Introducere - Catedra de Rezistenta Materialelor

METODE NEDISTRUCTIVE
PENTRU EVALUAREA
INTEGRITATII STRUCTURILOR
Conf. dr. ing Cristian PETRE

Structura curs/laborator
• 4 ore (2 + 2) la fiecare 2 saptamani
• Prima parte : prezentari teoretice
• Partea a II-a : teste in laborator
• Tema de casa: 1 referat privind una din
metodele prezentate (documentare, stadiu
actual, incercari, rezultate, perspective,
etc). Se prezinta in fata colegilor in ultima
saptamana (10 + 5 min.)

BIBLIOGRAFIE CURS
• A. Mihai, M. Voicu, F. Stefanescu, G.
Neagu, St. Funar, Introducere in
Defectoscopia Nedistructiva, Ed. Printech,
2008
• E. Nastase, Defectoscopie ultrasonica
fizica si tehnica, Ed. Tehnica, 1980

CURSUL 1
• Integritatea unei structuri (Structure
Integrity)
• Controlul SI
• Metode de evaluare a SI (prezentare
generala)

De ce controlam o structura?
• Verificam calitatea unei piese
• Sisteme de Management al Calitatii (ISO, Kaizen,
6Sigma, etc)
• Defecte, neconformitati, imperfectiuni
– Cunoasterea tipurilor de defecte
– Identificarea defectelor
– Masurarea formei si volumului
– Estimarea tendintei de a evolua in timp
– Compararea caracteristicilor produsului afectat
– Decizia privind acceptabilitatea defectelor detectate
– Analiza produsului declarat neconform

CE ESTE DEFECTOSCOPIA?
• Defectoscopia este ştiinţa care se ocupă
cu definirea, caracterizarea, măsurarea şi
detectarea defectelor (discontinuităţilor)
materialelor.
• Defectul reprezintă abaterea de la formă,
dimensiune, aspect, continuitate,
structură, prescrise în documentaţia
tehnică a produsului sau în standarde.

DEFECTELE MATERIALELOR
METALICE
Unde apar discontinuitati?
- in procesul de elaborare a materialului (turnare);
- in procesul de fabricaţie a pieselor (forjare,
laminare, sudură, tratament termic);
- in funcţionare, ca urmare a solicitărilor complexe
la care este supus materialul.

DEFECTELE MATERIALELOR
COMPOZITE
• Deteriorarea cu cea mai mare pondere în
modul de cedare progresivă a materialelor
stratificate este delaminarea

DEFECTELE MATERIALELOR
• dezlipirea de matrice a fibrelor
orientate pe direcţii diferite de
cea de încărcare
• fisurarea matricei (ruperea
interlaminară)
• creşterea golurilor din matrice
• desprinderea de matrice a
fibrelor orientate pe direcţia
încercării
• ruperea fibrelor
COMPOZITE

DEFECTELE MATERIALELOR
COMPOZITE

DEFECTELE MATERIALELOR
COMPOZITE
Tipuri de defecte
specifice
materialelor lipite
Defecte specifice
materialelor
acoperite

Acceptam defecte?
• Defect = neindeplinirea unei cerinte referitoare la o
utilizare intentionata sau specificata (ISO 9000:2001)
• Defect ≠ Neconformitate (d.p.d.v. al raspunderii juridice
pentru produs)
• Produse bune (nu au defecte) ; Produse neconforme (au
cel putin 1 defect)
• Produse cu neconformitati recuperabile (defectele se pot
indeparta) ; Produse cu neconformitati nerecuperabile
(cel putin 1 defect nu se poate indeparta – rebut)
• Defecte acceptabile si defecte inacceptabile (analiza
comportarii in exploatare; analiza de risc)
• Incertitudinea masurarii defectelor

Metode de testare a produselor
• Incercari distructive
– Incercari mecanice (de rezistenta): tractiune,
compresiune, flambaj, incovoiere, forfecare,
rasucire
– Incercari la soc
– Incercari la solicitari variabile sau ciclice
– Incercari la fluaj (deformarea in timp)
– Incercari pentru determinarea duritatii materialelor
– Incercari tehnologice (aprecierea gradului de
prelucrabilitate)
• Incercari nedistructive

METODE DE CONTROL NEDISTRUCTIV
• Metoda de examinare nedistructivă = metoda de
examinare/încercare, care permite obţinerea de
informaţii critice sau de altă natură asupra defectelor,
anomaliilor, deformaţiilor geometrice sau a stării fizice
ale obiectului controlat prin mijloace care nu alterează
capacitatea de utilizare a acestuia.
• Controlul nedistructiv este util atât pentru depistarea
unor defecte de fabricaţie ale unor piese cât şi a
defectelor dobândite după un timp, în funcţionare

Metode de Evaluare Nedistructiva
• EXAMINAREA OPTICO-VIZUALA (Visual(
Testing)
- cu ochiul liber, , in conditiile iluminarii optime a obiectului
examinat;
- cu instrumente sau aparate optice (lupe, microscoape)
- aprox. . 70% din defecte se pot identifica (de forma,
dimensionale, , de suprafata – fisuri, pori)
• EXAMINAREA CU PULBERI MAGNETICE (Magnetic(
Testing)
- detectarea discontinuitatilor feromagnetice cu ajutorul
pulberilor magnetice care se acumuleaza in zona
acestora)
- pentru piese din materiale care se magnetizeaza

Metode de Evaluare Nedistructiva
• EXAMINAREA CU LICHIDE PENETRANTE (Penetrant(
Testing)
- lichidul penetrant patrunde usor in spatii capilare,
depunandu-se
pe suprafata de examinat
- fisurile, porii sunt semnalate prin depunerea unui
material absorbant (developant)
• EXAMINAREA CU CURENTI TURBIONARI (Eddy(
Curent Testing)
- un camp magnetic variabil interactioneaza cu piesa,
discontinuitatile din material producand perturbatii
asupra curentilor turbionari indusi
- pentru produse cu lungime mare

Metode de Evaluare Nedistructiva
• EXAMINAREA PRIN RADIOGRAFIERE (Radiography
Testing)
- radiatiile strabat piesa si interactioneaza cu defectele,
informatiile fiind valorificate pe un ecran sau pe un film
radiografic
- radiatii X pentru piese cu grosimi mici (sub 30 mm);
radiatii γ pentru grosimi mai mari (pana
la 600 mm)
• EXAMINAREA PRIN EMISIE ACUSTICA (Accoustic(
Emission Testing)
- intr-o structura supusa unei solicitari, energia de
deformatie se manifesta prin vibratii de natura mecanica
- se detecteaza, inregistreaza si analizeaza
comportamentul materialului in timpul solicitarii

Metode de Evaluare Nedistructiva
• EXAMINARE PRIN TERMOGRAFIE IN INFRAROSU
(Infrared Thermography)
- o discontinuitate determina o anomalie de distributie a
fluxului termic, respectiv de temperaturi in materialul examinat
- termografiere = obtinerea unei imagini termice a obiectului ;
termometrie = masurarea temperaturii
- termografierea in infrarosu: detectarea de la distanta a
radiatiei emise de un produs, informatiile sunt transformate
intr-o imagine vizibila, pe care se pot evidentia eventualele
discontinuitati
- domenii de utilizare: : medical (zonele(
cu celule canceroase),
constructii (deteriorari
de acoperisuri, fatade, , zone defecte in
conducte),
energetica (mentenanta
instalatiilor electrice),
ecologie (evaluarea
gradului de poluare a apelor si a aerului,
identificarea focarelor de incendii)

Metode de Evaluare Nedistructiva
• EXAMINAREA CU ULTRASUNETE (Ultrasounds
Testing)
- control cu US, respectiv vibratii mecanice in domeniul
0,5-30 MHz
- caracteristicile mediului : viteza de propagare
(dependenta
de densitate si modulul de elasticitate)
- la interfata a doua medii, undele se reflecta si se
refracta
- se pot investiga defecte in piese, , se pot masura grosimi
- in ultimii ani tehnicile de NDE (non(
non-destructive
evaluation) prin US au cunoscut o puternica dezvoltare

Comparatie intre Evaluarile Distructive si cele
Nedistructive
Teste distructive
Teste nedistructive
Avantaje
- Masuratori directe si cantitative
- Corelatii directe intre masuratori si
proprietatile materialului
Limitari
- Necesitatea corelatiilor intre
esantioanele testate si piese
- Un singur test poate masura putine
proprietati
- Testarea in functionare nu este
posibila
- Pregatirea esantioanelor de test este
costisitoare
- In general necesita timp mai mult
Limitari
- Masuratorile sunt indirecte si
“reliability” urmeaza a fi verificata
- In mod usual, sunt masuratori
calitative, dar pot fi si apreciate
cantitativ
- Se cere pregatire adecvata si
experienta pentru interpretarea
rezultatelor
Avantaje
- Testele sunt efectuate pe piesele reale
- Pot fi masurate multe proprietati
- Posibila evaluarea in functionare
- Se pot efectua verificari repetate in
aceeasi perioada de timp
- Nu necesita pregatire speciala
- Cele mai multe teste se fac rapid.