OCENA RADIOGRAMÓW ODLEWÓW- PRZEGLĄD NORMY ASTM E , TOM II.

Transkrypt

1 OCENA RADIOGRAMÓW ODLEWÓW- PRZEGLĄD NORMY ASTM E , TOM II. Marek Dobrowolski Skrót / Abstract Albumy radiogramów odlewów opublikowane wraz z normami przez ASTM (Amerykańskie Towarzystwa Badań Materiałów) są najbardziej popularnymi radiogramami odniesienia wspomagającymi radiologów przy ocenie jakości odlewów na podstawie radiogramów. Mimo, że pojedyncze radiogramy mają wymiary ok. 120x200 mm (część obserwowana ok. 110 x 170 mm), albumy wydane zostały w bardzo dużym, niezbyt poręcznym formacie i są relatywnie drogie. Tak więc, mimo, że albumy te są w zasadzie jedyną podstawą oceny radiogramów odlewów, to rozpowszechnienie ich w Kraju i ich znajomość są ograniczone. Celem niniejszej pracy jest przybliżenie ich krajowym radiologom przemysłowym. Jest to o tyle ważne, ze albumy ASTM przywoływane są we wszystkich normach europejskich, nawet w ostatnio wydanej EN (styczeń 2003) : Odlewnictwo Badania radiograficzne. The reference radiographs of castings, being integral part of the ASTM standards, are the most popular collection of radiographs, assisting industrial radiologist to evaluate the quality of castings. The format of albums is large and they are costly. Therefore, their distribution and knowledge in Poland is limited. The purpose of the paper is to make these reference radiographs more familiar to local, industrial radiologist. It should be emphasised, that even the most recent European standard like EN (Jan. 2003) : Founding Radiographic examination, refers to the ASTM reference radiographs presented in the paper. 1. WSTĘP Badania radiograficzne odlewów są tematem bardzo szerokim. Bogactwo kształtów odlewów oraz materiałów stwarza, że kolekcje radiogramów odniesienia są liczne i rozbudowane. Jako przykład do omówienia wybrano album radiogramów odlewów tom II., do normy ASTM E 186, zawierający przykłady granicznej wadliwości odlewów staliwnych o grubości mm, badanych źródłem Co-60 lub promieniowaniem X o energii do 2 MeV. Dla przypomnienia, podano w tablicy 1 wykaz innych kolekcji radiogramów odniesienia ASTM dla odlewów żeliwnych i staliwnych. Jeszcze inne normy i albumy ASTM dotyczą odlewów ze stopów lekkich i innych metali. TABLICA 1. Kolekcje radiogramów odniesienia ASTM dla odlewów żeliwnych i staliwnych. N O R M A A L B U M Lp 3 Nr rok Nazwa, grubość ścianki Tom Źródło prom. 1 Standard Reference Vol I RX 250kVp 2 Radiographs for Steel E 446 Castings up to 2 in. Vol II 1MV RX, Ir-192 (51 mm) in Thickness Vol III 2-4 MV RX, Co-60 4 Standard Reference Vol I Radiographs for Heavy- Vol II 5 E 186 Walled 2 to 4½ in. (51 to 114 mm) (*) Steel Castings Vol III 6 1MV RX, Ir 192 (nazywany uprzednio 1-2MeV X-rays) 2MV RX, Co-60 (nazywany uprzednio gamma-rays) 4-30 MV RX (nazywany uprzednio MeV X-rays) Standard Reference 7 E 280 Radiographs for Heavy- Walled 4½ to 12-in. Vol I 2MV RX, Co-60 (114 to 305mm) Steel Castings Vol II 4 30 MV RX 8 (*) Tom radiogramów odniesienia omówiony w referacie Rodzaj niedoskonałości. Poziomy akceptacji. Ilość radiogramów. W każdym tomie : A 1-5; B 1-5; CA 1-5; CB 1-5; CC 1-5; CD 1-5; D; E; F; G; 34 radiogramy W każdym tomie : A1-5;B 1-5; C type 1, 1-5; C type 2, 1-5; C type 3, 1-5; D (D3 w dok. przed 1972); E; F (EB3 w dok. przed 1972) ; 28 radiogr. W każdym tomie : A1-5;B 1-5; C type 1, 1-5; C type 2, 1-5; C type 3, 1-5; D (D3 w dok. przed 1972); E; F (EB3 w dok. przed 1972) ;28 radiogr. Wymiar radiogramów; Wymiar albumu [mm] 127x x432 po 5 rdg na jednej stronie albumu 127x x432 po 5 rdg na jednej stronie albumu 216x279 1

2 2. GŁÓWNE POSTANOWIENIA NORM ASTM Drugi tom albumu radiogramów przy normie ASTM E186, dotyczący odlewów staliwnych o grubości mm, badanych źródłami promieniowania o energii 1 2 MeV, zawiera 28 radiogramów obejmujących 7 rodzajów nieciągłości. Pustki i pęcherze (A), wtrącenia pisku i żużla (B) oraz 3 rodzaje rzadzizn (C1, C2 i C3) przedstawionych jest w 5-ciu stopniach intensywności ( severity levels ). Natomiast dwie pozostałe nieciągłości, to jest: pęknięcia (D) 3-go i 4-go stopnia oraz wtrącenia obcego metalu (F, EB3), przedstawione są na pozostałych 3 radiogramach. Szczegółowy dobór radiogramów różni w różnych wydaniach normy ASTM E-186. Wykaz przedstawionych tutaj radiogramów znajduje się w Tablicy 2. TABLICA 2. Wykaz radiogramów odniesienia wg. ASTM E-186 Rodzaj nieciągłości Radiogramy odniesienia 1. Pęcherze, pustki A1 Co 60 A2 Co 60 A3 Co 60 A4 Co 60 A5 Co Wtrącenia piasku i żużla B1 Co 60 B2 Co 60 B3 Co 60 B4 Co 60 B51 Co Rzadzizna typu 1 CA1 Co 60 CA2 Co 60 CA3 Co 60 CA4 Co 60 CA5 Co Rzadzizna typu 2 CB1 Co 60 CB2 Co 60 CB3 Co 60 CB4 Co 60 CB5 Co Rzadzizna typu 3 CC1 Co 60 CC2 Co 60 CC3 Co 60 CC4 Co 60 CC5 Co Pęknięcia D3 Co 60 D4 Co Obcy metal EB3 Co 60 Wybrane punkty normy dotyczące oceny radiogramów W punkcie normy ASTM E 186:98 zaznaczono, że tytuł normy należy traktować jako opisowy a nie restrykcyjny, i że po uzgodnieniu z klientem, radiogramy odniesienia można stosować również do innego zakresu grubości i/lub przy innych energiach promieniowania. Wobec ograniczonego rozpowszechnienia i wysokich kosztów tych albumów, uwaga ta posiada pierwszorzędne znaczenie. W punkcie 7.1 normy znajduje się wymaganie ustalania szczegółowych rysunków badanych odlewów, schematów ekspozycji z zaznaczeniem położenia źródła i błon oraz granic badanych obszarów z odpowiednimi poziomami akceptacji. Podobne wymagana można znaleźć w pkt. 9 normy EN 12681:2003 [2] oraz w pkt. 4 normy ISO 9915 [3]. W punkcie 8.5 normy ustala się, że w przypadku równoczesnego występowania dwu rodzajów nieciągłości, obie na granicy akceptacji, to odlew należy odrzucić (zasada sumowania klas wadliwości, a nie samych wad). W punkcie 8.7. mówi się, że sumaryczne wymiary nieciągłości produkcyjnych nie powinny przekroczyć całkowitej, skumulowanej powierzchni nieciągłości widocznych na odpowiednim radiogramie z albumu i odniesionych do jego powierzchni. Jednak w tym samym punkcie podkreśla się, że intencją tego zapisu nie jest ograniczenie maksymalnej wielkość i ilość nieciągłości na każdym radiogramie produkcyjnym do tych pokazanych na radiogramach odniesienia. Zaleca się zwrócenie szczególnej uwagi przy porównawczej ocenie nielicznych, dużych nieciągłości z większą ilością mniejszych. 2

3 W punkcie 8.8 zwraca się uwagę, że w kolekcji radiogramów ASTM E186 nie uwzględniono pęcherzy wydłużonych, kanalikowych, ( worm holes ). Gdy nieciągłość taka się pojawi, to należy ja oceniać przez porównanie z najbardziej podobnym radiogramem odniesienia. Gdy oś wiązki jest umieszczona prostopadle do długości pęcherza kanalikowego, to obraz jego należy przyrównywać do jednej z rzadzizn (C). W innych przypadkach, gdy oś wiązki jest skośna lub przebiega wzdłuż pęcherza, należy go porównywać z radiogramami odniesienia pustek / pęcherzy (A). Punkt Naderwania na gorąco (E) i pęknięcia (D) mogą być podobne do rzadzizn o charakterze liniowym. W przypadku wątpliwości całą powierzchnie badaną należy zbadać magnetycznie. W przypadkach braku wskazań pęknięć, również po ewentualnym szlifowaniu, nieciągłość należy traktować jako rzadziznę. Punkt 8.11 stanowi, że radiogramy odniesienia nie powinny służyć do porównywania (akceptacji lub odrzucenia) gęstości optycznej radiogramów produkcyjnych. 3. NORMY EUROPEJSKIE I I.S.O. W zakresie oceny radiogramów odlewów, normy europejskie i ISO odwołują się do omawianych norm i albumów radiogramów ASTM podając je w załącznikach informacyjnych (np. EN 12681) lub obligatoryjnych (ISO 9915). W normie europejskiej nie ma żadnych wskazówek na temat sumowania wad. Natomiast norma ISO 9915 dotycząca odlewów z aluminium i jego stopów, podaje sposoby sumowania 2, 3 i 4 nieciągłości tego samego lub różnego rodzaju występujących równocześnie w strefie badanej. Trzeba też zauważyć, że w EN opublikowanej w bieżącym roku 2003, w aneksie informacyjnym podane są, oprócz ASTM, również niemieckie albumy radiogramów : DGZfP-D5 Reference radiographs for grey iron castings and ductile iron castings (radiogramy odniesienia dla żeliwa szarego i ciągliwego) oraz aktualnie opracowywany album VDG-Merkblatt P 541 Reference radiographs for spheroidal graphite cast iron. 4. OBRAZY RADIOGRAFICZNE ODNIESIENIA Na dalszych stronach pokazano schematyczne rysunki radiogramów odniesienia odlewów, przedstawionych w albumie (tom II) do omawianej normy ASTM E-186. Ze względu na ograniczoną objętość niniejszej pracy, rysunki te przedstawiono zmniejszone 4 razy. Tak więc w żadnym przypadku nie mogą one służyć do porównania z radiogramami produkcyjnymi czy też szkoleniowymi. Dają jednak ogólny pogląd dotyczący formy geometrycznej omawianych wskazań oraz stopniowania wielkości i nasilenia nieciągłości odlewniczych. 3

4 Rysunki schematyczne radiogramów odniesienia Rys. 1. radiogramów odniesienia dla pęcherzy i pustek (A); zmniejszenie 4 x. 4

5 Rys. 2. radiogramów odniesienia dla wtrąceń piasku i żużla (B); zmniejszenie 4 razy. 5

6 Rys. 3. radiogramów odniesienia dla rzadzizn typu 1 (liniowych C1); zmniejszenie 4 x. 6

7 Rys. 4. radiogramów odniesienia dla rzadzizn typu 2 (C2); zmniejszenie 4 x. 7

8 Rys. 5. radiogramów odniesienia dla rzadzizn typu 3 (C3), zmniejszenie 4 x. 8

9 Rys. 6. radiogramów odniesienia dla pęknięć (D) i wtrąceń obcego metalu (F, EB); zmniejszenie 4 x. Literatura 1. ASTM E : Standard Reference Radiographs for Heavy-Walled (2 to 4 ½ -in. (51 to 114 mm) Steel Casting 2. EN (Jan. 2003): Founding Radiographic examination 3. ISO 9915 (1992): Aluminium alloy casting Radiography testing 4. PN-ISO 4993 (1992): Odlewy ze staliwa. Badania radiograficzne 5. PN-85/H : Odlewy. Identyfikacja wad na podstawie radiogramów. 6. EN (1998): Founding Visual examination of surface discontinuities Steel sand casting. 9