Replikace v průmyslovém nedestruktivním testování materiálů

Aplikace a použití replikačních hmot Kulzer

Replikační materiály Kulzer-technik (produkty zaměření "Impressions") jsou navrženy pro situace, kdy tradiční laboratorní metody nejsou proveditelné nebo jsou nežádoucí. Umožňují inspekce dílů, které jsou příliš velké nebo těžké pro transport a manipulaci v laboratoři a současně požadavek na nedestruktivní zkoumání, aby nedošlo k poškození integrity komponenty.

Klíčové oblasti testování a dokumentace:

• Dokumentace opotřebení
• Měření počátečních vzorků a prototypů
• Dokumentace šíření trhlin

Výhody replikace v nedestruktivním testování materiálů (NDT)

Snímání otisku složité komponenty pomocí replikačního tmelu na bázi silikonu.

V rámci nedestruktivního testování (NDT) hraje metalurgická replikace klíčovou roli. Jedná se o techniku pro hodnocení mikrostruktur zařízení v provozu (tlakové ohřívače, kotle, potrubí a reaktory). Metoda umožňuje identifikovat typ materiálů (např. litiny, austenitické nerezové oceli, uhlíkové oceli), detekovat degradaci vysokou teplotou a další mikrostrukturní změny, posoudit poškození tečením pozorováním metalurgických rysů (včetně sferoidizace, tvorby izolovaných a orientovaných dutin, mikrotrhlin a makrotrhlin), analyzovat tepelné úpravy a kategorizovat povrchové indikace, jako jsou pórovitost, struska, laminace, trhliny a švy.

Replikace je nákladově efektivnější a méně rušivá činnost než fyzické odebírání vzorků. Proces typicky zahrnuje broušení a leštění povrchu, následné leptání pro odhalení mikrostruktury a poté vytvoření otisku tenkým filmem, který lze analyzovat v terénu pomocí přenosného optického mikroskopu nebo v laboratoři.

Replikace není pouhou náhradou za přímou inspekci, ale rozšiřuje rozsah a hloubku analýzy. Umožňuje zkoumat mikrostrukturní rysy, jako je velikost zrna, trhliny a karbidy, a mechanismy poškození. Materiály jako Provil Black umožňují přesné optické měření i velmi jemných struktur, například leptaných mikrostruktur, a otisky lze analyzovat mikroskopicky, laserovými jednotkami nebo testerem drsnosti. Otisky Technovit 2200 lze vyhodnocovat světelným mikroskopem nebo skenovacím elektronovým mikroskopem (SEM). To znamená, že replikace umožňuje efektivní přenos detailní analýzy "laboratorní úrovně" z terénu do specializovaných laboratoří, což vede k přesnějším diagnózám a informovanějším rozhodnutím o integritě materiálu.

Replika povrchu hmotou Technovit 3040 pro optické zkoumání.

Jak replikace zvyšuje přesnost diagnostiky v průmyslové praxi

Produkty Kulzer-technik jsou navrženy tak, aby fungovaly synergicky v rámci širšího NDT ekosystému. Replikace může potvrdit pozorování provedená jinými nedestruktivními metodami, jako jsou akustické emise, penetrační zkoušky a ultrazvuková detekce vad, a posunout tato hodnocení o krok dál k identifikaci povahy vady, například zda se jedná o mezikrystalovou korozi nebo transkrystalovou únavu.

Přínos těchto replikačních materiálů se zvyšuje, když se používají ve spojení s jinými NDT metodami (např. vizuální kontrola, ultrazvukové testování, rentgenová radiografie, zkoušení vířivými proudy) poskytují doplňující a hlubší vhled do stavu materiálu, což vede k robustnějším posouzením integrity a informovanějším rozhodnutím o opravě, provozu nebo výměně komponent.

Příklady průmyslové aplikace replikačních hmot a prostředků Kulzer

Tři typy replikačních hmot, tři silné stránky

V praxi se osvědčily tři metody pro rozměrově přesné otisky, z nichž každá pokrývá různé požadavky a oblasti použití:

Tyto klasické dvousložkové systémy se snadno používají, jsou nákladově efektivní a dobře se hodí pro rychlé, hrubé otisky. Jejich úroveň detailů je v porovnání poněkud omezená, proto se používají především pro dočasné repliky nebo jednoduché geometrie.

 

Silikony nabízejí vynikající reprodukci detailů, vysokou elasticitu a rozměrovou stálost. Používají se zejména v metalografii, analýze prasklin a testování koroze. Jejich chemická odolnost a dlouhodobá stabilita je činí ideálními pro náročné aplikace.

Světlem tuhnoucí materiály vytvrzují během několika sekund pod modrým nebo viditelným světlem. Umožňují extrémně přesné repliky a jsou žádané zejména tam, kde je klíčová rychlost a nejvyšší úroveň detailů. Jejich použití však vyžaduje přímý přístup ke světlu a je spojeno s vyššími náklady.

Technovit 3040 je otiskovací dvoukomponentní systém prášek-kapalina pro vytváření rozměrově stabilních otisků.

Technovit 3040 je specializovaná replikační pryskyřice pro nedestruktivní testování materiálů, zejména metalurgické replikace. představuje nepostradatelnou metodu pro hodnocení povrchových vlastností a integrity komponent přímo v provozu, aniž by došlo k jejich poškození nebo nutnosti demontáže. Role Technovit 3040 při detekci degradace materiálu a schopnost zachytit mikrostruktury – tvoří základní kámen pokročilé  analýzu materiálů Replikační hmoty Kulzer posouvají praktické možnosti a spolehlivost této metody na novou úroveň. Podívejme se právě, jak právě Technovit 3040 NDT replikaci do praktických aplikací.

 

Nezáleží, zda tvoříte repliku klíče nebo povrchu mostního pilíře. Technovit 3040 jdo do jádra principů replikace v průmyslovém NDT, čímž se odlišuje od jiných obecnějších pryskyřic. Umožňuje dosažení vysokorozlišovací analýzy přímo v terénu. Nabízí spolehlivou metodu pro přesné metalurgické posouzení kritických komponent bez nutnosti jejich odstranění nebo destruktivního vzorkování. Svou efektivitou Technovit 3040 přímo přispívá k lepšímu řízení integrity aktiv, snížení provozních prostojů a zvýšení bezpečnosti v průmyslových odvětvích s vysokým rizikem, jako je doprava, tlakové rozvody, vývoj komponent a v dalších oborech.

Technovit 3040 je navržen s ohledem na vlastnosti, které přímo přispívají k jeho výjimečnému výkonu a spolehlivosti při náročných replikačních úkolech. Chemicky je Technovit 3040 dvoukomponentní akrylový plast/pryskyřice na bázi methylmethakrylátu (MMA), který rychle tvrdne. Tato akrylová formulace je známá svou rychlou polymerací a robustními mechanickými vlastnostmi po vytvrzení. Systém se skládá ze dvou odlišných částí: prášku a kapaliny , což umožňuje přesné míchání přímo na místě a kontrolované zahájení procesu vytvrzování. Doba polymerace se obvykle pohybuje od 9 minut do 8-12 minut při 25 °C a obecně 6-13 minut. 

• Doba zpracovatelnosti cca. 2 minuty
• Doba tuhnutí (curing time): cca 9–12 minut od začátku míchání

Vysoce přesné otisky s přesností 1 mikron (µm) jsou zásadní pro rozlišení drobných mikrostrukturních detailů. Vytvrzená replika je rozměrově stabilní a vykazuje velmi nízké polymerační smrštění. Přestože Technovit 3040 vykazuje velmi dobrou adhezi ke kovovým povrchům, což je klíčové pro zachycení přesných okrajových hran, kdy materiál pronikne a replikuje i ty nejjemnější povrchové nerovnosti bez delaminace. Navzdory silné adhezi během vytvrzování je vytvrzená replika snadno odstranitelná ze vzorku. Technovit 3040 se vyznačuje rychlým tuhnutím, které přispívá k vyšší provozní efektivitě. Během polymerace dochází k exotermické reakci, při níž teplota může dosáhnout přibližně 110 °C. Ačkoli je vznik tepla běžnou součástí procesu vytvrzování, krátká doba tuhnutí výrazně omezuje dobu, po kterou je vzorek tomuto teplu vystaven.

Dosažení vysoké viskózní konzistence umožňuje variabilní mísicí poměr prášku a kapaliny (v rozsahu od 2:1 do 6:5 objemových dílů, nebo typicky 2-3:1 ) umožňuje upravit viskozitu tak, aby vyhovovala specifickým aplikačním požadavkům, jako jsou vertikální nebo nadhlavové povrchy. Vytvrzený materiál je typicky čirý a nažloutlý. Všechny hmoty Technovit, včetně 3040, jsou odolné vůči nejběžnějším leptadlům používaným v metalografii pro dlouhou životnost repliky během následného zpracování nebo skladování.  

Materiál je explicitně určen pro "vertikální nebo nadhlavové aplikace terénní metalografie". Je užiutečný v náročných orientacích, které se často vyskytují u velkých průmyslových konstrukcí a komponent, kde je tradiční laboratorní analýza nepraktická. Pro efektivní aplikaci na vertikální nebo nadhlavové povrchy se doporučuje specifická technika: nalití Technovitu 3040 na PE (polyethylenovou) fólii a následné přitlačení na povrch, který má být odléván. Tato metoda pomáhá zabránit prověšení nebo odkapávání a zajišťuje intimní kontakt s povrchem, čímž se zachytí všechny detaily. Aby se zabránilo potenciální mírné deformaci během odstranění a zajistila se rozměrová stabilita repliky, minimální tloušťka otisku by měla být 5 mm.

Pro zvýšení rozměrové přesnosti, zejména u větších komponent, se doporučuje, aby plocha otisku byla co nejmenší. U velmi velkých objemů se doporučuje pracovat ve více menších vrstvách. Tento přístup pomáhá řídit exotermickou reakci, zajišťuje rovnoměrnější vytvrzování a minimalizuje potenciální účinky smrštění.

Rozmanité scénáře použití Technovitu 3040 v NDT a souvisejících oborech zahrnují:

• Posouzení škod: Hodnocení škod a analýza příčin incidentů je klíčová pro pojistné události.

• Metalografie na místě: Umožňuje metalurgickou replikaci a okamžité mikrostrukturní hodnocení bez nutnosti nákladného a časově náročného odstranění vzorku z provozního prostředí.

• Forenzní vyšetřování: Plní důležitou roli ve "forenzních testech" a poskytuje kritické, vysoce věrné důkazy pro analýzu selhání.

• Posouzení poškození třením: Využívá se při hodnocení "poškození sníženým třením" a analýzu opotřebení kritických mechanických komponent.

• Širší aplikace: Jeho všestrannost se rozšiřuje například i na "restaurování a testování minerálů", což ukazuje jeho přizpůsobivost mimo konvenční průmyslové NDT do jiných oborů vyžadujících přesné povrchové otisky.

Replikační silikonové tmely Technovit Provil 

V dnešním průmyslu je klíčové mít spolehlivé nástroje pro kontrolu kvality a analýzu. Představujeme vám Technovit Provil, otiskovací silikony od společnosti Kulzer, které jsou navrženy pro maximální přesnost a spolehlivost při replikaci technických povrchů. Jsou vyvinuty tak, aby poskytovaly nejvyšší standardy reprodukce detailů. Jsou ideálním řešením pro situace, kdy potřebujete vytvořit věrnou kopii povrchu pro kontrolu, dokumentaci nebo další analýzy.

Klíčové vlastnosti replikačních tmelů Technovit Provil:

• Minimální smrštění Zaručuje, že replika bude přesně odpovídat originálu, a to i v těch nejjemnějších mikroskopických strukturách.
• Extrémní přesnost detailů, zachytí i ty nejmenší nerovnosti a detaily povrchu.
• Jednoduchá a intuitivní aplikace zrychluje pracovní procesy a snižuje riziko chyb.
• Všestrannost: K dispozici jsou v tekuté i hnětací formě, což umožňuje flexibilní použití v široké škále průmyslových odvětví a pro různé typy materiálů a geometrií.

Ideální pro kritické průmyslové aplikace

Technovit Provil silikony jsou neocenitelné zejména v situacích, kde přímá kontrola nebo měření originálního povrchu není možná nebo by mohla vést k jeho poškození:

• Těžko přístupné geometrie: Snadno replikujte povrchy ve stísněných prostorech nebo na skrytých místech.
• Citlivé materiály: Provádějte nedestruktivní kontrolu na materiálech, které by mohly být poškozeny přímým kontaktem nebo tradičními metodami.
• Potřeba nedestruktivních metod: Udržujte integritu originálního objektu při provádění komplexních analýz.
• Kontrola kvality a povrchová analýza: Získejte přesné a opakovatelné výsledky pro vaše standardy kvality a výzkum.