1
MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
TSE
DENEY RAPORU-1
SIVI PENETRANT MUAYENESİ
ÖĞRENCİLER:
CEREN SALMAN
YELDA GÜNDEĞER
BEYTULLAH KURNALI
AYŞEGÜL HALAMOĞLU
DENEY SORUMLUSU:
ALİ BAY
2016
2
A
1. MALZEME HAKKINDA BİLGİ
Malzememiz K-18 parti numaralı kaynaklı plakadır. Türbin kanadının bir parçasıdır. Tahribatsız hasar analizinin yapılacağı bölge dikişli yani kaynaklı bölgedir ve etrafında ısıdan etkilenmiş haz bölgesidir. Kaynaklı malzemelerde çatlak benzeri kusurlar kaynak bölgesi veya kaynak yakınlarında sıklıkla görülmektedir. Bu çatlakları tayin edebilmek için tahribatsız hasar analiz yöntemlerinden sıvı penetrant yöntemi uygulanacaktır.
2. SIVI PENETRANT YÖNTEMİ
Yüzey hatalarının tespitinde kullanılan bir yöntemdir. Muayene yüzeyine açık süreksizlikler, içine kapiler etki ile nüfuz etmiş olan penetrant sıvısı, geliştirici tarafından tekrar yüzeye çekilerek süreksizlik belirtileri elde edilir. Süreksizlikler çatlak türü ise çizgisel belirtiler, gözenek türü ise yuvarlak belirtiler elde edilir.
Ancak yöntemin uygulanabilmesi için iki ön şarta bağlıdır:
1) Hata malzemenin yüzeyinde olmalı ve hatanın ağzı açık yani penetrant sıvının nüfuz etmesine olanak verecek şekilde olmalıdır.
2) Muayene edilecek parçanın malzemesinin kullanılacak penetrant sıvısına dayanaklı olması, yani korozif bir hasarın söz konusu olmaması gerekir. Çünkü sistem devam etmektedir. Bu yüzden malzememizin ömrünü ret kararı alınana kadar uzun tutmalıyız.
Sıvı penetrant yöntemi tipik yüzey hataları olarak sayılabilecek çatlakların, porların, birleşme (kaynak) hatalarının, katmerlerin(haddeleme hataları) ve katlanmaların belirlenmesine uygundur. Sıvı penetrant yöntemi genellikle tüm malzemelere uygulanabilir bir yöntemdir. Sadece PTFE ( Teflon) ye uygulanamaz. Bunun nedeni ise sıvı penetrantın yüzey geriliminin teflondan büyük olması ve dolayısıyla teflonun yüzeyini ıslatamamasıdır. Penetrantın yüzey gerilimi 0,028-0.035 N/m dir. Teflonun yüzey gerilimi ise 0,019 N/m‘dir.
3
2.1 SIVI PENETRANT YÖNTEMİNİN AKIŞ DİYAGRAMI VE BASAMAKLARI
Şekil 1: Sıvı penetrant yönteminin akış diyagramı
2.1.1 ÖN TEMİZLİK
Malzeme gözle muayene yapıldıktan sonra ön temizlik ile muayene işlemlerine başlanılır. Ön temizleme işleminin amacı; parça yüzeyinde olabilecek hatalara penetrant sıvının eksiksiz ve rahatça nüfuz etmesine olanak sağlayacak ortamın oluşturulmasıdır. Bu nedenle parça yüzeyindeki kabuk, pas, yağ, boya veya galvanik kaplamalar mekanik veya kimyasal temizleme yöntemleriyle temizlenmelidir. Biz bu muayenemizde mekanik temizleme yaptık. (Mekanik temizlemedeki ön şart; çatlak ağızlarının kapanmaması ve malzemeye yüzeyinde plastik deformasyon oluşmamasıdır.)Yüzeyi asetonla spreyleyerek fırça yardımıyla yüzeyi pas, pislik, kabuk ve yağlardan arındırdık.
Eğer malzememiz, mekanik temizleme için çok yumuşak olsaydı kimyasal temizleme yöntemi uygulamamız gerekirdi.
4
Şekil 3: Fırça yardımıyla yüzeyin temizlenmesi
2.1.2 PENETRANT SIVISININ UYGULANMASI
Penetrant sıvı muayene edilecek parçaya sprey, yıkama, fırça ile sürme veya bazı durumlarda daldırma suretiyle uygulanır. Dikkat edilecek nokta penetrant sıvısının muayene edilecek yüzeyi eksiksiz ıslatmasıdır. Temel olarak iki çeşit penetrant sıvı vardır:
1) Renkli penetrant sıvılar
Genellikle penetrant sıvılar kırmızı renklidir. Penetrant sıvının özelliği yüzey çatlakları ve boşluklarına girebilmesidir. Gün ışığı altında görülürler.
2) Fluoresan penetrant sıvılar
Fluoresan penetrant sıvılar UV ışınları altında ve karanlık ortamda test yapılabilir özelliğe sahiptirler.
Penetrant sıvının nüfuz etme süresi penetrant sıvısının özelliklerine, muayene sıcaklığına, muayene edilen parçanın özelliklerine ve ön görülen hataların türüne bağlıdır.Genellikle 5-40 dakika arasındadır.
Muayene sıcaklığı ise penetrant sıvısının özelliklerinin sıcaklıkla değişmesinden dolayı önemlidir. Genellikle 5-50 °C dir.
5
Gün ışığında uygulayacağımız penetrant sıvı için görünür ışık en az 500 lux olmalıdır. Bunu KONICA MINOLTA markalı görünür ışık metresi ile ölçtük ve değerimiz yaklaşık olarak 710 lux olarak bulundu. Daha sonrasında parça sıcaklığı 21.8 Celcius olarak ölçüldü. Hem su ile hem de çözücü ile yıkanabilen renkli penetrant sıvı uygulaması için şartlar kontrol edildikten sonra Şekil 5 'de görüldüğü gibi sıvı yüzeye homojen dağılacak şekilde püskürtüldü.
Şekil 4: Test edilecek parçanın sıcaklığının ölçülmesi
6
Penetrant sıvının iyice nüfuz etmesi için ,yüzeyde, 15 dakika bekletildi. 15 dakikanın sonunda spreyle sıktığımızda kenarlara giden ve ara yıkama işleminin daha iyi yapılabilmesi için , çok bastırmadan , fazla penetrantı havlu kağıt ile temizledik.
Şekil 6: Fazla penetrantın ara yıkama öncesi yüzeyden hafifçe alınması
Şekil 7: Kullanılan UV penetrant, kırmızı penetrant , temizleyici ve geliştirici spreyler
7
UV ışığında uygulayacağımız penetrant sıvı için ise görünür ışık en fazla 20 lux olması gerekir. Bunu da TIEDE marka UV metre ile ölçtük. Yaklaşık olarak 10 lux değerlerinde ölçümümüzü aldık. UV ışık ise en fazla 10 W/m2 olmalıdır.
Bu uygulamayı kısaca görmek adına uyguladık. Öncelikle uygulanacak odanın ışık açısından uygunluğu kontrol edildi. Uyguladığımız parça standartları belilrlemek için kullanılan kontrol panellerinden biriydi. Parçaya PFINDER markalı 902 türü fluoresan penetrant sıvısı kullanıp UV ışığı altında inceleme yaptık. Penetrant sıvısı 25-30 cm yukarıdan spreyle yüzeye sıkıldı. Oda sıcaklığında uyguladığımız penetrant sıvısının nüfuz etmesi için yine 15 dakika bekletildi. Bundan sonraki ara yıkama ve kurutma işlemleri için karanlık odaya gereksinim yoktur. Bu işlemleri gün ışığında yapılabilir.
Şekil 8:UV ışık kaynağı ile yüzeydeki hataların gözlemlenmesi
(a) (b)
8
2.1.3 ARA YIKAMA VE KURUTMA
Penetrant sıvı uygulaması için öngörülen süre tamamlandıktan sonra parça yüzeyindeki penetrant sıvının hata içine nüfuz etmiş penetrant sıvıya zarar vermeden temizlenmesi gereklidir. Ara yıkamada su, emülsifer veya çözücü kullanılabilir. Ara yıkama açısından parça yüzeyinde var olduğu öngörülen hatanın geometrisinde büyük önem taşımaktadır. Parça su ile yıkandıysa , yıkamadan sonra parça mutlaka kurutulmalıdır. Ancak çözücü bazlı temizleyici kullanıldıysa kurutmaya gerek yoktur.
Bu aşamada ise,ara yıkamada, PFINDER 890 markalı temizleyici sprey kullandık. Doğrudan penetrant uyguladığımız bölgeye gelip , nüfuz eden penetrant sıvıyı da dışarı çıkarmaması için peçete üzerine sıkıp yüzeyi temizledik. Çünkü amacımız sadece fazlalık olan penetrantı temizlemek.
9
2.1.4 GELİŞTİRİCİNİN UYGULAMASI
Geliştirici uygulaması, ara yıkama işleminden hemen sonra yapılmalıdır. Çünkü tam bu zaman diliminde hataların içindeki penetrant sıvı yüksek sürünme kabiliyeti nedeniyle dışarıya çıkmaya yüz tutar. Görüntü çok zayıf olacağından geliştirici yardımıyla kuvvetlendirilir ve yüzeyde kontrast farkı oluşturulur. Geliştirici ile açığa çıkan çatlaklar sonucunda parçanın kabul ve ya red kararı alınır.
Biz geliştirici uygulamasında PFINDER871 solvent bazlı hızlı kuruyan yaş geliştirici kullandık. Yaş geliştirici iyice çalkalandıktan sonra sprey ile yüzeye dik bir şekilde püskürttük. 15 dakika boyunca parçanın yüzeyini gözlemledik.
Şekil 11: Uyguladığımız hızlı kuruyan, çözücü bazlı yaş geliştirici
10
2.1.5 DEĞERLENDİRME
Geliştirme süresini takiben parça yüzeyinde hata görüntülerinin değerlendirilmesi gözle, büyüteçlerle veya kontrastı iyileştiren gözlüklerle yapılır. Biz bu uygulamamızda kırmızı renkli penetrant sıvı kullandığımız için değerlendirmeyi normal ışık altında ve gözle yaptık.
Öncelikle hata ağızlarının açılması için temizledik. Parça sıcaklığımızı ve ortamın aydınlığını ölçtük. Test için uygun ortam koşulu sağlandığında başladık. Kullanıdığımız penetrant sıvısına göre ara yıkamada kurutma yapıp yapmayacağımıza karar verdik. Hem su ile hem çözücü ile yıkanan penetrant sıvımızı çözücü bazlı temizleyici ile temizledik ve kurutma yapmadık. Daha sonrasında geliştiricimizin yaş mı kuru mu olduğunun tespitini yaptık, yaş geliştirici kullandık . 15 dakika boyunca parçadaki değişimleri gözlemledik. Çatlaklarımızın yerini belirlemek için parça boyutumuzu ve çatlakların konumu belirledik. Çünkü geliştirici uygulamasından sonra son temizleme yapılacak ve çatlakların konumu Şekil 13 'de ki gibi görünmeyecek. Bizden sonra bir başkasının tekrarlayacağı penetrant uygulamasında, çatlakları görmek için parçayı nasıl tutması gerektiğini tayin etmesi için , aşağı yukarı çatlak yerini doğru tayin edip etmediğine karar vermesi açısından önemli bir ayrıntıdır.
11
3. SONUÇ
Yapılan değerlendirmeler sonucunda orta yüzeyde irili ufaklı çatlaklar tespit edilmiştir.Ek olarak haz bölgesindeki kontrast farkı çatlak olarak değerlendirilmemektedir. Onlar yanma oluklarıdır ve kaynaktan kaynaklanmaktadır.Numunemizin boyu yaklaşık 27cm’dir. Görülen çatlakların konumu ise şu şekilde tespit edilmiştir:
İlk Çatlak : Soldan itibaren 11 cm ötedir. Son Çatlak: Soldan itibaren 14,5 cm ötedir.
.
Şekil 14: Çatlakların konumunun kağıt üzerine çizilmesi
Bu yöntemle çatlakların derinliği hakkında bilgi edinemeyiz. Şekil 13 'de çok ince bir nokta gibi görünen hatanın derinliği için kısa demek yanlış olur. Çünkü çok derin ve ya büyük bir alana yayılmış bir çatlak olabilir. Ancak biliyoruz ki parçamızda bulunan ,birden fazla olan, çatlaklar birbirini etkilemektedir ve bunlar lineer hata olarak adlandırılmaktadır. Eni boyunun 3 katını geçiyorsa lineer hata denir.Teste başlamadan önce gözle muayene ettiğimizde parçamızda net olarak görülen çatlaklar ret sebebidir.
12
4. SON TEMİZLEME
Tüm işlemlerin bitmesinin ardından daha sonraki deneyler için malzemeye yapılan işlemlerin tamamen giderilmesi amacıyla son temizleme yapılmıştır. Eğer malzeme ret kararı aldıysa son temizleme işlemine normalde gerek yoktur. Ret kararı alınmadıysa , parça sistemde yerini tekrar alacaksa korozif etkilerden kurtulmak için parça kesinlikle temizlenmelidir.
Malzeme suyun altına sokulup penetrant sıvısı iyice temizlenmiş, daha sonra peçeteyle durulanmıştır. En son penetrant sıvımız çözücü bazlı sıvı olduğundan iyi bir temizleme olması için asetonla temizleme uygulanmıştır ardından kendi kendine kurutma işlemine bırakılmıştır. Ama eğer parçayı tekrar kullanacak olsaydık kurutma makinesi kullanabilirdik.
