CZ34208U1 - Test specimen with precise crack shapes for non-destructive testing - Google Patents
Test specimen with precise crack shapes for non-destructive testing Download PDFInfo
- Publication number
- CZ34208U1 CZ34208U1 CZ2020-37542U CZ202037542U CZ34208U1 CZ 34208 U1 CZ34208 U1 CZ 34208U1 CZ 202037542 U CZ202037542 U CZ 202037542U CZ 34208 U1 CZ34208 U1 CZ 34208U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- defects
- test specimen
- defect
- test specimens
- destructive testing
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims description 55
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 title claims description 18
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 63
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 18
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 6
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 6
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
- B23H7/06—Control of the travel curve of the relative movement between electrode and workpiece
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/30—Arrangements for calibrating or comparing, e.g. with standard objects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/204—Structure thereof, e.g. crystal structure
- G01N33/2045—Defects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/60—Specific applications or type of materials
- G01N2223/646—Specific applications or type of materials flaws, defects
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/023—Solids
- G01N2291/0234—Metals, e.g. steel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Zkušební těleso s přesnými tvary trhlin pro nedestruktivní zkoušeníTest specimen with precise crack shapes for non-destructive testing
Oblast technikyField of technology
Technické řešení se týká zkušebního tělesa používaného v oblasti nedestruktivního zkoušení (NDT) pro ověření inspekčního postupu, pro ověření a proškolení obsluhy NDT zařízení, a i celého systému realizace nedestruktivních kontrol. Zkušební tělesa umožňují ověřit, že použitý zkušební postup pomocí navrženého zařízení je schopno nalézt, indikovat a v požadované kvalitě i vyhodnotit necelistvosti, které se v kontrolovaném materiálu nacházejí. Tím výrazně roste spolehlivost výsledků prováděných nedestruktivních kontrol v provozu a dochází k zvýšení bezpečnosti provozu u zkoušených zařízení.The technical solution concerns a test specimen used in the field of non-destructive testing (NDT) for verification of the inspection procedure, for verification and training of NDT equipment operators, as well as the whole system of implementation of non-destructive inspections. The test specimens make it possible to verify that the test procedure used by the proposed device is able to find, indicate and, in the required quality, also evaluate the imperfections which are present in the inspected material. This significantly increases the reliability of the results of non-destructive inspections performed in operation and increases the safety of operation of the tested equipment.
Nároky na bezpečné provozování jsou požadovány zejména v oblasti jaderné energetiky, ale i energetickém, chemickém a dalších průmyslech, kde je kladen důraz na spolehlivost provozu. Důsledky poruch u zařízení jsou zejména ekonomické, kdy i krátkodobé zastavení výroby má často výrazné ekonomické důsledky. V současné době roste významně požadavek na kvalitu výrobků, která bývá ověřována pomocí automatizované kontroly. I v těchto případech pro nastavení systémů nedestruktivních kontrol jsou využívána zkušební tělesa s výrobními vadami.Demands for safe operation are required especially in the field of nuclear energy, but also in the energy, chemical and other industries, where the emphasis is on operational reliability. The consequences of equipment failures are mainly economic, when even a short-term cessation of production often has significant economic consequences. Currently, the demand for product quality is growing significantly, which is verified by automated control. Even in these cases, test specimens with manufacturing defects are used to set up non-destructive inspection systems.
Dosavadní stav technikyPrior art
Pro potřeby ověření a kvalifikace nedestruktivního zkoušení, personálu, a i celého systému jsou používány zkušební tělesa s uměle vyrobenými vadami. Zkušební tělesa jsou navrhována podle designu kontrolovaného zařízení, metody zkoušení a předpokládaných defektů, jejichž vznik ve zkoušené oblasti je očekáván. Jako základní nedestruktivní metody jsou používány ultrazvukové zkoušení, zkouška prozářením, penetrační zkouška, magnetická polévací zkouška, měření akustické emise atd. a zkušební tělesa odpovídají požadavkům pro tyto jednotlivé metody.For the needs of verification and qualification of non-destructive testing, personnel, as well as the whole system, test specimens with artificial defects are used. The test specimens are designed according to the design of the inspected equipment, the test method and the expected defects, the occurrence of which is expected in the tested area. Ultrasonic testing, irradiation test, penetration test, magnetic pouring test, measurement of acoustic emission, etc. are used as basic non-destructive methods, and the test specimens meet the requirements for these individual methods.
Zkušební tělesa používaná pro ověření navrhovaných postupů nedestruktivního zkoušení odpovídají kontrolované části zařízení nebo jsou jejich zjednodušeným modelem. Jako zkušební tělesa mohou být použity, jak jednoduché plechy a profily, tak i velmi komplikované strojní součásti či svařované konstrukční celky z různých materiálů včetně kompozitních.The test specimens used to verify the proposed non-destructive testing procedures shall correspond to the inspected parts of the equipment or are a simplified model thereof. Both simple sheets and profiles as well as very complicated machine parts or welded structural units made of various materials, including composites, can be used as test specimens.
V tělese jsou vyráběny vady, u nichž je snaha, aby tvar a geometrie co nejvíce odpovídaly vadám, jejichž výskyt byl v kontrolovaném objektu zjištěn nebo je předpokládán. Počet, typ, rozměry a umístění vad ve zkušebním tělese je dán souborem požadavků na úroveň inspekčního postupu. Návrh musí být komplexní, tak aby umožnil ověřit funkčnost kontrolního systému pomocí splnění kvalifikačních kritérií nebo byl použitelný pro ověření personálu provádějící nedestruktivní kontroly (NDT). Současně je ale přihlíženo i k ceně zkušebních těles, jelikož výroba komplikovaných těles se svarovým spojem podle původní technologie se může pohybovat i v řádech mil. Kč za zkušební těleso.Defects are produced in the body, the effort of which is that the shape and geometry correspond as much as possible to the defects, the occurrence of which was detected in the inspected object or is assumed. The number, type, dimensions and location of defects in the test specimen are determined by a set of requirements for the level of the inspection procedure. The design must be comprehensive so as to enable the functionality of the control system to be verified by meeting the qualification criteria or be applicable to the verification of non-destructive inspection (NDT) personnel. At the same time, however, the price of test specimens is also taken into account, as the production of complicated specimens with a welded joint according to the original technology can be in the order of millions of CZK per test specimen.
Zkušební tělesa pro ultrazvukové zkoušení se navrhují se základními typy defektů, jako jsou vývrty s plochým dnem, boční vývrty, drážky atd. Tato zkušební tělesa slouží pro ověření a nastavení citlivosti přístrojů pro měření. Ve většině případů lze použít univerzální měrky, pouze s přihlédnutím na zkoušený materiál.Test specimens for ultrasonic testing are designed with basic types of defects, such as flat-bottomed bores, side bores, grooves, etc. These test specimens are used to verify and adjust the sensitivity of measuring instruments. In most cases, universal gauges can be used, taking into account the material being tested.
Pro potřeby kvalifikace nedestruktivního zkoušení, školení operátorů a kalibraci přístrojů slouží zkušební tělesa s uměle vyrobenými vadami. Tyto uměle vyrobené vady mají jednoduchou a přesně definovanou geometrii a jsou umístěny v požadovaných místech tělesa. Pomocí skupiny defektů s různou velikostí, polohou a náklonem je ověřována schopnost NDT systému (personálu, měřícího zařízení a inspekčního postupu) je detekovat a vyhodnotit.For the needs of qualification of non-destructive testing, training of operators and calibration of devices, test specimens with artificial defects are used. These man-made defects have a simple and precisely defined geometry and are located in the required places of the body. Using a group of defects with different size, position and inclination, the ability of the NDT system (personnel, measuring equipment and inspection procedure) to detect and evaluate them is verified.
- 1 CZ 34208 U1- 1 CZ 34208 U1
Zkušební tělesa s umělými vadami většinou obsahující elektroerozivně vyrobenou necelistvost stanoveného profilu, který je zjednodušeným modelem „reálných“ vad. Ve většině případů se jedná o poloeliptickou vadu nahrazující trhlinu nebo vadu obdélníkového tvaru představující nedostatečné provaření (neprůvar). Tyto vady slouží pro ověření navrženého inspekčního postupu detekovat vady ve zvolené oblasti a ověření s jakou přesností je možné je vyhodnotit.Test specimens with artificial defects, usually containing electroerosively produced imperfections of the specified profile, which is a simplified model of "real" defects. In most cases, it is a semi-elliptical defect replacing a crack or a rectangular defect representing insufficient penetration. These defects are used to verify the proposed inspection procedure, to detect defects in the selected area and to verify the accuracy with which they can be evaluated.
Dále existují zkušební tělesa obsahující realistické vady, které svým charakterem odpovídají skutečným vadám vzniklým za provozu. Jsou vytvářeny obdobnými nebo identickými procesy, kterými vznikají provozní defekty. Oproti vadám z provozu jsou vytvářeny při větším zatížení a intenzivnějších degradačních podmínkách, než je materiál zatížen během provozu, a tudíž necelistvosti vznikají výrazně rychleji. Tyto realistické vady se z pohledu nedestruktivního zkoušení chovají téměř identicky jako provozní vady. V současné době je jejich výroba velmi časově a technologicky náročná, a tudíž i nákladná.There are also test specimens containing realistic defects, which by their nature correspond to the actual defects caused during operation. They are created by similar or identical processes that create operational defects. In contrast to defects in operation, they are formed under higher loads and more intense degradation conditions than the material is loaded during operation, and therefore imperfections arise significantly faster. From the point of view of non-destructive testing, these realistic defects behave almost identically to operational defects. At present, their production is very time and technologically demanding, and therefore expensive.
V některých případech nelze v požadované pozici zkušebního tělesa takovou vadu vyrobit. Současně je technologicky omezen i počet vad a také nemožnost definovat přesně jejich geometrii, tvar, směr růstu a velikost ve zkušebním tělese.In some cases, such a defect cannot be produced in the required position of the test specimen. At the same time, the number of defects is technologically limited, as well as the impossibility of defining exactly their geometry, shape, direction of growth and size in the test specimen.
Bylo proto nutné, aby zkušební tělesa (ZT) byla opatřena jiným typem vad, které budou levněji pořiditelné a budou více odpovídat reálným vadám, než jsou umělé vady. To bylo docíleno výrobou vad pomocí drátového řezání.It was therefore necessary for the test specimens (ZT) to be provided with a different type of defect, which would be cheaper to acquire and would correspond more to real defects than artificial defects. This was achieved by producing defects by wire cutting.
Vznik technologie elektrojiskrového obrábění má počátky již v polovině 20. století. K průmyslovému zavádění do výroby dochází v 70. až 80. letech minulého století. S rozvojem technologií a CNC (počítačem řízený obráběcí stroj) řídích systémů dochází k nárůstu výkonu a přesnosti řezu. Výkon a přesnost jsou dány přesností obráběcího stroje, vlastnostmi generátoru produkujícího elektrické impulsy, tvarem a materiálovými vlastnostmi elektrody (standardní velikost drátu je 0,2 mm, speciální wolframové dráty pro mikroobrábění mohou mít průměr až 0,03 mm) a vlastnostmi dialektrika, který ovlivňuje charakter výboje.The origin of electrospark machining technology dates back to the middle of the 20th century. Industrial introduction into production took place in the 1970s and 1980s. With the development of technology and CNC (computer controlled machine tool) control systems, there is an increase in performance and cutting accuracy. Performance and accuracy are determined by the accuracy of the machine tool, the properties of the generator generating electrical pulses, the shape and material properties of the electrode (standard wire size is 0.2 mm, special tungsten wires for micromachining can be up to 0.03 mm in diameter) and dialectic properties. the nature of the discharge.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Uvedené nedostatky odstraňuje zkušební těleso s přesnými tvary trhlin pro nedestruktivní zkoušení (dále jen „ZT drátořez“), podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že zkušební těleso je opatřeno umělou vadou (vadami) vyrobenou pomocí elektroerozivního drátového řezání. Vady ve zkušebním tělese jsou přesně stanovené velikosti, tvaru i šířky. V profilu tyto vady představují model reálné pravděpodobné trhliny vznikající v kontrolované části zařízeníThese shortcomings are eliminated by a test specimen with precise crack shapes for non-destructive testing (hereinafter referred to as "ZT wire cutter"), according to this technical solution, the essence of which is that the test specimen is provided with an artificial defect (s) made by electroerosive wire cutting. Defects in the test specimen are precisely determined in size, shape and width. In profile, these defects represent a model of a real probable crack occurring in the controlled part of the device
Podstatou nového technického řešení jsou zkušební tělesa pro nedestruktivní zkoušení s přesnými tvary a rozměry trhlin, vč. garantované šířky trhlin. Díky znalosti přesného tvaru a rozměrů trhliny je možné tato zkušební tělesa využívat na ověření funkčnosti NDT systému a schopnosti detekovat a vyhodnotit zjištěné indikace při ultrazvukovém zkoušení. Zkušební tělesa jsou též použitelná pro ověření citlivosti ultrazvukové metody na konkrétní tvar a rozměr trhliny a velmi vhodná pro validaci programů modelující metody NDT (pro zjištění reálných a SW (software) simulovaných odezev na konkrétní trhlinu).The essence of the new technical solution are test specimens for non-destructive testing with precise shapes and dimensions of cracks, incl. guaranteed crack widths. Thanks to the knowledge of the exact shape and dimensions of the crack, these test specimens can be used to verify the functionality of the NDT system and the ability to detect and evaluate the indications found during ultrasonic testing. The test specimens are also useful for verifying the sensitivity of the ultrasonic method to a specific crack shape and size and are very suitable for the validation of programs modeling NDT methods (for detecting real and SW (software) simulated responses to a specific crack).
V případech, kdy nemá na výsledek ZT výrazný vliv zakřivení povrchu kontrolované oblasti, výsledky ultrazvukového zkoušení na ZT vyrobené pomocí drátořezu výrazně více odpovídají kontrolám materiálu s reálnou trhlinou, než je dosaženo pomocí zkušebních těles s uměle vyrobenými vadami.In cases where the ZT result is not significantly affected by the curvature of the surface of the inspected area, the results of ultrasonic testing on ZT produced by wire cutting correspond significantly more to inspections of real crack material than is achieved by test specimens with artificial defects.
-2 CZ 34208 U1-2 CZ 34208 U1
ZT drátořez mají několik výrobních omezení, mezi které patří zejména:ZT wire cutters have several manufacturing limitations, including in particular:
• výroba pouze na rovinných tělesech, • profil vady je po celé šířce zkušebního tělesa stejný, • vrchol vady je ukončen rádiusem, který odpovídá šířce jiskřené vady (viz technologie výroby ZT drátořez).• production only on planar bodies, • the defect profile is the same over the entire width of the test body, • the top of the defect is terminated by a radius that corresponds to the width of the sparked defect (see ZT wire cutter production technology).
Výhody vad v ZT drátořez:Advantages of defects in ZT wire cutter:
• možnost nakonfigurovat profil vady přesně podle očekávaného (zjištěného) růstu trhliny, • možnost definovat specifické geometrie vad, např. větvené, konvexní/konkávní tvar, s různým náklonem, s různou výškou apod., • možnost umístění vady v základním materiálu, tepelně ovlivněné oblasti, ve svarovém spoji • přesně známý profil (u reálných vad zjištěno pouze na základě destruktivní kontroly, kdy je• possibility to configure the defect profile exactly according to the expected (detected) crack growth, • possibility to define specific defect geometries, eg branched, convex / concave shape, with different inclination, with different height, etc., • possibility to place defect in base material, thermally affected area, in the welded joint • exactly known profile (for real defects detected only on the basis of destructive inspection, when
ZT zničeno), • rychlá a levná výroba, • významně pomohou zvýšit úroveň a rozsah prováděných kvalifikací personálu, což povede k zvýšení úrovně provozních kontrol, a tudíž i k zvýšení bezpečnosti provozu JE (jaderná elektrárna).ZT destroyed), • fast and cheap production, • significantly help to increase the level and scope of performed qualifications of personnel, which will lead to an increase in the level of operational inspections, and thus to increase safety of NPP (nuclear power plant) operation.
Technologie výroby ZT drátořezTechnology of production of ZT wire cutter
Výroba ZT drátořez je realizována elektroerozivním obráběním, při níž se materiál odebírá drobnými elektrickými výboji (jiskrami) mezi obrobkem (zkušebním tělesem) a elektrodou (nástrojem - drátem) v kapalném dielektriku. Při obrábění dochází přednostně k erozi obrobku, ovšem i na elektrodě dochází k malému opotřebení. Pro výrobu vady se používá pohybující se drát. Při hloubení se elektroda (drát) pohybuje směrem do zkušebního tělesa až do chvíle, kdy přeskočí elektrický výboj. Každý výboj oddělí mikroskopický kus materiálu, který je odplaven dielektrikem. Tímto způsobem se drát postupně “prořezává“ materiálem podle přesně stanovené trajektorie.The production of ZT wire cutter is realized by electroerosive machining, in which the material is removed by small electric discharges (sparks) between the workpiece (test body) and the electrode (tool - wire) in a liquid dielectric. During machining, the workpiece is eroded preferentially, but there is also little wear on the electrode. A moving wire is used to make the defect. During excavation, the electrode (wire) moves towards the test specimen until the electric discharge jumps. Each discharge separates a microscopic piece of material that is washed away by a dielectric. In this way, the wire is gradually "cut" through the material according to a precisely determined trajectory.
Zhotovení ZT drátořez spočívá ve výrobě rovinné desky nebo svařence z požadovaného materiálu o stanovené tloušťce a v případě svařence vyrobeného svarového spoje v souladu se svařovacím postupem (WPS) použitým na reálné technologii. Tato deska je rozřezána na polotovary ZT, ve kterých budou vyráběny vady. Šířka polotovarů je dána kompromisem mezi požadavky ultrazvukové metody a tloušťkou materiálu, ve které je zvolené zařízení a drát schopno efektivně a přesně vyjiskřit vady. Následně jsou polotovary upevněny do drátové řezačky a realizována výroba vad. Při výrobě se používají dráty o tloušťce 0,1 mm. KZT drátořez je vypracována výkresová dokumentace s ověřením skutečné geometrie vady vyrobené v tělese.The production of a ZT wire cutter consists in the production of a flat plate or weldment from the required material of a specified thickness and, in the case of a weldment, a welded joint produced in accordance with the welding procedure (WPS) used on real technology. This board is cut into ZT semi-finished products, in which defects will be produced. The width of the semi-finished products is given by a compromise between the requirements of the ultrasonic method and the thickness of the material, in which the selected equipment and wire are able to efficiently and accurately spark defects. Subsequently, the semi-finished products are fixed in a wire cutter and the production of defects is realized. Wires with a thickness of 0.1 mm are used in the production. KZT wire cutter is prepared drawing documentation with verification of the actual geometry of the defect made in the body.
Hlavním omezením celého procesu je možnost výroby vad pouze do rovinných těles. Výhodou ZT drátořez je snadná výroba vad s přesnou geometrií (profilem). To umožňuje vymodelovat tvar trhlin, jejichž výskyt je v kontrolovaném zařízení zjištěn nebo předpokládán.The main limitation of the whole process is the possibility of producing defects only in planar bodies. The advantage of ZT wire cutter is the easy production of defects with precise geometry (profile). This makes it possible to model the shape of cracks, the occurrence of which is detected or suspected in the inspected device.
Objasnění přínosů ZT drátořezExplaining the benefits of ZT wire cutter
ZT drátořez je nový mezistupeň zkušebních těles mezi ZT s reálnými vadami aZT s umělými vadami, kdy je možné získat při ultrazvukové kontrole těchto ZT velmi přesnou představu o charakteru odezvy od reálných trhlin. Přes CNC řízení obráběcího stroje lze velmi přesně vyrobit téměř libovolný profil i velikost vady. Díky přesné znalosti profilu vady je možné provádět i ověření (validace) výpočtových softwarů modelující ultrazvukové zkoušení.ZT wire cutter is a new intermediate stage of test specimens between ZT with real defects and ZT with artificial defects, where it is possible to obtain a very accurate idea of the nature of the response from real cracks during ultrasonic inspection of these ZT. Almost any profile and the size of the defect can be produced very precisely via CNC control of the machine tool. Thanks to the exact knowledge of the defect profile, it is also possible to perform verification (validation) of computer software modeling ultrasonic testing.
Oproti zkušebním tělesům s realistickými vadami je jejich výroba výrazně jednodušší a levnější. Zároveň princip výroby omezuje tvar a velikost ZT drátořez pouze na rovinnou desku.Compared to test specimens with realistic defects, their production is significantly simpler and cheaper. At the same time, the production principle limits the shape and size of the ZT wire cutter to a planar plate only.
-3 CZ 34208 U1-3 CZ 34208 U1
Objasnění výkresůExplanation of drawings
ZT drátořez bude blíže objasněn pomocí výkresu, na kterém obr. 1 představuje standardní vyjiskřený planámí defekt v zkušebním tělese a obr. 2 představuje zkušební těleso s vadou získanou pomocí drátořezu.The ZT wire cutter will be explained in more detail with the aid of the drawing, in which Fig. 1 represents a standard sparked flame defect in the test specimen and Fig. 2 represents a test specimen with a defect obtained by means of a wire cutter.
Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solution
Pro ověření aplikovatelnosti ZT drátořez v oblasti ultrazvukového zkoušení bylo vyrobeno cca 15 zkušebních těles z uhlíkové oceli tř. 12 a austenitické chromniklové oceli o tloušťkách 12 a 35 mm. V těchto ZT byly vyrobeny modely trhlin o různých velikostech a tvarů podle reálných trhlin nalezených na zařízeních JE. Na těchto tělesech byl hodnocen charakter odezev a porovnán s odezvami získanými na standardních ZT s uměle vyrobenými vadami. Současně byly provedeny simulace v programu ČIVA SW na ověření shody mezi výsledky měření a realizovanými simulacemi.To verify the applicability of ZT wire cutter in the field of ultrasonic testing, about 15 test specimens were made of carbon steel class. 12 and austenitic chrome-nickel steels with thicknesses of 12 and 35 mm. In these ZT, crack models of various sizes and shapes were produced according to real cracks found on NPP equipment. The nature of the responses was evaluated on these bodies and compared with the responses obtained on standard ZT with artificial defects. At the same time, simulations were performed in the ČIVA SW program to verify the agreement between the measurement results and the performed simulations.
Pro hodnocení charakteru odezvy od vad typu drátořez byla vyrobena zkušební tělesa, ve kterých byly vyrobeny vady, kdy jedna vada představuje standardní vyjiskřený planámí defekt (obr. 1) a druhá představuje vadu vyrobenou drátořezem s členitým povrchem (obr. 2).To evaluate the nature of the response from wire cutter defects, test specimens were made in which defects were made, where one defect represents a standard sparked flame defect (Fig. 1) and the other represents a defect made by a wire cutter with a rugged surface (Fig. 2).
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zkušební těleso v oblasti nedestruktivního zkoušení s přesnými tvary trhlin, podle tohoto technického řešení je další skupinou zkušebních těles, pomocí kterých je možné provádět kvalifikaci ultrazvukového zkoušení a personálu a rovněž jsou tato zkušební tělesa vhodná pro validace simulačních SW. ZT drátořez významně pomohou zvýšit úroveň a rozsah prováděných kvalifikací personálu, což povede k zvýšení úrovně provozních kontrol, a tudíž i k zvýšení bezpečnosti provozu JE.Test specimen in the field of non-destructive testing with precise crack shapes, according to this technical solution is another group of test specimens with which it is possible to perform qualification of ultrasonic testing and personnel and these test specimens are also suitable for validation of simulation SW. ZT wire cutter will significantly help to increase the level and scope of performed qualifications of personnel, which will lead to an increase in the level of operational inspections, and thus to an increase in the safety of NPP operation.
Tato zkušební tělesa jsou mezistupněm mezi zkušebními tělesy s umělými a realistickými vadami.These test specimens are an intermediate stage between test specimens with artificial and realistic defects.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2020-37542U CZ34208U1 (en) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | Test specimen with precise crack shapes for non-destructive testing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2020-37542U CZ34208U1 (en) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | Test specimen with precise crack shapes for non-destructive testing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ34208U1 true CZ34208U1 (en) | 2020-07-14 |
Family
ID=71616910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2020-37542U CZ34208U1 (en) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | Test specimen with precise crack shapes for non-destructive testing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ34208U1 (en) |
-
2020
- 2020-05-14 CZ CZ2020-37542U patent/CZ34208U1/en active Protection Beyond IP Right Term
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Consonni et al. | Manufacturing of welded joints with realistic defects | |
Hosseinzadeh et al. | Residual stresses in austenitic thin-walled pipe girth welds: Manufacture and measurements | |
CZ34208U1 (en) | Test specimen with precise crack shapes for non-destructive testing | |
JP5527077B2 (en) | Specimen production method for nondestructive inspection | |
CN110376226B (en) | Method for determining crack propagation characteristics of turbine engine rotor | |
CN112985236A (en) | Method for rapidly and visually inspecting weld penetration without measuring tool | |
RU2243586C1 (en) | Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness | |
Moskovkina et al. | The statistic analyze of stress-corrosion cracks on the main gas pipeline section | |
da Silva et al. | Nondestructive inspection reliability: state of the art | |
Bate et al. | UK research programme on residual stresses: progress to date | |
RU2538053C2 (en) | Method of manufacture of samples for adjustment of ndt instrumentation | |
Fairchild et al. | Full-Scale Testing for Strain-Based Design Pipelines: Lessons Learned and Recommendations | |
Zhang et al. | Phased array ultrasonic inspection of embedded defects in hydropower turbine runner welds | |
RU2644207C1 (en) | Method for verification of positioning accuracy of five-coordinate machine with cnc | |
Cathcart et al. | The variability in weld residual stress | |
Singhatham et al. | Designing of welding defect samples for data mining in defect detection and classification using 3D geometric scanners | |
Naziris et al. | Development of Mini-Compact Tension Specimen Fabrication and Test Methods in Hot Cell for Post-Irradiation Examination of Reactor Pressure Vessel Steels | |
Tehrani Yekta | Acceptance Criteria for Ultrasonic Impact Treatment of Highway Steel Bridges | |
CZ35562U1 (en) | Test specimen with welded coupons | |
RU2243565C2 (en) | Method of determining reliability of nondestructive testing | |
RU2243566C1 (en) | Method of determining sufficient number of nondestructive testing runs of article | |
RU2243548C2 (en) | Test-sample for nondestructive testing | |
RU2254562C2 (en) | Method of determining presence of initial and residual defects | |
Jäppinen et al. | NDE Research of Nuclear Power Plant Primary Circuit Components and Concrete Infrastructure in Finland | |
Moussebois et al. | Ultrasonic Inspection of Hydrogen Flakes in Large Forgings: From Qualification to Site Inspection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20200714 |
|
ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20240510 |