Az ipari komputer tomográfia vizsgálati lehetőségei

1. Az ipari komputer tomográfia vizsgálati lehetőségei Dr. Czinege Imre, Kozma István Széchenyi István Egyetem 6. ANYAGVIZSGÁLAT A GYAKORLATBAN KONFERENCIA Cegléd, 2012. június 7-8.

2. A CT technika Alkalmazások Összefoglalás Tájékoztató adatok Felvételi módok Összehasonlítás a hagyományos röntgen vizsgálattal Geometriai rekonstrukció Belső anyaghibák kimutatása Komplex szerkezetek vizsgálata Következtetések Tartalom Ipari komputer tomográfia

3. Ipari komputer tomográf: bevezetés • Funkció: • Térbeli képalkotó diagnosztikai eszköz • Mérhető objektumok, jellemzők • Teljes értékű 3D geometriai modell • Belső folytonossági hiányok, anyaghibák, idegen anyagok • Komplex szerkezetek (alkatrészenkénti bontásban) • Alkalmazások • Geometriai rekonstrukció, méretek meghatározása • Roncsolásmentes anyagvizsgálat • Belső, nem látható elváltozások (pl. fárasztás közben a károsodás előrehaladása) • Teljesítőképesség: • 450 kV csőfeszültség, ~70 mm falvastagság (acél), ~50 μm felbontás • 225 kV csőfeszültség, ~30 mm falvastagság (acél), ~7 μm felbontás • a globális jellemzők erősen függnek az alaktól, anyagtól, felvételi időtől Ipari komputer tomográfia

4. A CT működési elve: kép szeletelés Vonal detektálás Sík panel detektálás Ipari komputer tomográfia

5. A két leképezés (vonal- sík detektor) összehasonlítása Ipari komputer tomográfia

6. CT Teljes 3D képalkotás Hiba méret és koordináta CAD modell alkotás Bármilyen külső v. belső méret megmérhető A berendezés ára magas A felvétel ideje több óra is lehet Csak laboratóriumi vizsgálatra alkalmas Hagyományos ipari röntgen Egy vetítési irányból 2D kép Hiba méretek vetületben láthatók Csak vetített kép látható Méretek korlátozottan láthatók, becsülhetők A berendezés ára elfogadható Gyors felvétel készítés Helyszíni vizsgálat terjedelmes szerkezeteken is lehetséges A CT és hagyományos röntgen technika összehasonlítása Ipari komputer tomográfia

7. Geometriai rekonstrukció:A leképezés pontossága • A pontosság elemzése modell segítségével • Különféle geometriai alakzatok a mintadarabon • Az összes méret ellenőrzése digitális optikai méréssel • Az eltérések számszerű vizsgálata • Megállapítások: a projekciók számának növelésével • az élek kontrasztja nő, • a műhibák (zajok) száma csökken, • a vizsgálati idő exponenciálisan nő • Következtetés: • A kívánt geometriai eltérés (hiba) és a vizsgálati idő arányát optimalizálni kell Ipari komputer tomográfia

8. Geometriai rekonstrukció:belső alkatrész méretek ellenőrzése • Probléma:a menetes furat méreteiben eltérést észleltek • Geometriai méret ellenőrzés:az M6-os menet magfuratának névleges mérete 5 mm, a tényleges méret 5,56 mm, tehát technológiai hiba történt Ipari komputer tomográfia

9. Roncsolásmentes anyagvizsgálat:Csapágyhíd porozitás ellenőrzés • Vizsgált térfogat: 60942 mm3 • Porozitás: 1,46% • Probléma: • Az egymástól elzárt terek között átfolyást észleltek • Megállapítás: • A két teret elválasztó falban összefüggő porozitás van, ez a sorozat metszetekről jól látható • Ellenpróba: • A jónak minősített alkatrészekben a porozitás 0,2…0,3% Ipari komputer tomográfia

10. Roncsolásmentes anyagvizsgálat:tekercs ellenőrzés • Probléma: • zárlatos tekercs • Méretek: • Befoglaló méret: 3 x 3 x 5 mm • Huzalátmérő: Ø 0,1 mm • Megállapítás: • Kimutatott tekercselési probléma Ipari komputer tomográfia

11. Roncsolásmentes anyagvizsgálat:tömítés ellenőrzés • Probléma: • tömítetlenségi probléma az alu fedél és a műanyag takaró dekni között • Megállapítás: • tömítés jelentős deformációja következtében nincs kontaktus az alu ház és a tömítés között • Méret ellenőrzés kimutatta, hogy a csavarok nyomatékra húzása nagy szórást mutat Ipari komputer tomográfia

12. Komplex szerkezet vizsgálat:idegen anyag feltárása Probléma:A szelep nem zár Gyanú: gyártási hiba, a forrasztás átereszt Tény:a szelep ülék és a golyó közé idegen anyag szorult Azonosítás:fémtani, SEM vizsgálatokkal Ipari komputer tomográfia

13. Komplex szerkezet vizsgálat:idegen anyag azonosítása (1) • EDS analízis: • Az idegen anyag kb. 1,5% Mg ötvözésű alumínium ötvözet • SEM analízis: • Maximális méret 1,33 mm • Fémtani vizsgálat • Az alumínium részecske szövetszerkezete Ipari komputer tomográfia

14. Komplex szerkezet vizsgálat:idegen anyag azonosítása (2) • A mikroszkópos vizsgálat megállapítása: • az idegen anyag mérete 0,99 mm • anyaga lemezgrafitos öntöttvas, • a teljesen perlites mátrix alapján feltehetően GJL 250 • ezekből a forgácsolt alkatrész is azonosítható volt • Összefoglaló megállapítások: • A rendszerben keringő szennyeződések azonosíthatók voltak • 1,5% Mg ötvözésű alumínium • tisztán perlites öntöttvas • ferrit-perlites mátrixú öntöttvas • szerkezeti acél • polimer szennyezés • Ennek alapján tisztaság vizsgálat ajánlott a forgácsolt alkatrészeknél Ipari komputer tomográfia

15. Komplex szerkezet vizsgálat:belső elemek eltérései • Feladat: • A szenzorok elektromos hibájának kimutatása szétszerelés nélkül • Módszer: • Felvétel készült az OK és NOK alkatrészről • A két CAD modell összehasonlítása szisztematikus eltérést mutatott ki (0,2…0,3 mm) • Következtetés: • Az érzékelő elemek rendellenes elhelyezkedése működési hibát okoz Ipari komputer tomográfia

16. Összefoglalás • A CT-röntgen technika a hagyományos radiográfiai felvételekhez képest jelentős információ növekedést eredményez • A vizsgálat nem csupán magasabb szintre emeli a hagyományos technikát, hanem számos új alkalmazást tesz lehetővé • A geometriai rekonstrukció, anyaghibák elemzése és a komplex szerkezetek vizsgálata bővíti a roncsolásmentes vizsgálatok körét. Köszönöm szíves figyelmüket! Ipari komputer tomográfia