DETEKCIJA KRITIČNIH NAPAK V - COnnecting REpositories · 2017. 11. 27. · Zaradi obsežnosti naloge se v odkrivanje napak v barvnih kovinah in zlitinah ne bom poglabljal, bom pa

MATEJ BRITOVŠEK

DETEKCIJA KRITIČNIH NAPAK V

ENERGETSKIH KOMPONENTAH Z

ULTRAZVOKOM

Velenje, junij 2012

I

Diplomsko delo visokošolskega strokovnega

študijskega programa 1. stopnje

DETEKCIJA KRITIČNIH NAPAK V ENERGETSKIH

KOMPONENTAH Z ULTRAZVOKOM

Študent: Matej Britovšek

Študijski program: Visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Energetika

Mentor: doc. dr. Zdravko Praunseis

Somentor: izr. prof. dr. Jurij Avsec

Velenje, junij 2012

II

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju doc. dr. Zdravku Praunseisu

za pomoč in vodenje pri opravljanju dela.

Zahvaljujem se tudi mentorju inž. Janezu Ramšaku in

njegovemu sodelavcu g. Mitju Krajncu za usmerjanje

na praktičnem izobraževanju v Termoelektrarni

Šoštanj.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili

študij.

IV

DETEKCIJA KRITIČNIH NAPAK V ENERGETSKIH

KOMPONENTAH Z ULTRAZVOKOM

Ključne besede: Penetrantska metoda, vizualna metoda, magnetna metoda, ultrazvočna

metoda, ultrazvok, rentgen, jeklo, material, preskušanec, napaka, indikacija, zvar, standard,

certifikat, varjenje.

UDK: 620.179.16(043.2)

POVZETEK

V diplomskem delu je predstavljeno preiskovanje oziroma odkrivanje napak v materialih z

neporušnimi metodami. Diplomsko delo ne zajema le ultrazvočne metode, ampak večino

neporušnih metod, saj se med seboj dopolnjujejo. Za nemoteno obratovanje Termoelektrarne

Šoštanj je vzdrževanje strojev ali drugih konstrukcijskih sklopov ključnega pomena. Vsi

pomembnejši zunanji sklopi, se pregledujejo sproti in po predpisani periodiki pregledov, ko je

blok v obratovanju. Vendar pa vseh delov med obratovanjem ni mogoče pregledati, zato se

pregledujejo v remontu ali pa postroj izločijo iz obratovanja, da se opravijo potrebne

preiskave. Osebje, ki izvaja neporušne preiskave, mora biti usposobljeno in ustrezno

certificirano.

V

ULTRASONIC DETECTION OF CRITICAL DEFECTS IN ENERGY

COMPONENTS

Key words: Penetrating method, visual method, magnetic method, ultrasonic method,

ultrasound, X-ray, steel, material, specimen, error, indication, weld, standard, certificate,

welding.

UDK: 620.179.16(043.2)

SUMMARY

The diploma thesis presents the research or error detection in materials with non-destructive

testing methods. It does not contain only the ultrasound methods but also the greater part of

the non-destructive testing methods as they supplement each other. The maintenance of

machinery and other construction sets represents the key factor for the unhindered operation

of the Thermal power station Šoštanj. All important external sets are regularly inspected

during the operation of the block according to the prescribed inspection time schedule.

However, all parts cannot be inspected during the operation of the station therefore they have

to be inspected during the overhaul or while the set is withdrawn from service in order to

perform the necessary inspections. The personnel performing the non-destructive inspections

must be qualified and appropriately certified.

VI

1 UVOD ...................................................................................................................................... 1

2 UPORABA JEKEL ZA GRADNJO TERMOELEKTRARN ........................................ 2

2.1 OSNOVNI MATERIALI ................................................................................................... 2

2.2 JEKLA IN ŽELEZOVE LITINE ....................................................................................... 4

3 PROBLEMATIKA NASTAJANJA KRITIČNIH NAPAK PRI GRADNJI IN

VZDRŽEVANJU ENERGETSKIH KOMPONENT .................................................... 14

3.1 VARJENJE........................................................................................................................ 14

3.2 VRSTE VARJENJA ......................................................................................................... 15

3.3 VIZUALNE NAPAKE ZVAROV .................................................................................. 20

3.4 NAPAKE IN POMANJKLJIVOSTI, POVZROČENE Z OBRATOVANJEM .......... 26

3.5 POŠKODBE ZARADI MEHANSKIH OBREMENITEV ............................................ 26

3.6 POŠKODBE ZARADI TERMIČNIH OBREMENITEV .............................................. 28

3.7 NAPAKE ZARADI KEMIČNIH VPLIVOV ................................................................. 31

3.8 POŠKODBE ZARADI TRIBOLOŠKIH OBREMENITEV ......................................... 32

4 NEPORUŠNA DEFEKTOSKOPIJA MATERIALOV Z ULTRAZVOKOM .......... 35

4.1 ODDELEK ZA NEPORUŠNE PREISKAVE ................................................................ 36

4.2 ULTRAZVOK .................................................................................................................. 37

4.3 OPREMA ZA NEPORUŠNE PREISKAVE Z UZ ....................................................... 40

4.4 KALIBRACIJA UZ NAPRAVE ..................................................................................... 41

4.5 OMEJITVE ULTRAZVOKA .......................................................................................... 44

4.6 CERTIFIKATI IN USPOSOBLJENOST OSEBJA ....................................................... 47

5 POŠKODBE ENERGETSKIH KOMPONENT PRI OBRATOVANJU ................... 49

5.1 UGOTAVLJANJE NAPAK ZVAROV .......................................................................... 49

6 DISKUSIJA REZULTATOV ............................................................................................ 56

7 SKLEP ................................................................................................................................... 58

8 VIRI, LITERATURA ......................................................................................................... 59

9 PRILOGE ............................................................................................................................. 60

9.1 SEZNAM SLIK ................................................................................................................ 60

9.2 SEZNAM TABEL ............................................................................................................ 60

9.3 CERTIFIKAT MAGNETNE PREISKAVE ................................................................... 61

9.4 CERTIFIKAT ULTRAZVOČNE KONTROLE ............................................................ 62

9.5 SISTEM VODENJA / NAVODILO ZA VARJENJE – WPS ....................................... 63

9.6 SISTEM VODENJA / POROČILO O VIZUALNI KONTROLI GREDI ................... 65

9.7 SISTEM VODENJA / POROČILO O PENETRANTSKI KONTROLI ...................... 66

VII

9.8 SISTEM VODENJA / POROČILO O MERITVI TRDOT ........................................... 67

9.9 SISTEM VODENJA / POROČILO O ULTRAZVOČNEM PREGLEDU TER

REZULTATIH .................................................................................................................. 69

9.10 IZJAVA O ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE VERZIJE

DIPLOMSKEGA DELA IN OBJAVI OSEBNIH PODATKOV AVTORJA ............. 70

VIII

UPORABLJENI SIMBOLI

δ – raztezek

σ – trdnost

T- temperatura

p – tlak

IX

UPORABLJENE KRATICE

PT – penetrantska metoda

UT – ultrazvočna metoda

VT – vizualna metoda

MT – magnetna metoda

NDT – neporušitvene metode

Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko

1

1 UVOD

Že v preteklosti, ko je človek začel uporabljati različna orodja in orožja, je spoznaval različne

lastnosti materialov in tako ločil med slabšim in dobrim, vendar pa njegova izbira takrat ni

temeljila na rezultatih preizkušanja materialov, kot ga danes poznamo v industriji, ampak

samo na rezultatih iz prakse. Material ali gradivo je katerakoli trdna snov, ki jo ljudje

uporabljamo za gradnjo strojev in zgradb. V posameznih primerih postane snov gradivo

zaradi ene same lastnosti; npr. baker se uporablja za električne vodnike, ker ima odlično

električno prevodnost. V večini primerov pa je pri izbiri materiala odločilen optimum več

lastnosti. Za konstrukcije, ki se dotikajo tal in so tlačno obremenjene, se kot najprimernejši

material uporabi beton. Če pa prevladujejo natezne obremenitve, izberemo jeklo.

Snov s primernimi tehniškimi lastnostmi ne postane gradivo, če ne izpolni dodatnih pogojev.

Ta pogoj je lahko na primer sposobnost, da lahko iz snovi z izdelovalnim postopkom

izdelamo dele zapletenih oblik. Poleg tega pogoja mora imeti največkrat tudi sposobnost

spajanja z varjenjem, lotanjem in/ali lepljenjem. Kot dodaten pogoj se šteje gospodarnost, ki

pomeni, da lahko ima material odlične tehniške lastnosti, ampak ga zaradi visokih stroškov ne

uporabimo. Upoštevati je potrebno tudi stroške pridobivanja, preoblikovanja, recikliranja.

Materiale, ki igrajo pomembno vlogo v posameznih strojih ali konstrukcijah, je potrebno

skrbno izbrati glede na njegove lastnosti, ki izhajajo iz notranje zgradbe. Lastnosti materialov

razdelimo v štiri skupine, in sicer fizikalne, kemične, mehanske in tehnološke lastnosti.

Večino materialov odlikujeta dva zelo pomembna pojma, kot sta trdota in trdnost. Trdota je

lastnost materialov, ki skrbi za odpor materiala proti vdiranju tujega telesa vanj, trdnost pa je

lastnost, ki jo imajo materiali za nudenje odpora proti delovanju različnih zunanjih sil in je

pomembnejša lastnost pri izdelavi konstrukcij. Z razvojem tehnike in industrije ter z vse

večjimi zahtevami glede kakovosti so razviti različni postopki preizkušanja. Industrijska

podjetja imajo ustvarjene posebne oddelke za preizkušanje materialov.

V diplomskem delu se bom poglobil v detekcijo kritičnih napak v energetskih komponentah z

ultrazvokom. Preizkušanje brez okvare materiala predstavlja posebno skupino, ki vsebuje vse

načine preizkušanja, kjer preizkušanca ne porušimo. Ta preizkus za iskanje napak v materialu

ali na njegovi površini uporabljajo tudi v podjetju Termoelektrarna Šoštanj, kjer sem

opravljal praktično usposabljanje. V nalogi bom kot glavni problem predstavil pojav kritičnih

napak (razpok, lunkerjev, zlepljenih mest, poškodbe zaradi obrabe, korozije itd.) v

energetskih komponentah, ki se uporabljajo v okviru gradnje termoenergetskih naprav in

postrojev v Termoelektrarni Šoštanj. Torej bo moj glavni cilj odkriti vse navedene napake z

ultrazvokom in jih ovrednotiti glede na možen vpliv na delovanje energetske komponente.

Zaradi obsežnosti naloge se v odkrivanje napak v barvnih kovinah in zlitinah ne bom

poglabljal, bom pa detekcijo napak izvedel v jeklih in zvarnih spojih. Poznamo več metod za

detekcijo napak v materialih, v zaključnem delu pa bom uporabil metodo neporušne

defektoskopije z ultrazvokom.


2

2 UPORABA JEKEL ZA GRADNJO TERMOELEKTRARN

Gradbeni objekt predstavlja posledico neke gradnje in je sestavljen iz nosilnih in nenosilnih

elementov. Konstrukcije delimo glede na material in njihov namen ter na način gradnje

(montažni, zidani …).

Glede na namen jih razdelimo v tri skupine kot so:

gradbena konstrukcija (del gradbenega objekta, ki je sestavljen iz več materialov)

kovinska konstrukcija (konstrukcija, ki je pretežno oz. v celoti iz kovinskih materialov)

jeklena konstrukcija (konstrukcija, ki je iz jeklenih materialov)

2.1 OSNOVNI MATERIALI

Železo spada med najstarejše poznane kovine. Okrog leta 1000 pr. n. št. se je začela železna

doba. Ime elementa izvira iz latinskega imena za železo – ferrum. V naravi je zelo razširjena

kovina, saj je v notranjosti Zemlje poglavitna sestavina žareče mase. Čistega železa ne

pridobivajo v velikih količinah, ker je železo dobro topilo za številne druge kovine in

nekovine, najbolj znana postopka pa sta redukcija z aluminijem ali vodikom in razkroj

železovega pentakarbonila.

Za pridobivanje železa so pomembne železove rude (železovi oksidi) ter spojine z žveplom

(pirit, pirotin). Pomembne železove rude so še magnetit, hematit, limonit (rjavi železovec) in

siderit (železov karbonat). Pri segrevanju na zraku se železo prevleče s črno oksidno plastjo

(okujnino). Najbogatejša železova ruda je magnetit. Vsebuje do 70 % železa.

Slika 1: Magnetit


3

Veliko železa vsebujejo tudi rude hematit (60 %), siderit (46 %) in limonit (do 35 %) železa.

Pomembna surovina pri pridobivanju je tudi staro železo, ki ga zbirajo na posebnih

odlagališčih.

Slika 2: Hematit

Pridobivanje surovega železa

Surovo železo pridobivajo z redukcijo oksidnih rud s koksom v visokih pečeh (plavžih). V

plavž se izmenično nasujejo sloji koksa in rude, ki jih predhodno pripravijo z drobljenjem in

sejanjem na enakomerno velikost. Da vežejo prašne delce in izboljšajo prehod plinov v

nasutju, rudo še sintrajo in peletirajo. Pri sintranju dodajo rudi še dodatke, ki tvorijo v procesu

visoke peči z jalovino lahko taljive kalcij-aluminijeve silikate in žlindro. Če vsebuje jalovina

Al2O3 in SiO2, se doda CaO (apnenec, dolomit), obratno pa se doda pri CaO vsebujoči jalovini

Al2O3 in SiO2 (glinenec, plastni silikati).

Fizikalne lastnosti čistega železa

Čisto železo je osnovna kovina za najvažnejše tehnične zlitine. Njegove trdnostne lastnosti so

zelo slabe in zaradi tega za konstruktivne namene nima pomena. Zaradi velike magnetne

permeabilnosti je čisto železo pomembno predvsem v elektrotehniki, kjer ga srečamo na več

področjih. Čisto železo ima trdoto po Brinellu 60 HB, ima tudi zelo majhno trdnost (σM =

160 … 250 N/mm2), pri velikem raztezku (δ = 40 … 50 %).

Najvažnejši element pri zlitinah z železom je ogljik. Že relativno majhen dodatek C-ja

bistveno spremeni njegove lastnosti. Ogljik lahko nastopa v železu v elementarni obliki kot

grafit, ki kristalizira v heksagonalni kristalni rešetki kot kemično vezan karbit Fe3C,

imenujemo ga cementit. [8]


4

Tabela 1: Lastnosti posameznih faz

Trdota Rm v Mpa Trdota v HB Razteznost A v %

avstenit 600-1000 200 40-60

ferit 250-350 90 30-45

perlit 700 250-300 10

cementit krhek 650 krhek

Čisto železo kristalizira v več kristalnih oblikah: kot železo alfa v intervalu od sobne

temperature do 911 °C, kot gama od 911 °C do 1396 °C in kot delta od 1401 °C do tališča pri

1525 °C. Železo alfa in delta sta alotropski modifikaciji s prostorsko centrirano kubično

mrežo, železo gama pa s ploskovno centrirano kubično mrežo. Kristalno celico opišemo s

parametri, ki jih je tem več, čim bolj je zapletena njena zgradba.

Čisto železo tehnično ni pomembno. Dobivamo ga po posebnih postopkih, navadno v prahu.

Gospodarsko in tehnično so pomembne zlitine na bazi železa in ogljika. Železo α je magnetno

do temperature + 68 °C (Curiejeva točka), modifikaciji γ in δ pa sta nemagnetični. [6]

2.2 JEKLA IN ŽELEZOVE LITINE

Jekla so zlitine železa in ogljika (Fe + C). Osnovnima elementoma lahko dodamo še legirne

elemente (Si, Mn, Ni, Cr, W...), s katerimi izboljšamo določene lastnosti jekla (odvisno zakaj

ga bomo uporabili).

Jekla delimo v skupine po različnih kriterijih:

po načinu izdelave

po sestavi

po strukturi

po kakovosti

po namenu uporabe

po stanju izdelave in predelave

Moderna jekla so izdelana v tekočem stanju (nekaj časa so izdelovali pudlano jeklo v

testastem stanju). Kakovost jekla se menja glede na talilni agregat, zato ločimo po načinu

izdelave:

konverterska jekla (Bessemerova, Thomasova)

Siemens-Martinova (SM) jekla

jekla iz kisikovih konvertorjev

elektro jekla

V novejšem času izbolšujemo kakovost jekel še z izdelavo v vakuumu ali z vakuumiziranjem

pred ulitjem, s prepihovanjem z žlahtnimi plini (argon) ali s posebnimi načini pretaljevanja

(elektropretaljevanje pod žlindro - EPŽ).


5

Jekla so ulita v pomirjenem, polipomirjenem ali nepomirjenem stanju. Po sestavi so jekla

legirana in nelegirana. Nelegirana vsebujejo ogljik in spremljajoče elemente (Mn, Si, P in S) v

manjših količinah. Delimo jih na mehka jekla z malo ogljika, ki imajo do 0,25 % ogljika,

srednja jekla z od 0,25 do 0,7 % ogljika in trda jekla z nad 0,7 % ogljika. Legirana jekla so

malo legirana, kadar skupna količina namerno dodanih legirnih elementov ne preseže 5 %, in

močno legirana, kadar imajo nad 5 % legirnih elementov.

Po strukturi so feritna, podevtektoidna, evtektoidna, nadetektoidna, avstenitna, ledeburitna in

martenizitna.

Po kakovosti so jekla navadna, kakovostna in plemenita. Navadna so vsa jekla, pri katerih so

odločilne samo mehanske lastnosti in zadoščajo samo splošni predpisi o čistoči, za masovno

uporabo. Kakovostna so ogljikova jekla z garantirano kemično sestavo in nekatera preprosta

malo legirana jekla, ki so že skrbneje izdelana. Plemenita so tista jekla, pri katerih

oplemenitimo njihove lastnosti z dodatkom legirnih elementov.

Po namenu uporabe imamo dve veliki skupini:

konstrukcijska jekla: za splošno strojegradnjo in konstrukcije; so navadna ali oplemenitena

s termično izdelavo;

orodna jekla: za vse vrste orodij za rezanje, odrezavanje (hitrorezna) ali oblikovanje v

hladnem in vročem.

V skupini konstrukcijskih jekel po navadi posebej obravnavamo jekla s posebnimi lastnostmi

(nerjavna, toplotno odporna; s posebnimi fizikalnimi lastnostmi itd.) in jekla za namenske

uporabe: za ventile, za kroglične ležaje, vzmeti itd.

Po stanju izdelave ali predelave ločimo izdelke v: ulite, kovane, valjane v vročem ali

hladnem, vlečene, sintrane.

Največ jekla predelujemo z valjanjem v vročem. Valjani polizdelki so blumi, slabi, platine in

gredice. Izdelki se delijo na štiri osnovne skupine: profili, pločevine, cevi in specialni izdelki

(bandaže, krogle). Profili so drobni, srednji in težki. Pločevine delimo po debelini v tanke (3

mm) in debele (nad 5 mm debeline). Okrogle profile, ki imajo manj kot 10 mm premera,

imenujemo žica, kadar so naviti v kolobar.

Večina konstrukcijskih jekel je standardizirana, orodna jekla pa niso, čeprav so se uveljavila

za posamezna opravila jekla z določeno sestavo, zato orodna jekla ponavadi obdržijo posebna

imena proizvajalcev.

Zaradi izredno razširjenega asortimenta je v zadnjih letih poudarjena tipizacija jekel. Namen

tipizacije je, da bi zmanjšali število jekel in nepotrebnih dimenzij izdelkov. [6]


6

Označevanje jekel

Standardi, ki jih bom navedel, so veljali v času gradnje Ttermoelektrarne Šoštanj. V državah

bivše Jugoslavije še ponekod vedno veljajo JUS standardi. Pri nas se je spremenila le označba

iz JUS v EN, vsebina pa je v glavnem ostala enaka.

Po predpisu JUS C.BO.002 je označba jekla sestavljena iz treh delov:

iz črkovnega simbola: Č je za jekla in ČL za jekleno litino;

iz osnovne številčne označbe iz štirih številk, s katerimi je označena vrsta jekla;

iz dopolnilne označbe iz dveh številk za stanje jekla.

Označevanje vrste jekla s štirimi številkami je različno pri jeklih z negarantirano sestavo in

garantirano sestavo, pri ogljikovih jeklih in legiranih jeklih.

Jekla z negarantirano sestavo (npr. Č 0147) imajo prvo številko 0, naslednja številka (1)

pomeni imensko trdnost po razredih, zadnji dve (47) pa sta tekoči številki jekla v skupini

sorodnih jekel.

Jekla z garantirano sestavo delimo na ogljikova in legirana.

Oglijkovo jeklo (npr. Č 1630) ima prvo številko 1, druga številka pomeni okvirno desetkratno

količino oglijka v jeklu (6 ≈ 0,6 % C), zadnji dve številki pa označujeta namen uporabe (30),

in sicer pomenita številki na zadnjih mestih:

od 0 do 19 – jekla, ki niso namenjena za toplotno obdelavo

od 20 do 29 – jekla za cementacijo

od 30 do 39 – jekla za poboljšanje

od 40 do 49 – orodna jekla (ogljikova in malo legirana)

od 50 od 59 – močno legirana orodna jekla

od 60 do 69 – jekla s posebnimi fizikalnimi lastnostmi (tudi jekla za nosilne konstrukcije)

od 70 do 79 – proti koroziji in ognju odporna jekla

od 80 do 89 – prosto

od 90 do 99 – jekla za avtomate

Pri legiranih jeklih pomeni številka na prvem mestu najvplivnejši legirni element, na drugem

mestu pa drugi najvplivnejši legirni element, izražen s stalnim številčnim simbolom.

Številčni simboli posameznih elementov so:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 C Si Mn Cr Ni W Mo V drugi

Če je jeklo legirano samo z enim elementom, je na drugem mestu številčni simbol 1 (ogljik).

Dopolnilne označbe je treba navesti pri naročilu materiala, sicer pa se izpuščajo. Poleg

obvezne označbe jekla po standardu JUS lahko proizvajalci navedejo še svoje označbe, pod


7

katerimi prodajajo izdelano jeklo. V skladiščih so jekla lahko označena z barvami, tako da

vsaka barva pomeni ustrezni številčni simbol. [6]

Konstrukcijska jekla

Konstrukcijska jekla so jekla z do 0,8 % ogljika in so lahko malo legirana in visoko legirana.

Uporabljajo se za razne konstrukcijske namene, od nosilnih konstrukcij pa do težje

obremenjenih strojnih delov. Pri teh jeklih sta najpomembnejši lastnosti napetost tečenja in

natezna trdnost, pomembne lastnosti pa so duktilnost, udarna žilavost in prehodna temperatura

žilavosti. [8]

Splošno delimo konstrukcijska jekla v devet skupin:

gradbena jekla

jekla za cementiranje

jekla za poboljšanje

jekla za obdelavo na avtomatih

jekla za nitriranje

jekla za površinsko kaljenje

jekla za vzmeti

jekla, odporna proti koroziji in oksidaciji

jekla, obstojna pri povišanih temperaturah

Gradbena jekla

Med gradbena jekla uvrščamo jekla za razne vrste jeklenih konstrukcij: za nosilne

konstrukcije, za armiranje betona, za hidroenergetsko opremo, za tlačne posode in

rezervoarje, za železnice, ladjedelništvo ter za splošno strojegradnjo: za dele strojev, vijake,

kovice.

Gradbena jekla so po sestavi nelegirana, delno tudi malo legirana jekla, ki so klasificirana po

mehanskih lastnostih: po trdnosti oziroma po meji plastičnosti. Glede na namen uporabe in

vrsto obremenitve v konstrukcijah morajo imeti jekla še druge mehanske in tehnološke

lastnosti pri navadni temperaturi in pri povišanih ali nizkih temperaturah: žilavost, sposobnost

raztezanja in preoblikovanja v hladnem, odpornost proti staranju, odpornost proti krhkemu

lomu, varivost, korozijsko odpornost in podobno.

Kemična sestava je pri gradbenih jeklih predpisana le v izjemnih primerih in je prepuščena

proizvajalcu s pogojem, da doseže jeklo zahtevane mehanske in tehnološke lastnosti. Lahko

pa je posebej predpisano, v katerih metalurških agregatih (SM-peči, konverterji itd.) je

dovoljeno posamezna jekla izdelovati, kakšen naj bo način dezoksidacije surovega jekla

(nepomirjeno, pomirjeno) ter v kakšnem stanju naj imajo jekla zahtevane mehanske lastnosti.

Najbolj pogoste oblike v katere so predelana gradbena jekla, so: palice, pločevina, žice,

profili, cevi. Surovo jeklo preoblikujemo v želeno obliko izdelka skoraj izključno z vročim


8

valjanjem, ki omogoča veliko produktivnost proizvodnje. Predelava se lahko nadaljuje še s

hladnim preoblikovanjem: hladnim valjanjem. Zahtevane mehanske in tehnološke lastnosti

imajo jekla najpogosteje že v stanju po vroči predelavi ali pa jih pridobijo šele po

normalizaciji oziroma jih dosežejo po hladnem preoblikovanju ali po dodatnem žarjenju.

a) Splošna konstrukcijska jekla

Nekaj časa je bila vpeljana klasifikacija navadnih konstrukcijskih jekel po zagotovljeni

trdnosti. Uveljavila so se jekla z minimalno trdnostjo 34, 37, 42, 50, 60 in 70 daN/mm2, npr.

St 37 po DIN in podobno.

Za moderni način konstruiranja je značilno računanje z mejo plastičnosti in ne več s trdnostjo

jekla, zato naj bi imela vsa jekla za nosilne konstrukcije zagotovljeno mejo plastičnosti.

Po standardu JUS C.BO.500 – splošna konstrukcijska jekla – iz leta 1971, je uvedena

klasifikacija jekel po zagotovljeni meji plastičnosti v skupine z minimalno mejo plastičnosti:

24, 26, 29 in 30 daN/mm2. Posamezna jekla so razdeljena na kakovostne razrede A, B, C in D

v skladu s priporočili IIS/IIW. Označbe A, B, C in D so dodane le tehničnim označbam

posameznih jekel (npr. CN 24-A). Standardu so dodana še jekla kakovosti 0, ki so jekla za

podrejeno uporabnost, in jekla skupine M, to so navadna konstrukcijska jekla za strojegradnjo

s trdnostjo 50, 60, 70 daN/mm2, ki se dajo zaradi večjega vsebinskega deleža ogljika kaliti in

poboljšati.

Jekla, namenjena za nosilne konstrukcije, morajo imeti vrsto kakovostnih lastnosti, ki

zagotavljajo varnost izdelane konstrukcije: varivost, žilavost, odpornost proti krhkemu lomu,

in to pri temperaturah in načinih obremenitve, ki jim bo konstrukcija izpostavljena v uporabi.

Te kakovosti lastnosti je mogoče pridobiti le z ustrezno sestavo, tehnologijo izdelave

(metalurški agregat, način dezoksidacije jekla), predelavo jekla itd. Za ugotavljanje kakovosti

so uvedeni posebni načini preizkušanja žilavosti, varivosti, nagnjenosti h krhkemu lomu in

podobno. Oblike, v katere so predelana splošna konstrukcijska jekla, so: vroče valjane palice,

široko ploščato jeklo, profili, srednja in debela pločevina ter valjani in kovani polizdelki. Ta

jekla morajo biti dobro varivna in imeti morajo zagotovljeno žilavost pri nižjih temperaturah.

[6]

Oznaka po standardu EN 10 025-1 je sestavljena iz črke S in številk, ki podajo mejo

plastičnosti za območje najmanjših debelin (primer S235). Dodatne oznake so sestavljene iz

oznak za žilavost, kemijsko sestavo in tehnološkega postopka izdelave.


9

Tabela 2: Označevanje jekel po EN 10025-2 standardu (nelegirana konstrukcijska jekla)

S 235 J0

S 235 JR

S 235 J2

S 275 J0

S 275 JR

S 275 J2

S 355 J0

S 355 JR

S 355 J2

S 355 K2

Označevanje splošnih konstrukcijskih jekel po standardu EN 10025-2 je sestavljeno iz črke S

in meje plastičnosti J0, JR, J2 pa nam povejo zagotovljeno žilavost pri določeni temperaturi.

Tabela 3: Smernice za uporabo jekel nosilne konstrukcije po kvalitetnih razredih

Kakovostni

razred

Smernice za uporabo

A

Za kovičene konstrukcije. Za tanjše elemente varjenih konstrukcij, ki so

obremenjeni le s statičnimi silami pod pogojem, da konstrukcija ni

izpostavljena velikim temperaturnim spremembam niti nizkim temperaturam.

B Za debelejše, statično obremenjene elemente varjenih konstrukcij, kjer

napetosti niso tolikšne, da bi nastala napetost krhkega loma. Konstrukcija je

lahko izpostavljena večjim temperaturnim spremembam, ne pa nizkim

temperaturam.

C Za bolj komplicirane zvarjene konstrukcije, ki so tudi dinamično obremenjene,

niso pa izpostavljene prenizkim temperaturam. Zaradi večjih napetosti v

okolici zvarov je treba računati na nevarnost krhkega loma.

D Za komplicirane zvarjene konstrukcije, ki morajo biti varne pred krhkim

lomom, kakršne so konstrukcije z velikimi razlikami v debelinah profilov, z

vplivom predhodnih hladnih deformacij, z večjimi napetostmi zaradi varjenja,

z večjim vplivom zarez in možnostmi udarnih obremenitev pri zelo nizkih

temperaturah.

b) Jekla za armiranje betona

Ločimo jekla za navadni armirani beton in jekla za napeti beton.

Za navadni armirani beton uporabljamo okrogle profile s premerom od 5 do 40 mm s

trdnostjo do 50 daN/mm2, (JUS C.K.020), sicer pa jekla brez posebnih kakovostnih lastnosti.

Ekonomičnost armiranja je mogoče doseči z uporabo jekel z večjo trdnostjo oz. z mejo

plastičnosti med 28 in 50 daN/mm2.


10

Takšna jekla so:

naravno trda jekla v vroče valjanem stanju s povečanim deležem ogljika in legirana,

predvsem z manganom in silicijem;

hladno deformirana jekla.

Adhezivnost med jeklom in betonom povečamo z oblikovano površino. Rebrasta betonska

jekla so vroče valjana z izboljšanimi mehanskimi lastnostmi (meja plastičnosti nad 36, 42 ali

celo nad 50 daN/mm2) in imajo vzdolžna ali prečna rebra različnih oblik. Jeklo TOR (JUS

CK6.021) je mehko jeklo z dvema vzdolžnima rebroma, ki ga v hladnem enakomerno

zvijemo okrog vzdolžne osi.

Za napeti beton uporabljamo:

naravno trda (vroče valjana) malo legirana jekla z mejo plastičnosti od 55 do 70

daN/mm2 in trdnostjo do daN/mm

2 v obliki palic s premerom do 30 mm;

malo legirana jekla v poboljšanem stanju s trdnostjo do 170 daN/mm2;

hladno vlečeno patentirano žico iz nelegiranih ogljikovih jekel z od 0,6 do 0,8 % C, ki s

patentiranjem in hladnim vlečenjem doseže trdnost od 140 daN/mm2 do 220 daN/mm

2.

c) Jekla za kotlovsko pločevino

Kotlovske pločevine so kakovostne pločevine iz nelegiranih in malo legiranih jekel za gradnjo

parnih kotlov, posod in cevovodov pod visokimi tlaki. Pri uporabi so jekla izpostavljena

visokim tlakom in tudi povišanim temperaturam do 650 °C.

Pri nas so standardizirane le kotlovske pločevine iz nelegiranih (ogljikovih) jekel z

uporabnostjo do približno 500 °C (JUS C.B4.014). Pomembna je meja plastičnosti pri

temperaturah do 400 °C, oz. meja lezenja (DVM) pri temperaturah do 475 °C. Nekatera jekla

morajo biti odporna proti staranju. To dosežemo z dodatkom aluminija pri pomirjanju jekla.

Malo legirana manganova, molibdenova in krom-molibdenova jekla imajo povečano

odpornost pri povišanih temperaturah, dodatek kroma pa povečuje odpornost proti plenjenju.

Ta jekla so uporabna do približno 600 °C. Za višje delovne temperature se uporabljajo močno

legirana feritna (kromova) in avstenitna (krom-nikljeva) jekla. Mehanske lastnosti določamo

na vsaki pločevini posebej večinoma v prečni smeri valjanja. [6]

d) Jekla za cevi

Cevi so votli profili, običajno okrogli, pa tudi drugačnih oblik (kvadratni, šesterooglati in

podobno). Uporabljamo jih največ za pretok tekočin in plinov, za parne kotle in tudi kot

profile v raznih nosilnih konstrukcijah.


11

Tabela 4: Mehanske lastnosti nevarjenih cevi (JUS C.B5.021)

Raztezek

Označba Trdnost σM N/mm2 δ5 min δ10 min

Č. 0206 350…450 25 20

Č. 0406 450…550 21 17

Č. 0506 550…650 17 14

Č. 0606 650…750 12 10

Standard obravnava le jeklene cevi, varjene brez garantiranih mehanskih lastnosti iz jekla Č.

0003, tako imenovane trgovske kakovosti za električne, vodovodne in plinske instalacije in za

centralno kurjavo, katerih tlak je pod 25 barov (p < 25 bar).

Nevarjene cevi uporabljamo za pretok tekočin in plinov s tlaki nad 25 barov in pri

temperaturah nad 300 °C ter za konstrukcije. Za jeklene cevi za naftovode in plinovode

veljajo posebni predpisi po DIN.

Sposobnost za hladno preoblikovanje v uporabi ugotavljamo z vrsto tehnoloških preizkusov: z

robljenjem, širjenjem, sploščenjem, vtiskanjem in drugimi.

Jekla za cementiranje

Jekla za cementiranje imajo malo ogljika (do 0,25 %), so nelegirana ali pa malo legirana s Cr,

Mn, Ni in Mo. Jeklo pri cementiranju površinsko naogljičimo in s tem dobimo pri kaljenju

veliko trdoto na površini. Jedro je mehko in žilavo, saj zaradi majhne količine ogljika ne

dobimo martenzitne strukture. Legirni elementi povečujejo trdnost in žilavost jedra.

Uporabljamo jih tam, kjer potrebujemo trdo, obrabno odporno površinsko in mehko, žilavo

jedro. [8]

Izbiramo jih glede na zahtevano trdnost in žilavost jedra ter lastnosti cementirane površine.

Tem zahtevam prilagodimo način cementiranja ter termično obdelavo po cementiranju. Jekla,

ki vsebujejo Cr, se na površini hitro naogljičijo, zato jih cementiramo v blažjih sredstvih.

Dodatek niklja pospešuje difuzijo ogljika v notranjost, zato jekla cementiramo v ostrejših

sredstvih.

V preveč naogljičenih jeklih v površinski plasti lahko nastopa sekundarni cementit v mrežasti

obliki. Zaradi preostrega gradienta se cementirane plasti rade luščijo.

Zaradi vse večje avtomatizacije in zlasti uporabe plinske cementacije so razvili nova jekla,

legirana z molibdenom in kromom, ki so primerna za direktno kaljenje po cementaciji. Trdoto

jekla preizkusimo s slepim kaljenjem, ki ga izvedemo s ploščami dimenzije 80 x 80 in

debeline 10, 30 in 60 mm, ki jih kalimo s temperature cementacije. Jekla za cementacijo so

mehka in žilava in se slabo obdelujejo. Cementacijska jekla popuščamo pri temperaturah do

200 °C.


12

Jekla za površinsko kaljenje

Za površinsko kaljenje uporabljamo jekla za poboljšanje. Jeklo mora imeti zadostno količino

ogljika (nad 0,35%), da dosežemo veliko trdoto površine. Jeklo mora biti kaljivo v vodi , saj je

to najpreprostejši način hlajenja pri površinskem kaljenju. Material prav tako ne sme biti

občutljiv na pregretje, saj je težko kontrolirati temperaturo na površini obdelovanca. [8]

Obdelovance ogrevamo na temperaturo kaljenja indukcijsko, s plamenom ali s potapljanjem v

raztaljene sol za kratek čas. Pred površinskim kaljenjem jeklo poboljšamo. Površinsko se

kalijo tudi izdelki iz poboljšane jeklene litine.[6]

Jekla za poboljšanje

Jekla za poboljšanje vsebujejo od 0,25 do 0,7 % ogljika in so legirana z elementi Mn, Si, Cr,

Ni, Mo in V v različnih kombinacijah. Poboljšanje je uspešno takrat, kadar pri kaljenju

dosežemo v jedru 50 % martenzita. Posamezna jekla je mogoče poboljšati le do določenih

premerov. Za pregretje pri kaljenju so občutljiva ogljikova, manganova in Cr-Mn jekla, kar pa

zmanjšujemo z vanadijem. Temperatura kaljenja in popuščanja sta odvisni od količine ogljika

v jeklu. Z različnimi temperaturami popuščanja lahko dosežemo različne trdote in trdnosti. Ta

jekla se uporabljajo za težje obremenjene strojne dele, ki zahtevajo visoko trdnost in žilavost

materiala. [8]

Jekla, odporna proti koroziji in oksidaciji

Proti koroziji in oksidaciji odporna jekla poznamo pri nas pod imenom prokron. Glede na

strukturo so lahko: feritna, perlitna oziroma martenzitna ter avstenitna.

Glavni legirni element, ki daje nerjavnim jeklom obstojnost proti koroziji je krom, ki ga mora

biti v jeklu najmanj 12 %, pri tej najmanjši vrednosti morajo biti predmeti spolirani.

Pri oksidaciji se naredi na površini tanka plast kromovega oksida, ki ščiti material pred

nadaljnjo oksidacijo. Dodatek niklja ali mangana vpliva na to, da postanejo jekla avstenitna in

odporna proti redukcijskim atmosferam. Mo povečuje odpornost v žveplenih medijih.

Ogljik je v jeklih, odpornih proti koroziji, nezaželen, ker veže krom v kromove karbide. Tako

je krom odtegnjen osnovni matici, ki zato ni več korozijsko odporna in se lahko pojavi

interkristalna korozija. V avstenitnih jeklih jo preprečujemo z dodatki stabilizatorjev, tj.

elementov, ki z ogljikom v jeklu tvorijo karbide. Ti elementi so Nb, Ti in Ta. Takšna jekla so

variva. Nerjavna stabilizirana avstenitna jekla se v primerjavi z drugimi dajo slabše polirati.

[6]


13

Jekla, obstojna pri povišanih temperaturah

Obstojnost pri povišanih temperaturah ocenjujemo po dveh kriterijih: kako jeklo zadrži

mehanske lastnosti oziroma kako se le–te spreminjajo pri trajajočih obremenitvah pri

povišanih temperaturah in kako so takšni materiali odporni proti oksidaciji, raznim pritiskom

v vročem ali proti drugim agresivnim medijem.

Prva skupina so konstrukcijska jekla, ki naj bi bila obstojna pri povišanih temperaturah. To so

gradbena jekla: kotlovska pločevina, cevi, jekla za vijake in kovice, ulitki iz jeklene litine, iz

katerih izdelujemo konstrukcije, ki so izpostavljene povišanim temperaturam do približno T =

500 °C. Takšna jekla morajo biti v večini primerov dobro variva, zato imajo manj kakor 0,25

% ogljika; trdnost pri povišanih temperaturah in odpornost proti lezenju jim izboljšamo z

legirnimi dodatki, med katerimi je najvažnejši Mo, poleg tega lahko vsebujejo še Cr in Ni.

Ustrezna jekla za poboljšanje, ki vsebujejo od 0,3 do 0,45 % ogljika, so omejeno variva.

Vsa ta jekla ocenjujemo po meji plastičnosti do 400 ali 450 °C, pri višjih temperaturah pa je

merodajna meja lezenja. [1 - 5]

Druga skupina jekel, odpornih pri povišanih temperaturah, so jekla za ventile. Vzdržati

morajo močne mehanske in toplotne obremenitve do temperature 900 °C. Za to se uporabljajo

legirana jekla za poboljšanje, legirana s Si, Cr, Mo, V in Ni ter avstenitna jekla. Zahteva se, da

imajo:

dobro mehansko trdnost in odpornost proti lezenju

odpornost proti oksidaciji in izpušnim plinom

odpornost proti obrabi

odpornost proti toplotnim spremembam

Pri tretji skupini jekel je poudarek predvsem na obstojnosti v vročini proti raznim agresivnim

atmosferam in oksidaciji. Nekatera od teh jekel imajo pri visokih temperaturah že zelo slabe

mehanske lastnosti, če pa jih uporabimo neobremenjene kot oblogo, je njihova uporabnost

bistveno povečana. Ta jekla zato uporabljamo za platiranje, lahko se tudi ulivajo.

V tretji skupini ločimo v glavnem dve vrsti jekel:

feritna jekla z od 13 do 15 % Cr, z dodatki Si in Al, ki močno zvišujeta odpornost proti

tvorbi plene na visokih temperaturah;

avstenitna jekla na osnovi kroma in niklja, izboljšana za obstojnost pri visokih

temperaturah še z dodatkom Si.

Pri uporabi jekel pri visokih temperaturah je treba upoštevati razteznostni koeficient jekel, ki

je pri avstenitnih jeklih približno 1,7-krat večji od feritnih jekel.


14

3 PROBLEMATIKA NASTAJANJA KRITIČNIH NAPAK PRI

GRADNJI IN VZDRŽEVANJU ENERGETSKIH KOMPONENT

Za nemoteno obratovanje tako velikega energetskega objekta, kot je TEŠ, je potrebno redno

pregledovati in vzdrževati posamezne strojne in konstrukcijske sklope. Ob nemotenem

obratovanju posluje termoelektrarna z dobičkom, ko pa pride do zaustavitve, poslujejo z

izgubo, saj morajo električno energijo v času izpada plačevati.

V podjetju imajo vsako leto remonte na posameznih blokih, ker med obratovanjem ni mogoče

preveriti vseh strojnih sklopov. Veliko omejitev predstavljajo povišane temperature, zaradi

katerih se nekateri deli med obratovanjem in še nekaj ur po obratovanju ne morejo preverjati.

Med remonti preverijo obrabi najbolj izpostavljene dele in naprave ter jih po potrebi obnovijo

ali pa zamenjajo, zato je služba vzdrževanja ključnega pomena za nemoteno obratovanje.

Med obratovanjem termoelektrarne so materiali izpostavljeni visokim temperaturam, velikim

vibracijam, pritiskom … Varilci morajo izbrati ustrezno tehniko za spajanje posameznih

materialov, da ne pride do lomov ali drugih poškodb na mestu zvara.

Za spajanje jeklenih konstrukcij se danes največkrat uporablja varjenje. Material, ki ga želimo

spojiti z varjenjem, mora biti variv, kar pomeni, da ne sme biti podvržen pojavu vročinskih

razpok, por ali drugih napak v materialu. S tem se izognemo morebitnim nevarnostim krhkega

loma.

Varjenje lahko izvajamo do temperature – 5 °C izjemoma pa tudi pri nižjih temperaturah,

vendar moramo material predhodno segrevati, da ne bi prišlo po varjenju do prehitrega

samega zvara in okoliškega materiala. [9]

3.1 VARJENJE

Varjenje je spajanje kovinskih ali nekovinskih konstrukcijskih ali strojnih delov v

nerazdružljivo celoto. Nastali spoj mora obdržati osnovnemu materialu čim bolj enakovredne

in homogene lastnosti (mehanske, fizikalne, kemijske in druge).

Spojeni deli so pogosto iz istovrstnih ali pa sorodnih materialov, ki imajo skoraj enako

temperaturo tališča.

Pri talilnem varjenju (elektroobločno varjenje) je treba vse dele (osnovni material) lokalno

naliti in jih nato ob dodajanju raztaljenega dodajnega materiala ali tudi brez njega s

kristalizacijo kovinske taline spojiti.


15

Pri varjenju brez taljenja nastane zvarjeni spoj zaradi delovanja mehanske energije (pritiska,

udarca ali trenja). Na zvarjenem mestu pride, v vročem ali hladnem stanju, do plastične

deformacije in po rekristalizaciji do spojitve.

Lotanje se razlikuje od varjenja po tem, da ostane predmet popolnoma neraztaljen in se raztali

samo lot. Pri tem nastali spoj je samo adhezijski in ne pride do zlitja osnovnega in dodajanega

materiala. Zaradi te osnovne različnosti je tudi priprava materiala za lotanje bistveno drugačna

kot pa za varjenje.

Slika 3: Varjenje pod praškom

3.2 VRSTE VARJENJA

Varjenje s TIG-postopkom

TIG (Tugsten Inert Gas) je talilno obločno varjenje v nevtralnem zaščitnem plinu ali nevtralni

plinski mešanici z netaljivo elektrodo (običajno volfram ali volfram z dodatki).

Pri tem postopku varjenja je električni oblok vzpostavljen med netaljivo elektrodo in

varjencem v zaščiti plina Ar ali njegove mešanice Ar + He. Varjenje se izvaja ročno,


16

mehanizirano in avtomatsko brez dodajanega materiala ali z dodajanim materialom. Zaradi

zadovoljive zaščite z Ar sta preprečena oksidacija taline in odgorevanje elementov. Zaradi

inertne zaščite v proces niso vključene reakcije dezoksidacij in je za varjenje potrebna

izjemno natančna priprava in skrbna čistost površin.

Pri varjenju z enosmernim tokom z elektrodo na negativnem polu je omogočena visoka

tokovna obremenitev volframove elektrode, posledica česar je globlji uvar. Pri elektrodi na

pozitivnem polu je že pri nižjih tokovih ta preobremenjena in se prične taliti, vendar je

prisoten ''čistilni'' učinek. Aluminij, magnezij in njune zlitine so prevlečeni z oksidi, ki imajo

znatno višje tališče kot kovina (tališče Al je pri 660 °C, tališče Al2O3 pa pri 2000 °C) in jih je

treba odstraniti, ker pri varjenju povzročajo zlepljena mesta in poroznost. Pri elektrodi na

pozitivnem polu pospešeni pozitivni ioni udarjajo na oksidno plast na negativnem polu, s

čimer se na osnovi njihove kinetične energije odstranjuje oksidna plast. Pri tem pomagajo še

elektroni, ki zgoščeni izhajajo iz negativnega pola. Zaradi navedenega je bolj v uporabi

varjenje z obremenitvijo elektrode na negativnem polu. Tako pride do manjše porabe

volframove elektrode, kot pa če je priključena elektroda na pozitivni pol in enosmerni tok

(vročo ali čistilno fazo predstavlja elektroda na pozitivnem polu, hladilno fazo pa elektroda na

negativnem polu).

Slika 4: Princip TIG-varjenja

Ugodnejše je varjenje z izmeničnim tokom pri, čemer se čistilni in hladilni fazi menjata v

ritmu 50 Hz. Glavna funkcija negativnega pola ni hlajenje elektrode, temveč taljenje

osnovnega materiala, kar pa preprečuje oksidna prevleka, ki jo odstranimo s čistilnim

učinkom. Hlajenje pri tem ni problem, ker hkrati obstaja še t. i. usmerniški učinek in je

pozitivna polperioda toka precej manjša.

Vžig električnega obloka je mogoč s kratkim stikom, z visokofrekvenčno napetostjo,

impulzno in s pilotnim oblokom brez dotika. S kratkim stikom vžigamo le izjemoma izven


17

stika na bakreni podlagi, ker bi se sicer volframova (W) elektroda nalegirala in hitro odgorela,

v talini pa bi se pojavili vključki volframa.

Kot zaščitni plin uporabljamo Ar, He mešanice Ar-He in občasno tudi mešanice Ar in H2. S

povišanjem delovne napetosti in z rekombinacijo H+ dobimo dodatno toploto za povečanje

globine uvara in hitrosti varjenja pri znižani površinski napetosti taline. Pri uporabi zaščitnega

plina He ali mešanice Ar-He je vprašanje stroškov za nabavo He. Ker ima Ar nižjo

ionizacijsko energijo kot He, ima zato tudi lažjo vzpostavitev obloka. Višja ionizacijska

energija He omogoča širši in globlji uvar kot pa Ar.

Dodajni materiali za varjenje TIG, kot so palice in žice za varjenje nelegiranih in drobno

legiranih jekel, so podane v standardu EN 1668, za visokotrdnostna jekla po EN 12534, za

jekla odporna proti lezenju, po EN 12070 in za nerjavna jekla po EN 12072. [10]

Varjenje z MIG postopkom

MIG varjenje je dobilo ime iz angleške kratice “Metal Inert Gas”. Ta način varjenja spada

med varilne postopke v zaščiti plinov, pri katerih oblok gori med konico mehanizirano

dovajane elektrode, ki se odtaljuje, in varjencem. Elektrodne žice različnih premerov so navite

v kolut. Dodajanega materiala torej ne dovajamo ročno, zato varilno kopel lažje opazujemo.

Postopek je visoko produktiven, ker je obremenitev elektrode visoka do 100 Amm-2

in več,

kar omogoča velik učinek odtaljene žice v enoti časa. Ker kot zaščitni plin dovajamo Ar, He

ali njune mešanice, govorimo o varjenju kovin v inertni atmosferi.

Postopek MIG uporabljamo pri varjenju visoko legiranih jekel, lahkih zlitin, bakra in njegovih

zlitin, niklja in njegovih zlitin ter molibdenovih zlitin. Velika specifična obremenitev

elektrode omogoča visoke hitrosti dovajanja žice. Pri tem je izredno pomembna konstantna

dolžina električnega obloka. Pomembno vlogo pri varjenju imata dolžina prostega konca

elektrode in razmak med kontaktno šobo gorilnika in varjencem. Za varjenje uporabljamo vire

z vodoravno statično ali rahlo padajočo karakteristiko, pri kateri poteka regulacija dolžine

obloka s t. i. notranjo regulacijo na konstantno dolžino električnega obloka.

Na kakovost varjenja vpliva celotna varivna naprava, tj. poleg vira toka še gorilnik, vodenje

gorilnika, cevni paket, naprava za dovajanje varivne žice, ki mora omogočati pomikanje žice

brez zatikanja tudi pri večjih oddaljenostih gorilnika od vira in podajalne naprave.

Prehod materiala v obloku lahko poteka s prostimi kapljicami, ki so grobe in fine. Nadalje je

mogoč tudi kratkostični prehod materiala. Posebno pimembna sta polariteta in tokovna

obremenitev. Če varjenje izvajamo z elektrodo na pozitivnem polu, poteka drobnokapljičasti

prehod materiala v obloku, posledica pa je globlji uvar. Če pa je elektroda na negativnem polu

je prehod materiala v grobih kapljicah, in uvar je manjši. Navedeno si razlagamo z dejstvom,

da je tok ionov, ki ga povzroči potencial obloka, usmerjen v smeri katode, kar je odločilno za

velikost kapljic in vrsto prehoda kapljice. Ko je elektroda na pozitivnem polu, imata prehod

materiala in tok ionov enako usmeritev in bolj ali manj fine kapljice se enakomerno pomikajo


18

skozi steber obloka. Ko pa je elektroda na negativnem polu je tok ionov usmerjen nasprotno

od smeri prehoda kapljic. Večji ali manjši uvar je odvisen od spremembe načina prehoda

materiala v obloku.

Posebno pomembna je dobra plinska zaščita obloka, ki mora preprečevati oksidacijo ali

tvorbo nitridov. Težave nastopijo pri varjenju Al in Cr, ker bi lahko nastopili visokotaljivi

oksidi. Za popolno preprečitev dostopa zraka uporabljamo plinsko zaščito Ar, občasno He za

neželezne kovine in visokolegirana jekla.

Fizikalne lastnosti zaščitnih plinov, kot so zmožnost ionizacije, disociacije, toplotna

prevodnost, gostota in vpliv na viskoznost taline, bistveno vplivajo na izgradnjo zvarnega

spoja.

Zmožnost ionizacije plina vpliva na električno prevodnost pri visokih temperaturah. Pri nizki

ionizacijski energiji plina se v obločnem prostoru tvori veliko število nosilcev naboja, kar

omogoča stabilni tok. Vžig obloka je lahek s stabilnim in mirnim gorenjem.

Dodajni materiali so normirani po standardih EN 440, EN 12534, EN 12070 za polne žice in

po EN 758, EN 12535, EN 121071/12073 za polnjene strženske žice. Uporabljamo polne in

polnjene strženske žice, navite v kolut.

Impulzno varjenje MIG

Tako kot pri varjenju TIG impulzno varjenje izvajamo z osnovnim tokom (enosmerni), ki je

potreben za vzdrževanje električnega obloka. Temu kot nadgradnja sledijo impulzni tokovi, ki

omogočajo krmiljen tok kapljic. Poleg osnovnega toka so nastavljive veličine: višina,

frekvenca in oblika impulza. Običajne frekvence so 25-100 Hz. Postopek je primeren za

varjenje v prisilnih legah na visokolegiranih jeklih, lahkih zlitinah, bakru in njegovih zlitinah.

Varjenje plazma – MIG

Pri tem načinu varjenja se uporablja hibridni gorilnik, v katerem je vgrajen gorilnik za

varjenje MIG z bočno nameščeno volframovo elektrodo za vzdrževanje plazemskega obloka.

Varjenje je mogoče:

z volframovo elektrodo na negativnem polu, varilna žica ni tokovno obremenjena,

z volframovo elektrodo na negativnem polu, varilna žica je tokovno obremenjena,

z volframovo elektrodo na pozitivnem polu, varilna žica ni tokovno obremenjena,

z volframovo elektrodo na pozitivnem polu, varilna žica je tokovno obremenjena.

Varjenje izvajamo v zaščiti plinov Ar/He in Ar/CO2. [10]


19

Slika 5: Princip varjenja z MIG/MAG-postopkom

Varjenje z MAG postopkom

Pri varjenju nelegiranih masovnih jekel, nizkolegiranih visokotrdnostnih jekel in tudi

visokolegiranih jekel uporabljamo aktivni zaščitni plin, kot je CO2 oziroma njegove mešanice

z Ar in CO2.

Pri nepopolni odpravi plinske faze ostanejo mehurčki monoksida kot pore v strnjenem zvaru.

Tudi za varjenje MAG se uporablja enosmerne vire na enosmerni tok, in to predvsem

usmernike z vodoravno statično ali rahlo padajočo karakteristiko (1 V/100 A).

Za varjenje je glavna zaščitna komponenta plin CO2. Pridobiva se iz naravnih vrelcev

mineralnih vod ali z vrenjem alkoholov, piva, melase, acetona, metanola in zgorevanju koksa.

Globina uvara in brizganje sta odvisna od vira energije in sestave zaščitnega plina. Pri uporabi

čistega CO2 se doseže, v primerjavi z drugimi plinskimi mešanicami, najbolj koncentriran

oblok in tako najgloblji uvar.

Na mikrostrukturo v strnjenem zvaru vpliva aktivnost kisika v zaščitnem plinu, hkrati pa se ta

prekriva z vplivom sestave in ohlajevalne hitrosti. Klasični postopek varjenja MAG je

običajno uporabljen pri soležnih zvarnih spojih v vodoravni legi ter kotnih zvarnih spoj ih z

lego v žlebu.


20

3.3 VIZUALNE NAPAKE ZVAROV

Skupina napak 1 - razpoke

Razpoka je krajevna prekinitev materiala, ki nastane zaradi ohlajanja ali napetosti. Vzdolžna razpoka poteka pretežno v smeri zvara, medtem ko prečna

razpoka poteka prečno na zvar. Razpoka v obliki žarkov je sestavljena iz več razpok. Skupina prekinjenih razpok je definirana kot skupina razpok, ki med sabo niso povezane. Nasprotno pa so razvejane razpoke definirane kot skupina razpok, ki vse izhajajo iz ene skupne razpoke. Vseh pet razpok se lahko pojavi v zvaru, coni toplotnega vira, osnovnem

materialu.

Razpoka v žrelcu je razpoka v zaključnem kraterju

zvara, ki se lahko pojavi v smeri zvara, prečno na zvar, v obliki zvezdice.

Skupina napak 2 - Votline

Plinski mehurčki so votlinice, napolnjene s plinom. Kroglasta pora je skoraj kroglast vključek plina. Površinska pora je odprta na površino zvara.

Površinska pora

Pod pojmom poroznost razumemo številne v bistvu enakomerno porazdeljene pore v materialu zvara. Gnezda por so krajevno nakopičene pore, pore v črti pa predstavljajo pore, razporejene v liniji vzdolž zvara. Podolgovate pore in črvinaste pore so votlinice

cevkaste oblike v materialu zvara, ki jo povzroča izločeni plin. Oblika in položaj cevastih por sta določena s potekom strjevanja in z izvorom plina. Cevaste pore se lahko oblikujejo v gnezda in se lahko pojavljajo v obliki vranjih nog.

Oblike por: poroznost (A), gnezdo por (B); pore v črti (C)

Votlinica žrelcu zaradi krčenja (lunker v žrelcu) je votlina, ki nastane zaradi krčenja pri strjevanju vara. Opišemo ga lahko tudi kot poglobitev vara.

Votlinica v žrelcu zaradi krčenja


21

Skupina napak 3 – trdni vključki

Kadar so v varu odložene trde snovi, govorimo o trdnih vključkih. Poznamo žlindraste vključke, to pomeni v varu vključeno žlindro. Kadar v varu ostane fluks, govorimo o vključkih praška. Oksidni vključek ali oksidna kožica je kovinski oksid, ki je ostal v varu med

strjevanjem. V aluminijevih zlitinah se lahko pojavijo oksidne obloge z veliko površino.

Skupina napak 4 – zlepi in pomanjkljivi uvari

Zlepe ali napake spoja označimo kot nezadosten spoj med materialom vara in osnovnim materialom ali med sloji vara. Očitni dokazljivi so le zlepi v korenu zvara. Pomanjkljivi uvar je nezadostno prevarjen koren, ko material vara ne

zajame celotnega korena.

Zlep v korenu uvara (A); pomanjkljiv uvar(B)

Skupina napak 5 – napake oblike

Pod pojmom napaka oblike se razume odstopanja od predpisane oblike zvarnega spoja. Poznamo izjede oz. izjede zaradi odžiga. Zajeda

v korenu je ploska poglobitev, ki nastane zaradi krčenja.

Izjeda (A); Ujeda v korenu (B)

Pri prekomerni količini vara v zaključni plasti vara govorimo o previsokem temenu zvara. Pri preveliki izbočenosti vara v korenu govorimo o pretiranem uvaru, ki nastane pri varjenju z ene

strani.

Previsoko teme zvara (A); pretiran uvar (B)


22

Dva primera nepravilnosti v TEŠ:

Slika 6: Napetostna razpoka – neodpravljene napetostne razpoke

Slika 7: Varilska nepravilnost – posledica vakuuma v cevi


23

Vizualna kontrola napak varjenega mesta

Kontrolo napak izvajamo z:

vizualnim pregledom zvara (VT)

z meritvijo zvara (VT)

s penetracijsko metodo (PT)

z magnetno metodo (MT)

Te kontrole veljajo za zunanje napake.

Vizualna kontrola je neporušitvena metoda preiskave materiala in velja za najstarejšo metodo.

Ima izjemno široko uporabo, njen pa je odkrivanje nepravilnosti, napak, odstopanj od zadanih

mer in kvalitete površine na dostopnih površinah na osnovi elektromagnetnega valovanja v

delu vidnega spektra valovnih dolžin od 380 do 780 nm. To so valovne dolžine katere lahko

identificira človeško oko, ki je tudi osnovni instrument metode same. Učinkovitost metode je

mogoče izboljšati z dodatno uporabo optičnih instrumentov, kot so ogledala, leče, boroskopi,

kamere in podobno.

Osnovni pogoj za uspešno izvajanje vizualne kontrole je zadovoljiva čistoča površin, ki se

pregledujejo. Nezaželeni tuji deli, prah in masni nanosi ter ostanki barv in lakov, lahko

prikrijejo realne napake ali spremenljive indikacije prikažejo kot lažne. Čiščenje je posebej

pomembno za komponente in strojne element, ki so v obratovanju dlje časa, saj ravno pod

sloji nečistoč in oksidov s časom raste verjetnost nastajanja razpok.

Odgovarjajoče metode čiščenja so odvisne od vrste oziroma tipa objekta, vrste materiala,

varovanja okolja, zaščite pri delu, itd.. Včasih za odstranjevanje kovinskih oksidov zadostuje

že železna krtača, v nekaterih primerih pa je pomembno uporabiti celo kisline ali jedkala.

Barva osvetljenosti glede na barvo površine objekta, ki se pregleduje ima bistveno vlogo in

lahko vpliva na rezultate inšpekcije. Barva objekta lahko vpliva na kontrast in količino

reflektirane svetlobe. Rjava, oksidirana barva daje zelo slab kontrast pri iskanju razpok.

Nasprotno pa površina z visokim kovinskim sijajem zagotavlja odličen kontrast.

Kompleksna oblika objekta, ki se pregleduje, lahko vpliva na samo izvajanje tako, da utruja

kontrolorja in onemogoča dostop do posameznih področij. Posamezni deli zelo velike

površine se lahko nehote izpustijo zaradi utrujenosti. Zato je potrebno za take objekte

pripraviti plan inšpekcije. Poleg tega je pri takšnih pregledih treba paziti na oddaljenost ter na

zorni kot gledanja, ki ne sme biti prevelik. Dobro je večkrat prekiniti pregled zaradi počitka,

pri katerem je pomembno predvsem to, da kontrolor ne počne nič takega, kar dodatno utruja

oči.

Temperatura objekta lahko vpliva na pregled na več načinov. Povzroči lahko fizično neudobje

kontrolorja, ki se bo skušal zadržati v temperaturno neugodnem območju čim manj časa. S

tem padajo koncentracija kontrolorja in njegove mentalne sposobnosti. Posledica previsoke

temperature je lahko tudi popačenje slike, manjša sposobnost razločevanja napak in s tem

odkrivanja le teh. Če so temperature izjemno visoke pa je smiselno uporabiti tudi daljinsko


24

vodene sisteme. Pri povišanih temperaturah pride do raztezanja materiala, kar lahko pripelje

do zapiranja nekaterih razpok, katere se lažje odkrijejo pri nizkih temperaturah. Ta faktor je

zelo pomemben tudi pri pregledu tistih objektov, kjer se pojavljajo razpoke zaradi

temperaturnega utrujanja oz. lezenja.

Kot negativen vpliv pa lahko previsoka temperatura povzroči spremembo barve površine, s

čimer se zmanjša kontrast. Istočasno lahko pride do oksidacije površine, tako da se tvorijo

tanki oksidni sloji, ki delno ali pa povsem prikrijejo napake.

Zaključna obdelava površine določa teksturo, ki vpliva na refleksijo svetlobe. Razpoke, ki

nastajajo v smeri obdelave površine (npr. z brušenjem), je mnogo težje odkriti kot tiste, ki

potekajo pravokotno na teksturo. Zaželjena je uniformna tekstura po celotni površini. Posebno

pozornost je potrebno posvetiti tistim mestom, kjer se tekstura lokalno spreminja, ker lahko to

odvrne pozornost od pravih napak. Na visoko poliranih površinah je pregled enostavnejši, ker

je vse napake lažje odkriti. V kolikor so manjši risi po postopku sprejemljivi, pa je treba

paziti, da se ne spregleda kakšen, ki je nesprejemljiv.

Kontrolorji so lahko med izvedbo izpostavljeni ne samo visokim temperaturam, temveč tudi

visoki vlagi, prahu, dimu in prevelikemu hrupu. Kljub uporabi zaščitne opreme (plinske

maske, respiratorji, razni kombinizoni..) je v takih pogojih koncentracija zmanjšana.

Zanesljivost vizualnega pregleda je zelo odvisna od mentalnega stanja kontrolorja in

delovnega okolja, v katerem se pregled izvaja. Kontrolor bo lažje delal v prostranem prostoru

kot v majhni zaprti posodi brez naravne svetlobe. Pregledi v nenaravnih telesnih položajih

ustvarjajo možnosti za napake kontrolorja, ker bo ta zaradi telesnega udobja skušal opraviti

pregled čim hitreje. Načeloma vsi neprijetni atmosferski pogoji zmanjšujejo delovne

sposobnosti. Umazanija, ne samo zmanjšuje možnost detektiranja napak, draži oči kontrolorja

in zmanjšuje njegovo koncentracijo in sposobnost percepije. Da bi se vsi ti negativno vplivi

čim bolj zmanjšali, je treba poskrbeti, da se odstranijo razni toplotni izvori, da so prostori

prezračeni in do sprejemljive stopnje očiščeni ter storiti vse (kar je sprejemljivo in smiselno),

da bi se zagotovili dobri delovni pogoji.

Dobro fizično in mentalno stanje kontrolorja je izjemno pomembno. Na objektih termo

elektrarn in rafinerij, kot so velike cisterne, silosi in dimniki, morajo imeti ljudje, ki izvajajo

kontrolo, dobro fizično kondicijo, hkrati pa morajo biti sposobni izvajati dela na višini, od

česar je neposredno odvisna tudi varnost pri delu. Utrujenost je na takšnih objektih še posebej

nevarna, ker zmanjšuje koncentracija. [11]

Naprave za vizualne preglede:

ogledala, svetilke,

fotoaparati (dokumentiranje)

laserski merilnik dolžin in oblik,

indikatorji, merilci oblike zvarov

lupe,

prizme,


25

boroskopi (togi, gibljivi ali fleksibilni,),

videoskopi in TV kamere,

merila in merilni instrumenti v vizualni kontroli.

Tipične nepravilnosti in napake v vizualni kontroli

V kolikor nepravilnosti presegajo kriterije sprejemljivosti, ki jih predpisuje standard ali

specifikacija, postanejo le-te po svoji vsebini nesprejemljive napake. Zato lahko rečemo, da

je napaka zmeraj diskontinuiteta, ni pa nujno, da je vsaka diskontinuiteta tudi napaka. V

praksi je vsako kontrolo, lahko tudi vizualno, potrebno izvajati z odobrenimi navodili, ki

poleg odobrenega postopka samega vsebujejo tudi navodila za oceno detajlov z njihovimi

mejnimi vrednostmi.

Vizualni pregledi in merjenja so najpogosteje zastopane NDT metode pri kontroli tehnologije

varjenja. Integriteta zvara se najprej verificira z vizualno kontrolo, ki se nadaljuje z ostalimi

površinskimi in volumetričnimi metodami, ter se na ta način lahko hitro, enostavno in brez

nepotrebnih stroškov ugotovi, ali je zvar sploh primeren za nadaljnje analize (zgodi se, da je

nesprejemljiv že iz stališča VT). Vizualna kontrola se pri varjenju začne že pripravi površin,

kjer je potrebno eliminirati razne nečistoče, dvoplastnost, preveriti dimenzije, pa tudi nekatere

metalurške karakteristike. Med varjenjem se kontrola nadaljuje z opazovanjem samega

procesa, dodajnega materiala, temperature predgrevanja in med-slojih temperatur, distorzije

pločevin, itd.. Običajno se po končanem korenskem zvaru preveri njegovo stanje (VT, če je

potrebno tudi RT), potem pa sledi odločitev o nadaljevanju varjenja. Zaključne kontrole se

izvajajo po končanem varjenju in hlajenju (to lahko traja tudi 48 ur), ker je na ta način

mogoče detektiranje posledice zaostalih napetosti. Poleg tega se izvede dimenzionalna

kontrola zvara (ali celotne konstrukcije), celovitost zvara, hrapavost, poroznost, eventualna

prisotnost kraterjev, razpok, zajed, vključkov, neprevarjenost, stanje toplotne vplivne cone.

Pri preoblikovanju kovin z valjanjem, kovanjem, vlečenjem in podobnimi postopki se pogosto

pojavlja večplastnost na robu pločevine, zelo tanke vodikove razpoke in kovaške luske.

Kovaške razpoke nastajajo zaradi prenizkih temperatur kovanja. [11]

Penetrantska metoda se izvaja tako,da se površina zvara premaže z rdečo penetrantsko

tekočino. Ko se posuši se površina premaže še z belo penetrantsko tekočino. Na mestu zvara,

kjer je razpoka, prodre rdeča barva skozi belo in tako napravi razpoko vidno. [9]

Magnetna metoda se izvede tako, da se nanese na material bela prekrivna barva, nato se barva

suši 10 do 15 min, za tem se suspenzija nanese na površino. Nato se na levo in desno stran v

razmiku cca 60 cm postavi magnetni jarem, ki je priključen na električni tok. Na mestu kjer je

razpoka v zvaru, se kovinski opilki postavijo pokonci in označijo mesto razpoke v zvaru. [9]

Kontrola notranjih napak v zvaru se izvaja:

z radiografsko metodo, kjer se izvajaja RTG kontrola zvarov in se lahko ugotovijo napake

v zvaru

z ultrazvočno metodo, ki temelji na spremembi odboja ultrazvoka


26

Kdaj se uporablja ena ali druga metoda za kontrolo notranjih napak je odvisno od zahtevane

kvalitete zvara.

3.4 NAPAKE IN POMANJKLJIVOSTI, POVZROČENE Z OBRATOVANJEM

Pod pojmom napak in pomanjkljivosti, ki so pogojene s procesnim obratovanjem, razumemo

poškodbe na strojih in napravah ter stanja pred porušitvijo zaradi obratovalnih pogojev,

procesnih preobremenitev in delovanja agresivnih medijev. Glede na obremenitev ločimo

poškodbe zaradi:

mehanskih obremenitev

termičnih obremenitev

kemičnih vplivov

triboloških obremenitev

Velik del poškodb, ki se pojavijo med obratovanjem komponent, ima svoje vzroke v

pomanjkljivostih, ki niso bile odkrite in odstranjene že med proizvodnjo. Tako so lahko zlomi

zaradi vibracij in tresljajev, ki so inicirani iz zarez (katere so bile prikrite z naknadnim

procesom valjanja) posledica obdelave fabrikacije. Prave vzroke za porušitev je mogoče

ugotoviti s podrobno analizo poškodb in prelomnih površin, ki pa so strokovno zahtevne,

dolgotrajne in pogosto ekonomsko neupravičene. Vizualni kontrolor se mora zato pri svojem

delu usmerjati predvsem v preventivo in odkrivanje napak v začetnem stadiju, ki jih je

mogoče opaziti na zunanjih površinah strojnih elementov.

3.5 POŠKODBE ZARADI MEHANSKIH OBREMENITEV

Poznamo več vrst napetosti, ki lahko privedejo do porušitve materiala:

nateg,

tlak,

upogib,

strig,

torzija.

Do porušitve pride, če je konstrukcija obremenjena preko napetosti za katero je bila

dimenzionirana.

Temperatura ima velik vpliv na nosilnost jekla, saj se z večanjem temperature spreminjajo

mehanske lastnosti. Pri normalni temperaturi (20 °C) ima jeklo mehanske lastnosti kot so

podane na njegovem diagramu nateznega preizkusa. Pri temperaturi okoli 200 °C izgubi jeklo

cca. 30 % meje elastičnosti, pri temperaturi okoli 600 °C jeklo nima več področja elastičnosti


27

(pri najmanjši obremenitvi takšno jeklo teče). Enako velja tudi za modul elastičnosti, kjer se z

višanjem temperatur opazi zmanjšanje modula elastičnosti.

Krhki lom

Posledica trdote materiala in je značilen za materiale, ki nimajo izrazitega področja

plastičnega tečenja. Nastanejo hipoma in brez prehodne plastične deformacije. Krhki lom je

zelo pogost pri varjenju visoko vrednih jekel (vsebnost ogljika je več kot 0,3 %). Prelomna

površina je običajno pravokotna na smer največjih glavnih napetosti, ter ima kristalni videz.

[9]

Slika 8: Krhki lom

Žilavi lom

Žilavi lom se pojavi pri materialih, kjer počasi poteka plastična deformacija. Kjer je močnejše

preoblikovanje se pojavi koncentracija napetosti, zato ima zlom plastično deformirano

površino.


28

Slika 9: Žilavi lom

3.6 POŠKODBE ZARADI TERMIČNIH OBREMENITEV

Notranje napetosti v materialih lahko nastanejo pod vplivi neenakomernega segrevanja ali

ohlajanja, pri varjenju, predelavi ali obdelavi. V nadaljnji uporabi so takšni materiali

podvrženi zvitju ali tudi lomu. Notranje napetosti se odpravljajo z žarjenjem pri temperaturah

med 250 °C in 650 °C, ohlajanje pa mora biti počasno.

Poznamo več načinov za odpravljanje termičnih napetosti:

žarjenje za odpravo notranjih napetosti,

mehko žarjenje,

rekristalizacijsko žarjenje,

normalizacija,

kaljenje,

popuščanje,

poboljšanje,

površinsko utrjevanje jekel.


29

Slika 10: Termične razpoke - čelni pogled

Razpoke so nastale zaradi večkratnega hitrega segrevanja in ohlajanja materiala – termošok.


30

Slika 11: Razpoke zaradi termičnih obremenitev - prečni pogled

Razpoke na zgornji sliki se brez predhodnih priprav s prostim očesom ne vidijo. Površino je

potrebno predhodno očistiti in se nanjo nanese prekrivna barva proizvajalca HELLING, ki

pobeli površino (vidno na zgornji sliki). Z magnetnim jarmom ustvarimo magnetno polje, zato

potekajo silnice od enega pola k drugemu. Ker so razpoke v prečni smeri magnetnih silnic, se

okoli razpok zgostijo magnetni drobci, ki pokažejo indikacijo, kot je vidno na sliki.


31

Slika 12: Termična razpoka, paralelno usmerjena po dolžini cevi

3.7 NAPAKE ZARADI KEMIČNIH VPLIVOV

Korozija je kemična ali elektro-kemična reakcija določenega materiala z njegovo neposredno

okolico. Kot posledica korozijskega procesa pride na površini do tvorbe novih snovi

(korozijski oksidi) ali pa pride do raztapljanja oziroma odnašanja materiala. Tvorba

korozijskih produktov privede do tanjšanja sten materiala in s tem padca mehanskih lastnosti.

Enakomerna in površinsko uniformna korozija je s praktičnega stališča manj nevarna in

obvladljiva, medtem ko so nekatere oblike lokalne korozije nepredvidljive in jih je včasih

težko v naprej napovedati. [11]


32

Slika 13: Korozija - "odžiranje" materiala

3.8 POŠKODBE ZARADI TRIBOLOŠKIH OBREMENITEV

Tribologija se ukvarja s problematiko trenja, obrabe in mazanja. V TEŠ so najpogostejše

abrazije cevi in drsna obraba ter kavitacija. Pod pojmom obrabe razumemo obremenitev

trdega telesa v kontaktu in relativnem pomiku z nekim drugim telesom (v trdem, tekočem ali

plinastem stanju). Značilno za tribološko obremenitev je, da se zraven obrabe pojavijo tudi

sekundarne reakcije, ki so termične ali tribo-kemične narave.

Vrste obrab:

drsna obraba

obraba pri valjanju

utrujenostna obraba

obraba zaradi abrazije

erozija

Dve trdi telesi, med katerima poteka drsna obraba (drsni ležaji, zobniki), sta ločeni z

mazivnim filmom. Če mazilo zaradi pregrobih površin ali neustrezne viskoznosti ne

izpolnjuje tehnoloških zahtev, se na takšnih površinah pojavi prekomerno trenje, česar

posledica so drsna obraba, povišanje temperature in dodatno poslabšanje lastnosti mazila. Vse


33

slabši pogoji dokončno pripeljejo do poškodbe ležaja. Ta oblika obrabe se pojavlja v drsnih

ležajih, na drsnih vodilih, na drsni površini cilinder – bat, zobniki reduktorjev …

Slika 14: Obraba materiala (gnetenje)


34

Slika 15: Posledica abrazije, posledično nanos oblog v cevi


35

4 NEPORUŠNA DEFEKTOSKOPIJA MATERIALOV Z

ULTRAZVOKOM

Neporušna defektoskopija materialov ne obsega samo ultrazvoka ampak tudi nekatere druge

metode. V TEŠ je skupina, ki je usposobljena za ugotavljanje nepravilnosti, ter njihovo

odpravljanje. Kadar pride do poškodbe je navadno potrebno izločiti posamezne vitalne sklope,

ki lahko vplivajo na delovanje celotnega bloka. Do okvare ne pride v trenutku, odvisno od

pogojev v katerih materiali opravljajo svojo nalogo. Včasih mehanskim poškodbam botrujejo

povišane temperature, povečan tlak, abrazije, korozije, lahko pride do nedovoljenih vibracij

(tresljajev),…

Nekatere napake se odkrijejo pravočasno, kar pomeni, da se na podlagi vizualne kontrole in

periodike pregledov ugotovi neustreznost, ki se odpravi preden bi prišlo do dodatnih poškodb

na postrojenju. Večinoma so vse naprave nadzorovane z senzorji, sondami ali drugimi

nadzornimi sistemi, ki ob nepravilnem delovanju naprave opozorijo na napako (npr. povišanje

tlaka, temperature, ki lahko privede do mehanskih poškodb). Neporušne defektoskopije

materialov z ultrazvokom se uporabljajo skoraj vsakodnevno, saj ob maksimalnem

zagotavljanju proizvodnje električne energije pride do velike obremenitve (termične,

mehanske), ki materiale utrujajo. Zato pride večkrat do pregrevanj ali obrabe na

izpostavljenih mestih, kar pa je mogoče ugotoviti z neporušnimi preiskavami.


36

4.1 ODDELEK ZA NEPORUŠNE PREISKAVE

Da bi Termoelektrarna Šoštanj lahko dosegla in zadovoljila svoj cilj, ki je zagotoviti

zanesljivo, varno, konkurenčno in okolju prijazno proizvodnjo električne in toplotne energije,

mora skupina za neporušne preiskave redno in z vso odgovornostjo opravljati svoje

dejavnosti.

Skupina je bila ustanovljena leta 1992, saj je bila takrat nabavljena tudi oprema za merjenja

na področju preiskav z ultrazvokom, trdot, temperatur in magnetnih preiskav. Tehnološke

zahteve za kakovostno in ekološko neoporečno obratovanje elektrarne so v naslednjih letih

narekovale razvoj na področju kontrol in analiz, ki so potrebne za spremljanje ter ugotavljanje

stanja naprav in preostale dobe trajanja posameznih komponent.

Sedaj imajo sodobno opremljen laboratorij, kalibrirano opremo in usposobljeno osebje z

bogatimi izkušnjami, ki so mednarodno certificirani v skladu z standardi EN 473 in SNT -TC-

1A (CP-189). Preglede opravljajo po evropskih in drugih priznanih standardih. Na

organizacijsko poslovnem področju so skladni s standardi kakovosti ISO 9001, okolje 14001,

zdravje in varnost pri delu OHSAS 18001. Vsa laboratorijska in delovna oprema ima

certifikat o kalibraciji.

Ta oddelek v strojnem vzdrževanju Termoelektrarne Šoštanj, temelji na strokovnost i in

prilagodljivosti. Z strokovnim znanjem in razvojem želijo ostati v stiku s samimi svetovnimi

smernicami razvoja na področju NDT metod, ter s svojimi rešitvami neposredno vplivati na

kakovostno proizvodnjo električne energije.

Osnovni namen neporušnih preiskav je ugotavljanje kakovosti/skladnosti materiala s

podanimi zahtevami v tehničnih specifikacijah ter standardih. Preiskave izvajajo za tlačno

opremo, cevovode, nosilne konstrukcije, polizdelke ter industrijske proizvode.

Področja delovanja:

nadzor v času izdelave in montaže rezervnih delov;

neporušne preiskave vgradnih materialov, izdelkov in delov konstrukcij, črpalk, armatur,

turboagregatov;

v času remonta izvajamo sistemske meritve na aktivnem delu kotla, turbinah, parovodih,

armaturah in cevovodih;

ugotavljanje vzrokov povečanih vibracij in nepravilnosti na rotirajočih delih ter ustrezni

ukrepi za odpravo neskladij;

računalniško programiranje CNC tehnologije za plamenski razrez pločevine;

vodenje evidenc o kalibraciji kontrolne merilne in preizkusne opreme za področje

strojnega in gradbenega vzdrževanja;

vizualni pregledi naprav, tlačnih posod, armatur, parovodov.


37

Pri vsakem zaključenem pregledu, meritvah izdelajo poročilo, ki vsebuje:

osnovne podatke o napravah, lokaciji, namen pregleda, obseg pregleda, materiali,

dimenzije,…

uporabljene aparature in postopke

kriterij sprejemljivosti

shemo z oznakami, dispozicijami, alfanumeriko (označba posameznih naprav)

tabelarni pregled izmerjenih podatkov

statični diagrami

slike, video detajli

skladnost s standardi

zaključki o kvaliteti, sprejemljivosti, priporočila, izboljšave in nadaljnji postopki v zvezi

z varnostjo obratovanja

Dokumentacija se vodi zato, da lahko ob naslednjem pregledu vidijo, kaj je bilo na napravi že

ugotovljeno. S tem si prihranijo delo in veliko časa.

4.2 ULTRAZVOK

Pod pojmom ultrazvok, si predstavljamo zvočne valove, katerih frekvence so višje od meje

slišnosti človeškega ušesa. To pomeni da so frekvence ultrazvočnega valovanja višje od 18

kHz oz. 20 kHz. Zgornja meja širjenja ultrazvočnih valov so termične vibracije kristalne

mreže nad katerimi material ne more več slediti vhodnemu zvoku. Za ultrazvok sicer veljajo

enaka pravila kot za vsa ostala valovanja, ima pa naslednje prednosti:

Višje frekvence valovanja pomenijo posledično manjše valovne dolžine, kar pomeni da se

zmanjša ukrivljenost in razpršenost valov pri trčenju ob oviro danih dimenzij.

Ultrazvok zato lažje usmerjamo v želeno smer in ga tudi lažje zaznavamo z ustreznimi

senzorji.

Ultrazvočni valovi zlahka prehajajo skozi kovinske in nekovinske materiale. Zato lahko

celotno meritev izvedemo izven tekočine, t.i. neinvazivna meritev. To je še posebej

pomembno pri delu z nevarnimi tekočinami ki imajo koroziven, radioaktiven, eksploziven

ali vnetljiv značaj. Postavitev merilnega sistema izven cevi tudi onemogoča kakršnokoli

zamašitev cevi pri nečistih tekočinah.

Ultrazvok zlahka vstopa in se širi skozi živo biološko tkivo in je izredno uporaben in

uporabljan v medicini.

Ultrazvok je neslišen in kot tak pomemben in primeren tudi za vojaške namene.

Ultrazvočno valovanje, ki se širi v preiskovalnem predmetu, lahko pri tem spreminja svojo

smer in intenziteto.


38

Ultrazvočni valovi se v materialu lahko širijo na različne načine. V ultrazvočni kontroli se

najpogosteje uporabljajo naslednje vrste valovanj:

longitudinalno valovanje

transverzalno valovanje

raigleigh-jevo valovanje

lamb-ovo valovanje

Akustična mejna površina je ozko področje, v katerem se spremeni vrsta medija in s tem

hitrost zvoka. Mejna površina je lahko naravna meja preiskovalnega predmeta (geometrijska

zunanja površina), napaka v materialu, stična površina med dvema različnima kovinama,

površinske zaščite (barve),…

V ultrazvočni kontroli se danes v največji meri uporablja eho (odboj, odmev) tehnika, pri

čemer UT- sonda najprej emitira (oddaja) impulz v pregledovalni predmet, potem pa sprejema

reflektirani odboj tega istega impulza. Če želimo, da se reflektirani impulz povrne na mesto

emitiranja (do UT-sonde), obstaja za to več možnosti:

smer zvoka – pravokotno na mejno površino – pravokotni odboj od reflektorja nazaj k

izhodiščni točki

smer zvoka – pod kotom glede na mejno površino in pravokotno na reflektor v notranjosti,

pravokoten odboj od poševnega reflektorja nazaj k izhodiščni točki

smer zvoka – pod kotom glede na mejno površino in dvojni odboj na mejnih površinah, ki

ležijo pravokotno ena na drugo (kotno zrcalo) – poševni odboj (pod kotom) nazaj k

izhodiščni točki

K pravokotnemu odboju se teži v praksi takrat, ko je potrebno odkrivati napake, ki ležijo v

notranjosti pregledovalnega predmeta. Poševni odboj je primeren takrat, ko se odkrivajo

napake na spodnji površini pregledovanega predmeta.

Phased Array Technology

Konvencionalni ultrazvočni pretvorniki za NDT metode so običajno sestavljeni enega

aktivnega elementa, ki lahko ustvarja in prejme visoke valove zvočne frekvence. Lahko pa je

sestavljen iz dveh elementov in sicer iz enega za prenos in enega za sprejem. Za razliko od

običajnih detektorjev napak lahko pri tej tehnologiji žarek usmerimo iz več zornih kotov na

enkrat. Osredotočimo se lahko na več različnih globin hkrati, s čimer se poveča sposobnost

pri inšpekcijskih postavitvah.


39

Slika 16: Prikaz tehnologije na zaslonu

Tehnologija nam omogoča enostavno in hitro spremembo inšpekcijskih meril, zmanjša čas

nastavitve in hkrati zmanjša možnost napak pri nastavitvi zaradi posredovanja upravljavca.

Poda nam popoln pregled, saj elektronsko skeniranje poda zaneslivejše in bolj dosledne

postavitve. Tehnologija zmanjša stroške pregleda, ker se zmanjša čas pregledovanja, napake

pa so dobro razvidne.


40

4.3 OPREMA ZA NEPORUŠNE PREISKAVE Z UZ

Ravna UT-sonda

V ohišje so vgrajeni vibrator, dušilec, tuljava in priključki. Vibrator je na obeh ploskvah

metaliziran, da lahko nanj priključimo električno napetost. Če nanj deluje izmenično

električno polje, prične vibrirati v ritmu frekvence in pošilja mehanske valove v vzorec v

obliki longitudinalnih valov. Dušilec skrajša čas iznihavanja ploščice, tako da se v vzorec širi

en sam zvočni impulz. Poleg tega amortizira vse vibracije, ki se širijo proti nasprotni steni

ploščice v notranjost. Ker je ploščica zelo tanka, je občutljiva na lom in tudi na obrabo. Proti

obrabi jo ščiti plastični sloj. Glede na to, da se zvok širi pravokotno na površino v vzorec,

govorimo o pravokotnem vpadnem kotu zvoka.

Slika 17: Ravna UT-sonda

Kotna UT-sonda

Za kontrolo pod kotom uporabljamo kotne nastavke v katere se vstavi ravna UT sonda, ki

ultrazvok preko pleksi stekla pošilja v vzorec pod kotom. Med nastavek in sondo je potrebno

nanesti kontaktni medij, ki poskrbi za dober stik med površinama.

Slika 18: Kotni nastavek UT-sonde


41

Lastnosti UT-sond

Pomembna lastnost UT- sond je dolžina impulza, ki potuje v preiskovani vzorec. Nanjo

vplivata dušenje in nazivna frekvenca. Pri isti frekvenci ima največji vpliv dušenje, ki določa

število iznihanj in na ta način širino impulza. Pri enakem dušenju lahko na širino impulza

vplivamo tudi s frekvenco. Nizke frekvence silijo k širšemu impulzu, kar pomeni večje število

iznihavanj na ekranu. V praksi so bolj zaželeni ožji signali, ker zagotavljajo boljšo ločljivost

reflektorjev, ki ležijo blizu skupaj.

Zvok se s površine vibratorja v kroglasti obliki iz večjih točk širi v vzorec. Kroglasti valovi

med seboj interferirajo ter se oblikujejo v snop. To področje imenujemo bližnje področje.

Zaradi interferenc nastajajo maksimumi in minimumi zvočnega pritiska, kar povzroča, da se

reflektorji na različnih točkah v tem področju pokažejo s spremenljivimi amplitudami

odbitega signala. Konec tega področja je tam, kjer se zvočni snop najbolj zoži in

koncentracija energije najbolj poveča (fokus). Od tu naprej se zvočni snop razklanja v obliki

žarometa. To področje imenujemo oddaljeno področje. V tem področju se zvočni snop širi v

obliki stožca in z oddaljenostjo zavzame vedno večjo ploskev, gostota energije se manjša na

enoto površine in odbiti signal od reflektorja upada po višini, v odvisnosti od razdalje

reflektorja do ultrazvočnega izvora.

Sprejemni vibrator reagira le na tiste reflektorje, ki ležijo v področju, kjer se zvočna snopa

oddajnega in sprejemnega vibratorja prekrivata. Blizu površine obstaja zato določena (kratka)

mrtva cona, kjer reflektorja ni mogoče odkriti, zato sta oba vmesnika nekoliko nagnjena drug

proti drugemu, da bi povečali občutljivost.

4.4 KALIBRACIJA UZ NAPRAVE

Impulzna eho tehnika omogoča zelo eksaktno določevanje položaja posameznih reflektorjev,

ker se izvaja s pomočjo časovnega merjenja zvočne poti, pri čemer je čas premo sorazmeren z

opravljeno potjo do posameznega reflektorja in nazaj v pregledanem predmetu.

Kalibracijski bloki:

Za različne vrste ultrazvočnih pregledov obstaja cela vrsta kalibracijskih blokov z različnimi

kalibracijskimi reflektorji. Kalibracijski bloki se delijo v naslednje skupine:

preiskovani predmet

referenčni blok

kontrolni blok (K1, K2)

Kontrolni blok (K1, K2) je kalibracijski blok, ki je neodvisen glede na proizvod. Pretežno se

uporablja v posamezni proizvodnji in pri seriji manjšega števila komadov, kot npr. pri

pregledu odkovkov, ulitkov, izdelavi različnih hranilnih tankov ter pri vzdrževalnih in

medobratovalnih pregledih v industrijskih obratih.


42

Tipična primera sta:

kalibracijski blok K1 v skladu z DIN 54120 (IIW - blok)

kalibracijski blok K2 v skladu z DIN 54122 (DIN EN 27963)

Slika 19: Kalibracijska bloka K1 in K2

Osnovni postopek

Nastavitev X-osi ekrana mora biti takšna, da omogoča prikaz najmanj ene debeline materiala

(merjeno v smeri širjenja zvoka). Na ta način je zagotovljeno, da se na ekranu prikaže odboj

od nasprotne površine pregledovanega predmeta in s tem možnost 100 % kontrole celotne

debeline materiala.


43

Slika 20: Standardne kalibracijske oddaljenosti za blok K1 (za ravno UT-sondo)

Kalibracija oddaljenosti pri poševnem vpadnem kotu zvoka (kotna UT sonda)

Načeloma se za preverjanje teh parametrov uporabi kalibracijski blok K1, ker je natančnejši

in ima večje dimenzije.

Pri kalibraciji na bloku K1 se najprej določi X-dimenzija v polmeru 100 mm. Kotna UT-

sonda se postavi na zarezo bloka K1, z njenim pomikanjem naprej nazaj pa je potrebno doseči

optimalno indikacijo (odboj-eho) krožnega loka. V tem optiminiziranem položaju indikacije

se potem mehansko izmeri oddaljenost med čelom sonde in robom kalibracijskega bloka ter

označi izhodna točka na obeh bočnih straneh sonde.

Kalibracija na bloku K1

Za kontrolo kalibracije se lahko uporabi izvrtina fi = 1,5 mm (ali fi 3,0) na globini 15 mm ali

35mm. Pri optimiziranem položaju indikacije se mehansko izmeri pot zvoka od označene

izhodne točke na sondi do izvrtine. Namesto tega reflektorja se lahko za kontrolo merjenja

uporabi tudi zunanji rob pregledovanega predmeta.

Kalibracija na bloku K2

Kalibracijski blok K2 ne vsebuje bočne zareze in krožnega odseka, tako da je večkratni odboj

na tem bloku drugačen kot pri bloku K1. Kadar ultrazvočna sonda oddaja zvok v smeri

polmera 25 mm, se pri njenem optimalnem položaju pojavi eho 1 od krožnega loka 25 mm.


44

Slika 21: Pot zvoka in zaporedje večkratnih ehojev pri bloku K2

4.5 OMEJITVE ULTRAZVOKA

Poznanih je več vrst metod za merjenje z ultrazvokom. Vsaka metoda ima svoje slabosti in

prednosti.

Tehnika prezvočenja

Kontinuirano ali impulzno vzbujen zvočni val iz oddaljene sonde vstopi v vzorec, na drugi

strani pa ga sprejme sprejemna sonda. Jakost vala se zmanjša, če vmes stoji reflektor, ki

zasenči del zvočnega snopa. Ta postopek ima tudi določene slabosti:

možna je le indirektna ocena, zato ker ni mogoče določiti oddaljenosti reflektorja;

sprememba zvočnega sklopa med sondo in vzorcem vpliva na oceno jakosti prejetega

signala, zato ni mogoče natančno oceniti velikosti reflektorja;

v praksi pogosto ni mogoče namestiti oddajne in sprejemne sonde na vsaki strani vzorca

simetrično, kar je predpogoj za meritev;

za to metodo sta torej potrebni dve ultrazvočni sondi in večkrat tudi dva operaterja.

Izgube tlaka zvoka

Ko ultrazvočno valovanje vstopi v material, se začne odklon zvočnega snopa, ki se povečuje z

opravljeno potjo zvoka. S tem se mora tlak zvoka razporejati na vse večjo površino, kar

pomeni da se ultrazvočni tlak na enoto površine z daljšo potjo vse bolj zmanjšuje. Te izgube

se imenujejo divergentne izgube, nadomestiti pa jih je mogoče z zvišanjem pojačanja (dB).


45

Na izgube pri prenosu ultrazvoka v preiskovani predmet vplivajo tudi stanje in različne

lastnosti skenirane površine, imenujejo pa se kontaktne izgube. Mnogi predpisi ne dovoljujejo

izvajanja UT- kontrole pri maksimalni hrapavosti v povezavi z določenimi kontaktnimi

sredstvi z namenom, da bi se izgube tlaka zvoka zadržale v sprejemljivih mejah. Pri

ultrazvočni kontroli obstajajo tri različna – tipična stanja površine, ki imajo različen vpliv na

prenos zvoka v material.

Slika 22: Disperzija zvočnega snopa zaradi različne kakovosti skenirane površine

Struktura materiala dodatno vpliva na njegove akustične lastnosti. Pločevine in kovani deli

imajo praviloma fino zrnato strukturo, ki ima zelo majhen vpliv na padec tlaka zvoka. V

nasprotju z njimi pa ulitki pogosto vsebujejo zelo grobo zrnato strukturo, ta pa povzroča

veliko dušenje zvoka. Do pojava refleksije pride skoraj na vsaki meji zrna, kar povzroča

nastanek strukturne indikacije na ekranu (t. i. indikacija trave). Dolžina zvočnega snopa se

zaradi tega ves čas zmanjšuje, zato se posledično zmanjša velikost povratnega ehoja (odboja).

Ta pojav se imenuje izguba zaradi pojemanja (slabljenja) zvoka. V ekstremnih primerih pride

tudi do popolne izgube povratnega ehoja.

Slika 23: Vpliv kakovosti skenirane površine na obliko ultrazvočne indikacije


46

Geometrijske indikacije

Vsi reflektorju, ki med ultrazvočno kontrolo povzročijo signal indikacije, niso nujno povezani

z napakami v materialu. V posameznih primerih je potrebno s pomočjo oblike, konstrukcije in

različnih zvočnih poti ter možnosti lokacij, kjer se zvok v preiskovancu lahko raflektira,

ugotoviti, ali je prišlo do pojava indikacij, ki so geometrijsko pogojene. To je lahko v danih

okoliščinah zelo zapleteno, ker je pri analizi potrebno upoštevati ne samo določne izvrtine,

robove in žlebove, na preizkušancu, temveč tudi možnost pojava transformacije ultrazvočnega

valovanja kot posledice refleksije. Zaradi transformacije valovanja se lahko v posameznih

primerih pojavijo tako imenovani dodatni ali stranski odboji.

Slika 24: Posamezni primeri geometrijskih indikacij

Ultrazvočna kontrola livarskih proizvodov

Pri projektiranju različnih proizvodov se konstruktor srečuje z velikim številom različnih

oblik, kjer je tehnologija ulivanja pogosto bolj optimalna alternativa kot varjenje.

Raznovrstnost livarskih materialov (jeklo, železo, titan, aluminij …) daje tej proizvodni

tehnologiji praktično neomejene možnosti uporabe. Z litjem je namreč mogoče izdelati

proizvode od enostavnih temeljnih plošč za podstavke strojev, do geometrijsko zapletenih

ohišij ventilov ali blokov motorjev.

Grobi kristali in struktura so tipični za proizvode, ki so izdelani z livarsko tehnologijo. Glede

na to, da ulitkov ni mogoče plastično deformirati, je edini način, s pomočjo katerega se lahko

spreminja kristalna struktura oz. vpliva na mehanske lastnosti materiala, toplotna obdelava.

Najpogosteje se ulitki termično poboljšajo ali normalizacijsko žarijo. Tudi ultrazvočna

kontrola ulitkov je izvedljiva šele po toplotni obdelavi, ker groba struktura povzroča močno

dušenje zvoka.

Ultrazvočna kontrola ulitkov je zelo pogosto povezana z naslednjimi težavami:

zaradi grobe površine ulitkov pride do močnih nihanj zvočnega pritiska;

komplicirana geometrija pogosto ne dopušča izvedbo 100 % kontrole;

napake v ulitkih so običajno slabi reflektorji;


47

indirektna ocena napak je vezana na plan – parcelne stene, ki niso vedno tam kjer defekte

pričakujemo;

na posameznih delih ulitkov se pojavljajo razlike v hitrosti zvoka in dušenju, ki so

posledica nehomogene strukture ulitkov.

Zaradi običajno komplicirane geometrije, specifičnih obremenitev in prej naštetih težav,

ultrazvočne kontrole ulitkov ni mogoče opredeliti kot splošno veljavno in primerno za takšno

vrsto proizvodov. Poleg tega pa so tudi predpisi, ki pokrivajo področje ultrazvočne kontrole

ulitkov redki

4.6 CERTIFIKATI IN USPOSOBLJENOST OSEBJA

Certificiranje je v osnovi proces zagotavljanja pisnega spričevala, da je posameznik

usposobljen za izvajanje določenega dela. V EU se izvaja kvalifikacija in certifikacija osebja

v skladu s standardom EN 473. Certificiranje izvaja neodvisni certifikacijski organ, ki je

akreditiran s strani pooblaščene akreditacijske hiše, ki je pod ingerenco krovne evropske

akreditacijske ustanove – EA. V Sloveniji je VARCert edini pooblaščeni organ za

certifikacijo osebe, ki izvaja neporušitvene preiskave.

Kvalifikacija posameznika je sestavljena iz izobraževanja, usposabljanja, delovnih izkušenj in

vizualnih sposobnosti. Certificiranje je zelo pomembno za NDT področje, ker NDT osebje

zelo pogosto mora sprejemati ocene o (ne)uporabnosti izdelkov ali konstrukcij, ki lahko imajo

varnostne in/ali znatne finančne posledice. NDT osebje mora imeti veliko zaupanje v rezultate

svojega dela. Ker večina NDT metod ne daje direkten zapis rezultatov inšpekcijskih

pregledov, predstavlja certificiranje objektivni dokaz o ravni znanja in spretnosti

posameznika, ki opravlja neporušitvene preiskave.

Postopek certificiranja, ki se uporablja za zagotovitev kompetenc NDT osebju, za izvajanje

neporušitvenih preiskav vsebuje:

usposabljanje za pridobitev potrebnih znanj

izkušnje, pridobljene pod vodstvom že usposobljenih ljudi

kvalifikacijski izpiti, ki dokazujejo, da je bil dosežen potreben nivo znanja

certifikacija s katero se dokumentirajo uspešno prikazane kompetence.

Osebje, ki deluje na področju industrijskih neporušitvenih preiskav, se lahko certificira na treh

različnih nivojih:

nivo I – ob uporabi predpisane procedure kontrolor zabeleži morebitne indikacije ter jih

razvrsti


48

nivo II – poleg znanj nivoja I obvlada kontrolor tudi izdelavo pisnih navodil za nivo I,

izbiro tehnologije in ovrednotenje rezultatov preskušanja z uporabo standardov in

predpisov

Nivo III – kontrolor v celoti prevzema odgovornost za preizkus, opremo in osebje, izdeluje

delovne postopke ter vpeljuje različne tehnike, validira postopke in šola NDT kadre

Certifikat velja pet let od dneva izdaje. Po preteku tega obdobja je potrebno certifikat

podaljšati.

Prilagam certifikat za izvajanje neporušitvenih preiskav v prilogi 9.3 na strani 61, in certifikat

za izvajanje ultrazvočne metode v prilogi 9.4 na strani 62.


49

5 POŠKODBE ENERGETSKIH KOMPONENT PRI OBRATOVANJU

Na tako velikem objektu kot je Termoelektrarna Šoštanj, prihaja do poškodb komponent

predvsem zaradi velikega števila obratovalnih ur. Vse poškodbe je potrebno popraviti, vendar

pa je včasih za to potrebno več časa, predvsem zaradi nedostopnosti, pa tudi vseh komponent

nimajo na zalogi in jih je potrebno naročiti. Komponente, ki so delno poškodovane, se

pošljejo na popravilo, nekaj pa jih popravijo kar v TEŠ.

5.1 UGOTAVLJANJE NAPAK ZVAROV

Kot je bilo v nalogi že omenjeno, se morebitne napake odkrivajo pri remontih, na bolj

izpostavljenih delih pa ob rednih mesečnih pregledih. Najpomembnejši in hkrati

najzahtevnejši pregled zahtevajo cevi v kotlu kot tudi na parovodnih komponentah. V času

zaustavitve bloka zaradi nastalih potencialnih poškodb pri obratovanju se pregleda in sanira

napake le na tistih delih, ki so poškodovani, na drugih pregledanih komponentah se zabeleži

zatečeno stanje, da se lahko blok čim prej spet sinhronizira v omrežje.

Preden se merjenje začne, je potrebno instrument kalibrirati, pomembno je, da operater

natančno ve, za kakšen material gre, saj le tako lahko instrument umiri in dobi natančne

rezultate. Nastavijo se tudi ''vrata'', ki nam določijo maksimalno dopustno vrednost napake in

območje, v katerem napako iščemo.

Slika 25: Nastavljeno območje merjenja - ''vrata'' za kotno sondo 45°

Vrata


50

Glede na to, da so materiali izpostavljeni, vroči pari, prahu, dimu, koroziji, jih je potrebno

pred pregledom dobro očistiti. Površina mora biti gladka in nemastna, saj hrapavost površine

materiala moti ultrazvočne valove. Omejitev ultrazvoka so uliti materiali, ki jih zaradi

geometrije ne moremo pregledovati, in pa tudi hrapavi materiali, zaradi katerih se ultrazvočni

valovi odbijejo v povsem drugačne smeri in zato ne dobimo povratnega signala. Pomembno

je, da pri merjenju poskrbimo za dober stik površine materiala in površine sonde. To

omogočimo s kontaktnim medijem, za ravne površine je navadno to voda ali olje, za cevi in

navpična merjenja pa gel, ki se na materialu obdrži. Kadar pregledujemo zvar, moramo

uporabiti kotno UT-sondo, kjer se valovi odbijajo pod kotom, saj lahko le tako pregledamo

notranjost zvara. Ravna UT-sonda pri zvaru pokaže le indikacije v toplotno vplivni coni

zvara.

Slika 26: Primer pregledovanja zvara

Kotna UT-sonda material preseva z drugačno hitrostjo zvoka kot ravna. Ravna sonda ima

manjše ''izgube'' hitrosti zvoka, ker pri kotni sondi pleksi steklo zmanjša hitrost, pa tudi stična

površina med nastavkom in sondo ni idealna, kljub nanosu kontaktnega medija. Vsak zvar se

najprej pregleda z vizualno kontrolo ter s penetrantsko metodo, nato pa še z ultrazvokom. Na

zgornji sliki je prikazano merjenje s kotno UT-sondo, vidna je tudi pravilno pripravljena

površina merjenca in nanos kontaktnega medija.

Ob dobljeni indikaciji, ki jo pokaže ultrazvok, se lahko ugotovi, izmeri, za kako veliko

napako gre in ali je le ta indikacija relavantna. Da bi ugotovili vrsto napake, pa je potrebno

Kontaktni

medij

Stik med

nastavkom in

sondo

Smer

potovanja UT

valov

Razpoka, nespojeno mesto


51

uporabiti rentgen, z katerim material presevamo in vidimo, ali je to razpoka ali pa gre za

kakšno drugo vrsto napake.

Slika 27: Prikaz obsega indikacije na ekranu instrumenta

V tem primeru gre za neprivarjen koren zvara. Navpična ''y''-os na zgornjem grafu nam podaja

moč signala, vertikalna ''x''-os pa nam predstavlja velikost indikacije oziroma globino na

kateri se je pojavila indikacija. Signal v skrajnem levem kotu nam predstavlja mrtvo cono UT-

sonde, torej do globine približno 5 mm nam ultrazvok ne pokaže pravilnega rezultata.

Debelina materiala je nastavljena v tem primeru na 50 mm, vsak razdelek na ''x''-osi nam

predstavlja 5 mm debeline. Tako lahko natančno vidimo, za kako veliko indikacijo gre.

Z ultrazvokom torej ne odkrijemo, za kakšno vrsto napake gre, dobimo le signal, ki nam pove

ali je indikacija v mejah dopustne vrednosti ali pa je potrebno indikacijo preveriti še z drugo

metodo - rentgenom.

Rentgen nam pomaga določiti vrsto napake, lahko gre za vključke (žlindra pri varjenju), za

razpoko ali pa za dvoplastnost. Povzamemo lahko, da se metode med seboj dopolnjujejo, torej

z ultrazvokom določimo relavantnost indikacije, z rentgenom pa vrsto indikacije.

Mrtva cona

Dopustna vrednost

Indikacija

Obseg

napake


52

V praksi se rentgen redko uporablja, saj je od ultrazvoka veliko dražji, zaradi njegove

velikosti pa neuporaben pri zapleteni geometriji merjenja. Prav tako je rentgen omejen pri

debelejših materialih, z njim lahko presevamo le materiale debeline do 25 mm.

Slika 28: Pregled z rentgenom - nespojeno mesto

Ko odkrito indikacijo identificiramo, je potrebno določiti njeno kritičnost oziroma dopustnost.

To nam določa standard EN1435 - dodatek ( +A1 / +A2 ) – maj 2002. V standardu je točno

naveden postopek saniranja posamezne napake, ki ga potem predpiše merilec s certifikatom

Level 2.


53

V času praktičnega izobraževanja je prišlo do poškodbe na gredi mlina bloka 5. Poškodbo so

ugotovili z vizualno kontrolo pri preventivnem pregledu mlina. Na gredi je bila odkrita

indikacija, katero niso mogli sanirati v elektrarni, ampak je bila gred poslana na Ptuj v

podjetje TehCenter.

V podjetju TehCenter izdelujejo: metalurško procesno opremo, opremo za rudarstvo, opremo

za industrijska vozila, energetsko opremo ...

Zaradi njihovih storitev, ki so kompletna izdelava in montaža po naročnikovi dokumentaciji,

izdelava varjenih konstrukcij in zvarjencev, rezkanje, struženje, brušenje, sestava in varjenje,

termična obdelava … so bili najprimernejši za popravilo mlinske gredi.

Mlin bloka 5

Naloga mlina je, da zmelje premog na drobnejše dele, kateri so primerni za kurjenje v kotlu.

Premog, ki po transportnem traku pride iz premogovnika, hladi mlinsko gred, ki se pri mletju

zaradi trenja med kladivi in premogom močno segreva. Gred je tudi vodno hlajena, saj skozi

njo teče voda. Indikacija, ki so jo odkrili v TehCentru, se je s penetrantsko kontrolo pokazala

kot razpoka v globini od 40 do 50 mm, nato smo se prepričali o njeni globini in obsegu tudi z

ultrazvočno kontrolo. Z tehnologi in varilnimi strokovnjaki so se dogovorili o sanaciji in

tehnologiji varjenja gredi ter kakovosti končne obdelave. Razpoko so nato izstružili, med

postopkom struženja pa sta se s penetrantsko kontrolo občasno preverjala globina in obseg

razpoke. Začetna razpoka je bila dolžine 60 mm, v notranjosti gredi se je razširila do 120 mm.

Po končani strojni obdelavi gredi se je začel postopek navarjanja po tehnologiji varjenja, ki je

razviden iz priloge 9.5 na strani 63 in 64.


54

Opombe, ki jih predpiše tehnolog varjenja je potrebno dosledno upoštevati, da dosežemo

sprejemljivo kakovost zvarjenega mesta.

Po opravljenem varjenju so se opravile predpisane kontrole:

Visual Testing (VT) 100 %

Penetrant Testing (PT) 100 %

Hardnest Test (HT) 100 %

Ultrasound Testing (UT) 100 %

VT – vizualna kontrola

Po korektivni reparaturi se je ponovno opravila vizualna kontrola ležajne površine ležaja, pri

kateri so se odkrile manjše nepravilnosti, ki ne presegajo kriterij sprejemljivosti. V kolikor bi

nepravilnosti presegale kriterije sprejemljivosti kot jih predpisuje standard, bi bila potrebna

ponovna strojna obdelava površine. Področje, na katerem so bile napake so sanirali ter očistili.

Površina je razmaščena in brez posebnosti. Izvedli smo tudi dimenzionalno kontrolo celotne

konstrukcije, hrapavost, poroznost ter eventuelno prisotnost kraterjev, zajed, vključkov ter

primerjalno trdoto v toplotni vplivni coni. Po standardu DIN EN 473 je gred sprejemljiva.

Prilagam poročilo o vizualni kontroli v prilogi 9.6 na strani 65.

PT – penetrantska kontrola

Po vizualni kontroli smo površino očistili ter razmastili in pripravili površino na penetrantsko

kontrolo. Pri penetrantski preiskavi smo opravili postopek ocenjevanja, pregled, interpretacija,

klasifikacija ter evaluacija indikacij. Indikacije, ki smo jih našli z PT kontrolo na površini A

in B so bile velikosti od 0,5 do 0,7mm (posamezne pore) in so po standardu DIN EN 473

klasificirane kot nerelevantne indikacije in jih v poročilu nismo navedli. Stanje sanacije

poškodbe ležajne površine je sprejemljiva. Poročilo o penetrantski metodi se nahaja v prilogi

9.7 na strani 66.

HT- kontrola trdot

Po penetrantski kontroli smo opravili HT primerjalno kontrolo trdot na področju površine, ki

ni bila toplotno obdelana kakor tudi na površini gredi na kateri je bil vnos temperature zaradi

varjenja. Meritev smo izvedli na obeh površinah ležajnega naseda in jih označili po sistemu

ure kar je razvidno s slik v prilogi. Trdota primerjalne površine znaša 136 HB, izmerjena

trdota na konusni površini gredi pa 160 HB. Na osnovi rezultatov meritev je trdota navarjene

površine ustrezna, sprejemljiva. Prilagam poročilo v prilogi 9.8 na strani 67 in 68.


55

UT – ultrazvočna kontrola

Po opravljeni primerjalnem testu trdot smo opravili ultrazvočno kontrolo gredi pri kateri smo

se osredotočili na nehomogenost varjenega področja kot tudi indikacije razpok. Površino

preskušanca smo očistili vseh nečistoč, razmastili ter pripravili površino za pregled. Uporabili

smo dve vrsti sond, normalno SE-sondo ter kotno sondo 45°. Obseg pregleda je bil na celotni

površini materiala. Nanesli smo kontaktni medij gel ZGF. Relevantne indikacije velikosti 1 do

3 mm smo iskali do globine 40 mm. Smer skeniranja je bila vzdolžna in prečna. Standard

sprejemljivosti EN 10163-1, klasse 2, indikacije ki smo jih odkrili so bile velikosti od 0.5 do 2

mm na globini od 30 do 20 mm opisuje kot nerelevantne ter za samo obratovanje gredi niso

škodljive. Varjeno območje je sprejemljivo. Opisu prilagam poročilo o ultrazvočnem pregledu

v prilogi 9.9 na strani 69.


56

6 DISKUSIJA REZULTATOV

Neporušne metode so namenjene za odkrivanje napak, nepravilnosti v materialih in so širok

spekter kontrole. Iz rezultatov in prilog je razvidno, da se metode med seboj dopolnjujejo,

težko je opraviti pregled samo z eno metodo in na podlagi njenih rezultatov z gotovostjo trditi

da gre za napako, ki pa je lahko samo lažna indikacija. V praksi se vedno opravita vsaj dve

vzporedni metodi, razen če je že iz vizualnega pregleda razvidno, da gre za napako, ki jo je

potrebno sanirati preden se sklop, na katerem je napaka, spet poda v obratovanje. Vizualne

napake se skoraj vedno preverijo še z eno neporušno metodo, ker se lahko tako določi, za

katero vrsto napake gre. Odkrivanje posameznih napak na strojih, ki so v obratovanju, je

težko ali pa celo nemogoče. Ustavljanje takšnega energetskega objekta, kot je

Termoelektrarna Šoštanj, zaradi preventivnih pregledov mehanskih sklopov ni nikoli

izvedeno, preverijo se ob remontu ali pa se posamezen sklop izloči iz obratovanja, saj imajo

vedno rezervo (npr. dve črpalki obratujeta ena pa je v rezervi). Nekaterih delov pa ni mogoče

preveriti med obratovanjem, ker zaradi različnih dejavnikov instrumenti ne bi pokazali točnih

rezultatov ali pa je naprava nedostopna zaradi vročine. Kotlovske cevi se preverijo, ko je blok

v remontu ali pri krajših zaustavitvah, zato je še posebej pomembno, ali se pregledi opravijo z

največjo natančnostjo, da lahko blok do naslednjega remonta obratuje nemoteno. V ceveh se

navadno preveri debelino stene, ki se lahko stanjša zaradi abrazije (odnašanja materiala),

posebej pa se preverjajo tudi zvarna mesta, kjer je lahko predhodno prišlo do varilskih napak

ali utrujenosti materiala. Cevi in parovode je v kotlu težko variti zaradi prostorske omejitve in

težke dostopnosti, zato so to najbolj pogosta mesta za napake. Na zvaru se lahko z vizualnim

pregledom ugotovi le večjo razpoko ali pa premajhen uvar, zato se mesto zvara pregleda še s

penetrantsko metodo, ki pokaže, če gre za razpoko ter kako velika je. Pokažejo se tudi

morebitne poroznosti, ki pa jih z vizualno kontrolo ne moremo odkriti. Če je zvar kritičen , se

ga pregleda še z ultrazvokom (v kolikor je zvar dostopen in geometrijsko primeren). Z

ultrazvokom se ugotovi, če je na mestu pregleda indikacija napake, predvsem pomembno pa

je, da nam pove na kateri globini se nepravilnost nahaja. Za cevi je potrebno uporabiti sondo,

katera ima enak radius kot cev. Z ravno sondo bi lahko dobili napačne rezultate, lažne

indikacije. Uporabljajo se tudi kotne sonde, ki imajo različne stopinje presevanja (45° , 60°,

70°). Zvar se pregleda (v vseh smereh, ki jih, glede na vrsto zvarnega spoja, predpisuje

standard), da lahko dobimo relevantne rezultate zvara. Z ravno SE-sondo pa dobimo rezultate

le v navpični smeri, zato za zvare ravna sonda skoraj ni uporabna (pregledujemo samo

toplotno vplivni območje). Ultrazvočni instrument je potrebno pred vsakim pregledom

umeriti, kalibrirati na kalibracijskih blokih. Na instrumentu nastavimo t. i. vrata, ki

predstavljajo največjo dopustno vrednost napake in pa območje iskanja (slika 25). Preden

začnemo pregled, je pomembno, da je površina preiskovanca dobro očiščena. Pomemben

podatek je tudi hitrost potovanja zvoka skozi material. Vsak material ima drugačno hitrost,

navadno pa jih imajo merilci v evidenci. Da sploh lahko ocenimo, za kateri material gre, je

potrebno izmeriti trdoto materiala. Ker z ultrazvokom samo odkrivamo napake (indikacije),

moramo z rentgenom ugotoviti vrsto napake. Rentgen material preseva, vendar je pri

debelejših materialih (nad 25 mm) neuporaben, tam pa si pomagamo z izotopi (Ir 192 ali Co

60). Ugotovimo, da sta ultrazvok in rentgen nerazdružljiva. Rentgen pokrije slabost

ultrazvoka pri tankih materialih, ki ga zaradi mrtve cone sonde ne moremo pregledati. Slika


57

27 nam kaže indikacijo na globini od 23 mm pa do 34 mm, ne moremo pa z gotovostjo trditi,

za katero vrsto napake gre. V praksi je ceneje in hitreje, če se material izbrusi do spodnje

globine indikacije in se ga ponovno navari, kot pa da bi ga pregledovali z rentgenom. Slabost

rentgena je tudi omejena intenziteta sevanja kot tudi zaradi njegove velikosti nedostopnost na

delovišču, ki ga je potrebno dodatno zaščititi pred sevanjem, na področju njegovega delovanja

je potrebno zagotoviti vse varnostne zaščitne mere, kar pa je v nekaterih primerih skoraj

nemogoče. Napake odkrivamo v notranjosti materiala ali pa na njegovi površini. Površinske

napake se odkrivajo tudi z magnetno metodo, kjer se razpoke in pore (zajede) zelo nazorno

pokažejo. Spet pa z magnetno metodo ni mogoče ugotoviti globine razpok, kar pa ugotovimo

z drugimi NDT metodami. Po končanem pregledu je vedno potrebno narediti poročilo o

stanju preskušanca in pa natančna navodila za saniranje morebitnih napak. Poročilo naredimo

predvsem zato, da se ob naslednjem pregledu preveri, ali so se napake razširile ali pa so ostale

na obsegu prejšnjega pregleda.

Pri mlinski gredi Bloka 5 je bila ugotovljena napaka pri preventivnem pregledu. Identificirali

in sanirali so jo v podjetju TehCenter. V podjetju TEŠ je bilo izdano navodilo za varjenje,

katero vsebuje pomembne podatke za varilce. Varilec se mora držati navodila, ki ga izda

varilni tehnolog in osebje za neporušne preiskave. Po opravljenem varjenju se površina

ponovno pripravi na pregled in se ponovno preveri, ali so napake še vedno prisotne ali pa so

bile odpravljene. Pri prvem pregledu je bilo ugotovljeno, da so napake še vedno prisotne v

večji meri, kot to dovoljuje standard, zato se je gred še enkrat izbrusila in se ponovno

navarila. Drugi pregled ni pokazal napak, ki bi bile po standardih nesprejemljive. V poročilih,

ki so v nalogi dodana kot priloge (priloga 9.6, priloga 9.7, priloga 9.8, priloga 9.9), so

navedeni vsi podatki, ki so bili izmerjeni pri drugem pregledu, torej uspešno zaključena

poročila. Omejitve v tem primeru so bile geometrijske narave. Velike premere, kot je mlinska

gred, se zaradi lomljenja ultrazvočnih valov preseva samo do določene globine, nato se valovi

zvoka odbijejo v povsem drugi smeri, tako da detekcija s kotnimi sondami ni več mogoča oz.

ehojev, ki jih vidimo na ekranu, ni mogoče z gotovostjo ocenjevati. Pojavlja se tudi, tako

imenovano sipanje žarkov na površini, ki nam popačijo rezultate presevanj. Pri materialih, kot

je v našem primeru, je zaradi utrujenosti materiala kot njegove kristalne strukture notranjost

kristalov neenakomerno porazdeljena glede na dinamične obremenitve, ki delujejo na gred kot

tudi na različna področja, ki so toplotno izpostavljena različnim temperaturam (tudi do 100°

razlike na dolžini 200 mm). Rezultati ultrazvočnega pregleda so v tem primeru zadovoljivi in

se skladajo s standardom EN 10163-1.


58

7 SKLEP

Potrdimo lahko, da se metode med seboj dopolnjujejo oziroma se zaradi zagotavljanja

točnejših rezultatov uporabita dve ali pa več metod vzporedno. Tako smo lahko prepričani, da

gre za napako in ne samo za lažno indikacijo, zaradi katere bi lahko iz obratovanja po

nepotrebnem izločili posamezne naprave ali pa bi zaradi netočnosti metode preskušanec dali

nazaj v obratovanje. Neporušne metode so pomembne z ekonomskega vidika, saj lahko po

opravljenem pregledu posamezne dele vrnemo v obratovanje, ker materiala ne poškodujemo

do te mere, da bi ga bilo potrebno zamenjati in s tem povečamo sposobnost nemotenega

delovanja vseh sklopov termoelektrarne ter ekonomsko učinkovitost podjetja.

Ultrazvočno kontrolo je najbolje kombinirati še z rentgenom, vendar je zaradi njegovih

slabosti to malokrat izvedljivo. Najpogosteje se v praksi ultrazvok kombinira z penetratsko ter

magnetno metodo, ki je nekoliko enostavnejša. Če gledamo iz ekonomskega vidika, v

Termoelektrarni rentgen ne upraviči svoje cene, rezen v izrednih razmerah, kjer vse druge

metode niso izvedljive zaradi raznih faktorjev samega obratovanja energetskih naprav, saj se

le redko uporablja. Ultrazvok uporabljajo vsakodnevno, zato je nakup dragih naprav in

usposabljanje osebja, katero tudi veliko stane (Certifikat za ultrazvočne preiskave Level 2

stane 1800 €) ekonomsko opravičljiv.


59

8 VIRI, LITERATURA

[1] PRAUNSEIS, Zdravko, TOYODA, Masao, SUNDARARAJAN, T. Fracture behaviours

of fracture toughness testing specimens with metallurgical heterogeneity along crack

front.Steel res., Sep. 2000, 71, no 9, str. 366-373. [COBISS.SI-ID 10643478]

[2] TOYODA, Masao, PRAUNSEIS, Zdravko, OHATA, M. Lomno obnašanje zvarov pri

statičnih in dinamičnih obremenitvah. Varilna teh., 2000, letn. 49, št. 4, str. 123-127.

[COBISS.SI-ID 6019350]

[3] PRAUNSEIS, Zdravko, SUNDARARAJAN, T., TOYODA, Masao, OHATA, Mitsuru.

The influence of soft root on fracture behaviors of high-strength, low-alloyed (HSLA)

steel weldments. Mater. manuf. process., 2001, vol. 16, 2, str. 229-244. [COBISS.SI-

ID 10643734]

[4] PRAUNSEIS, Zdravko, TOYODA, Masao, OHATA, Mitsuru. Vpliv mikrostrukturnih

sestavin M-A na žilavost in metalurške lastnosti visokotrdnostnih zvarov. Varilna teh.,

2001, vol. 50, 4, str. 132-139. [COBISS.SI-ID 6895382]

[5] PRAUNSEIS, Zdravko, TOYODA, M. Fracture toughness evaluation of mis-matched

weld joints. Weld. world, 2001, vol. 45, special issue, str. 195-199. [COBISS.SI-

ID 7786518]

[6] Strojno tehnološki priročnik; Mario Jež, Ladislav Kasec, Karel Kuzman, Hinko Muren,

Viktor Prosenc, Jože Puhar, Janez Žvokelj; Ljubljana 1978; str. 9 – 60.

[7] Razvoj tehnologije nerjavnih jekel, bogatih z dušikom; Arh Boštjan, Kovučič Blaženko,

Tehovnik Franc, Triplat Jožef

[8] Konstrukcijska gradiva; doc. dr. Roman Šturm; Univerza v Ljubljani, Fakulteta za

Strojništvo

[9] Jeklene konstrukcije; zapiski predavanj; Ismet Zukić, Goran Keser; Univeza v Mariboru,

Fakulteta za Gradbeništvo

[10] Tehnologija varjenja; Inoslav Rak; Ljubljana 2008; str. 66 – 157.

[11] Tečaj iz neporušnih preiskav; TEŠ.

http://cobiss.izum.si/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=COBIB&RID=10643478






60

9 PRILOGE

9.1 SEZNAM SLIK

Slika 1: Magnetit ............................................................................................................................. 2

Slika 2: Hematit ............................................................................................................................... 3

Slika 3: Varjenje pod praškom ..................................................................................................... 15

Slika 4: Princip TIG-varjenja ....................................................................................................... 16

Slika 5: Princip varjenja z MIG/MAG-postopkom ..................................................................... 19

Slika 6: Napetostna razpoka – neodpravljene napetostne razpoke ............................................ 22

Slika 7: Varilska nepravilnost – posledica vakuuma v cevi ....................................................... 22

Slika 8: Krhki lom ......................................................................................................................... 27

Slika 9: Žilavi lom......................................................................................................................... 28

Slika 10: Termične razpoke - čelni pogled .................................................................................. 29

Slika 11: Razpoke zaradi termičnih obremenitev - prečni pogled ............................................. 30

Slika 12: Termična razpoka, paralelno usmerjena po dolžini cevi ............................................ 31

Slika 13: Korozija - "odžiranje" materiala .................................................................................. 32

Slika 14: Obraba materiala (gnetenje) ......................................................................................... 33

Slika 15: Posledica abrazije, posledično nanos oblog v cevi ..................................................... 34

Slika 16: Prikaz tehnologije na zaslonu ....................................................................................... 39

Slika 17: Ravna UT-sonda............................................................................................................ 40

Slika 18: Kotni nastavek UT-sonde ............................................................................................. 40

Slika 19: Kalibracijska bloka K1 in K2 ....................................................................................... 42

Slika 20: Standardne kalibracijske oddaljenosti za blok K1 (za ravno UT-sondo) .................. 43

Slika 21: Pot zvoka in zaporedje večkratnih ehojev pri bloku K2 ............................................. 44

Slika 22: Disperzija zvočnega snopa zaradi različne kakovosti skenirane površine ................ 45

Slika 23: Vpliv kakovosti skenirane površine na obliko ultrazvočne indikacije ...................... 45

Slika 24: Posamezni primeri geometrijskih indikacij ................................................................. 46

Slika 25: Nastavljeno območje merjenja - ''vrata'' za kotno sondo 45° ..................................... 49

Slika 26: Primer pregledovanja zvara .......................................................................................... 50

Slika 27: Prikaz obsega indikacije na ekranu instrumenta ......................................................... 51

Slika 28: Pregled z rentgenom - nespojeno mesto ...................................................................... 52

9.2 SEZNAM TABEL

Tabela 1: Lastnosti posameznih faz ............................................................................................... 4

Tabela 2: Označevanje jekel po EN 10025-2 standardu (nelegirana konstrukcijska jekla) ....... 9

Tabela 3: Smernice za uporabo jekel nosilne konstrukcije po kvalitetnih razredih.................... 9

Tabela 4: Mehanske lastnosti nevarjenih cevi (JUS C.B5.021) ................................................. 11


61

9.3 CERTIFIKAT MAGNETNE PREISKAVE


62

9.4 CERTIFIKAT ULTRAZVOČNE KONTROLE


63

9.5 SISTEM VODENJA / NAVODILO ZA VARJENJE – WPS


64


65

9.6 SISTEM VODENJA / POROČILO O VIZUALNI KONTROLI GREDI


66

9.7 SISTEM VODENJA / POROČILO O PENETRANTSKI KONTROLI


67

9.8 SISTEM VODENJA / POROČILO O MERITVI TRDOT


68


69

9.9 SISTEM VODENJA / POROČILO O ULTRAZVOČNEM PREGLEDU TER

REZULTATIH


70

9.10 IZJAVA O ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE VERZIJE

DIPLOMSKEGA DELA IN OBJAVI OSEBNIH PODATKOV AVTORJA

Documents

DETEKCIJA KRITIČNIH NAPAK V - COnnecting REpositories · 2017. 11. 27. · Zaradi obsežnosti naloge se v odkrivanje napak v barvnih kovinah in zlitinah ne bom poglabljal, bom pa