Univerzitet u Tuzli Mainski fakultet Tuzla

SEMINARSKI RADTeme: Ispitivanje vrstoe materijala zatezanjem Ispitivanje tvrdoe Brinell i Rockwell postupkom Ispitivanje ilavosti materijala Ispitivanje materijala Bez Razaranja

Student:Mirza LikicBr Indeksa:I-20/13 Dr.sc.Emir Pepi SADRAJ1.Ispitivanje vrstoe materijala zatezanjem......................4 1.1. Opis ispitivanja vrstoe materijala zatezanjem..........................4 1.2. Epruvete.......................................................................................5 1.3. Postupak ispitivanja......................................................................6 1.4. Svojstva otpornosti.......................................................................7 1.5. Hukov dijagram............................................................................8 1.6. Svojstva deformacija....................................................................9 1.7. Zadatak (ispitivanje, proracuni,dijagram)....................................112.Ispitivanje tvrdoe Brinell i Rockwell postupkom........12 2.1. Brinellova metoda........................................................................12 2.2. Rockwellova metoda....................................................................13 2.3 . Zadatak (proracuni ,po brinellu)..................................................14 2.4. Zadatak(proracuni ,po rokwellu)..................................................153.Ispitivanje ilavosti materijala..................................16 3.1.Opis uredaja za ispitivanje ilavosti..............................................16 3.2.Epruvete.......................................................................................18 3.3. Karakteristike i tok ispitivanja.......................................................20 3.4. Odreivanje parametra ilavosti..................................................213.5. Zadatak(Ispitivanje epruveta,prorauni).......................................21

4. Ispitivanje materijala Bez Razaranja.....................22 4.1.UVOD.........................................................................................22 4.2. Radiografija................................................................................22 4.3. Magnetno ispitivanje..................................................................24 4.4. Ispitivanje ultrazvukom..............................................................25 4.5. Ispitivanje penetrantima............................................................26 LITERATURA.....................................................................28

1.Ispitivanje vrstoe materijala zatezanjem

1.1. Opis ispitivanja vrstoe materijala zatezanjem

Ispitivanje zatezanjem ubraja se u najvanija mehanika ispitivanja materijala, jer ono daje najvie vanih upotrebnih svojstava, kao to su:napon teenja, zatezna vrstoa, modul elastinosti, izduenje (istezanje),suenje itd. Prve eksperimente zatezanja na ici radi odreivanja zatezne vrstoe izvodio je Leonardo da Vici.Vanost ispitivanja zatezanjem vidi se iz sljedeeg:-daje najbolji opis ponaanja materijala pod optereenjem, -dobijeni podaci o svojstvima materijala najvie se koriste za proraun i dimenzionisanje elemenata maina i konstrukcija, -dobijeni podaci omoguavaju jednostavnu kontrolu tehnolokih procesa raznih proizvoda i svojstava novih materijala, -iz svojstava otpornosti materijala mogu se priblino odrediti idruga vana svojstva za praksu (kao tvrdoa, dinamika izdrljivost itd.), - jednostavno se izvodi i lako se izraunavaju temeljna svojstava. Zbog svega navedenog se u mehanikim laboratorijima najee vre ispitivanja zatezne vrstoe i ilavosti materijala.Kod statikih kratkotrajnih ispitivanja, ispitno tijelo, tzv. epruveta,izlae se u maini, kidalici, postepenom porastu jednoosnog optereenja svedo njezinog loma, odnosno kidanja, pri tome maina mora osigurati jednako prenoenje sile na epruvetu u uzdunom pravcu uz istovremenu registraciju optereenja na skali manometra s klatnom, kao i crtanje dijagrama na bubnju.

4

Slika 2.1.3. ema univerzalne hidrauline kidalice [1] 1.2. Epruvete Epruvete za ispitivanje materijala zatezanjem ozrauju se rezanjem iz uzorka pri emu njihov oblik i mjere zavise od oblika i dimenzija proizvoda ija se mehanika svojstva ispituju. Mogu biti krunog, kvadratnog, pravougaonog, prstenastog ili nekog drugog poprenog presjeka. Slika 1. Oblik i mjere epruvete za ispitivanje zatezanjemS obzirom na dimenzije epruvete mogu biti:-proporcionalne - Odnos poetne mjerne duine Lo i poetne povrine poprenog presjeka So dat je izrazom Lo=kSo gdje je k koeficijent proporcionalnosti 5,65 ili 11,3.-neproporcionalne (definisano odreenim standardima). 5 Slika: 2.1.4.Standardna pljosnata epruveta

1.3.Postupak ispitivanja

Priprema epruvete obuhvata: Provjeru prenika d0 i poetne mjerne duine L0 epruvete, Poetnu mjernu duinu L0 podijeliti na niz jednakih dijelova.Uvrivanje epruvete u eljusti maine (mora se voditi rauna da ne doe do proklizavanja i gubitka prenoenja aksijalne sile).Ispitivanje na zatezanje i registrovanje dijagrama napon-izduenjaBrzina promjene optereenja u elastinom podruju ne smije biti vea od brzine date u tabeli:

Modul elastinosti materijala (Mpa) Brzina optereivanja (MPa/s)

Najmanja najvea

150000 3 30

Tabela 1. Brzina promjene optereenjaSila sa kojom se optereuje epruveta mjeri se sa tanou 1% u odnosu na utvreno optereenj

6

1.4. Svojstva otpornosti-Zatezna vrstoa-RmTo je maksimalni napon koji moe da podnese jedan materijal prije nego to doe do loma. Rm=-Granica razvlaenja-RvTo je napon pri kome dolazi do naglog prelaza iz elastinog u plastino podruje,kod materijala koji pokazuju tu pojavu: Rv=

Gornja granica razvlaenja-Rvg predstavlja najvei napon prije prvog opadanja sile uz istovremeni porast izduenja.Donja granica razvlaenja-Rvd predstavlja najmanji napon u podruju teenja,pri emu se zanemaruje poetni prelazni efekat.Tehnika granica razvlaenja-R0,2 napon pri kojem trajno-plastino izduenje iznosi 0,2% prvobitne mjerne duine R0,2= .

7

Kod materijala kod kojih je vidno istaknuta gornja i donja granica razvlaenja nije neophodno izraunavanje tehnike granice razvlaenja. S druge strane kod materijala kod kojih nije vidno istaknuta gornja i donja granica razvlaenja neophodno je izraunati tehniku granicu razvlaenja kao veliinu granice razvlaenja.Granica elastinosti-R to je granini napon nekog materijala do kojeg ne nastaju trajne deformacije.Granica proporcionalnosti-Rp najvei napon pri kome jo postoji proporcionalnost izmeu napona i jedininog izduenjaModul elastinosti-E predstavlja odnos napona prema jedininom izduenju u podruju elastinosti:

E=odnosno E = 1.5.Hukov dijagram

Prilikom ispitivanja zatezanjem ponaanje materijala moe se pratiti na dijagramu kidanja. Dijagram kidanja crta maina za vrijeme ispitivanja.Na ordinati registruje se sila F[N] a na apcisnoj osi trenutno izduenje l[mm], u odgovarajuoj razmijeri. Da bi se uklonio utjecaj dimenzija probnog uzorka konstruie se, naosnovu dijagrama kidanja, dijagram napon jedinino izduenje (slika2.1.10).

8

Slika 2.1.10. Hukov dijagram[1] Pri optereenju od take O do P zavisnost produenja epruvete o sili je linearna, a deformacije su elastine, jer se pri rastereenju epruveta potpuno vraa u svoj prvobitni oblik i veliinu. Najvee naprezanje do kojeg je izduenje proporcionalno naprezanju naziva se granicom proporcionalnosti.Pri porastu naprezanja iznad ove granine vrijednosti, prestaje proporcionalnost izmeu naprezanja i deformacija i izduenje poinje rasti bre. Napon pri kojem izduenje poinje bre da raste naziva se granica teenja (taka T). Daljim poveanjem napona, preko granice teenja, dolazi do plastinih deformacija, popreni presjek se stalno i ravnomjerno smanjuje po cijeloj mjernoj duini epruvete, sve do take M kada napon dostie svoju maksimalnu vrijednost i kada dolazi do suenja epruvete i nastajanja vratana epruveti, poslije take M dolazi do smanjenja napona sve do pucanja epruvete u taki K.[1]1.6. Svojstva deformacija Izduenje- A(%) Trenutno izduenje, svedeno na prvobitnu mjernu duinu, predstavlja jedinino izduenje i moe biti elastino i plastino =. Trajno izduenje definie se kao procentualno izduenje poslije prekida: A= 100%Mjerenje procentualnog izduenja Pri mjerenju krajnje duine vodi se rauna o mjestu prekida epruvete,koje moe biti:

9U oblasti srednje treine mjerne duine mjerenje se vri tako to se krajevi vrsto sastave i izmjeri se rastojanje izmeu mjernih oznaka. Pri tome je potrebno obezbijediti da osa epruvete lei na pravoj liniji.U jednoj od krajnjih treina; poslije ispitivanja uoi se krajnja mjerna oznaka na kraem dijelu prekinute epruvete i oznai sa X. Na duem dijelu prekinute epruvete odredimo taku Y tako da mjesto prekida bude u okolini sredine rastojanja XY. Izmjerimo rastojanje izmeu taaka X iY i izbrojimo broj dijelova n na tom rastojanju.Ako je (N-n) paran broj dijelova onda se definisanom broju dijelova n duine p, pridoda (N-n)/2 dijelovaodreenih takama Y i Z. Nakon izmjerene duine q korigovano procentualno izduenje se odreuje pomou izraza: A= 100%.Ako je (N-n9 neparan broj na duem dijelu epruvete se oznae take Z i Z' koje su od take Y udaljene za broj dijelova: dijelova za taku Z i dijelova za taku Z'.

Nakon izmjerenog rastojanja q i q' procentualno izduenje nakon prekida se rauna pomou izraza:A = 100%Veliina deformacije epruvete ne moe se uzeti kao mjerodavna za odreivanje karakteristika otpornosti i deformacije.Suenje poprenog presjeka Z (%)Trenutno suenje: = 100%Na mjestu prekida: Z = 100%. 101.7.Zadatak(ispitivanje ,prorauni,dijagram)Sila na granici proporcionalnostiSila na granici elastinostiSila gornje granice teenjaSila donje granice teenjaZatezna vrstoaKidanje materijalaPresjek epruvete

FplpFeleFglFdldFmlmFklkdod

47[kN]0,53(mm)723,9995,2965,91027,810611,99,2(mm)7,3(mm)

Na osnovu zadanih vrijednosti proracunom dolazimo do sledecih rezultata: Lo=100mm vrstoe:Ao=do*/4=66,44 Izduenja:

Zatezna vrstoaNapon teenjaGranica proporcionalnostiGornja granica razvlaenjaDonja granica razvlaenja

Rm=1535,21[MPa]Re=1083,68[MPa]Rp=707,40[MPa]Rg=1490,06[MPa]Rd=1444,91[MPa]

11 2.Ispitivanje tvrdoe Brinell i Rockwell postupak2.1 Brinellova metoda veanin J.A. Brinell objavio je 1900. godine postupak prema kojem se tvrdoa definie odnosom odreene sile, kojom se u ipitivani materijal utiskuje tvrda elina kuglica odreenog prenika, i povrine nastalog oblika u materijalu.[1] Tvrdoa po Brinelu odreuje se na osnovu izraza: HB== [1] Gdje je: F - sila utiskivanja [N] D - prenik kuglice [mm] d - prenik otiska [mm] h - dubina otiska [mm] Pri ispitivanju tvrdoe po metodi Brinel dobivaju se najtanije vrijednosti tvrdoe, s obzirom da se pri ispitivanju obrazuje relativo veliki otisak koji se savremenim optikim ureajima tano mjeri. Osnovni nedostatak ove metode je ogranienje pri mjerenju tvrdoe, do HB < 450 sa primjenom eline kaljene kuglice i HB < 650 primjenom kuglica od tvrdog metala, s obzirom da preko napomenutih vrijednosti tvrdoe dolazi do deformacije utiskivaa. Utiskivanje se vri na pripremljenu povrinu (bruenjem), a veliina otiska zavisi od primjenjene sile utiskivanja, tj. tei se da prenik otiska mora leati u granicama 0,25 D < d < 0,5 D. Tvrdoa po Brinel metodi oznaava se slovnim simbolom HBS (za primjenjenu elinu kuglicu),odnosno HBW (za primjenjenu kuglicu od tvrdog metala)[2]. Slika 2.3.1. Ureaj za ispitivanje tvrdoepo Brinelu[3] 12 2.2 Rockwellova metoda Za razliku od tvrdoe po Brinelu i po Vikersu, koje se izraavaju odnosom sile utiskivanja i povrine nastalog otiska, tvrdoa po Rockwellu(Rokvelu) odreuje se na osnovu trajanja dubine otiska koji naini utiskivau obiliku konusa ili kuglice u ispitivanom materijalu. Kako je postupakispitivanja veoma uproten, to je ova metoda najrasprostranjenija. Zavisno od utiskivaa mogu se mjeriti i tvrdi i meki materijali. [1] Ispitivanje po ovoj metodi se satoji iz tri faze kao to je prikazano na slijedeoj slici.

Slika 2.3.3. Faze ispitivanja po Rockwellu[1]

Ispitivanje se izvodi tako to se utiskiva najprije optereti poetnom silom Fo, pri kojoj e dubina otiska iznositi h1. Tada se komparater, kojim semjeri dubina prodiranja, dovede u poetni poloaj, pa se nanese glavna sila F1 pri kojoj e utiskiva prodrijeti u materijal za dubinu h2 .Poslije zavretka teenja materijala, tj. kada se kazaljka komparatera zaustavi, ukloni seglavna sila (rastereti), usljed ega se kazaljka komparatera automatski vrati za iznos elastine deformacije ispitivanog materijala i postolja maine.Nastala trajna dubina otiska h2 , izraena u jedinicama po 0,002 mm, uzima se kao mjera tvrdoe. Da bi vrijednost tvrdoe po Rockwellu tekla u istom smislu kao i veliine brojeva, tj. da bi se za vee tvrdoe dobile vee brojane vrijednosti, trajna dubina otiska oduzima se od jednog konstantnog broja, za sluaj ispitivanja konusom, konstantna ima vrijednost 100, a za ispitivanje kuglicom 130.[1]

13

Kao to smo ve rekli, tvrdoa se mjeri na osnovu izraza: = Konane vrijednosti tvrdoe po ovoj metodi dobivaju se na osnovu sljedeih izraza:

Za kuglicu:HRB =130-[1] Za konus:

HRC =100-[2]2.3 Zadatak (proracun,po Brinellu)

Sila F (kN)Prenik kuglice D(cm)Prenik otiska d(cm)Tvrdoa HBHB=F/A

1,422,50,400,344272

1,422,50,390,345405

1,422,50,420,342021

14 2.4 Zadatak (proraun,po Rockwellu)HRC=100-h3/0,002HRB=130-h3/0,002

Sila F (kN)Prenik kuglice D (cm)Dubina otiska h2(cm)Tvrdoa HRB.HRC

1,572,50,48

1,572,50,52

1,572,50,54

15 3.Ispitivanje ilavosti materijala3.1.Opis ureaja za ispitivanje ilavosti Ispitivanja na Charpyjevom (arpijevom) klatnu U mnogim sluajevima u mainstvu materijali su izloeni udarnim optereenjima tj, dinamikim optereenjima. Ispitivanjem udarom procijenjuje se krtost materijala izloenog udarnom optereenju, Ovim ispitivanjem odreuje se sposobnost materijala da apsorbuje izvjesnu koliinu energije prije nego to doe do loma.Ispitivanje udarom po Charpyju(arpiju) je jedno od najstarijih mehanikih ispitivanja materijala u eksploatacionim uvjetima a slui za utvrivanje njegove otpornosti prema krtom lomu. Na Charpyjevu klatnu(Slika 2.2.1) ispituju se jednim udarcem, sa brzinom obino 5 do 5.5 m/s,zarezane pruvete (s U-zarezom ili V-zarezom - slika 2.2.2)[2]

Slika 2.2.1. Charpyjevo klatno

16 Pri ispitivanju epruveta se postavlja centrino na oslonac s razmakom od 40 mm, a klatno slobodnim padom udara tano u njezinu sredinu sa suprotne strane od zareza i lomi je jednim udarcem. Kao rezultat mjerenja gleda se razlika izmeu poetne potencijalne energije koju posjeduje klatno i krajnje energije, poto se jedan dio energije gubi na sami lom. to se vei dio energije potroi na lom to znai da je materijal ilaviji.

a)u zarez b) v zarezSlika 2.2.2. Standarde epruvete za ispitivanje na Carphyjevom klatnu[1] Za utvrivanje vanog svojstva-ilavoti materijala ispituju se tri epruvete na propisanoj tempraturi, pri emu ne smije biti vee rasipanje vrijednosti od 30% u odnosu na minimalnu propisanu vrijednost.Na kraju da kaemo da ispitivanje udarne ilavosti predstavlja vrlo prosto,brzo i jeftino ali veoma pouzdano utvrivanje svojstava materijala injegovog stanja pri normalnim, povienim ili snizenim temperaturama.

Skica ureaja (arpijevog klatna)

173.2.Epruvete

Oblik i dimenzije epruvete sutinski utiu na rezultate ispitivanja ilavosti. U narednoj tabeli dat je pregled razliitih epruveta koje je mogue koristiti. Najvei uticaj ima ljeb na sredini epruvete. Poseban oprez potreban je pri uporeenju rezultata koje ima smisao samo ako je koriena potpuno ista epruveta. 18

Standard JUS C. A4. 004 predvia uobiajenu upotrebu epruveta sa U ljebom dubine 5 mm, ali dozvoljava i dubine ljeba od 2 ili 3 mm.Standard JUS C. A4. 025 predvia upotrebu V ljeba dubine 2 mm. Dozvoljena je i promena dimenzija poprenog preseka (uz promenu raspoloive energije klatna), ali se to u oznaci parametra ilavosti obavezno mora navesti. Izgled polomljene i cijele epruvete (gore) i isjecanje epruveta (dole)

193.3.Karakteristike i tok ispitivanja

Brojna vrednost parametra ilavosti za isti materijal zavisi od niza faktora pa pri ispitivanju treba obratiti panju na sledee: Oblik i dimenzije epruvete (ne smeju se uporeivati rezultati dobijeni na razliitim epruvetama), Treba striktno potovati standard pri izradi epruveta, a posebno tolerancije za ljeb, Brzina klatna treba da bude 5-5,5 m/s (izuzetno 5-7 m/s) to garantuje proizvoa ureaja; ponekad treba izvriti proveru preko izraza: v = (2gH)1/2 . Provera energetskih gubitaka ureaja (trenje u leitima, otpor vazduha) vri se aktiviranjem ureaja na prazno i uporeenjem energija. Gubitak ne sme da bude vei od 1%. Sobna temperatura podrazumeva 235C. Ukoliko je ustanovljeno odstupanje u izvetaju se posebno naglaava. Na drugim temperaturama tolerancija je 2C. Epruveta mora da zauzme odgovarajui poloaj na osloncima klatna to se postie paljivim podeavanjem uz pomo ablona ili bez njih. Naroito je bitno da se osa ljeba i osa klatna poklapaju i da ivica profilisanog dela malja dodiruje epruvetu po celoj vertikalnoj strani. Tanost oitavanja energija na skali treba da bude do 1%. Ispitivanje se izvodi sa najmanje 2 epruvete, pri emu epruveta tokom eksperimenta mora potpuno da proe izmeu oslonaca. Ukoliko se to ne desi, poveava se poetna energija ili menja tip epruvete. Posle pripreme epruveta i ureaja, tok ispitivanja obuhvata Postavljanje epruvete na oslonce (malj se izvede iz ravnotenog poloaja toliko da se oslobodi dovoljno prostora za paljivo postavljanje epruvete uz pomo ablona ili vizuelno). Klatno se podie do poetnog poloaja (visina H) i tu fiksira. Aktivira se pad klatna koje udara u epruvetu, razara je, a zatim se zaustavlja konicom ureaja. Na skali se oita poloaj obe kazaljke (poetna raspoloiva i preostala energija) ako je ureaj tipa MK-30A ili slian. Ako je ureaj drugaiji, oitavanje je u skladu sa skalom mernog dela. Prema odgovarajuem izrazu vri se izraunavanje parametra ilavosti.

Zbog udarnog karaktera optereenja i naina rada arpijevog klatna potrebno je preduzeti posebne mere predostronosti kako bi se izbegao bilo kakav rizik od povrede. Iz tih razloga, savremeni ureaji veih energija (300 J i vie) imaju kompletne zatitne komore.

20

3.4.Odreivanje parametra ilavosti Kao pokazatelj ilavosti koristi se parametar koji predstavlja brojnu vrednost utroene energije (rada) za lom epruvete, izraene u Nm, odnosno J. Brojnu oznaku prati slovna oznaka koja oznaava tip epruvete (KU ili KV). Ako se koristi standardni preporueni oblik i dimenzije epruvete sa U ljebom i ako klatno ima raspoloivu poetnu energiju 300 J, pokazatelj (parametar) ilavosti ima osnovnu formu. Na pr.: 52 KU, to znai da je utroena energija za lom epruvete 52 J. Ako se promeni dubina ljeba i raspoloiva energija pokazatelj ima formu, npr.: 45 KU 150/3 , to znai da je utroena energija na lom 45 J, klatno ima poetnu raspoloivu energiju od 150 J, a dubina ljeba je 3 mm. Ako se koristi standardni preporueni oblik i dimenzije epruvete sa V ljebom i ako klatno ima raspoloivu poetnu energiju 300 J, pokazatelj (parametar) ilavosti ima sledeu osnovnu formu: 52 KV Promena irine epruvete i poetne energije naznaava se u pokazatelju ilavosti prema sledeem primeru: 45 KV 150/7,5; to znai da je utroena energija za lom 45 J, poetna energija 150 J, a irina epruvete, odnosno V ljeba 7,5 mm. Ako je skala na arpijevom klatnu energetska (slino ureaju MK-30A) utroena energija za razaranje epruvete (E0) je razlika poetne (E1) i preostale energije (E2): E0 = E1 - E2, J Ako je skala na arpijevom klatnu sa ugaonim stepenima (samo na starijim ureajima) potrebno je poznavati masu malja (G) i radijus klatna (R) pa je: E1 = GR (1-cos 1), J E2 = GR (1-cos 2), J Izvetaj o ispitivanju mora da sadri podatke o materijalu, nainu uzimanja uzorka, uslovima ispitivanja i pravilno dat parametar (pokazatelj) ilavosti gde je brojna vrednost utroene energije zaokrugljena na blii ceo broj.3.5.Zadatak(Ispitivanje epruveta,proracuni)Red.br.epruveteDimenzije epruveteEnergija lomaNapomenaPov.poprpresjekailavostTemperatura ispitivanja

156/9,3/4(mm)11 [J]slomljena67,8916,20 J/cm 22C

256/9,5/4(mm)16 [J]slomljena71,2522,45 J/cm 22C

Epruveta broj 1: cm ]Epruveta broj 2: cm ]Srednja vrijednost: 21 4.Ispitivanje materijala Bez Razaranja4.1.UvodNedostaci koji su se javljali kod ispitivanja sa razaranjem jesu: razaranje, unistenje uzorka,prisustvo pukotina stranih primjesa itd.Oni su kod ispitivanja Bez razaranja djelimino ili potpuno otklonjeni.Njihova prednost je to se mogu vriti ne samo u labaratorijskim uslovima nego i u pogonu za kontrolu proizvoda.4.2.RadiografijaRentgenografijom se otkrivaju unutranje greke pomou ozraivanja delova rentgenskim tj. X-zracima, uz registrovanje jaine prozraivanja. Prolaenjem rentgenskih zraka kroz materijal i greku, zbog razliite absorpcije, dolazi do razliite jaine ozraivanja filmske emulzije foto filma koji se nalazi iza ozraenog komada-greke. U cilju dobijanja fotosnimka - "radiograma" stavlja se ispitivani komad izmeu izvora zraenja tj. rentgenske cevi i kasete sa filmom na to manjem odstojanju. Zavisno od veliine greke, njene gustine, lokacije i osetljivosti filma zavisi i stepen zacrnjenja. U izvesnim sluajevima se kontrola komada vri vizuelno posmatranjem preko fluoroscentnog ekrana i ogledala na kome se projektuje slika ispitivanog komada (rentgenoskopija). Rentgenski - X zraci u sutini su elektromagnetne prirode, male talasne duine (od 0,66 nm), uestalosti 5.1021 do 3.1017 Hz) i nastaju pri elektrinom pranjenju u vakuumu u rentgenskoj cevi. Na donjoj slici se vidi princip nastajanja rentgenskih zraka: od izvora napajanja zagreva se nit katode, a zatim se napon dovodi do visokonaponskog transformatora na elektrode cevi. Usijana katoda, usled termoelektrine emisije, emituje elektrone koji padaju na anodu pod dejstvom visokog napona. Brzina elektrona upravno je proporcionalna porastu napona na elektrodama i sa porastom napona vea je brzina elektrona i njihova kinetika energija. Na ovaj nain ubrzani elektroni koji se odvajaju od katode "bombarduju" anodu. Katoda je od spiralne volframove ice a anoda je od bakra sa volframovom ploicora i kanalom za proticanje tenosti za hladjenje anode; poto se od ukupne energije celokupnog toka elektrona neznatan deo pretvara u rentgensko zraenje (0,1%) a ostatak u toplotu. Podeavanjem potencijala napona moe se postii regulisanje talasne duine, a time i mogunost prodiranja rentgenskih zraka.

22Zahvaljujui maloj talasnoj duini, odnosno visokoj energiji kvanta, rentgenski zraci imaju svojstvo da prolaze kroz neprovidne predmete, da dejstvuju na fotoplou (fotoefekat), da izazivaju luminiscenciju nekih hemijskih jedinjenja, da jonizuju gasove, kao i da deluju na ivi organizam i da zavisno od doze zraenja budu tetni ili korisni. Obzirom da materijali imaju razliitu gustinu to je i njihova sposobnost proputanja zraenja razliita, tako da manje proputaju zrake ukoliko je njihova atomska teina vea. Ovo svojstvo koristi se pri ispitivanju. Tako e po prilazu X - zraka kroz materijal biti vie apsorbovani oni zraci koji prolaze kroz homogeni -zdravi deo, a manje e biti apsorbovan onaj deo zraka koji prolaze kroz nehomogeni deo zbog ega e na filmu biti jae "zacrnjenje". Stoga e sve greke, upljine, pore, prsline i slini defekti, biti jasno uoljivi na filmu koji je jednovremeno trajni dokument kvaliteta dobijen bez razaranja komada.

Reddgenski snimci zavarenih spojeva sa grekama (prsline gore, ukljuci dole)U praksi rentgenske kontrole, u zavisnosti od ispitivanog materijala, koriste se rentgenski aparati za m e k o zraenje pri naponu od 120-130 KV za lake legure i elike malih debljina, jako zraenje od 200-300 KV za elike debljine do 120 mmi veoma jako zraenje od 200-2000 KV za elike debljine i do 500 mm.

23

4.2. Magnetno ispitivanjeZa utvrdjivanje povrinskih greaka samo kod feromagnetnih materijala esto se primenjuju magnetne metode. Sutina ovih metoda je da se predmet koji se ispituje postavi izmedju polova elektromagneta,kroz ije namotaje prolazi jednosmerna ili naizmenina struja. Linije magnetnih sila pri prolazu kroz homogeni materijal su ravnomerne, dok nailaskom magnetnih linija sila na neki ukljuak, prskotinu i sl. (sa drugom magnetnom popustljivou - premabilitetom) doi de do skretanja magnetnih linija sila. Da bi se greke u materijalu uoile, obzirom da su magnetne linije nevidljive, predmet koji se ispituje posipa se feromagnetnim prahom ferooksida u transformatorskom ulju sa kerozinom (1:1) ili u alkoholu. U posebnim sluajevima primenjuju se obojene suspenzije i fluorescentne magnetne suspenzije ije svetlee estice olakavaju kontrolu teko pristupanih mesta. Upotreba fluorescentnih magnetnih suspenzija za otkrivanje greaka Primena feromagnetnih praaka zasnovana je na sposobnosti feromagnetnih estica, kada se nadju u magnetnom polju, da se orijentiu u pravcu polja i rasporedjuju se u pravcu najveeg poveanja magnetne gustine magnetnih linija, tako da se u okolini defekta grupiu, odnosno, estice feromagnetnog praha se u defektu sakupljaju.

Poprene i podune greke Pri otkrivanju greaka magnetnom metodom vaan je uslov pravac magnetnog strujanja, koji mora biti upravan na greku, jer se greke ne opaaju ako je tok magnetnih linija paralelan pravcu greke. Kako je raspored i oblik greaka nepoznat u praksi se stoga kontrola vri u dva medjusobno upravna pravca. U mnogim sluajevima namagnetisani delovi posle kontrole magnetnim metodama moraju se razmagnetisati.

24

4.3. Ispitivanje ultrazvukomIspitivanja ultrazvukom zasni va se na pronalaenju i odredjivanju lokacije defekta u materijalu, koji se nalaze na dubini od 1 do 2000 mm kod metalnih i nemetalnih materijala, pomou proputanja ultrazvunUi talasa kroz materijal. Ultrazvuk je tako materijalno treperenje sredine ija je uestalost vea od 20000 Hz, pa omoguuje njegovo prodiranje u materijal. Prostiranje ultrazvuka kroz materijal praeno je izvesnim rasipanjem, zbog ega nastaje razlika izmedju koliine ulaznih i izlaznih ultrazvunih talasa, to se prati na odgovarajuem osciloskopu uredjaja. Kod ultrazvunih defektoskopa najvie se koristi za dobijanje ultrazvunih talasa piezoelektrini efekat. Pri tome se korienjem piezokristala vri pretvaranje elektrine energije u mehaniku uestalost od 500-1000 MHz. Za ispitivanje materijala koriste se uglavnom frekvence 1-6 MHz. Za stvaranje ultrazvunih talasa koriste se ultrazvune glave u kojima piezokristal usmerava talase u ispitivani materijal. Prema obliku ispitivanog materijala "glave" su oblikovane, tako da stvaraju podune, poprene i povrinske talase. Nain otkrivanja greaka u materijalu zasniva se na tonskim, impulsnim-eho i rezonantnim metodama, koje u sutini registruju na odgovarajudi nain ulazne i izlazne talase - "signale". Prolaskom kroz homogeni materijal, npr. kod tonskih metoda visina tona zvuka je ujednaena a pri nailasku na greku dolazi do njegove promene.

ema ultrazvunog ispitivanjaKod impulsnih-eho metoda prolaz ultrazvunih talasa kroz materijal (odnosno, pri njihovom nailasku na greku), zasnovan je na istom principu kao i kod impulsnih uredjaja, sa tom razlikom to se signali - ulazni i izlazni - uoavaju na ekranu u vidu svetlosnih signala..Signal greke nalazi se izmedju ulaznog i izlaznog signala na odstojanju koje je proporcionalno dubini lokacije greke Ultrazvune metode se koriste takodje i za merenje debljine zidova koji nisu pristupani sa obe strane do debljine 23 mm sa tanou 0,01 mm

25 4.4. Ispitivanje penetrantimaPrimjenjuju se za otkrivanje greaka koje se nalaze na povrini komada, a naroito kod materijala koji nemaju feromagnetne osobine. Metode se zasnivaju na luminiscenciji, odnosno na osobini nekih tenosti da emituju hladnu svetlost kada se ozrae infracrvenim zracimaj ili pak na fluorescenciji tj. na pojavi da neke materije pod uticajem jedne vrste svetlosti emituju druge vrste manje talasne duine samo dotle dok svetlost na njih deluje. Ispitivanje se izvodi tako to se predmet koji se ispituje prethodno oisti i nakvasi (potopi) odgovarajuom tenou i posle 10-15 minuta tenost se odstrani sa predmeta. Tenost prodire u defektna mesta i posle brisanja ostaje u njima. Kada se predmet osvetli vrlo jasno se ocrtavaju mesta defekta. Ovom metodom se otkrivaju prsline ire od 0,01 mm i dubine 0,0 3 - 0,04 mm i vie. Danas su u primeni i takva sredstva za otkrivanje greaka penetracijom koja nisu zasnovana na luminiscenciji, odnosno fluorescenciju, ve na principu indiciranja defekta obojenim tenostima. Postupak ispitivanja

Postupak izvoenja penetrantnih proba

26

Greke odreene fluorescentnim probama

27LITERATURA

Tehnicka enciklopedija svz 4.Zagreb 1988www.wikipedija.orgwww.ispitivanje materijala bez razaranja.orgwww.ispitivanje materijala sa razaranjem.bawww.ispitivanje matrerijala zatezanjem.rswww.ispitivanje tvrdoce brinell postupkom.comwww.ispitivanje tvrdoce rockwell postupkom.comwww.ispitivanje zilavosti materijala.hr

28