Górnictwo: nowa jakość w badaniach nieniszczących

Artur Wiktor z CBiDGP prezentuje technikę phased array podczas konferencji „Bezpieczeństwo pracy urządzeń transportowych w górnictwie”

Kontrola i bezpieczeństwo urządzeń transportu górniczego, najnowsze osiągnięcia i doświadczenia związane z ich eksploatacją w zakładach przemysłu wydobywczego były dyskutowane już po raz trzynasty podczas międzynarodowej konferencji „Bezpieczeństwo pracy urządzeń transportowych w górnictwie”, organizowanej przez lędzińskie Centrum Badań i Dozoru Górnictwa Podziemnego Sp. z o.o.

Kontrola i bezpieczeństwo to warunkujące się wzajemnie obszary, podlegające regulacji prawnej i organizacyjnej zakładów przemysłu wydobywczego. Kontrola maszyn i urządzeń górniczych przyczynia się do wzrostu poziomu bezpieczeństwa ich eksploatacji, a zatem także pracy użytkowników. Potrzeba zagwarantowania bezpieczeństwa wymaga z kolei działań kontrolnych, a zatem badań i oceny stanu technicznego wyposażenia.

Nowa jakość w badaniach ultradźwiękowych
Spośród metod badań nieniszczących, stosowanych często do oceny stanu technicznego maszyn górniczych i ich elementów, są badania ultradźwiękowe.

– Metoda ultradźwiękowa daje w większości przypadków wynik jakościowy, czyli pozwalający na uzyskanie informacji co do położenia wady, przybliżonej jej wielkości, a czasem nawet co do jej rodzaju, np. pęknięcie eksploatacyjne, wada materiałowa. Metodą ultradźwiękową wykonuje się m.in. badania osi kół linowych, wałów głównych maszyn wyciągowych, złączy spawanych – mówił podczas konferencji, tytułem wprowadzenia, Artur Wiktor z Centrum Badań i Dozoru Górnictwa Podziemnego, prezentując jedną z technik ultradźwiękowych – technikę phased array.

Jak zaznacza inżynier A. Wiktor, technika phased array wprowadza nową jakość w badaniach ultradźwiękowych. Przede wszystkim podnosi efektywność badań, co przejawia się w skróceniu czasu ich realizacji i zwiększeniu stopnia wykrywalności nieciągłości. W tym ostatnim aspekcie wprowadza nowy sposób wizualizacji stwierdzonych nieciągłości. Charakterystyczną cechą phased array jest zastosowanie głowic wieloprzetwornikowych (mozaikowych) –16-, 32-, 64-, 128-elementowych. Badania tą techniką można wykonywać ręcznie bądź półautomatycznie przy wykorzystaniu ręcznego przesuwu skanera z enkoderem i głowicami. Mogą być również w pełni zautomatyzowane.

Zastosowanie techniki phased array

Technika phased array znajduje zastosowanie między innymi w badaniach osi i wałów. Jej zaletą jest większa skuteczność prowadzonego badania. Umożliwia bowiem wykrycie pęknięć eksploatacyjnych w początkowej fazie powstawania, dzięki możliwości skanowania w pełnym zakresie kątów użytecznych, a nie tylko kilkoma z nich, tak jak ma to miejsce w przypadku zwykłego badania UT. Pozwala także na skrócenie czasu pracy poprzez zastosowanie mniejszej liczby głowic (ustawień defektoskopu).

Phased array ułatwia ponadto interpretację wyników. Dzięki łatwej zmianie kątów wprowadzenia wiązki można określić, przy jakim kącie od ewentualnego pęknięcia osiągany jest największy sygnał oraz przedstawienie wskazania np. na S-skanie.

Badania międzylaboratoryjne, w których uczestniczyło Centrum Badań i Dozoru Górnictwa Podziemnego, potwierdziły wysoką skuteczność zastosowania techniki phased array w badaniach złączy spawanych.

Utrudnieniem w przypadku prowadzenia badań ręcznych techniką phased array jest brak odpowiednich norm. Dotychczas wprowadzono jedynie normę PN-EN ISO 13588, która określa zasady prowadzenia badań zautomatyzowanych i półzautomatyzowanych złączy spawanych techniką phased array. W najbliższym czasie powinna ukazać się również norma PN-EN ISO 19285, prezentująca kryteria akceptacji.

Technika badawcza o wielu zaletach
Wczesne wykrycie pęknięć eksploatacyjnych przy zastosowaniu techniki phased array daje użytkownikowi odpowiedni zapas czasu potrzebny do przygotowania się na wymianę osi lub wału przy jednoczesnym zapewnieniu bezpiecznej eksploatacji. W przypadku badań osi lub wału oraz złączy spawanych istotne zalety tej techniki to wspomniane już wcześniej zwiększenie skuteczności prowadzonych działań, skrócenie czasu realizacji badań oraz poprawa ich jakości.