English
Kort svar: Oförstörande provning av gjutgods delas in i volymrelaterade metoder, som röntgen och ultraljud, och ytrelaterade metoder, som penetrant, magnetpulver och virvelström. Ingen metod hittar alla fel, så valet görs utifrån vilken defekttyp som misstänks, och ofta behöver man prova sig fram.
Yt- eller volymmetod
Utgångspunkten är var felet sitter. Metoder som ser in i godset kallas volymrelaterade. Hit hör akustiska metoder och ultraljud samt radiografiska metoder med röntgen eller isotop och datortomografi. Ytrelaterade metoder letar efter fel i eller nära ytan: penetrantprovning, magnetpulver, okulär besiktning och termografi, liksom magnetiska metoder och virvelström.
Alla metoder har begränsningar. Därför är det normalt att kombinera dem eller att pröva sig fram till den som fungerar bäst för just den detaljen och den förväntade felbilden. Den här artikeln går igenom varje metod för sig; den kortare översikten finns i kvalitetskontroll vid metallgjutning.
Röntgen och datortomografi
Radiografisk provning liknar röntgen hos tandläkaren. Strålning från ett röntgenrör eller en radioaktiv isotop riktas mot gjutgodset, och en del passerar igenom och träffar en film eller annan mottagare på baksidan. Finns en inre defekt blir godset lokalt tunnare, mer strålning släpps igenom och filmen svärtas mer just där. På så sätt hittas inneslutningar, sprickor och porer inuti detaljen.
Film kan ersättas av digital registrering eller TV-kamera med bildförstärkare, vilket gör att resultatet kan dokumenteras och förstoras. Datortomografi är en etablerad metod för att studera både inre geometri och defekter i tre dimensioner. Vanligast är system för lättmetallgods upp till 200 mm med relativt låg röntgeneffekt. Eftersom strålningen måste hållas inne ökar behovet av inkapsling kraftigt med högre effekt, vilket gör tjocka stål- och gjutjärnsdetaljer till en större utmaning än lättmetall.
Resonansprovning
Resonansprovning mäter detaljens egenfrekvens. Frekvensen beror på formen, vikten och elasticitetsmodulen, och i gjutjärn påverkas elasticitetsmodulen av grafitens form och mängd. Detaljen sätts i svängning, vibrationerna registreras och jämförs med lagrade värden för just den detaljen för att avgöra om den kan godkännas.
Metoden är mest beprövad för att kontrollera grafitutformningen i segjärn: ju högre sfäroidiseringsgrad, desto högre resonansfrekvens. Sambandet måste fastställas för varje typ av detalj. Metoden kan även användas för kantvithet och draghållfasthet i gråjärn och för yttre defekter, och med ett expertsystem kan sprickor och porer upptäckas.
Ultraljud
Ultraljud skickar in ljudvågor, vanligen med frekvens 0,5–10 MHz, i detaljen. Vågorna reflekteras eller hindras av defekter. Metoden används för att hitta sprickor, inneslutningar och porer, men också för att mäta godstjocklek och bedöma struktur och elastiska egenskaper.
- Inre fel: vanligast är ekometoden, där sökaren både sänder och tar emot. Ett fel syns som ett eget eko eller som bortfall av botteneko.
- Dimension: när ljudhastigheten i materialet är känd kan godstjockleken räknas ut ur tiden för en reflektion mot bottenytan.
- Struktur: ljudhastigheten beror på grafitens form och används framför allt för att kontrollera sfäroidiseringsgraden i segjärn. Kalibreringskurvor måste tas fram för varje detalj, legering och leverantör.
Magnetiska metoder, magnetpulver och virvelström
Magnetiska metoder inducerar ett magnetfält i detaljen med elektrisk ström. Den traditionella varianten sprayar detaljen med järnpartiklar för att visa magnetiskt läckage. Modernare utrustning avläser fältet och jämför mot referensobjekt. Metoderna är snabba och anses lätta att automatisera, men de ger främst utslag för egenskaper i ytan och fungerar bara på ferromagnetiskt material.
Virvelströmsprovning, den induktiva metoden, placerar gjutstycket i en spole med ett växlande magnetfält. Den är känslig för sprickor, inneslutningar och ojämnheter i både magnetiska och omagnetiska material och kan även ge besked om skikttjocklek, strukturvariationer, hårdhet och kemisk sammansättning i ytskiktet.
Penetrantprovning
Penetrantprovning visar sprickor, veck, porer och liknande fel som är öppna mot ytan. En färgad eller fluorescerande vätska läggs på, överskott tas bort och en framkallare drar ut vätskan ur felet så att en tydlig indikation bildas. Metoden avser alltså ytöppna fel, inte fel som ligger under ytan.
Läcksökning
Läcksökning kontrollerar tätheten. Begreppet är relativt: vattentät, dammtät och gastät beskriver spännvidden, och känsligheten beror på tryckmediet. En vanlig metod är invändigt övertryck med luft, där godset sänks ned i vatten och bubblor visar läckaget (bubbeltest). För seriegods används ofta halvautomatisk utrustning som jämför tryckfallet mot en referensbehållare och ger besked när läckaget överstiger ett bestämt värde.
IR-kamera och visuella metoder
Termografi tillför energi, till exempel med en ljusblixt, och använder en IR-kamera för att se hur värmen sprider sig. Porer och sprickor stör värmetransporten, så även fel under ytan kan synas. Gjutgods har dock hög värmeledning och reflekterar ofta ljus, vilket gör metoden svår. Det finns också enklare visuella hjälpmedel som förstoringsglas, mikroskop, fiberoptik och videoskop.
Vilken metod som passar en viss detalj och defekttyp bör avgöras tillsammans med leverantören redan vid offertskedet. Hur gods kan utformas för att undvika fel beskrivs i guiden om konstruktion av gjutgods. Traficator hjälper inköpare att matcha detaljen mot rätt leverantör via sitt leverantörsnätverk i Europa och Asien.
Vanliga frågor
Vilken metod hittar inre porer och sprickor?
Röntgen (radiografi) och ultraljud är de vanligaste volymmetoderna för inre porer, sprickor och inneslutningar. Datortomografi visar dessutom defekterna i tre dimensioner.
Vilken metod passar för fel i ytan?
Penetrantprovning hittar fel som är öppna mot ytan. Magnetpulver och virvelström är också ytinriktade, men magnetpulver fungerar bara på ferromagnetiskt material.
Kan man kontrollera täthet utan att förstöra detaljen?
Ja, med läcksökning. Detaljen trycksätts, vanligen med luft, och läckage visas antingen med bubbeltest i vatten eller genom mätning av tryckfall mot en referensbehållare.
Varför räcker inte en enda provningsmetod?
Alla metoder har begränsningar och ser olika typer av fel. Därför prövar man sig ofta fram till rätt metod eller kombinerar flera.
Tillbaka till översikten: Metallgjutning