant to, kad šios indikacijos nėra tokiosdailios, kaip gaunamos taikant drėgną metodą. Sausos dalelės dažniausiainaudojamos kaip skirtingų dydžių ir formų mišinys, tokiu būdusiekiant užtikrinti maksimalų jautrumą visiems paviršiuje arba netolipaviršiaus esantiems trūkiams. Grūdėtumo dydis sauso metodo atvejuyra didesnis nei drėgno, paprastai didesnis nei 40 μm (mikronų).Sausų miltelių dalelės pasižymi įvairiomis formomis, taigi išnaudojamadidelė abipus iškilių (abipus išgaubtų, lęšio formos) ir kampuotųformų pritraukimo galia, o drauge neprarandama didelio sferiniųformų mobilumo.Sausas metodas dažniausiai taikomas portatyviai (nešiojamajai),mobiliai testavimo įrangai, kai nepraktiška atlikti magnetinius bandymus,naudojant stacionarią įrangą.3.4.2. Magnetinis rašalas (drėgnas metodas)Magnetiniai rašalai yra suspensijos, sudarytos iš kruopščiai padalytųmagnetinių dalelių, pasižyminčių didele skvarba, bet maža magnetineatmintimi ir priverstine jėga, todėl nėra jokios koaguliacijosrizikos, kai įmagnetintos dalelės tampa įmagnetintos visam laikui.Dalelių / skysčio derinys sukurtas užtikrinti geriausią galimą atitinkamodydžio dalelių mobilumą, todėl jos gali būti pritraukiamos net irlabai silpnų nutekėjimo laukų.Norint nustatyti tiek mažus, tiek didelius defektus, reikia turėtiįvairaus dydžio dalelių: nuo 1,5 iki 40 μm (mikronų). Taip būtų užtikrinta,kad smulkios dalelės susikaups ties mažais defektais, o didelėsdalelės sparčiai susirinks ties dideliais įtrūkimais.Dėl paprasto metodo taikymo, dalelių mobilumo ir proporcingo,nuo dydžio priklausančio dalelių susikaupimo, magnetinis rašalas yralaikomas geresniu pasirinkimu nei sausi milteliai.59

Drėgno ir sauso metodų palyginimasYra teigiama, kad sausų miltelių metodas yra jautresnis nei drėgnųmiltelių metodas, kai reikia nustatyti popaviršinius (arti paviršiausesančius) įtrūkimus, tačiau ne toks tikslus, kai reikia aptikti smulkiuspaviršinius trūkius. Sausų miltelių metodas dažnai taikomas dideliemsobjektams tikrinti, pavyzdžiui, didelių liejinių, kaltinių dirbinių, suvirintųdetalių arba grublėtų paviršiaus objektams. Paprastai šis metodas nėrataikomas mažesniems komponentams, pavyzdžiui tiems, su kuriais susiduriamaaviacinio kosmoso pramonėje. Šiuo atveju patogiau ir efektyviaunaudoti stacionarią įrangą, taikyti drėgną nepertraukiamą metodą.Esminis skirtumas tarp drėgnų ir sausų dalelių metodų yra tas,kad drėgnos magnetinės dalelės sumaišomos su skysčiu. Drėgnas metodaspaprastai taikomas naudojant stacionarią įrangą. Įrangos stoveyra talpykla su įmontuota vonele, kurioje magnetinės dalelės yra išmaišomosnaftos distiliate, alyvoje arba vandenyje, o nuolatinę cirkuliacijąužtikrina siurblys. Drėgnos dalelės taip pat skirstomos pagalvonelės tipą į išmaišomas alyvoje arba vandenyje.Į vandens pagrindo rašalo sudėtį įeina priedų, skirtų paviršiausįtempimui, putojimui ir korozijai mažinti. Pripažįstama, kad aliejauspagrindo rašalas labiau tinka mechaniniu būdu apdorotiems, lygiemspaviršiams, o vandens pagrindo rašalas – šiurkštesniems paviršiams.Tačiau naudojant vandens pagrindo rašalą komponentai turi būti nuvalomipašalinant nuo paviršiaus alyvą ir t. t.Lyginant su sausomis magnetinėmis dalelėmis, drėgnos dalelės yrapagamintos iš mažesnio tankio medžiagos, yra mažesnio dydžio, vienodesnėsformos, turi mažesnę skvarbą ir didesnę magnetinę atmintį, o dėlskystos suspensijos yra gerokai mobilesnės nei sausos dalelės.Drėgno ir sauso metodų privalumaiDrėgno metodo privalumai:– Aptinka smulkius paviršiaus įtrūkimus;– Tinka, kai reikia patikrinti didelį detalių skaičių.Skysta suspensija greitai ir visiškai padengia bandinį, užtikrinamaspuikus dalelių mobilumas, ir kai naudojamos fluorescencinės dalelės,gaunamas aukščiausio lygio matomumas ir kontrastas.60

Sauso metodo privalumai:– Lankstesnis;– Tiksliau nustatomi popaviršiniai įtrūkimai.3.5. IšmagnetinimasIšmagnetinimas yra procesas, po kurio bandinio liekamasis magnetizmassumažinamas iki priimtino lygio. Išmagnetinimą galima atlikti,nes liekamasis magnetizmas visada mažesnis už jį suformuojančiąįmagnetinimo jėgą.Procese veikia pradinė išmagnetinimo jėga, kuri paskui nukreipiamapriešinga kryptimi ir jos intensyvumas mažinamas tol, kol liekamasismagnetizmas pasiekia priimtiną lygį. Pradinė išmagnetinimojėga, kaip parodyta 58 paveikslėlyje, yra lygi arba didesnė nei pradinėjėga, panaudota bandiniui įmagnetinti. Taigi, ta pačia kryptimi, kaipir išmagnetinimo jėga, suformuojamas naujas liekamasis magnetinislaukas. Krypties keitimo metu pakeičiama jėgos kryptis, taip pat sumažinamajėgos reikšmė, taigi, suformuojamas priešingas mažesnisliekamasis laukas. Po paskutinio žingsnio gaunamas mažas liekamasismagnetizmas, kuris labai mažai veikia detalės naudojimą.58 pav. Kintama, mažėjanti išmagnetinimo jėga61

Jeigu bandinys, kurį norite išmagnetinti, iš pradžių buvo testuojamasnaudojant žiedinį įmagnetinimą, jis išmagnetinamas naudojantišilginį magnetinį lauką. Jeigu bandinys išlaiko žiedinį lauką, pradinėišmagnetinimo jėga pakeičia jį išilginiu liekamuoju lauku, kurissumažinamas išmagnetinimo procesu. Medžiagos priešinimasis magnetiniamlaukui sukurti vadinamas magnetine varža, o įmagnetėjimodydis medžiagoje po to, kai pašalinama magnetinio srauto jėga, vadinamaliekamuoju magnetizmu.Visų išmagnetinimo metodų pagrindas yra įmagnetinto komponentopaveikimas nuolatos kryptį keičiančiu magnetiniu lauku, kuriointensyvumas yra lygus arba didesnis už naudotąjį bandymo metu,laipsniškai mažinant intensyvumą iki nulio. Tai lemia atitinkamą laukokrypties pasikeitimą ir sumažėjimą komponente, todėl jis efektyviaiišmagnetinamas. Išmagnetinti reikia naudoti magnetinį lauką, kurisyra lygus arba didesnis nei naudotas įmagnetinti.3.5.1. Liekamasis magnetizmasLiekamasis magnetizmas yra nepageidaujamas, nes gali paveiktivėliau kitomis kryptimis atliekamus magnetinius testus. Liekamasismagnetizmas gali lemti problemas, jeigu komponentas, kuriam būdingasliekamasis magnetizmas, buvo įtaisytas lėktuve greta kompasodaviklio galvutės ar panašios įrangos. Liekamasis magnetizmas besisukančiojedetalėje gali surinkti smulkias metalo drožles iš alyvossistemos ir tai lems rimtus vidinius guolių ir veleno kakliuko pažeidimus,taip pat gali neleisti sėkmingai atlikti feromagnetinių gaminiųgalvanizavimo (aptraukimo metalu elektrolizės būdu). Todėl (beveikvisada) būtina atlikti išmagnetinimo procedūrą:1. Prieš atliekant patikrinimą magnetinėmis dalelėmis;2. Keičiant srauto kryptį;3. Atlikus patikrinimą magnetinėmis dalelėmis.Išmagnetinimas reikalingas, jeigu likęs liekamasis įmagnetinimasgali veikti tolesnius gamybos etapus arba numatytąjį bandinio naudojimą.Toliau aprašytos tipinės sąlygos, kai išmagnetinimas nėra būtinas:62

1. Išmagnetinimas paprastai nereikalingas, kai bandiniui būdingalabai maža magnetinė atmintis, kai bandiniui bus taikomas terminis apdirbimas,viršijantis 770 °C arba 1 400 °F temperatūrą (Kiuri temperatūrą).2. Kai liekamasis magnetizmas nepaveiks numatytojo bandinionaudojimo arba kai bandinys bus pakartotinai įmagnetinamas naudojantpriešingą ir stipresnį lauką.3. Išmagnetinimas paprastai reikalingas, kai bandinį planuojamavirinti, apdoroti mechaniškai arba kai jis bus judanti detalė arbakontaktuos su judančia detale, arba bus naudojamas greta magnetiniokompaso arba kitų jautrių instrumentų.4. Bandinys privalo būti išmagnetinamas, jeigu jį planuojama vėlįmagnetinti, tačiau naudojant silpnesnį lauką, arba jeigu likęs liekamasismagnetizmas pablogins paviršiaus dangos valymą arba padengimą.Žiedinį liekamąjį magnetizmą galima nustatyti tik tuo atveju, jeigubandinyje yra trūkių. Pirmasis žingsnis norint išmagnetinti žiediniubūdu įmagnetintus komponentus, yra visada sužadinti išilginį išmagnetinimą.Likusio išmagnetinimo proceso metu visi žiediniai laukaipakeičiami išilginiais magnetiniais laukais, o tada sumažinami iki priimtinolygio.Bet koks likęs įmagnetinimas patikrinamas bandinio galuose,naudojant paprastą vielos su kilpa indikatorių, padarytą iš lengvo svoriomagnetinės vielos, arba naudojant lauko intensyvumo matuoklį.Rodmenys gaunami matuojant ties indikatoriaus pagrindu, prie bandiniogalo.Priimtini liekamojo įmagnetinimo lygiai nurodomi gamintojoarba operatoriaus specifikacijose.3.5.2. Išmagnetinimo procesasPatogiausias išmagnetinimo būdas yra naudoti specialiai sukurtąišmagnetinimo ritę (59 pav.). Kai tokia ritė suaktyvinama pro jos apvijastekančia kintamąja srove, ji bandinyje, kuris įdėtas į ritę, suformuojakintantį magnetinį lauką. Kadangi srovės srauto kryptis pasikeičia savaime,sužadinto magnetinio lauko poliškumas taip pat pakeičia kryptį63

kiekvieną kartą, kintant srovės krypčiai. Kai bandinys ištraukiamas išritės, magnetinis laukas tampa silpnesnis – kuo toliau bandinys nuoritės, tuo silpnesnis magnetinis laukas. Tai būna tik tuo atveju, jeigubandinio nepasiekia išmagnetinimo ritės poveikis, kol ja teka srovė.Tačiau jeigu srovė sustabdoma, kai bandinys vis dar yra magnetiniamelauke, bandinys gali išlaikyti nedidelį įmagnetinimo lygį.59 pav. Išmagnetinimo ritėJeigu ilgio / skersmens (L/S) santykis nėra labai didelis, paprastaiišmagnetinant jokių problemų nekyla. Jeigu pasitaiko neįprastai didelėsL/S santykio reikšmės ir jeigu medžiagoms būdinga didelė magnetinėatmintis (pvz., variklio alkūniniam velenui), išmagnetinimas galibūti sudėtingesnis. Labai ilgiems bandiniams, siekiant uždengti visąilgį, gali prireikti dviejų išmagnetinimo ričių.Problemų paprastai kyla atliekant didelių bandinių išmagnetinimąkintančios srovės sąlygomis, kai susiduriama su aukštadažniu paviršiniulaidumo reiškiniu: liekamasis magnetizmas bandinio šerdyjenėra paveiktas ir detalė, išimta iš išmagnetinimo ritės, išlaiko beveikvisą magnetizmą. Siekiant pašalinti šią problemą, naudojama žemojodažnio kintamoji srovė arba galima pasitelkti specialų generatorių,tiekiantį pulsuojančią srovę. Būtina užtikrinti, kad srovė priešingakryptimi būtų nukreipiama pakankamai lėtai, srovės intensyvumą mažinantlaipsniškai arba rankiniu būdu valdomos žeminimo ir kryptiespakeitimo sistema.64

Išmagnetinimas gali būti išilginis arba žiedinis, kaip ir įmagnetinimas,ir įrangos konfigūravimas abiejų procedūrų atveju yra panašus.Žiedinis išmagnetinimas naudojamas didelių matmenų komponentams.Būtina nepamiršti, kad žiedinis liekamasis įmagnetinimas neleidžiaatsirasti laisviems magnetiniams poliams, todėl išorinis efektasyra mažiau reikšmingas. Liekamąjį magnetizmą galima išmatuotimagnetiniu kompasu arba portatyviniu magnetometru, kurio daviklisyra mažas minkštos geležies gabaliukas, pasižymintis didele skvarbair maža magnetine atmintimi. Tiksliausiems matavimams atlikti naudojamasHolo efekto daviklis.3.6. Indikacijų interpretavimasJeigu patikrinimas magnetinėmis dalelėmis atliekamas tinkamubūdu, jis padės nustatyti, ar bandinyje yra defektų. Šis patikrinimastaip pat išryškins indikacijas, kurias lemia ne tik defektai, bet ir kitiveiksniai. Technikos specialisto užduotis yra mokėti paaiškinti indikacijas,o teisingas indikacijų interpretavimas labai glaudžiai susijęs sutechnikos specialisto žiniomis ir patirtimi. Toliau pateikiama informacija,kuri turėtų padėti nustatyti indikacijų reikšmes.IndikacijosMagnetinių dalelių pėdsakai, pasirodantys ant testavimo bandinių,gali rodyti defektų vietą. Paprastai pėdsakai yra linijiniai ir jų ilgisfaktiškai atitinka paviršiuje esančio nustatyto defekto ilgį. Pėdsakoplotis paprastai yra didesnis nei defekto dydis, tačiau dydžio ir gylioindikacijos dažniausiai nėra tikros.1. Liejinyje galima pamatyti paviršiuje atsirandančius šaltus sujungimus,popaviršinį purumą (neaiškius ir netaisyklingus pėdsakus)ir įvairius liejiniams būdingus defektus.2. Kaltiniuose dirbiniuose aiškiai išryškėja perdengimai ir suspaudimai(linijiniai, pakrypę pėdsakai, dažniausiai einantys skersailauko ašiai), taip pat ir terminio apdorojimo įtrūkimai ir t. t.3. Mechaniškai apdorotose detalėse įrankių žymės primena netaisyklingusir dantytus pėdsakus, o šlifavimo įtrūkimai panašūs į labaiplonų pėdsakų tinklą.65

4. Terminio apdirbimo įtrūkimai paveiktoje atkarpoje išryškėjakaip aiškiai matomi ir tikslūs pėdsakai.5. Nuovargio įtrūkimai yra labai panašūs tarpusavyje ir dažniausiaisusitelkia tose įtampos paveiktose vietose, kurioms būdingas nuovargis.6. Iškaltose ir suformuotose detalėse sluoksniavimasis pasireiškiakaip daug labai plonų ir neryškių pėdsakų. Jų padėtis lygiagreti supaviršiaus grūdėtumu. Dėl intarpų paviršiuje gaunamos ryškesnės indikacijos,pasirodančios lygiagrečiai paviršiaus grūdėtumui. Siekiantišvengti netinkamos interpretacijos arba klaidingų indikacijų, būtinalabai kruopšti ir atidi patikra. Netinkamą interpretavimą arba klaidingasindikacijas gali lemti įvairios priežastys, ypač tada, kai patikraatliekama esant ultravioletinei šviesai.InterpretavimasSėkmingas magnetinių dalelių indikacijų interpretavimas reikalaujažinių apie bandinį:1. Komponento / bandinio charakteristikos – būdingos žiniosįskaitant magnetines savybes, galimi įtrūkimai ir apdirbimo istorija,tokia kaip mechaninis ir terminis apdirbimas;2. Įtempimų, smūgių ar kitų veiksnių, atsiradusių naudojantkomponentą, istorija, dažnai reikalinga patikrai.Apžiūros sąlygosJeigu naudojamos fluorescencinės dalelės, apžiūra atliekama užtamsintojekabinoje, naudojant tinkamo intensyvumo juodąją šviesą(ultravioletinius spindulius), ir tik tada, kai akys pripranta prie tamsos.Regos aštrumas – esminis reikalavimas: gera koreguota arba nekoreguotarega.Patirtis – specialistas privalo atskirti tikras indikacijas nuo netikrųir klaidingų indikacijų.Defektų indikacijosDefektų (tikros) indikacijos yra tokios, kurias parodo trūkių, įtrūkimų,siūlių ir intarpų sukelti nutekėjimo laukai.Paviršiniai įtrūkimai suformuoja aiškiai apibrėžtą indikaciją, kaidefektų nustatymo medžiagos (magnetinės dalelės) bus pritraukiamosir susitelks ties trūkio kraštais. Indikacija paprastai išliks ir pašalinus66

įmagnetinimo jėgą. Tikėtina, kad popaviršiniai defektai nebus taipryškiai matomi ir jų indikacijos bus labiau išsklaidytos.60 pav. Tikra indikacija, sukelta vidinio intarpoNetikros (nesusijusios) indikacijosNetikras indikacijas gali lemti bet kuri iš toliau aprašytų priežasčių:1. Medžiagos geometrijaKomponento geometrija gali sudaryti srauto nutekėjimo laukus,kurie gali suformuoti į defektų indikacijas panašias klaidingas indikacijas.Taip dažnai nutinka, kai staiga kinta detalės skerspjūvis, o srautonutekėjimą sukelia srauto linijų susigrūdimas. Šis efektas lemia ne tikklaidingą indikaciją, jis taip pat gali paslėpti faktiškai egzistuojantįdefektą. Šią problemą galima įveikti sumažinant įmagnetinimo jėgą,kad būtų sumažinamas srauto linijų susigrūdimas.61 pav. Netikra indikacija, atsirandanti dėl medžiagos geometrijos67

2. SusitelkimasPer didelė įmagnetinimo srovė arba srautas lemia dalelių vibravimątaikomos įtampos dažniu ir drauge dalelių susitelkimą (kaip smėlisant vibruojančio būgno paviršiaus). Šį reiškinį galima pašalinti sumažinanttaikomą srovę arba srautą.3. Sunkio jėgaSunkio jėgos nulemtos dalelių sankaupos gali suformuoti indikacijassriegio įduboje, grioveliuose ir t. t. Problemą paprastai galimapašalinti keičiant komponento padėtį, kad dalelės galėtų laisvai judėtiir atsiskirti nuo paviršiaus.4. Nešvarumai ir nuodegosDalelių sankaupos dėl nešvarumų ir nuodegų yra viena iš dažniausiaipasitaikančių klaidingų indikacijų priežasčių. Norint pašalintitokias indikacijas, reikia atlikti nuodegų valymo, riebalų šalinimo irbendruosius valymo darbus.Magnetinės skvarbos pasikeitimaiStaigus komponento skvarbos pasikeitimas lemia srauto nutekėjimą,kuris atitinkamai lemia klaidingą indikaciją. Pvz., tai gali pasireikštiant lėktuvo važiuoklės ašies, kur guolio skvarba skiriasi nuopagrindinės medžiagos skvarbos. Taip pat ši indikacija gali atsirastisuvirinimo krašte, kur suvirinimo medžiagos skvarba skiriasi nuopagrindinės medžiagos. Taip gali pasirodyti ir ant kitais būdais nematomaisujungtų (jėgos reikalaujančio sujungimo) komponentų. Šiotipo indikacijas interpretuoti padeda žinios apie komponento dizainąir konstrukciją.Magnetinis raštasJeigu dvi plieninės dalys susiliečia viena su kita, kai viena iš jųarba jos abi yra nuolatinės įmagnetintos būklės, tačiau nėra įmagnetintostuo pačiu lygiu, kontakto plotuose gali susiformuoti vietiniaipoliai. Tai dažnai atsitinka, kai vienas komponentas trinasi į kitą. Galisusidaryti linijos, retkarčiais suformuojančios nelygius, vingiuotusraštus. Taip pat reiškinys kartais pasireiškia, kai naudojamas nuolatinismagnetas. Jeigu pakeičiama magneto padėtis, jis palieka savo„pėdsako“ indikaciją. Šias indikacijas galima pašalinti išmagnetinantkomponentą.68

62 pav. Deformuotas magnetinis laukasIndikacijų patvirtinimasJeigu dėl indikacijų kyla abejonių, defekto egzistavimą gali patvirtintialternatyvus patikrinimo būdas. Paviršių ardantys trūkiai galibūti tikrinami vizualiu būdu, naudojant skverbiklius arba sūkurinessroves, o popaviršinius defektus gali patvirtinti radiografinė arbaultra garso patikra.69

4. Tyrimai, atliekami skverbikliais (TS)4.1. ĮvadasTyrimai skverbikliais yra vienas iš seniausių šiuolaikinių neardomųjųbandymų būdų. Šis metodas atsirado geležinkelių priežiūrosdarbų dirbtuvėse XIX amžiaus pabaigoje. Tikrinamos detalės buvopanardinamos į panaudotą mašininę alyvą. Praėjus atitinkamai panardinimotrukmei, detalės buvo ištraukiamos iš alyvos, alyvos pertekliusnuvalomas nuo paviršiaus popieriumi arba kamšalu. Tada detalės paviršiuspadengiamas miltelių pavidalo kreida arba alkoholyje išmaišytoskreidos mišiniu (balinti). Įtrūkimuose arba trūkiuose likusi alyvaišbėgdavo ir ant baltos kalkių dangos buvo galima pamatyti aiškiaipastebimas alyvos dėmes.Alyvos ir balinimo kalkių metodą 1930 metais pakeitė plienui irjuodiesiems metalams skirti bandymai naudojant magnetines daleles.Tačiau pramonės šakoms, kuriose buvo naudojami neferomagnetiniaimetalai, ypač lėktuvų gamintojams, reikėjo patikimesnio ir sudėtingesniobūdo, nei pakitusios spalvos mašininė alyva ir kalkės. 1941metais į ypač skvarbią alyvą buvo įmaišytos fluorescencinės dažančiosmedžiagos, tokiu būdu buvo siekiama pagaminti fluorescencinęskvarbią medžiagą. Šiek tiek vėliau buvo sukurti spalvoti, daugiausiaraudoni dažai. Nuo tada patobulėjo daug skvarbiųjų dažalų sistemų.Buvo atlikti toliau aprašyti patobulinimai:1) atsirado įvairių dažančių medžiagų tipų ir koncentracijų;2) atsirado įvairių skvarbių alyvų ir priedų tipų;3) atsirado medžiagų ir būdų, skirtų skverbikliui šalinti nuo paviršiaus;4) atsirado įvairių išryškinimo priemonių medžiagų ir formų.4.2. Bandymų skverbikliais galimybėsBandymai skverbikliais yra paprastas, nebrangus ir patikimas patikrosbūdas, skirtas trūkiams, esantiems tikrinamo objekto paviršiuje,nustatyti. Šį metodą galima taikyti tiriant metalus arba kitas neakytas70

medžiagas, kurių nepaveikė prasiskverbiančios medžiagos. Pasirinkustinkamą techniką, šis metodas padės nustatyti įvairiausius trūkius, nepriklausomainuo jų dydžio: nuo jau matomų įtrūkimų iki mikroskopiniolygio defektų. Tai galioja tik tuo atveju, jeigu įtrūkimai atsiveriapaviršiuje ir nėra užteršti pašalinėmis medžiagomis.4.3. Pagrindinis skverbiklių naudojimo procesasPagrindiniai skverbiklių naudojimo proceso principai nepasikeitėnuo alyvos ir balinimo metodo laikų. 64 paveikslėlyje pavaizduotapagrindinė veiksmų seka atliekant bandymus skverbikliais.1 žingsnisDetalės nuvalomos. Valymas nėra bandymo skverbikliais procesodalis, tačiau jis yra svarbus ir pabrėžiamas dėl jo įtakos patikros rezultatams.Nešvarumai, purvas arba drėgmė tiek defekto viduje, tiek antdetalės paviršiaus gali sumažinti patikros efektyvumą.2 žingsnisAnt tikrinamos švarios detalės paviršiaus dengiami skvarbieji dažai.Skverbikliui leidžiama likti ant detalės paviršiaus tam tikrą laiką,kad jis galėtų pasiekti ir užpildyti visas angas arba įtrūkimus.3 žingsnisPo atitinkamo laikymo laikotarpio skverbiklis pašalinamas nuodetalės paviršiaus. Būtina būti atsargiems ir nepašalinti trūkius užpildžiusiosskvarbiosios medžiagos.4 žingsnisPo to tepama ryškalu vadinama medžiaga. Ryškalas padeda skverbikliuiišlikti įtrūkimuose ir pagerina indikacijų matomumą.5 žingsnisVėliau paviršius apžiūrimas tinkamo apšvietimo sąlygomis.Reikiamas apšvietimo sąlygas lemia naudojamo skverbiklio tipas.Apžiūra dažnai atliekama naudojant nedidelio lygio padidinimą.Šiame etape užfiksuojamos visos tikros indikacijos.6 žingsnisPaskutinis bandymų skverbikliais žingsnis yra visų skvarbiosiosmedžiagos likučių ir ryškalo pašalinimas nuvalant tiriamą detalę.71

63 pav. Tyrimų skverbikliais seka4.4. Įsiskverbimo mechanizmasBandymų skverbikliais procesas priklauso nuo skysčio, kuris galitekėti paviršiumi. Įtrūkimai gali būti labai maži ir jų nepadidintų pamatytigali būti sudėtinga arba apskritai neįmanoma. Skysčio galimybėspadengti detalės paviršių ir patekti į atvirus įtrūkimus priklausonuo šių fizinių veiksnių: paviršiaus įtempties, drėkinimo savybės irkapiliarinio poveikio.Paviršiaus įtemptis (molekulinė sąveika)Skysčio paviršiui būdingos tam tikros ypatybės, kurios yra panašiosį ištemptos elastingos membranos savybes. Šiuos bruožus lemiasurišimo jėgos, laikančios drauge paviršiaus molekules, būtent tą reiškia„paviršiaus įtempties“ sąvoka. Pavyzdžiui, ant vandens paviršiausgalima uždėti adatą arba skutimosi peiliuką, ir abiem atvejais tiek adata,tiek peiliukas plūduriuos vandens paviršiuje dėl svorio išretėjimo,lyg vanduo būtų guminė oro pagalvė.Drėkinimo savybėKada skystis kontaktuoja su kietu paviršiumi, už paviršiaus įtemptįatsakinga surišimo jėga konkuruoja su adhezijos jėga arba yra priešiškaiveikiama adhezijos jėgos, veikiančios tarp skysčio molekulių ir kieto72

paviršiaus. Šios jėgos lemia kontakto kampą, kurį skystis sudaro su paviršiumi.64 paveikslėlyje vaizduojami du kontakto kampai. Kontaktokampas yra žymimas graikų kalbos raide „teta“ arba θ. Jeigu kontaktokampas mažesnis nei 90°, skystis pasiskirsto po paviršių ir sakoma, kadjis „sudrėkina paviršių“ arba pasižymi gera drėkinimo savybe. Paprastaiskvarbiųjų medžiagų drėkinimo kampai yra mažesni nei 5°.64 pav. Kontakto kampaiKapiliarinis poveikisKapiliarinis poveikis siejamas su drėkinimo savybe. Kai į skystįįkišamas mažo vidinio skersmens vamzdelis, skysčio lygis vamzdelioviduje gali pakilti į viršų, išlikti pastovus arba net būti mažesnis neiskysčio lygis išorėje.65 pav. Skysčio lygis vamzdelyje73

Jeigu kontakto kampas tarp skysčio ir vamzdžio sienelės yra mažesnisnei 90° (66 pav. (A)) (skystis drėkina vamzdžio sienelę), skystisvamzdelyje bus aukštesniu lygiu nei vamzdelio išorėje. Jeigu kontaktokampas yra 90° (66 pav. (B)) arba daugiau nei 90° (66 pav. (C)) (blogasdrėkinimas), skystis nepakils aukščiau skysčio lygio vamzdelio išorėjearba net gali būti mažesnis. 66 paveikslėlyje parodomi kontaktokampų ir kapiliarinio poveikio efektai.Skysčio lygio padidėjimas arba sumažėjimas kapiliariniamevamzdelyje priklauso nuo kontakto kampo.66 pav. Ryšys tarp kapiliarinio poveikio ir kontakto kampoKapiliarinė jėgaKapiliarinės jėgos padidėjimas atsiranda tada, kai skystis sudrėkinavamzdelio vidų ir paviršiaus įtemptis į sudrėkintą plotą pritraukiadaugiau skysčio. 67 pav. parodytos veikiančios jėgos. Galimaapskaičiuoti aukštį, kiek pakils skystis stulpelyje. Aukštyn nukreiptajėga, kaip parodyta 66 pav., b, yra vertikalus komponentas (paviršiausįtemptis (T) padauginta iš kontakto kampo kosinuso (θ)), veikiantisaplink menisko perimetrą (2 πr). Priešingai veikianti jėga, kaip parodyta66 pav., a yra skysčio stulpelio svoris. Jį galima apskaičiuotipagal stulpelio aukštį (h), vamzdelio plotą (πr 2 ), skysčio tankį (ρ) irsunkio jėgą (g). Kadangi aukštyn nukreipta jėga lygi žemyn nukreiptajėgai, stulpelio aukščiui skaičiuoti galima naudoti dvi lygtis:74

Supaprastinta formulė atrodo taip:2 Th = ⋅ ⋅ cosθ,(16)r⋅ρ⋅garba:Aukštyn Aukatyn nukreipta jëga jėgah=}emyn Žemyn nukreipta jëga jėga. (17)67 pav. Kapiliarinio poveikio metu veikiančios jėgos(A) Žemyn nukreipta jėga = skysčio stulpelio svoris:2FD = π r ⋅ρ⋅g ⋅ h, (18)(B) Aukštyn nukreipta jėga = įtemptis x menisko perimetras:F T cos θ⋅2π r .(19)U =Skverbiklių patekimas į įtrūkimusKapiliarinio poveikio aprašymas parodo pagrindinius principus,kaip skverbiklis patenka ir išteka iš mažų paviršiaus angų. Praktikojelygčių netaikoma, nes susiformuojančios jėgos yra sudėtingesnės.Lygtys pagrįstos atviro kapiliarinio vamzdelio naudojimu. Pvz., jeiguvienas vamzdelio galas yra uždaras, kaip nutinka sraute, kapiliarinįpakilimą veikia uždarame gale įstrigusio oro spaudimas. Be to, trū-75

kiai nėra kapiliariniai vamzdeliai, jų šonai nėra lygiagretūs ar apvalūs.Dėl šių veiksnių skverbikliai patenka į įtrūkimus atvirkščia padėtimi,t. y. žemesnio krašto paviršiumi. Toliau išvardyti lygtį apibūdinantyspunktai, kuriuos reikėtų įsiminti:1. Skverbiklio atveju pageidaujama didelė paviršiaus įtemptis irmažas kontakto kampas.2. Kapiliarinė jėga padidėja, esant mažesniems įtrūkimams.3. Klampumas nėra įsiskverbimo funkciją veikiantis veiksnys.4.5. Pratekėjimo nustatymasBandymai skverbikliais taip pat naudojami pratekėjimams nustatytitalpyklose. Šiuo atveju galioja visi pagrindiniai procedūros etapai,tik galima praleisti skverbiklių pašalinimo žingsnį. Talpykla pripildomaskverbiklio arba skverbikliu padengiama viena talpyklos sienelėspusė. Ant priešais esančios sienelės tepamas ryškalas. Po tam tikrolaiko, per kurį skverbiklis prasiskverbia į visus pratekėjimo taškus,atliekama apžiūra. Šis metodas gali būti taikomas plonoms detalėms,kai galima pasiekti abu paviršius ir manoma, kad įtrūkimas tęsis pervisą medžiagą.4.6. Bandymų skverbikliais pasirinkimo priežastysBandymus skverbikliais verta rinktis iš kitų neardomųjų bandymųmetodų dėl daugelio priežasčių. Toliau aprašomos kelios priežastys,kodėl verta rinktis bandymus skverbikliais:1. Idealiomis sąlygomis atlikti bandymai skverbikliais gali padėtisurasti labai mažus trūkius. To nesugebės pakartoti daugelis kitųneardomųjų bandymų metodų.2. Bandymai skverbikliais leidžia patikrinti visus pasiekiamusdetalės paviršius viena procedūra. Atliekant kitus neardomuosius bandymus,padengiamas konkretus plotas arba vieta ir procedūrą reikiakartoti kitose vietose ar ant kitų plotų.3. Bandymas skverbikliais padidina matomą trūkių dydį, todėlindikacijas galima pamatyti aiškiau ir greičiau, papildomai nenaudojantjokių pagalbinių optinių priemonių.76

4. Taikant bandymus skverbikliais galima tiesiogiai detalėje nustatytiindikacijos vietą, orientaciją ir apytikslį ilgį, taigi galima interpretuoti.Bandymų skverbikliais jautrumo lygis gali būti reguliuojamas pasirenkantskirtingas medžiagas ir bandymų atlikimo būdus. Tai leidžiasusilpninti mažų, neesminių įtrūkimų indikacijas, tačiau aiškiai matomosreikšmingesnių, didesnių trūkių indikacijos.Bandymo metodo pasirinkimas yra sudėtinga procedūra, kuri priklausonuo įvairių veiksnių. Būtina užtikrinti žinias apie visų neardomųjųtikrinimo metodų galimybes ir apribojimus. Kai įmanoma, priimantsprendimą dėl taikomo metodo, reikėtų pasitarti su atitinkamutechnikos skyriumi arba atsakingu specialistu.4.7. Reikalavimai, keliami personaluiIš pirmo žvilgsnio atrodo, kad bandymai skverbikliais yra nesudėtingi,tačiau įspūdis klaidingas. Patikrinimą gali sugadinti net ir labainereikšmingi proceso pokyčiai, kurie neleis nustatyti rimtų defektų.Būtina, kad bandymus skverbikliais atliekantys personalo darbuotojaiturėtų atitinkamą patirtį ir būtų tinkamai išmokyti. Visi asmenys, naudojantysskvarbiąsias medžiagas arba nagrinėjantys komponentuosedėl skvarbiųjų medžiagų gautas indikacijas, privalo būti sertifikuotikaip kompetentingi specialistai ir turėti deramą pripažintus standartusatitinkančią kvalifikaciją.4.8. Reikalavimai, keliami įrangaiBandymų skverbikliais procese gali būti naudojama įvairi įranga:nuo purškimo ar aerozolinių flakonų iki sudėtingų automatizuotųsistemų.4.9. Bandymų skverbikliais privalumai ir galimybės4.9.1. Bandymai skverbikliais tinka bet kokių objektų, net ir sudėtingųformų išoriniams paviršiams tikrinti, ir tai atliekama viena procedūra.Kitiems neardomiesiems bandymams reikalinga speciali įranganukreipiama į konkretų paviršių arba plotą, o skverbikliai padengia77

visą detalę. Jeigu detalės yra per didelės, kad būtų galima įmerkti, jasgalima apdoroti purškiant skvarbiąsias medžiagas ir taip užtikrinantvisišką paviršiaus padengimą.4.9.2. Bandymais skvarbiaisiais dažais galima nustatyti labai mažuspaviršiaus įtrūkimus. Tai vienas jautriausių neardomųjų bandymųmetodų, skirtas paviršiaus įtrūkiams nustatyti.4.9.3. Bandymus skvarbiaisiais dažais galima naudoti labai įvairiomsmedžiagoms, įskaitant juoduosius ir spalvotuosius metalus beijų lydinius, degintą keramiką, dengtus metalo gaminius, stiklą ir kaikurias organines medžiagas. Su medžiagomis susiję apribojimai detaliauaprašomi apribojimų dalyje.4.9.4. Bandymai skvarbiaisiais dažais gali būti atliekami naudojantsantykinai nebrangią, nesudėtingą įrangą. Jeigu tiriamas plotasyra nedidelis, bandymą galima atlikti portatyvine įranga.4.9.5. Bandymai skvarbiaisiais dažais išryškinant indikacijas padidinamatomą trūkių dydį. Be to, ant detalės tampa matoma defektovieta, orientacija ir apytikslis ilgis, todėl įmanoma interpretuoti indikacijasir vertinti defektą.4.9.6. Bandymai skvarbiaisiais dažais tinka didelės apimties tikrinimui,užtikrinant 100 procentų patikros efektyvumą. Mažas detalesgalima sudėti į krepšius ir bus atliekama visos detalių partijos patikra.Taip pat naudojant specialias sistemas, nustatytas veikti pusiau automatiniuarba visiškai automatiniu būdu, per valandą gali būti patikrintatiek detalių, kiek prireikia.4.9.7. Bandymų skverbikliais jautrumo lygis gali būti reguliuojamaspasirenkant skirtingas medžiagas ir bandymų atlikimo būdus. Taileidžia susilpninti mažų neesminių įtrūkimų indikacijas, tačiau aiškiaimatomos reikšmingesnių, didesnių trūkių indikacijos.4.10. Bandymų skverbikliais trūkumai ir apribojimai4.10.1. Bandymai skvarbiaisiais dažais priklauso nuo skvarbiosiosterpės gebėjimo patekti ir užpildyti įtrūkimus. Bandymais skvarbiaisiaisdažais parodys tik tuos trūkius, kurie yra atsivėrę į paviršių.4.10.2. Objektų paviršiai, kuriuos planuojate tikrinti, privalo būtišvarūs, be organinės ar neorganinės kilmės teršalų, kurie kliudytų įsi-78

skverbiančiai terpei veikti. Taip pat būtina užtikrinti, kad ant vidinioįtrūkimų paviršiaus nebūtų jokių pašalinių medžiagų, pavyzdžiui, korozijos,degimo produktų ar kitų teršalų, kurie neleistų patekti skvarbiajaimedžiagai.4.10.3. Mechaninės procedūros, tokios kaip metalo apdorojimasšratais, mašininis honingavimas (galandimas), poliravimas, valymasvieliniu šepečiu, tekinimas arba šlifavimas nutrins arba nudilins metalopaviršių. Šios mechaninės procedūros užveria arba sumažina visųesamų įtrūkimų atsivėrimą į paviršių. Mechaninis apdorojimas (nutrynimasarba nudilimas) taip pat vyksta įprasto naudojimo metu, kadadetalės kontaktuoja ir trinasi viena į kitą. Jeigu bandymas skvarbiaisiaisdažais atliekamas po šių mechaninių procedūrų arba naudojimo,kuris lemia paviršiaus nusitrynimą ir nudilimą, patikrinimas aprašytaisbandymais neleis patikimai aptikti įtrūkimų.4.10.4. Nepraktiška bandymus skvarbiaisiais dažais atlikti antakytųjų medžiagų, pasižyminčių tarpusavyje sujungtais popaviršiniaistinklais. Skvarbioji medžiaga sparčiai patenka į akyto paviršiaus angasir migruoja po paviršiniu tinklu. Tai lemia viso paviršiaus indikacijas,kurios paslepia bet kokias įtrūkimų indikacijas. Be to, po patikrinimogali būti neįmanoma pašalinti skvarbiųjų dažų.4.11. Sveikata ir saugumasBandymai skverbikliais yra cheminėmis medžiagomis pagrįstasprocesas. Dauguma chemikalų yra pavojingi sveikatai, todėl būtina būtiatidiems ir užtikrinti visų saugumo taisyklių ir instrukcijų laikymąsi.4.11.1. Specifiniai standartaiSiekiant užtikrinti saugumą, visada naudokitės ir atidžiai išnagrinėkitetechninės informacijos, sveikatos ir saugos informacijos dokumentuoseir gamintojo saugos duomenų dokumentuose pateiktus specifiniusstandartus. Paprastai turi būti pateikiama ši informacija:Pavojingos sudedamosios medžiagos. Pateikiamas toksinių chemikalųsudedamųjų medžiagų sąrašas.Fiziniai duomenys. Pateikiamos techninės chemikalų savybės.79

Duomenys apie gaisro ir sprogimo pavojų. Nurodomi pliūpsniotaškai, pavojai, kokias gaisro gesinimo priemones reikia naudoti ir kokiasspecifines procedūras atlikti gaisro gesinimo metu.Reaktyvumas. Aprašomos pavojingos polimerizacijos reakcijos,nesuderinamumas ir pavojingi skilimo produktai.Aplinkos apsaugos ir utilizavimo informacija. Informacija, kądaryti išsiliejus medžiagai, kaip tinkamu būdu išmesti ir utilizuoti panaudotąmedžiagą.Duomenys apie pavojų sveikatai. Pateikiama informacija apiesimptomus įkvėpus medžiagą; medžiagai patekus ant odos; kai medžiagaįsigeria į odą; medžiagai patekus į akis; nurijus medžiagą, taippat informacija apie sistemingą poveikį ir bet kokio sveikatos sutrikimoar būklės pablogėjimą. Kartu pateikiama informacija apie į sudėtįįeinančius galimai vėžinius susirgimus sukeliančius komponentus.Pirmosios pagalbos informacija. Informacija apie tai, kaip reikėtųelgtis, siekiant suvaldyti sveikatos pavojaus duomenyse aprašytassituacijas.Naudojimo įspėjimai. Aprašomi tokie reikalavimai, kaip tinkamasvėdinimas, apsauginių pirštinių, respiratorių, akinių ir kitos specialiosįrangos naudojimas.Sandėliavimas ir naudojimas. Informacija apie tai, kaip reikiasandėliuoti, gabenti, laikyti medžiagą ir t. t., pateikiami būdingi apribojimaiir reikalavimai.Transportavimo skyrius. Šiame gamintojo saugos duomenųskyriuje pateikiamos taisyklės dėl gabenimo oro transportu ir transportuotinaudojamų talpyklų reikalavimai.Kita saugumo informacija. Pateikiamos naudojimo taisyklės irkiti veiksniai, neaprašyti ankstesniuose skyriuose.Gamintojo pavadinimas. Įprasta, kad šiame skyriuje pateikiamakontaktinė informacija: gamintojo pavadinimas, telefonas ir adresas.Kontaktinė informacija naudinga, kai klientas turi bet kokių susijusiųklausimų.80

4.12. Pirmosios pagalbos procedūrosĮvairūs bandymuose skverbikliais naudojami chemikalai gali būtipavojingi sveikatai. Toliau aprašomos pirmosios pagalbos procedūrosir atsargumo priemonės, kurių reikėtų imtis naudojant įvairias cheminesmedžiagas. Jeigu dėl vietinių darbo sąlygų priskiriama naudoti papildomasapsaugos priemones, kartu reikia laikytis vietinio atsakingosveikatos ir darbo saugos pareigūno rekomendacijų ir vietinių saugumoprocedūrų.– Patekus į akis. Jeigu dėl tiriamo komponento vietos ar orientacijosyra galimybė, kad chemikalai pateks į akis, būtina dėvėti cheminėmsmedžiagoms atsparius akinius. Jeigu cheminė medžiagapatenka į akis, praplaukite jas dideliu kiekiu vandens. Jeigu nėratekančio vandens šaltinio, būtina užtikrinti, kad darbo vietojebūtų pramoninis, akims praplauti skirtas vandens tirpalas. Po pirmosiospagalbos procedūrų nedelsdami kreipkitės į gydytoją.– Patekus ant odos. Dėl chemikalui būdingo riebalinio sluoksniošalinimo poveikio prieš atliekant darbus rankas reikia išteptibarjeriniu apsauginiu kremu. Jeigu darbo metu oda ilgesnį laikąkontaktuoja su chemikalais, taip pat būtina dėvėti apsauginesPVC pirštines. Visada būtina užtikrinti minimalų odos ir chemikalųkontaktą. Jeigu dėl chemikalų patekimo ant odos atsirandasudirgimų ir išsausėjimų, kruopščiai nuplaukite paveiktą vietąmuilu ir vandeniu, nusausinkite ir padenkite lanolino pagrindokremu. Jeigu sudirginimas išlieka, kreipkitės į gydytoją.– Nurijus. Atlikdami bandymus skverbikliais nevalgykite ir priešvalgydami maistą kruopščiai nusiplaukite rankas. Jeigu nurijotechemikalų, nedelsdami kreipkitės į gydytoją. NEBANDYKITESUKELTI VĖMIMO.– Įkvėpus. Uždarose patalpose arba darbo vietose, kuriose susidaroaukšta garų koncentracija ir / arba yra sausų miltelių,visada dėvėkite veido kaukes su įtaisytomis filtrų kasetėmis.Skyriuose, kur laikomi skvarbieji dažai, arba vietose, kur dažniausiainaudojamos šios skvarbiosios medžiagos, privalo būtiužtikrinta priverstinė ventiliacija. Jeigu jaučiami tokie simp-81

tomai, kaip pykinimas, galvos svaigimas, mieguistumas arbadusulys, nukentėjusįjį būtina perkelti į gryną orą ir kreiptis įgydytoją. Jeigu sustojo nukentėjusiojo kvėpavimas, atlikite gaivinimoprocedūrą.4.13. Naudojimas ir sandėliavimas– Gaisro pavojus. Kai kurie garai, kuriuos išskiria lakios (greitaigaruojančios) medžiagos, gali akimirksniu užsiliepsnoti.Žemiausia temperatūra, kurioje garai gali užsidegti, yra vadinamamedžiagos pliūpsnio tašku. Kuo didesnis medžiagos pliūpsniotaškas, tuo mažesnė užsidegimo rizika. Taigi skverbiklių,kurių pliūpsnio taškas yra labai mažas, reikėtų vengti. Siekiantužtikrinti saugumą, rekomenduojama rinktis tokias skvarbiąsiasmedžiagas, kurių pliūpsnio taškas atvirose talpose būtųbent 93 °C (200 °F). Kadangi dauguma skverbiklių tam tikromissąlygomis gali užsiliepsnoti, tose vietose, kuriose dirbamasu jais, arba netoli tokių vietų draudžiama rūkyti, šias vietasreikia apsaugoti nuo intensyvaus karščio ir atviros liepsnos šaltinių.Siekdami išsklaidyti galimai pavojingus garus, naudokiteištraukimo ventiliatorius. Gaisrui gesinti rekomenduojama naudotiCO 2 , putas ir sausus miltelius – šios priešgaisrinės priemonėsprivalo būti darbo vietoje, o visi darbuotojai turi būtisusipažinę su jų naudojimu.– Sandėliavimas. Laikykite skverbiklius užsandarintose talpyklose,sausoje vietoje, toliau nuo karščio šaltinių ir tiesioginiųsaulės spindulių.– Išsiliejimas. Sugerkite išsiliejusį skverbiklį absorbuojančia medžiaga.– Transportavimas. Priklausomai nuo konkrečios cheminės medžiagospliūpsnio taško, imkitės visų reikalingų atsargumo priemonių.– Utilizavimas. Skverbiklius reikėtų utilizuoti kaip tepalo pavidaloatliekas. Draudžiama skvarbiąsias medžiagas išpilti į vietinękanalizaciją.82

4.14. Skverbiklių tipaiĮtrūkimuose paprastai susirenka labai nedidelis skvarbiųjų dažųkiekis. Jeigu norite surasti įtrūkimą, net ir mažiausias skverbiklio kiekisturėtų būti aiškiai matomas. Tais laikais, kai buvo taikomas alyvos irbalinimo kalkėmis metodas, buvo nustatyta, kad panaudota arba nešvarialyva buvo daug geriau matoma nei švari mašininė alyva. Šiuolaikiniaiskverbikliai užtikrina matomumą, nes įsiskverbusioje rišamojojemedžiagoje arba alyvoje ištirpinami ryškios spalvos dažai. Dažomųjųmedžiagų tipas tampa vienu iš skverbiklių klasifikavimų būdų.4.14.1. Fluorescenciniai skverbikliai (I tipo)Kai kurie cheminiai junginiai pasižymi gebėjimu skleisti šviesą,kai greta yra ultravioletinė arba juodoji šviesa (bangų ilgis: nuo 320iki 400 nm). Ši savybė vadinama fluorescencija, o medžiagos vadinamosfluorescencinėmis. Pasirinkus tinkamas fluorescencines medžiagas,net ir labai nedidelis fluorescencinių skverbiklių kiekis bus aiškiaimatomas ultravioletinėje šviesoje.4.14.2. Spalvų kontrasto skverbikliai (II tipo)Į spalvos kontrastą formuojančių skverbiklių sudėtį įeina raudonųdažų, kurie ištirpinami įsiskverbusioje alyvoje. Matomumas papildomaipagerinamas, kai skverbiklis papildomai padengiamas balto ryškalosluoksniu. Baltas ryškalas yra ryškaus kontrasto pagrindas ryškiam,raudonam skverbikliui, kai bandinys tikrinamas dienos arba baltojoješviesoje. Šio tipo skverbiklį draudžiama naudoti aviacijos srityje.4.14.3. Dvejopos paskirties (fluorescencinio spalvų kontrasto)skverbikliai (III tipo)Į dvejopo naudojimo (fluorescencinio spalvų kontrasto) skverbikliųsudėtį įeina dažančių medžiagų, kurios dienos šviesoje yra rausvosspalvos, o ultravioletinės šviesos aplinkoje – fluorescencinės. Tačiautiek intensyvios, ryškios raudonos spalvos, tiek fluorescencinės savybėsyra prastesnės nei vienos matomos spalvos skverbiklių arba skver-83

iklių, kuriems būdingos fluorescencinės savybės – sumažėja spalvosintensyvumas ir fluorescencijos lygis. Šio tipo skverbiklį draudžiamanaudoti aviacijos srityje.4.15. Pašalinimo būdaiSkvarbiosios medžiagos yra sudarytos arba suformuotos konkretiemsšalinimo būdams. Šalinimo būdas leidžia klasifikuoti skverbikliusdar vienu būdu. Kiekviena šalinimo medžiaga turi būdingų privalumųir trūkumų, kurie detaliau aptariami toliau.4.15.1. Vandeniu nuplaunami skverbikliai (A metodas)Įprastas skverbiklio skystas pagrindas yra vandenyje netirpusarba nesimaišantis naftos produktas. Yra cheminių junginių (paprastaialiejinio pagrindo skysčių), kurie gali susimaišyti su skverbikliųalyva ir suformuoti emulsinius mišinius. Emulsinę alyvą galima pašalintipurškiant vandenį. Cheminis junginys, sudarantis emulsinį mišinį,vadinamas emulsine medžiaga arba emulsikliu. Į vandeniu nuplaunamųskverbiklių sudėtį įeina emulsinių medžiagų (tokios formosskverbikliai gaunami iš gamintojo). Tai leidžia iš karto po skverbiklioįsiskverbimo laiko pašalinti jo likučius purškiant vandenį.4.15.2. Lipofiliniai emulsikliai (B metodas)Skverbikliai, kurie naudojami taikant lipofilinių emulsiklių metodą,yra suformuoti taip, kad optimizuotų jų įsiskverbimo ir matomumosavybes. Į šių medžiagų sudėtį neįeina emulsinių medžiagų ir jų negalimapašalinti paprastu vandeniu. Jas pašalinti galima atliekant atskirąprocedūrą ir naudojant emulsiklį. Tokiu būdu skverbiklio pertekliuspaviršiuje paverčiamas emulsiniu mišiniu, kurį vėliau galima pašalintipurškiant vandenį.4.15.3. Tirpikliai (C metodas)„Pašalinamo tirpikliu“ terminas labiau galioja procesui, o ne medžiagai,kadangi tirpikliu galima pašalinti visus aliejinio pagrindo84

skverbiklius. Paprastai pašalinimo tirpikliu procese naudojami skverbikliaiyra standartiniai skverbikliai be emulsiklio, tačiau gali būtinaudojami ir vandeniu nuplaunami skverbikliai.Į naudojamų tirpiklių sudėtį įeina aromatinių, alifatinių arba halogenizuotųjunginių. Dauguma iš jų yra ypač degūs, o kiti aukštesnėjetemperatūroje gali suirti. Visus tirpiklius reikėtų laikyti toliau nuo karščioir atviros liepsnos šaltinių. Garai gali būti kenksmingi, todėl būtinaužtikrinti tinkamą vėdinimą. Būtina vengti kontakto su oda ir akimis.4.15.4. Hidrofiliniai emulsikliai (D metodas)Taikant hidrofilinio emulsiklio metodą skverbikliai naudojamibe emulsiklio. Šiuo atveju jie tokie patys arba panašūs į lipofiliniometodo skverbiklius. Hidrofilinio ir lipofilinio metodų skirtumas yrašalinimo procese naudojamos medžiagos ir procedūros. Hidrofilinisšalinimas atliekamas naudojant vandens pagrindo tirpalą ir valymopriemonę – paviršius nuvalomas muilu. Todėl hidrofilinis skverbikliošalinimo būdas tiksliau vadinamas hidrofilinės šalinimo priemonėsbūdu. Hidrofilinės šalinimo priemonės būdas laikomas geresniu už lipofilinioemulsiklio būdą, nes jis leidžia geriau kontroliuoti šalinimoprocesą, to pasekmė – susidaro mažiau likučių.4.16. RyškalaiDažniausiai naudojami keturių pavidalų ryškalai. Keturios ryškalųformos yra:1) sausi milteliai („a“ forma);2) tirpūs vandenyje ryškalai („b“ forma);3) vandens tirpalo ryškalai („c“ forma);4) nevandeniniai ryškalai („d“ forma).Kiekvieną ryškalo formą galima naudoti keliais skirtingais būdais,pvz., panardinant, purškiant iš balionėlio, elektrostatiniu būdu,didelės detalės dedamos į didžiules kameras ir ten ryškalai ant jų patenkarūko pavidalu.85

68 pav. Sausi milteliai69 pav. Nevandeniniai ryškalai4.17. JautrumasKai „jautrumo“ sąvoka vartojama kalbant apie skverbiklių sistemas,ji nusako gebėjimą nustatyti mažus, siaurus įtrūkimus. Jautrumasyra sąlyginis veiksnys. Jis nepateikia išmatuoto rezultato skaičiais.Jautrumas nustatomas naudojant skverbiklių sistemą plokštelei arblokui su įtrūkimais, o tada lyginant gautas indikacijas su standartoindikacijomis. Konkretaus skverbiklio jautrumui daro įtaką keletasveiksnių, taip pat jautrumo lygį gali pakeisti ir pasirinktas ryškalo tipas.Skverbiklius reikėtų lyginti naudojant to paties tipo ryškalą.86

70 pav. Skverbiklių naudojimo standartas4.17.1. Jautrumo kategorijosSkverbiklių sistemos (skverbiklių / emulsiklių arba šalinimo priemonių)dažnai skirstomos į keturis jautrumo lygius. Tai:1 jautrumo lygis – žemas jautrumo lygis;2 jautrumo lygis – vidutinis jautrumo lygis;3 jautrumo lygis – aukštas jautrumo lygis;4 jautrumo lygis – labai aukštas jautrumo lygis.4.17.2. Jautrumo apibrėžimasSkverbiklių sistemų 1 jautrumo lygiui apibūdinti vartojamas„žemo jautrumo lygio“ terminas sudaro loginį prieštaravimą. 1 lygiojautrumas yra mažas tik tada, kai lyginama su didesnio jautrumoskverbiklių sistemomis. 1 lygio jautrumas yra daug didesnis nei vizualinėspatikros ir jis tinka įvairiais atvejais.Jautriausia skverbiklių sistema numatytam tikslui laikoma ta,kuri efektyviausiai suranda atitinkamo tipo įtrūkimus konkrečiomistestavimo sąlygomis.4.17.3. Jautrumo lygio pasirinkimasVisiškai nebūtina, o kartais ir neįmanoma naudoti didžiausio jautrumomedžiagas. Toliau aprašomi keli veiksniai, nulemiantys jautrumolygio pasirinkimą.87

Galimų defektų tipas ir dydisDideli defektai, pavyzdžiui tokie, kuriuos sukėlė pertempimas,gali būti nustatomi naudojant mažo jautrumo medžiagas. Mažus, smulkiusnuovargio sukeltus įtrūkius, pavyzdžiui, ant besisukančių varikliodetalių, nustatysite naudodami ypač jautrias medžiagas. Daugumą defektų,nustatomų atliekant lėktuvo priežiūros darbus, galima rasti naudojantvidutinio arba aukšto jautrumo skverbiklių sistemas.Detalės paviršiaus būklėŠiurkščių paviršių detalės, tokios kaip liejiniai, suvirintos detalės,iškalti gaminiai ir pernelyg išėsdintos medžiagos, yra linkusiosišlaikyti dalį skverbiklių. Nelygiems paviršiams didelio arba ypač dideliojautrumo skverbiklių naudojimas gali lemti pernelyg didelį antpaviršiaus liekantį skverbiklių kiekį, o tai atitinkamai kliudo surastigalimus defektus. Skverbiklius labai paprasta pašalinti nuo lygių, glotniųpaviršių. Žemo arba vidutinio jautrumo skverbikliai gali nesurastiglotniuose, lygiuose paviršiuose esančių įtrūkimų – tai lemia pernelyglengvas skverbiklių nuvalymas nuo tiriamojo paviršiaus.Medžiagų ir proceso kontrolės sąnaudosDidesnio jautrumo medžiagos yra daug brangesnės nei mažesniojautrumo medžiagos. Tai iš esmės lemia didesnis brangių dažančiųmedžiagų kiekis. Taip pat didesnio jautrumo medžiagos reikalaujagriežtesnio kontrolės proceso, taigi ir daugiau darbuotojų darbo valandų.Šios didesnės medžiagų ir darbo sąnaudos yra nereikalingos, jeigudidesnis jautrumas nėra būtinas.4.17.4. Jautrumas ir skverbiklių tipaiJautrumas skiriasi, priklausomai nuo naudojamų skverbiklių tipoir ryškalo formos. Teoriškai, šalinimo metodas jautrumui įtakos nedaro.Tačiau kai kurie šalinimo būdai reikalauja griežtos kontrolės ir netnedideli proceso pokyčiai gali reikšmingai mažinti jautrumą. Toliaupateikiami apibendrinti įvairių skverbiklių tipai:– Matomų dažų skverbikliai yra mažiau jautrūs nei fluorescenciniaiskverbikliai. Matomų dažų skverbikliai priskiriami tik1 jautrumo lygiui (žemam).88

– Dvejopos paskirties (matomo ir fluorescencinio) tipo skverbikliaiyra priskiriami 1 jautrumo lygiui (žemam);– Draudžiama lėktuvų detalėms tikrinti naudoti 1 jautrumolygio skverbiklius.4.18. Skverbiklių naudojimo procesasFluorescensinių skverbiklių naudojimo procesas yra panašus įspalvų kontrasto arba dar kitaip vadinamų matomų dažų skverbikliųnaudojimo procesą. Kiekvienas metodas turi savo atskirą skverbikliųnaudojimo proceso seką. Metodo ir jautrumo pasirinkimas priklausonuo to, kokiai paskirčiai bus naudojami skverbikliai.4.18.1. Vandeniu nuplaunamų skverbiklių naudojimoschema (A metodas)*Šiam metodui nepatartina naudoti ryškalo, kurio pagrindą sudaro vanduo,nes tokiu atveju skverbiklis gali būti išplautas iš įtrūkimų.71 pav. Vandeniu nuplaunamų skverbiklių naudojimo schema89

4.18.2. Lipofiliniai emulsikliai. Skverbiklių naudojimoschema (B metodas)72 pav. Lipofiliniai emulsikliai. Skverbiklių naudojimo schema90

4.18.3. Tirpikliai. Skverbiklių naudojimo schema (C metodas)73 pav. Tirpikliai. Skverbiklių naudojimo schema91

4.18.4. Hidrofiliniai emulsikliai. Skverbiklių naudojimo schema(D metodas)74 pav. Hidrofiliniai emulsikliai. Skverbiklių naudojimo schema92

4.19. Reikalavimai, keliami įrangaiBandymų skverbikliais procese naudojama įranga gali būti tiekpurškiamieji ar aerozoliniai balionėliai, tiek sudėtingos automatizuotossistemos. Toliau trumpai aprašomi dažniausiai naudojami įrangos tipai.4.19.1. Portatyvi įrangaBandymai skverbikliais gali būti atliekami įtaisytoms detalėms(pvz., lėktuve) arba tais atvejais, kai detalė pernelyg didelė, kad jąbūtų galima pristatyti į testavimo vietą. Skverbiklių medžiagos prieinamosaerozoliniuose balionėliuose ir mažose talpyklose, skirtoseužtepti teptuku arba tiesiog jomis padengti paviršių. Kai bandymaiskverbikliais atliekami naudojant portatyvią įrangą, patikrinimas apsiribojalokalizuotu plotu arba konkrečių vietų, o ne visos detalės paviršiauspatikrinimu.75 pav. Aerozolinių balionėlių rinkinys93

4.19.2. Stacionari patikrinimų įrangaStacionari patikrinimų įranga dažniausiai susideda iš atskirųmodulinių blokų grupių sudarytos įrangos. Kiekvienas modulis atliekakonkrečią užduotį. Modulių skaičius apdorojimo linijoje skiriasipriklausomai nuo naudojamo bandymų skverbikliais metodo tipo.Dažniausiai naudojami moduliai: panardinimo talpyklos skverbikliams,šalinimo priemonei arba emulsikliui, talpykla ryškalui, keli išleidimoarba apdorojimo punktai, plovimo punktas su ultravioletinešviesa, džiovinimo krosnis ir apžiūros kamera.76 pav. Tipiška skverbiklių linija94

5. Ultragarsiniai tyrimai (UT)Ultragarsiniai tyrimai – vienas iš plačiai aviacijoje naudojamųneardomųjų bandymų metodų, skirtas paviršiniams ir vidiniams pažeidimamsaptikti, tokiems kaip atsisluoksniavimai, įtrūkimai ir kitidefektai. Šio metodo veikimo principas pagrįstas aukštojo dažnio garsobangų sklidimu medžiagoje. Ultragarsinis keitiklis sukuria ultragarsiniusimpulsus ir siunčia juos per detalę bangų pavidalu. Jeigusiunčiamo impulso kelyje pasitaiko defektas, dalis energijos atsispindinuo defekto paviršiaus. Atsispindėjusios bangos signalas keitiklioyra paverčiamas į elektrinį signalą ir atvaizduojamas prietaiso ekrane.Ultragarsiniai tyrimai yra labai universalus neardomųjų bandymų metodas.Keletas ultragarsinio metodo privalumų: jautrus paviršiniamsir popaviršiniams defektams, gali aptikti labai giliai medžiagoje esančiusdefektus, lyginant su kitais neardomųjų bandymų metodais; labaitiksliai nustato defekto vietą ir apytikriai dydį bei formą; reikalingasminimalus pasiruošimas tikrinimui; elektroninė įranga užtikrinamomentinius rezultatus, naudojant pažangias ultragarsines sistemas(angl. Ultrasonic Phased Array); gali būti atkuriamas detalus vaizdas,be to, gali būti naudojamas storiui matuoti.95

6. Lazerinė profilometrijaOptinės lazerinės profilometrijos technologija yra greitas ir gananesudėtingas būdas gauti aukštos kokybės vaizdą, nenaudojant kontaktosu medžiaga. Lazerinė profilometrija (LP) – metodas pagrįstasoptinės trianguliacijos principu. Šviesos šaltiniu ir fokusavimo optika(lazeriu) sukuriamas sufokusuotas šviesos pluoštas, kuris nukreipiamasį tiriamąjį paviršių. Vaizdo generavimo lęšis sufokusuojašviesą, atsispindėjusią nuo tiriamojo paviršiaus, į fotodetektorių.Fotodetektoriuje gautas signalas sugeneruojamas ir pavaizduojamasekrane (77 pav.) Taip sukuriamas trimatis tiriamosios objekto daliesatvaizdas, kuris paskui analizuojamas. Lazerinės profilometrijosdavik liai naudojami korozijai, pitingui, deformacijoms, įlenkimams,erozijai ir nusidėvėjimui aptikti ir tiksliai pavaizduoti. Pritaikomumas,miniatiūrinė optika, šiuolaikiški davikliai, greita skaitmeninių signalųapdorojimo technika, kompiuterinė vizualizacija ir statistika sudarėsąlygas lazerinei profilometrijai išplisti neardomųjų bandymų ir kokybėskontrolės srityse. Šis metodas taip pat gali būti integruotas sukitais neardomųjų bandymų metodais, kaip ultragarsinis ar sūkuriniųsrovių metodai.77 pav. Optinės trianguliacijos schema96

6.1. Metodo pritaikomumasGalima sumontuoti labai mažo skersmens LP jutiklį, kuris būtųpanaudojamas sunkiai prieinamų vietų diagnostikai. Tai ypač svarbuaviacinės technikos diagnostikos neardomajai kontrolei. 78 paveiksleparodyta keletas dalių, kurios yra montuojamos į miniatiūrinį LPjutik lį. Galima pagaminti daviklį, kuris būtų pritaikomas mažesniemsnei 7 mm vidinio skersmens vamzdeliams tikrinti (79 pav., 80 pav.).78 pav. Elementai, naudojami LP davikliuose79 pav. LP daviklis80 pav. LP daviklisDidesnių skersmenų davikliai gaminami su standartiniais jutikliaisir pritaikomi pagal paskirtį (pvz., garo generatorių patikrai) (81 pav.) Be97

to, LP jutikliai puikiai panaudojami inspektuojant plokščius paviršius,kiaurymes, taip pat sudėtingus paviršius, tokius kaip raketų varikliai.81 pav. LP daviklis su sūkurinių srovių riteTam tikrais atvejais, esant nepalankioms sąlygoms, naudojamispecialios paskirties davikliai. 82 paveiksle pavaizduotas LP daviklis,naudojamas atliekant patikrą vandenyje. Su šiuo davikliu galime tikrintinet iki 10 metrų po vandeniu. Atsižvelgiant į pasikeitusį šviesoslūžio rodiklį vandenyje, LP davikliui esant vandeniui atspariame korpuse,buvo patobulintas optinis daviklio dizainas.82 pav. LP daviklis, skirtas patikrai vandenyje6.2. Optinės lazerinės profilometrijos pritaikymas kartu susūkurinių srovių metoduOptinės lazerinės profilometrijos jutikliai puikiai pritaikomi aptiktiir išmatuoti paviršinius defektus, tokius kaip paviršiaus nelygumas, dė-98

mėtumas, korozija ar paviršiniai įtrūkimai. Tačiau jie negali aptikti popaviršiniųdefektų, tokių kaip vidiniai intarpai ar popaviršiniai įtrūkimai.Į lazerinės profilometrijos daviklį galima įmontuoti sūkuriniųsrovių sensorių. Dažniausiai sūkurinių srovių sensorius (ritė) naudojamasišoriniams paviršiams, tokiems kaip tvirtinimo elementai arsuvirinimo konstrukcijos, tikrinti. Tačiau į lazerinės profilometrijosdaviklį įmontuotą besisukantį sūkurinių srovių jutiklį galima naudotipopaviršinių defektų patikrai atlikti, o tiksliau – popaviršiniams įtrūkimamsrasti. Suderinus abu šiuos metodus (lazerinės profilometrijosir sūkurinių srovių), faktiškai vieno skenavimo metu galima patikrinti100 % viso vamzdelio paviršiaus – surasti ir pavaizduoti vidinį ir išorinįvamzdelio paviršių, taip pat popaviršinius defektus (žr. 83 pav.).83 pav. Lazerinės profilometrijos ir sūkurinių srovių metodaisnuskanuotas vamzdelis84 pav. Įtrūkimai, aptikti vidinėje vamzdžio pusėje99

Be visų šių jau paminėtų dažniausiai naudojamų neardomųjų bandymų,aviacijoje dar taikomi radiografinis, akustinės emisijos, termografinisir kiti metodai.Rekomenduojama literatūraAllgaier, M. W; Stanley Ness, S. 1993. Visual & Optical Testing.Nondestructive Testing Handbook. Volume 8. American Society forNondestructive Testing. 367 p.Cox, J. 1997. Eddy current. Programmed instruction handbook (PI-5).Volume I. PH Diversified, 5040-B Highway 49 South Harrisburg.Cox, J. 1997. Eddy current. Programmed instruction handbook (PI-5).Volume II. PH Diversified, 5040-B Highway 49 South Harrisburg.LST EN 1330-2:2006. Neardomieji bandymai.Terminija. 2 dalis. Bendriejineardomųjų bandymų metodų terminai, 2006. 17 p.Schmidt, J. T.; Skeie, K.; McIntire, Paul. 1989. Magnetic particle testing.Nondestructive testing handbook. Volume 6. American society for nondestructivetesting. 453 p.Nondestructive Testing Resource Center [interaktyvus]. [Žiūrėta 2011 02 01].Prieiga per internetą: www.ndt-ed.org.McMaster, I.; Charles, R. 1982. Liquid penetrant tests. Nondestructive testinghandbook. Volume 2. American society for metals. 616 p.Smilie, W. R. Magnetic particle. Programmed instruction handbook (PI-3).Volume II. Magnetic particle. PH Diversified, 5040-B Highway 49 SouthHarrisburg.The American Society For Nondestructive Testing [interaktyvus]. [Žiūrėta2011 06 20]. Prieiga per internetą: www.asnt.org.Žiliukas, A. 1998. Orlaivių techninė diagnostika ir patikimumas. Kaunas:Technologija. 222 p.100