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

Ipari komputer tomográfia Tartalom Tájékoztató adatok Felvételi módok Összehasonlítás a hagyományos röntgen vizsgálattal Geometriai rekonstrukció Belső anyaghibák kimutatása Komplex szerkezetek vizsgálata Következtetések A CT technika Alkalmazások Összefoglalás Ipari komputer tomográfia 2012. június 7.

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 2012. június 7.

Ipari komputer tomográfia A CT működési elve: kép szeletelés Vonal detektálás Sík panel detektálás Ipari komputer tomográfia 2012. június 7.

A két leképezés (vonal- sík detektor) összehasonlítása Vonal detektor felbontás 7 μm-től ill. 50 μm-től 70 μm-től leképezés 3D térfogat leképezés 2D metszeti leképezés leképezési idő eredmény akár néhány perc alatt 3D térfogat adat akár több óra képminőség alacsony csőfeszültség esetén műhiba mentes kép műhiba mentes kép alacsony és magas csőfeszültség esetén is jellemző alkalmazás homogén alkatrészek roncsolásmentes vizsgálata szerelt egységek, nagy falvastagságú alkatrészek vizsgálata Ipari komputer tomográfia 2012. június 7.

A CT és hagyományos röntgen technika összehasonlítása 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 Ipari komputer tomográfia 2012. június 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 2012. június 7.

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 2012. június 7.

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 2012. június 7.

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 2012. június 7.

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 2012. június 7.

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 2012. június 7.

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 2012. június 7.

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 2012. június 7.

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 2012. június 7.

Köszönöm szíves figyelmüket! 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 2012. június 7.