Sıvı Penetrant Kontrolü

Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
BÖLÜM 5
SIVI PENETRANT KONTROLÜ
ve
JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDEKİ UYGULAMALARI
Svl.Müh. Metin KIRAN
1nci HİBM K.lığı
Jet Revizyon Müdürlüğü
Şubat 2004, ESKİŞEHİR
ÖZET
Sıvı penetrant kontrolü, gözeneksiz, metal ve metal olmayan parçalardaki yüzeye
açık süreksizliklerin tespit edilmesi amacıyla kullanılan bir tahribatsız muayene
yöntemidir [1].
Bu dokümanda sıvı penetrant kontrolü prosesinin temel prensipleri, uygulama
adımları, kullanılan teçhizat, gerekli emniyet tedbirleri, prosesin uygunluğunun kontrolü
hakkında bilgi verilecektir.
5-1
Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
1
PROSESİN ADI
Sıvı Penetrant Kontrolü
2
PROSESİN AMACI
Gözeneksiz, metal ve metal olmayan parçalardaki yüzeye açık süreksizliklerin
tahribatsız muayene ile tespit edilmesidir.
3
PROSESİN GENEL / DETAYLI TANITIMI
Sıvı penetrant kontrolü, gözeneksiz, metal ve metal olmayan parçalardaki yüzeye
açık süreksizliklerin tespit edilmesi amacıyla kullanılan bir tahribatsız muayene
yöntemidir.
FPI (Florasan Penetrant Inspection) ‘da çalışan personel NAS-410’a göre
sertifikalandırılmış olmalıdır. Seviye I, II ve III olmak üzere üç seviye vardır [4].
Penetrant sistemleri Tip, Metot ve Hassasiyet Seviyelerine göre sınıflandırılırlar.
Penetrant, mevcut bir süreksizliğe nüfuz edebilen viskoziteye sahip ve daha sonra
developerin temasıyla tekrar yüzeye çıkabilen kontrol sıvısıdır. Floresan Penetrant ( Tip
I ) ve Görünür Penetrant ( Tip II ) olmak üzere iki tip penetrant vardır. Havacılıkta Tip I
penetrant kullanılır. Türbin motoru kritik parçalarında Tip I , Metot C veya Metot D ve
Level 3 ya da Level 4 hassasiyetinde penetrant sistemleri kullanılmalıdır.
Şekil 1
Tip I Metod D Form C Uygulaması
Sıvı penetrant kontrolü prosesinde belli işlem adımları vardır :
5-2
Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
3.1
Ön Temizleme ve Yüzey Hazırlama
Sıvı penetrant kontrolü uygulanmadan önce, penetrantın muhtemel süreksizliklere
nüfuz edeceği tüm yüzeyler kirden, yağdan, gresden, boya ve kaplamalardan, pas ve
kaynak artıklarından temizlenmelidir. Temizleme metotları, penetrasyon yüzeyindeki
kirleri temizleyecek fakat o yüzeye zarar vermeyecek şekilde seçilmelidir [1,2,3].
3.2
Penetrant Seçimi ve Uygulaması
Temizlenen yüzeylere penetrant uygulanması spreyle, daldırarak, fırça ile veya
otomatik olarak gerçekleştirilebilir. Aksi belirtilmedikçe kontrol edilecek parçanın
yüzeyinin tamamı penetrant ile kaplanmalıdır. Penetrantlar, Suyla Yıkanabilir (Metot A),
Yağ Esaslı Sonradan Seyreltilen (Metot B), Solventle Yıkanabilen (Metot C), Su Esaslı
Sonradan Seyreltilen (Metot D) olmak üzere dört çeşittir. Penetrantın sıcaklığı 40120°F arasında olmalıdır. Minimum penetrant bekleme zamanı 15-30 dakikadır [1,2,3].
3.3
Fazla Penetrantın Giderilmesi
Fazla penetrant, manuel veya otomatik sprey tabanca ile, elle silerek veya
çalkalanan suda daldırma yöntemiyle giderilebilir. Eğer sonradan seyreltilen penetrant
kullanılmışsa, penetrantı seyrelterek gidermek için emülsifayr kullanılır [1,2,3].
3.4
Developer Uygulaması
Developer, süreksizliğe nüfuz etmiş penetrantı tekrar yüzeye çıkaran kimyasal
malzemedir. Kuru toz, suda çözülebilen, suda asılı kalan, susuz yaş olmak üzere genel
anlamda dört çeşittir. Eğer yaş developer kullanılmışsa parçayı kurutmak için kurutma
fırını kullanılır. Kurutma esnasında parça sıcaklığı 140 °F ‘ı aşmamalıdır [1,2,3].
Şekil 2
FPI Uygulaması
5-3
Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
3.5
Muayene ve Yorumlama
Muayene alanları artık floresan ve penetrant kirliliklerinden ve beyaz ışık
kaçağından arınmış olmalıdır. Personel siyah ışık altında muayene odasında çalışırken
fotokromik renkli camlı ve ışığa duyarlı gözlük kullanmamalıdır. Herhangi bir süreksizlik
bulunan parçaların değerlendirilmesi kabul kriterleri ile kıyaslanarak yapılır [1,2,3].
3.6
Son Temizleme
Tüm parçalar kontrol işlemi tamamlandıktan sonra penetrant ve developerin
sonradan ortaya çıkabilecek zararlı etkilerini gidermek amacıyla kontrol malzemelerinin
artıklarından temizlenmelidir. Korozyona maruz kalabilecek parçalar kurutulup korozyon
önleyici bir yağ ile yağlanmalıdır [1,2,3].
4
4.1
JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDE SIVI PENETRANT KONTROLÜ
Uygulama Alanı
FPI kontrolü Jet Revizyon Müdürlüğü’nde bakım onarım işlemleri gören bütün
motorlarda uygulanan bir tahribatsız muayene yöntemidir.
4.2
Uygulama Esnasındaki Ortam Koşulları
Artıklar ve gres yağları penetrantın süreksizliklere girmesini engelleyen
kirleticilerdir ve temizlenmesi gerekir. Su da kirletici olup test yüzeyinden giderilmesi
gerekir. Kaplama yapılmış bir yüzeyle karşılaşıldığında sıvı penetrant kontrol yönteminin
diğer işlem basamaklarına geçmeden önce kaplama ya da boya yüzeyden sökülmelidir.
Uygulama tekniklerine bakılmaksızın test edilecek alanın penetrant ile tamamen
kaplanması zorunludur.
Suyla yıkanabilen ve sonradan seyreltilen penetrantların her ikisi de boyalı
karışımlardır. Bu boyalardan görünen veya renk kontrast boyalar normal ışıkta
görülebilir. Eğer flüoresan özelliğe sahipseler siyah ışık altında görülebilirler.
Su ile yıkanabilir penetrantları yüzeyden ayırırken kaba basınçlı (20-30 psi) su
püskürtmek en iyi sonucu vermektedir.
Penetrantı su ile yıkarken, suyun ısısı 60-110 °F (16-43 °C) arasında tutulmalıdır.
Emülsifiyer fırça ile uygulanmaz. Çünkü penetrantın temizlenmesi anındaki hassasiyeti
ortadan kaldırır ve seyreltme işleminin kontrolünü zorlaştırır.
En yüksek kurutma ısısı 225 °F (107 °C) ile sınırlandırılmıştır. Penetrantın
buharlaşmasını engellemek için test yüzey sıcaklığı en fazla 125 °F (52 °C) olarak
sınırlandırılmıştır.
Yıpranma, kir ve toz nedeniyle ışık şiddetinin asgari standardın altına düşüp
düşmediği belli aralıklarla gözden geçirilmelidir. Test yüzeyinin her santimetre
karesindeki ışık yoğunluğu en az 1000 mikrowatt olmalıdır.
5-4
Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
Penetrant malzemelerini devamlı açıkta bırakma buharlaşmaya neden olur. Oluşan
bu buharlar bir yangın tehlikesi yaratabilir. Bu gibi tehlikelere karşı ve sağlık yönünden
kapalı kontrol alanları hava akımı ile desteklenmelidir.
Yangın tehlikesi olabileceğinden kontroller kıvılcım yayıcı teçhizat ve açık alevler
yakınında yapılmamalı, sprey tüpleri güneş ışığı altında bırakılmamalı, aynı zamanda
120 °F (49 °C) üzerindeki ısılarda depolanmamalıdır.
Aşırı voltaj dalgalarından dolayı siyah ışıklar kaybolabilir ya da şebeke voltajı
aşırı düştüğünde veya akımdaki bir kesilmeden dolayı sönerse, tekrar akım geldiğinde,
anında parlaklık vermez. Civalı ampulün yeniden ark oluşumunu yerine getirip, ışık vermesi
için 10 dakika gereklidir.
Sıvı oksijen (LOX) günümüzde havacılıkta kullanılan bir maddedir. Sıvı oksijen
kendi başına yanıcı değildir, fakat yanıcı maddelerle temas ettiğinde bir tutuşma durumu
ortaya çıkarır. Bu tür maddelerle çalışırken, yalnızca LOX’a uygunluğu onaylanmış
penetrant malzemeleri kullanılmalıdır. Kontrol teçhizatı kullanılmadan önce
temizlenmelidir. Kontrolün tamamlanmasından sonra penetrant materyallerinin bütün
izleri test parçası üzerinden temizlenmelidir.
4.3
Uygulama İçin Gerekli Teçhizat/Ekipman
Sıvı penetrant kontrolünde kullanılan kontrol teçhizatları sabit ve taşınır olabilir.
Sabit teçhizat çok büyük hacimli olduğu için kolay hareket kabiliyeti yoktur. Test
parçaları teçhizata getirilmelidir. Sabit sıvı penetrant kontrol teçhizatı farklı
bölümlerden oluşmuştur ve her bir bölümü istasyon olarak adlandırılır. Bu istasyonlar;
4 Penetrant istasyonu (tank)
4 Süzülme istasyonu (penetrant tankıyla beraber)
4 Emülsifiyer istasyonu (tank)
4 Yıkama istasyonu (tank ve püskürtme sistemi)
4 Developer istasyonu (tank, toz odası, püskürtme sistemi)
4 Kurutma istasyonu (genellikle fırın tipi)
4 Kontrol istasyonu (Siyah ışıklı veya normal aydınlatmalı masa)
Taşınabilir kontrol teçhizatı sabit teçhizatın kullanılmasının mümkün olmadığı
durumlarda elverişlidir. Flüoresan ve görünen penetrant kitleri, kontrol işlemlerini
tamamlamak için gerekli bütün malzeme ve materyalleri içerir. Sabit teçhizattan uzak
bir yerde kontrol işlemi gerekiyorsa genellikle basınçlı sprey tüpler halinde temin edilir.
Görünebilen penetrant kiti bir metal taşıma kutusu ve içeriğindeki aşağıdaki
maddelerden oluşur;
4 Solvent temizleyici veya çözücü (solvent cleaner, remover )
4 Görünebilen penetrant ( visible dye penetrant )
5-5
Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
4 Susuz yaş Developer ( nonaqueous wet Developer )
4 Temizleme bezleri ve fırça ( wiping cloths and brush )
Eğer kontrol işlemi flüoresan penetrantın kullanılmasını gerektiriyorsa, yukarıda
tanımlanan kit ile çalışılamaz. Flüoresan penetrant kiti genellikle aşağıdaki materyalleri
içerir.
4 Solvent temizleyici veya çözücü
4 Flürasan penetrant
4 Susuz yaş Developer
4 Kuru toz Developer
4 Temizleme bezleri ve fırça
4 Taşınabilir siyah ışık
4 Örtü
4.4
Proses Öncesi Yapılması Gerekenler
Sıvı penetrant kontrolü uygulanmadan önce, penetrantın muhtemel süreksizliklere
nüfuz edeceği tüm yüzeyler kirden, yağdan, gresden, boya ve kaplamalardan, pas ve
kaynak artıklarından temizlenmelidir. Temizleme metotları, penetrasyon yüzeyindeki
kirleri temizleyecek fakat o yüzeye zarar vermeyecek şekilde seçilmelidir [3,4].
4.5
Emniyet Tedbirleri
4 Halojen kimyasallar içeren (fluorine, chlorine, bromine ve iodine) temizleme
maddeleri titanyum parçalarda kullanılmamalı. Bu kimyasallar titanyuma zarar
verir.
4 Penetrant malzemeleri cilt, gözler ve solunum sistemi için zehirlidir. Cilt ve göz
koruması gerekir. İyi havalandırılan sahaları kullanın.
4 Uygun penetrant, emülsifier ve developer bekleme süreleri FPI prosesi için
kritiktir ve sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
4 Döküm magnezyum gibi porozif yüzeyler üzerinde yüksek duyarlıklı penetrantlar
belirtileri kapatabilecek olan aşırı floresana sebebiyet verir.
4 Aseton yada isopropil alkol içeren solvent içerisinde akışkan olmayan developer
karıştırılır. Solventler yanıcıdır ve cilt, gözler ve solunum sistemi için zehirlidir.
Cilt, göz ve solunum sistemi koruması gerekir. Tekrarlı ve sürekli temastan
kaçının. Buhar solumaktan kaçının ve iyi havalandırılan sahaları kullanın.
4 Kontrol yapılırken ışığa duyarlı gözlükler kullanmayın. Güneş ışığı ya da ultraviole
ışığı (siyah ışık) altında bu gözlükler ışık geçişi kayıplarına sebebiyet verecektir.
5-6
Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
4.6
Prosesin Uygulama Adımları
4 Ön temizleme ve yüzey hazırlama
4 Penetrant seçimi ve uygulaması
4 Fazla penetrantın giderilmesi
4 Developer uygulaması
4 Muayene ve yorumlama
4 Son temizleme
4.7
Proses Uygunluğunun Kontrolü
Sıvı Penetrant Kontrol işlemlerinin doğru ve sonuçlarının güvenilir olması için
günlük, haftalık, aylık, üç aylık, altı aylık ve yıllık periyotlarda çeşitli kontroller
mevcuttur [1,5] :
PSM-5 Panel : Panel 6x4 inç ebadında paslanmaz çelikten imal edilmiştir. Panel iki
bölüme ayrılmış olup, bir bölümü kromla kaplanmıştır. Bu bölümde en büyüğü 1/4 inç, en
küçüğü 1/32 inç çapında beş adet yıldız şeklinde çatlak vardır. Panelin diğer bölümü, orta
derecede pürüzlülüğe sahiptir. Sistemin yıkanabilirlik ve zemin fluoresanlık testlerini
yapmakta kullanılır.
Sıvı penetrant işleminde çalışan personel KÇT E-12-01-04, MIL STD 410, NAS
410, veya HKY 23-48’e göre vasıflandırılmalı ve belgelendirilmelidir.
Personelin yıllık olarak göz muayenesi HKY 23 - 48 ve KÇT E 12 - 01 - 04’e uygun
olarak yaptırılmalıdır.
Aşağıda verilen göstergelerin yerinde takılı durumda olması , istenilen
performansta çalışması, PMEL tarafından kalibre edilmiş olması ve proses kontrol
planında verilen periyotlarda kalibrelerinin kontrol ediliyor olması gereklidir.
4 Su yıkama istasyonu hava basınç saati
4 Su yıkama istasyonu su basınç saati
4 Su hararet göstergesi
4 Su giderme istasyonu hava basınç saati ( eğer hava kullanılıyorsa )
4 Kuru developer giderme istasyonu hava basınç saati
4 Kurutma fırını hararet göstergesi
4 Penetrant , hidrofilik remover ( veya emülsifier ) ve developer bekletme
sürelerini gösteren saatler
Siyah ışık ölçme cihazının PMEL tarafından kalibre edilmiş olması ve proses
kontrol planında verilen periyotlarda kalibresinin kontrol ediliyor olması gereklidir.
Beyaz ışık ölçme cihazı PMEL tarafından kalibre edilmiş olmalı ve altı aylık
periyotlarda kalibresi kontrol edilmelidir.
5-7
Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
Kuru Developer Kirlilik Testi : Kuru Developer iyice karıştırıldıktan sonra siyah
ışık altında kontrol edilir. Fluoresan Kirlilik kontrolunda, maksimum 9 adet noktanın 10
cm çapında bir daire içinde bulunmasına müsaade edilir. Bu sınırı aşan kirlenmede
developer atılır ve yenisi konulur. Kuru Developerde topaklanmaya müsaade edilmez,
topaklanma görülen developer atılıp yerine yenisi konulur.
Sulu Developer Kirlilik ( Fluoresanlık v.b. gibi ) Testi : Yaklaşık 8 x 25 cm
ebadındaki temiz bir alüminyum test paneli developere daldırılır, daha sonra parça
kuruması için dışarı çıkarılıp bekletilir . Test parçası kuruduktan sonra siyah ışık altında
kontrol edilir. Test parçasının yüzeyindeki developer üniform şekilde değilse veya parça
yüzeyinde fluoresan gözleniyorsa developer yenisi ile değiştirilir.
Sulu Developer Konsantrasyon Testi : Yoğunluk ölçülmeden evvel su ile
karıştırılarak hazırlanmış developer solüsyonu İyice karıştırılmalıdır. Solüsyon yeni
hazırlanmışsa ölçüm, karıştırılma işlemi tamamlandıktan 4 Saat sonra yapılmalıdır. Ölçüm
sırasında hidrometre solüsyon içerisine direkt olarak yavaşça daldırılmalı ve serbestçe
yüzmesi sağlanmalıdır. Hidrometreden okunan değer imalatçı firmanın karışım için
verdiği değere uygun olmalıdır. Uygun olmayan konsantrasyon için gerekli düzeltme
işlemleri yapılmalıdır.
Su sıcaklık kontrolü : Yıkama işlemi esnasında kullanılan suyun harareti 50°F ile
100°F.(10°C ile 38°C) arasında olmalıdır. Sıcaklık limit dışına çıktığında operasyon
durdurulur. Sıcaklık limit dahiline geldiğinde işleme devam edilir.
Penetrant kirlilik ve hızlı parlaklık testi : Kullanımdaki penetrantın cüruf
birikintisi köpüklenme, jelleşme ve diğer kirleticiler yönünden kirlilik kontrolü yapılır.
Eğer penetrant içerisinde yukarıda belirtilen kirleticiler mevcutsa penetrant değiştirilir.
Hidrofilik Remover Konsantrasyon Testi. ( Daldırma metodu ) : Daldırma metotlu
remover sistemleri için, konsantrasyon testi Refraktometre ile yapılmalıdır.
Penetrant Hassasiyet Testi . Kullanımdaki penetrantın hassasiyet testi 20
Mikronluk NiCr Test Paneli ile yapılır.
Lipofilik Emülsifier Su İçerik Kontrolü : ASTM D 95’e göre kimya laboratuarınca
test işlemi yapıldığında maksimum % 5 su içeriği olmalıdır. Emülsifier her ay
değiştiriliyorsa bu kontrole gerek yoktur. Kimya Laboratuarından alınacak test raporunun
bir kopyası atölyede muhafaza edilecektir.
Su ile yıkanabilen penetrantın su içerik kontrolü : Eğer penetrant her ay
değiştiriliyorsa veya uygulama sırasında tekrar kazana geri dönmüyorsa bu kontrolün
yapılması gereksizdir. Kontrol işlemi ASTM D95’e göre yapıldığında maksimum % 5 su
içeriği olmalıdır. Kimya laboratuarından alınacak test raporunun bir kopyası proses
kontrol kaydı olarak atölyede muhafaza edilecektir.
Lipophilic Emülsifier (emülsiyonlaştırıcı) 'in yıkanabilirlik ve kirlilik testi : Su
esaslı (Hydrophilic) removerin yıkanabilirlik ve kirlilik testi yapılmalıdır.
5-8
Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
4.8
Prosesin Bitiminden Sonra Yapılması Gerekenler
Belirtileri tanımak ve öğrenmek kontrolün bir evresidir ve çok fazla deneme
gerektirir. Fotoğraf tekniği ile elde edilen resimler eşsiz kalıcı kayıtlar sağlar. Siyah
beyaz veya renkli film kullanılabilir. Kendi kendine gelişen polaroid filmler en iyi yaklaşımı
sağlar. Resimlerin yanı sıra kalıcı kayıtlar sağlamak üzere penetrant belirtisini emen ve
sabitleyen bazı özel balmumuna benzer özel plastik şeritler (wax) mevcuttur. Ayrıca
belirtiyi bir sabitleyici püskürtüp kuruttuktan sonra şeffaf bantla kaldırmakta bir
yöntem olarak kullanılabilir.
Kontrol işlemleri tamamlandıktan sonra iyi bir son temizleme yapılmazsa, nemi
çekmeye eğimli olan penetrant ve Developer kalıntıları parçanın paslanmasına neden
olabilir veya parça üzerinde daha sonra yapılacak işlemlerde (boya, kaplama vs.) engel
çıkartabilir. Sıvı penetrant kontrol yönteminde değerlendirme sonucunda test parçasının
servis ömrünü doldurduğu saptanırsa son temizleme işlemi yapılmayabilir.
4.9
Kapasite
Gözeneksiz, metal ve metal olmayan tüm parçalardaki yüzeye açık süreksizliklerin
tahribatsız muayenesi bu yöntemle yapılabilir.
4.10 Kullanılan Tezgahların Özellikleri
Şekil 3
Robotik FPI
ADI
: Robotik FPI. Uygulama
MODELİ
: AZ-3658
İMAL TARİHİ
: 1992
FONKSİYONU
: Sıvı Penetrant Kontrolü
TEKNİK ÖZELLİKLER : 1 nci HİBM K.lığında, uçak, yapısal, uçak motor ile bunlara ait
aksesuar ve yer destek teçhizatlarındaki gözeneksiz malzemelerin yüzey
süreksizliklerinin tespiti için kullanılmaktadır.
5-9
Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
Şekil 4
Robotik FPI Hattı
Şekil 5
Elektrostatik FPI Uygulaması
ADI
: Elektro Statik FPI Uygulama
MODELİ
: ZY-5472
İMAL TARİHİ
: 1996
FONKSİYONU
: Sıvı Penetrant Kontrolü
TEKNİK ÖZELLİKLER
: 1 nci HİBM K.lığında, uçak, yapısal, uçak motor ile bunlara
ait aksesuar ve yer destek teçhizatlarındaki gözeneksiz malzemelerin yüzey
süreksizliklerinin tespiti için kullanılmaktadır.
5 - 10
Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
Şekil 6
Elektrostatik FPI Hattı
5 - 11
Jet Revizyon Müdürlüğü
Sıvı Penetrant Kontrolü
REFERANSLAR
[1]
T.O 33B-1-1 Nondestructive Inspection Methods
[2]
ASTM-E-1417 Standart Practice For Liquid Penetrant
[3]
P3TF47 / P3TF2 GE Standart
[4]
NAS-410 Certification and Qualification of Nondestructive Test Personel
[5]
AMS 2644 Inspection Penetrant, Metarials
5 - 12