Inleiding tot NDT (niet-destructief testen) voor gietstukken

Als klanten zekerheid willen dat hun gietstukken vrij zijn van interne defecten, kunnen ze Non-Destructief Testen (NDT) aanvragen. NDO omvat een reeks technieken die worden gebruikt voor het verifiëren van de kwaliteit van metalen gietstukken.

Redenen voor het inspecteren van gietstukken

Gieten omvat het gieten van gesmolten metaal in een holte waar het wordt gelaten om af te koelen en te stollen. Zoals bij elke vloeistof, is er altijd enige variabiliteit in de manier waarop het metaal stroomt, wat kan leiden tot defecten. Zorgvuldig ontwerp van patronen en beheer van het gietproces minimaliseert het optreden ervan, maar kan het risico niet volledig elimineren.

Gietdefecten kunnen zichtbaar zijn op het oppervlak of in het lichaam van het gegoten onderdeel. Als ze zich in een gebied bevinden dat wordt blootgesteld aan hoge belastingen, kunnen ze ertoe leiden dat het onderdeel defect raakt. Bekwame patroonmakers gebruiken hun ervaring in het stollen van metalen om ervoor te zorgen dat eventuele defecten zich in de toegestane regio's bevinden. In gevallen waarin dit niet mogelijk is, is het echter verstandig om NDO uit te voeren.

Bovendien, wanneer een gietstuk een uitgebreide machinale bewerking zal ondergaan (komt vaker voor bij zandgietstukken dan bij investeringsgietstukken), zal het op voorhand opsporen van defecten tijd en geld besparen.

Typen defecten gedetecteerd door NDT

Afkoeling leidt tot krimp die scheuren kan veroorzaken. Scheuren kunnen het oppervlak van het onderdeel breken of kunnen puur intern zijn. Oppervlaktebrekende scheuren zijn vaak extreem moeilijk te zien met het blote oog, omdat ze erg dun zijn en het gestructureerde oppervlak van het gietstuk, vooral bij zandafgietsels, ze vrijwel onzichtbaar maakt.

Andere defecten die ervoor kunnen zorgen dat een gietstuk mislukt, zijn porositeit en insluitsels. Beide kunnen zichtbaar zijn, maar bevinden zich vaak onder het gegoten oppervlak.

NDT-methoden, sterke punten en beperkingen

Er zijn veel manieren om defecten in gietstukken op te sporen. De meest gebruikte methoden, gerangschikt van gemakkelijkst/minst duur tot moeilijkst/duurst, zijn:

• Magnetisch deeltje/kleurstofpenetrant
• Ultrasone inspectie
• Wervelstroom
• Röntgen- en CT-scan

Hier is een nadere blik op elk.

Magnetische deeltjes/kleurstof penetrant

Deze methoden vinden oppervlaktebrekende scheuren. De magnetische deeltjestechniek gebruikt de concentratie van magnetische flux langs een scheur om deeltjes aan te trekken die de scheur beter zichtbaar maken. Het werkt alleen op ijzerhoudende materialen.

Dye penetrant-methoden werken op ferro- en non-ferromaterialen. Ze gebruiken een vloeistof met een lage viscositeit die door capillaire werking in scheuren wordt getrokken. Nadat het is gedroogd, wordt het oppervlak schoongeveegd en worden de scheuren zichtbaar door de kleurstof.

Ultrasone inspectie

Deze techniek omvat het verzenden van zeer hoogfrequente geluidsgolven in de casting en het luisteren naar echo's of reflecties. Deze worden overal geproduceerd waar de invallende geluidsgolf een verandering in materiaaldichtheid tegenkomt.

Er zijn verschillende manieren om ultrasone inspecties uit te voeren:de selectie hangt af van het type defect dat wordt gezocht en de snelheid of processnelheid die nodig is. Echografie is over het algemeen zeer effectief voor het vinden van interne scheuren, porositeit en insluitsels, maar de apparatuur kan duur zijn en heeft een getrainde operator nodig.

Wervelstroom

Hiermee worden defecten op of net onder het oppervlak gevonden. Het kan ook worden gebruikt als een indicatie van materiaaleigenschappen zoals hardheid. Wervelstroom werkt door een magnetisch veld te creëren dat wordt verstoord door de aanwezigheid van discontinuïteiten.

Wervelstroominspectie wordt voornamelijk gebruikt bij ferrometalen, maar werkt ook bij non-ferrometalen. Wervelstroomapparatuur is niet duur, maar vereist wel een hoogopgeleide operator om herhaalbare resultaten te krijgen.

Röntgen- en CT-scan

Voor het verkrijgen van zicht door middel van een gietstuk is röntgenfoto de “gouden standaard”. Het onthult verschillen in dichtheid, zoals die veroorzaakt door porositeit. Het vermogen om scheuren te markeren hangt echter af van hoe de scheur is georiënteerd ten opzichte van de röntgenstraal.

Röntgenapparatuur is duur en vereist veiligheidsprotocollen en goed opgeleide operators. Bovendien heeft het doorzien van een groot, dicht gietstuk, zoals dat van ijzer, veel kracht nodig.

CT is een vorm van 3D-röntgenstraling. Het onderdeel wordt in de bundel gedraaid en de resulterende beelden worden verwerkt tot een 3D-beeld. Deze kan vanuit elke richting worden gedraaid en bekeken. Het is een ongeëvenaarde methode om gietstukken te inspecteren, maar duur en traag.

Akkoord over inspectiemethoden

Niet alle gietstukken hebben NDO nodig om de afwezigheid van defecten te verifiëren; het hangt af van de toepassing en de mate van risico. Waar een klant dit nodig acht, moeten de specifieke details onderdeel uitmaken van de koopovereenkomst. Neem contact met ons op voor meer informatie over de mogelijkheden voor NDT.