Τι είναι η Θραυστογραφία;
Η φρακτογραφία είναι η μελέτη της εξέτασης της επιφάνειας κατάγματος ενός σπασμένου μέρους για να προσδιοριστεί πώς ξεκίνησε και πώς εξελίχθηκε η αστοχία. Η επιφάνεια του κατάγματος φέρει τη δική της καταγραφή της αστοχίας: το σημείο προέλευσης, η κατεύθυνση διάδοσης και ο μηχανισμός διαβάζονται από τη μορφολογία της επιφάνειας.
Σκοπός της Θραυστογραφία
Σκοπός είναι να βρεθεί η αιτία μιας αποτυχίας και να αποτραπεί η επανεμφάνισή της. Η διάκριση εάν πρόκειται για κόπωση, εύθραυστο κάταγμα, υπερφόρτωση ή διάβρωση λόγω καταπόνησης αλλάζει εντελώς τα διορθωτικά μέτρα που πρέπει να ληφθούν.
Σε ποια προϊόντα εφαρμόζεται η Θραυστογραφία;
- Σπασμένα στοιχεία και άξονες μηχανής
- Σπασμένα κουμπώματα
- Κατεστραμμένες ραφές συγκόλλησης
- Εξαρτήματα εξοπλισμού υπό πίεση
- Εξαρτήματα αεροδιαστημικής και αυτοκινήτων
Σε ποιους τομείς χρησιμοποιείται η Θραυστογραφία;
Πρότυπα σχετικά με τη Θραυστογραφία
- ASTM E2332 (οδηγός για ανάλυση αστοχίας μεταλλικών μερών)
- ASTM E1351 (μεταλογραφία πεδίου — μέθοδος αντιγραφής)
- ISO 17639 (μακροσκοπική και μικροσκοπική εξέταση συγκολλήσεων)
- ASM Handbook Vol. 11 προσέγγιση (μεθοδολογία ανάλυσης αποτυχίας)
Συνθήκες της Θραυστογραφία
- προστασία επιφάνειας
- Η επιφάνεια θραύσης πρέπει να προστατεύεται από καθαρισμό, γρατσουνιές και διάβρωση.
- Εξέταση
- Πρώτα γυμνό μάτι και στερεοσκοπικό μικροσκόπιο, μετά SEM
- Συμπλήρωμα
- Συνδυάζεται με χημική ανάλυση, μέτρηση σκληρότητας και μεταλλογραφία
- Ρεκόρ
- Κάθε στάδιο τεκμηριώνεται με φωτογραφίες
Εξοπλισμός για τη Θραυστογραφία
- Στερεοσκοπικό μικροσκόπιο
- Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM) και EDS
- Μεταλλογραφικός εξοπλισμός προετοιμασίας
- Ελεγκτής μικροσκληρότητας
- Σύστημα απεικόνισης και κλιμάκωσης
Απαιτήσεις δείγματος για τη Θραυστογραφία
- Το δείγμα πρέπει να λαμβάνεται έτσι ώστε να αντιπροσωπεύει την παρτίδα ή την παραγωγή.
- Πρέπει να δηλώνεται η περιγραφή του δείγματος, ο τύπος υλικού και η κατεύθυνση παραγωγής εάν υπάρχουν.
- Το πρότυπο που θα εφαρμοστεί και τυχόν προδιαγραφές του πελάτη πρέπει να παρέχονται μαζί με το δείγμα.
- Η δοκιμή μπορεί να είναι καταστροφική. ο απαιτούμενος αριθμός δειγμάτων πρέπει να επιβεβαιωθεί εκ των προτέρων.
- Οι επιφάνειες που θα ελεγχθούν πρέπει να προστατεύονται κατά τη μεταφορά.
Διάρκεια της Θραυστογραφία
Μια μελέτη ανάλυσης αποτυχίας, μαζί με εξέταση και συμπληρωματικές αναλύσεις, διαρκεί γενικά μερικές εργάσιμες ημέρες έως εβδομάδες. το εύρος εξαρτάται από την πολυπλοκότητα του συμβάντος.
Διαδικασία της Θραυστογραφία
- 1Το τμήμα και η επιφάνεια του κατάγματος μεταφέρονται στο εργαστήριο άθικτα.
- 2Το ιστορικό της βλάβης και οι συνθήκες λειτουργίας συγκεντρώνονται.
- 3Γίνεται μακροσκοπική εξέταση με γυμνό μάτι και στερεοσκοπικό μικροσκόπιο.
- 4Η περιοχή προέλευσης του κατάγματος αναγνωρίζεται.
- 5Η μικρομορφολογία εξετάζεται με SEM.
- 6Υποστηρίζεται με χημική ανάλυση, σκληρότητα και μεταλλογραφία.
- 7Αναφέρεται ο μηχανισμός αποτυχίας και η πιθανή βασική αιτία.
Κριτήρια αποδοχής της Θραυστογραφία
Το πρότυπο της μεθόδου ορίζει τον τρόπο με τον οποίο εκτελείται η δοκιμή και όχι το αποτέλεσμα που πρέπει να είναι. Το όριο αποδοχής προέρχεται από το πρότυπο υλικού ή προϊόντος, την προδιαγραφή πελάτη ή τον σχετικό κανονισμό. Αυτή η σελίδα επομένως δεν δίνει αριθμητικό όριο.
Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων
Η αξιολόγηση βασίζεται στην αντιστοίχιση της παρατηρούμενης μορφολογίας με γνωστούς μηχανισμούς αστοχίας: ραβδώσεις και επίπεδη περιοχή προέλευσης στην κόπωση, επιφάνειες διάσπασης σε εύθραυστο κάταγμα, λακκάκια σε όλκιμο κάταγμα. Το συμπέρασμα της βασικής αιτίας επιτυγχάνεται ερμηνεύοντας τα ευρήματα μαζί με τις συνθήκες λειτουργίας.
Έκθεση της Θραυστογραφία
- Περιγραφή δείγματος, πληροφορίες υλικού/προϊόντος και αριθμός παρτίδας εάν υπάρχει
- Μέθοδος προετοιμασίας δειγμάτων και συνθήκες προετοιμασίας
- Εφαρμόστηκαν τυπικές και συνθήκες δοκιμής
- Όργανο που χρησιμοποιείται και κατάσταση βαθμονόμησης
- Αποτελέσματα μέτρησης και μονάδες
- Αβεβαιότητα μέτρησης (εάν ζητηθεί)
- Δήλωση ότι το αποτέλεσμα ισχύει μόνο για το δείγμα που υποβάλλεται για δοκιμή
Διαπίστευση
Η EUROLAB κατέχει διεθνώς αναγνωρισμένη διαπίστευση που λαμβάνεται από φορείς διαπίστευσης που συμμετείχαν στις συμφωνίες πολυμερούς αναγνώρισης IAF και ILAC, σύμφωνα με το ISO/IEC 17025 για εργαστηριακές δοκιμές, το ISO/IEC 17020 για την επιθεώρηση και την επιτήρηση και το ISO/IEC 17021-1 και το σύστημα πιστοποίησης προϊόντων ISO/IEC. Αυτή η αλυσίδα διασφαλίζει ότι οι εκθέσεις και τα πιστοποιητικά που εκδίδονται γίνονται αποδεκτά παγκοσμίως.
Το εάν αυτή η δοκιμή μπορεί να προσφερθεί εντός αναγνωρισμένου πεδίου εξαρτάται από το προϊόν σας και το πρότυπο που εφαρμόζεται. Δεδομένου ότι η διαπίστευση βασίζεται στη μέθοδο, το πεδίο εφαρμογής επιβεβαιώνεται γραπτώς στο στάδιο της προσφοράς.
Πεδίο εφαρμογής και εξουσιοδοτήσειςΣχετικοί Κανονισμοί
- Εναρμονισμένα πρότυπα που εφαρμόζονται σύμφωνα με την οικογένεια προϊόντων
- ΕΕ 765/2008 (πλαίσιο εποπτείας και διαπίστευσης της αγοράς)
- Σχετικοί κανονισμοί προϊόντων και προδιαγραφές πελατών
Δοκιμές Μετάλλων και Μεταλλουργίας — Τι καλύπτει αυτός ο τομέας δοκιμών;
Η παρακάτω ενότητα περιγράφει τον τομέα στον οποίο ανήκει η δοκιμή Θραυστογραφία· οι συνθήκες και τα κριτήρια αποδοχής αυτής της συγκεκριμένης δοκιμής δίνονται στις παραπάνω ενότητες. Το πεδίο εφαρμογής που αφορά το προϊόν σας επιβεβαιώνεται εγγράφως στο στάδιο της προσφοράς.
Οι δοκιμές μετάλλων και μεταλλουργίας προσδιορίζουν το φορτίο που μπορεί να αντέξει ένα μέταλλο ή μια συγκολλημένη ένωση, τον τρόπο αστοχίας του και την εσωτερική του δομή. Το αποτέλεσμα αυτής της οικογένειας αφορά συχνά όχι το ίδιο το προϊόν αλλά την ταυτότητα του ΥΛΙΚΟΥ: είναι πράγματι ο χάλυβας της δηλωμένης ποιότητας, αποδίδει η ραφή συγκόλλησης την αντοχή που υποθέτει ο σχεδιασμός, περιέχει το χυτό ένα μη αποδεκτό εσωτερικό ελάττωμα;
Η πρακτική σημασία του τομέα προκύπτει από το γεγονός ότι ένα μεταλλικό εξάρτημα σπάνια αστοχεί σταδιακά. Ένα πλαστικό εξάρτημα παραμορφώνεται, γερνάει, ραγίζει και συνήθως δίνει προειδοποίηση. Μια ραφή συγκόλλησης ή ένα στοιχείο σύνδεσης, αντίθετα, συχνά σπάει χωρίς προειδοποίηση - ιδίως όταν εμπλέκονται κόπωση και ψαθυρή θραύση. Γι' αυτό, σε τομείς όπως ο εξοπλισμός υπό πίεση, ο εξοπλισμός ανύψωσης, ο δομικός χάλυβας και οι αγωγοί, η δοκιμή υλικών είναι απαίτηση της ΝΟΜΟΘΕΣΙΑΣ και όχι του σχεδιασμού.
Η οικογένεια συγκεντρώνει τρεις ομάδες μεθόδων, καθεμία από τις οποίες απαντά σε διαφορετικό ερώτημα. Οι μηχανικές δοκιμές ποσοτικοποιούν τη συμπεριφορά του υλικού υπό φορτίο. Ο μη καταστροφικός έλεγχος αναζητά ελαττώματα χωρίς να καταστρέφει το εξάρτημα. Η μεταλλογραφία και η χημική ανάλυση εξηγούν γιατί το υλικό συμπεριφέρεται έτσι - μέσω της δομής κόκκων, της κατανομής φάσεων, της περιεκτικότητας σε εγκλείσματα και της σύστασης του κράματος.
Το κριτήριο αποδοχής αυτών των δοκιμών σχεδόν ποτέ δεν προέρχεται από το πρότυπο δοκιμής, και αυτό είναι το κλειδί για την κατανόηση του τομέα. Το πρότυπο δοκιμής λέει πώς πρέπει να γίνει η μέτρηση· οι αποδεκτές τιμές προέρχονται από το πρότυπο προϊόντος, την ποιότητα υλικού ή τον κώδικα κατασκευής. Το ISO 6892-1 λέει πώς διεξάγεται μια δοκιμή εφελκυσμού· το EN 10025 λέει ποιο όριο διαρροής πρέπει να αποδίδει αυτός ο χάλυβας. Κατά την ανάγνωση μιας έκθεσης, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε βάσει ποιου προτύπου προϊόντος αξιολογήθηκε.
Η δειγματοληψία αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του αποτελέσματος σε αυτόν τον τομέα. Δύο δοκίμια από την ίδια χύτευση μπορεί να δώσουν διαφορετικές τιμές ανάλογα με την κατεύθυνση και τη θέση λήψης τους· σε προϊόντα έλασης, δοκίμια παράλληλα και κάθετα στη διεύθυνση έλασης δίνουν διαφορετικά αποτελέσματα. Τα πρότυπα προϊόντος διέπουν επομένως και τη θέση και τον προσανατολισμό δειγματοληψίας, και η έκθεση πρέπει να το τεκμηριώνει.
Ομάδες μεθόδων σε αυτόν τον τομέα
Μηχανικές δοκιμές
Εφελκυσμός, θλίψη, κάμψη, κρούση εγκοπής (Charpy), σκληρότητα (Brinell, Vickers, Rockwell), κόπωση, ερπυσμός και δυσθραυστότητα. Δίνουν τη συμπεριφορά του υλικού υπό φορτίο σε αριθμητική μορφή.
Μη καταστροφικός έλεγχος
Ραδιογραφία, υπερηχητικός έλεγχος, διεισδυτικά υγρά, μαγνητικά σωματίδια και οπτικός έλεγχος. Αναζητά επιφανειακά και εσωτερικά ελαττώματα χωρίς να καταστρέφει το εξάρτημα και αποτελεί απαραίτητο βήμα στη συγκολλητή κατασκευή.
Μεταλλογραφία
Προετοιμασία δοκιμίου, προσβολή με οξύ και μικροσκοπική εξέταση. Αξιολογούνται το μέγεθος κόκκων, η κατανομή φάσεων, η περιεκτικότητα σε εγκλείσματα, το βάθος ενανθράκωσης και η θερμικά επηρεασμένη ζώνη της συγκόλλησης.
Χημική ανάλυση
Η σύσταση του κράματος επαληθεύεται με οπτική φασματομετρία εκπομπής και υγρή χημεία· η επιβεβαίωση της ποιότητας υλικού περνά από αυτό το βήμα.
Συμπεριφορά διάβρωσης
Δοκιμές αλατονέφωσης, βοθρωτικής και σχισμοειδούς διάβρωσης, και ενδοκρυσταλλικής διάβρωσης. Σε ανοξείδωτους χάλυβες μπορούν να υποδεικνύουν την ποιότητα της θερμικής κατεργασίας.
Συχνές συγχύσεις σε αυτόν τον τομέα
- Ένα πιστοποιητικό υλικού (όπως το EN 10204 3.1) δεν είναι έκθεση δοκιμής· είναι η δήλωση του κατασκευαστή. Σε κρίσιμες εφαρμογές διενεργείται ανεξάρτητη επαλήθευση, και τα δύο δεν πρέπει να συγχέονται.
- Οι δοκιμές εφελκυσμού ASTM και ISO μετρούν τα ίδια μεγέθη αλλά χρησιμοποιούν διαφορετικές γεωμετρίες δοκιμίου· τα αποτελέσματα δεν θεωρούνται άμεσα ισοδύναμα, και εφαρμόζεται ό,τι απαιτεί η προδιαγραφή.
- Οι πίνακες μετατροπής μεταξύ σκληρότητας και αντοχής είναι ΚΑΤΑ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ. Ο υπολογισμός του ορίου διαρροής από τη σκληρότητα δεν αποτελεί επαρκή απόδειξη για την αποδοχή υλικού.
- Στον μη καταστροφικό έλεγχο, η φράση "δεν βρέθηκε ελάττωμα" δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει ελάττωμα· μπορεί να υπάρχουν ελαττώματα κάτω από το όριο ανίχνευσης της μεθόδου. Η έκθεση πρέπει να αναφέρει τη μέθοδο που εφαρμόστηκε και το επίπεδο ευαισθησίας.
- Η επιτυχής ραφή συγκόλλησης δεν αποδεικνύει ότι ο συγκολλητής ή η διαδικασία είναι πιστοποιημένοι· πρόκειται για ξεχωριστές διαδικασίες.
Ποιες αποφάσεις υποστηρίζουν αυτά τα αποτελέσματα
- Επαλήθευση πιστοποιητικού υλικού και αποδοχή εισερχόμενου υλικού
- Έγκριση συγκολλητής κατασκευής· πιστοποίηση συγκολλητή και διαδικασίας
- Έλεγχος κατασκευής εξοπλισμού υπό πίεση και δομικών στοιχείων
- Ανάλυση αστοχίας και προσδιορισμός βασικής αιτίας βλαβών πεδίου
- Επαλήθευση διεργασιών θερμικής και επιφανειακής κατεργασίας
Σχετικά τεστ
Συχνές ερωτήσεις για τη Θραυστογραφία
Μπορεί να καθαριστεί η επιφάνεια του κατάγματος;
Με προσοχή. Το σκληρό βούρτσισμα, το τρίψιμο ή ο καθαρισμός με οξύ καταστρέφει τα στοιχεία. Εάν είναι απαραίτητος ο καθαρισμός, η μέθοδος πρέπει να επιλεγεί από ειδικό στην ανάλυση αστοχιών.
Αρκεί μόνο η φρακτογραφία;
Γενικά όχι. Ο μηχανισμός διαβάζεται από την επιφάνεια, αλλά η βασική αιτία απαιτεί από κοινού αξιολόγηση της σύστασης του υλικού, της σκληρότητας, της μικροδομής και των συνθηκών λειτουργίας.