Tahribatsız Muayene Nedir? Tahribatsız Muayene Yöntemleri

İnsanlığın tüm icatların temelinde yatan ana unsurun malzeme olduğunu kavramasıyla beraber gelişen endüstride, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleme ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Günden güne gelişen teknolojide sorunsuz çalışan sistemler temel hedef olarak belirlenmiştir. Malzemelerin muayene edilmesi, oluşabilecek sorunların ortadan kaldırılmasında ve ortaya çıkan sorunlara neden olan etkenlerin tespitinde son derece etkilidir. Malzemelerin yapı ve özelliklerini incelemek için yapılan muayeneler; tahribatlı muayene ve tahribatsız muayene olarak ikiye ayrılmaktadır. Bu yazımda iki yöntemden biri olan Tahribatsız Muayene Nedir? ve Tahribatsız Muayene Yöntemleri Nelerdir? Sorularına elimden geldiğince cevap vereceğim.

Tahribatsız Muayene Nedir?

Tahribatsız muayene; inceleme yapılacak olan malzemeye zarar vermeden yapılan muayene çeşididir. İncelenen malzemenin yüzeyinde ve iç kısımlarında bulunan hataların tespit edilmesi bu muayene yöntemiyle sağlanır. Dolayısıyla tahribatsız muayene kendi içerisinde yüzeysel kusurların belirlenmesinde kullanılan yöntemler ve iç kusurların tespit edilmesinde kullanılan yöntemler olarak ikiye ayrılabilir. Tahribatsız muayene, kalite kontrol aşamasında veya yeni malzeme geliştirme çalışmalarında sık başvurulan bir yöntemdir.

Tahribatsız muayene nedir? Sorusuna cevap verdikten sonra sık başvurulan bu muayene yönteminin tarihçesine bir bakalım.

Tahribatsız Muayene Tarihçesi

Tahribatsız muayene yöntemlerinden bazıları çok eskiden beri kullanılmaktadır. Bazıları ise yakın bir geçmişte mühendisler tarafından kabul edilmiştir. Örneğin; yüzey kusurlarını tespit etmek için kullanılan yağ ve tebeşir yöntemi bilinen en eski tahribatsız muayene yöntemlerden biridir. 1985 yılında Prof. W. K. Röntgen tarafından X Işınlarının keşfedilip geliştirilmesiyle, Amerikan Deniz Kuvvetleri Donanmasındaki gemilerin buhar kazanlarında bulunan kaynak dikişleri X Işınları testiyle kontrol edilmiştir. Bir diğer yöntem olan Ultrasonik Test ilk olarak 1931 yılında kullanılmışsa da esas kıymeti 1945’te mühendisler tarafından anlaşılmıştır.

Günümüzde tahribatsız muayene yöntemleri oldukça gelişmiş ve malzeme çalışmalarının vazgeçilmez bir aşaması haline gelmiştir.

Tahribatsız muayene nedir? ve Tahribatsız muayene tarihçesi nasıldır? Sorularını inceledik. Şimdi yıllardır kullanılan bu muayene yönteminin tekniğine ve çeşitlerine bir göz atalım.

Tahribatsız Muayene Yöntemleri Nelerdir?

Tahribatsız muayene kullanıldığında genel yaklaşım, bir bileşen veya yapıdaki bütün önemli hataları bulmaktır. Tahribatsız muayene yöntemler; yüzey kusurlarını belirlemede kullanılan yöntemler ve iç kusurların tespitinde kullanılan yöntemler olmak üzere iki ana gruba ayrılır.

• Yüzey kusurlarını belirlemede kullanılan yöntemler
  • Gözle muayene yöntemi,
  • Girici sıvıyla muayene yöntemi,
  • Manyetik parçacık muayene yöntemi olarak kendi arasında üç gruba ayrılır.
• İç kusurların tespit edilmesinde kullanılan yöntemler
  • Ultrasonik muayene yöntemi,
  • Girdap akımıyla muayene yöntemi,
  • Radyografi yöntemiyle muayene olarak kendi arasında üç gruba ayrılır.

Yüzey Kusurlarının Belirlenmesinde Kullanılan Tahribatsız Muayene Yöntemleri

Malzemenin yüzeyinde meydana gelen çukur, pürüz veya hasarların tespitinde kullanılan muayene yöntemleridir.

Gözle Muayene Yöntemi

Tahribatsız muayene yöntemleri arasında en basit ve en maliyetsiz olan muayene çeşididir.  Doğrudan gözle muayene yapılabileceği gibi büyüteç, optik mikroskop gibi optik cihazlar yardımıyla da yapılabilir.

Muayene yüzeyinden en fazla 600 mm uzaklıkta ve en az 30°’lik bir açıyla uygulanabilir.

Gözle Muayene Yöntemi Ne İşe Yarar?

Gözle muayene yönteminde;

• Gözle görülebilen gözenekler,
• Yetersiz ergime,
• Yetersiz nüfuziyet,
• Yanma olukları,
• Krater oluşumu,
• Aşırı nüfuziyet,
• Kaynakta eksenel kaçıklık ,
• İmalatt esnasında oluşan delikler,
• CR-Ni alaşımlarında meneviş rengi oluşumu,
• Rastgele ark yanıkları gibi kusurlar tespit edilebilir.

Gözle Muayene Yönteminin Avantajları

• Maliyeti yüksek olmayan bir muayene yöntemidir.
• Zaman kaybı olmadan anında sonuç alınabilen bir yöntemdir.
• Muayene edecek kişiler eğitimi zor değildir ve zaman almaz.
• Muayeneye başlanmadan önceki hazırlıklar zaman almaz.

Gözle Muayene Yönteminin Dezavantajları

• Sadece yüzey kusurları tespit edilir.  
• Çok küçük boyutlardaki kusurlar tespit edilemeyebilir.
• Elde edilen sonuçları yanlış yorumlanmaya müsaittir.

Girici Sıvıyla Muayene (Penetrant)

Bu muayene yönteminde ferromanyetik olmayan malzemelerde gözle muayenede tespit edilemeyecek kadar küçük olan çatlak ve çukurların tespiti hedeflenmiştir. Eski bir muayene yöntemi olmasına rağmen hala kullanılmaktadır. Sıvı penetrant muayene yönteminde girici boya (Penetrant) temiz bir yüzeye uygulandığında, yüzey süreksizliğinin içinde kılcal etki ile nüfuz eder. Yeteri kadar nüfuz etmesi beklendikten sonra fazla boya fazlası yüzeyden temizlenir. Yüzeydeki kusurlara girmiş olan boya, genellikle bir emici ile yüzeye geri çekilir ve parça yüzeyinde gözle görünür bir şekilde kusur tespiti yapılmış olur.

Muayene yönteminin detaylı olarak aşamaları aşağıda verilmiştir.

• Ön temizlik: malzeme yüzeyindeki kir, pas gibi yabancı maddelerin temizlenmesi için yapılır.
• Penetrent uygulaması: penetrant sıvısı yüzeye püskürtülerek yüzeydeki kusurlara dolması beklenir.
• İkinci temizlik: malzeme yüzeyindeki kusurlara dolan penetrant sıvısının temizlenme işlemidir.
• Developer uygulaması:  kusurlardan sıvıyı emir dışarı çıkarması için su veya çözücü püskürtülür.
• İnceleme: gözle ya da ışık altında muayene edilerek kusurlar tespit edilir.

Sıvı Penetrantla Muayene Yöntemi Ne İşe Yarar?

Sıvı penetrant ile muayene yönteminde;

• Sadece yüzeyde açılan gözle görülemeyen kusurlar (çatlaklar vs.),
• Yüzey delikleri, yüzeydeki cüruflar,
• Yetersiz ergime ve nüfuziyet,
• İmalat esnasında açılan delikler, tespit edilebilir.

Sıvı Penetrant Muayene Yönteminin Avantajları

• Ferritik olmayan metallerde yüzey çatlakları için en iyi muayene yöntemidir.
• Bu muayene yönteminin uygulaması kolaydır.
• Plastik, seramik, mika, cam gibi malzemelerde de bu muayene yöntemi uygulanabilir.
• Otomatik olarak uygulanmaya uygun bir muayene yöntemidir.

Sıvı Penetrant Muayene Yönteminin Dezavantajları

• Sadece yüzeyde gözle görülemeyen kusurların tespitinde kullanılabilir.
• Aşırı pürüzlü yüzeylerde test edilirken sağlıklı sonuç alınamaz. Yüzeyin pürüzsüz olması gereklidir.
• Hassasiyeti düşük bir muayene yöntemidir.
• Göz ardı edilemeyecek kadar sürekli tüketilen malzeme kullanılır.

Manyetik Parçacık(Toz) Yöntemiyle Muayene

Manyetik parçacık yöntemiyle muayene demir, çelik gibi mıknatıslanabilen ferromanyetik malzemelerde manyetizma esasına dayanarak uygulanır. Bu yöntemde manyetik akı çizgilerinin yüzey kusuru bulunan bölgelerde dışarıya doğru zorlanmasından yararlanılır. Yani manyetizasyon esnasında manyetik alan çizgileri kusurlarda olduğu gibi daha az iletken bir bölgeye geldiğinde, değişen manyetik iletkenlik durumundan dolayı manyetik alan saçılması oluştururlar. İşte bu değişim, muayene yönteminin temelidir. Saçılan bu manyetik alan, manyetizasyon esnasında içinde serbest demir demir oksit tozlarının olduğu süspansiyonun uygulandığı yüzeyde bu toz parçacıklarını çekmeye ve hatalı bölge üzerinde manyetik bir köprü oluşturmaya başlar. Malzeme yüzeyindeki çatlak veya malzeme ayrılması üzerinde oluşan toz yığını gözle görülerek hatalı bölge tespit edilebilir.

Manyetik Parçacık Yöntemi Ne İşe Yarar?

Manyetik parçacıkla muayene yöntemi;

• Malzemenin enine ve boyuna incelemesinden farklı prosesle uygulanmasıyla birlikte kırıkların/çatlakların,
• Yüzeyde ve yüzeye yakın kusurların, tespit edilmesinde kullanılır.

Manyetik Parçacık Yönteminin Avantajları

• Uygulanması basit bir muayene yöntemidir.
• Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle beraber basit kusurların görüntülenmesinde kameralar kullanılmaktadır. Görüntü alma dışarıda tutulduğunda otomatik sisteme uygundur.

Manyetik Parçacık Yönteminin Dezavantajları

• Sadece ferromanyetik malzemelerin muayenesinde uygulanabilir.
• Yüzey ve yüzeye yakın hataların tespitinde kullanılabilir.
• Dövme işlemi esnasında oluşan katlanmalar ve yüzeye paralel ve yine malzeme içine ilerleyen çatlaklar ve süreksizlikler, ferromanyetik oksitlerle dolu çatlaklar ve süreksizlikler, kenarları yuvarlak olan geniş çatlaklar ve süreksizlikler ve kalın kaplamaların (kaplama kalınlığı>40µ) altındaki çatlaklar ve süreksizlikler manyetik parçacık yöntemi ile tespit edilemezler.

İç Kusurlarının Belirlenmesinde Kullanılan Tahribatsız Muayene Yöntemleri

Malzeme incelendiğinden yüzeyde veya gözle görülemeyen hataların tespitinde kullanılan muayene yöntemleridir.

Ultrasonik Muayene Yöntemi

Ultrasonik muayene yöntemi, metale çekiçle vurup çıkan sesin dinlenildiği eski demirci tekniğine dayanan tahribatsız muayene çeşididir. Günümüzde bu yöntemde ultrases olarak adlandırılan yüksek frekanslı ses dalgaları kullanılarak malzemenin muayenesi yapılır. Yüksek frekanslı ses dalgalarının oluşumu,

• Piezoelektrik özelliği gösteren kuartz kristallerine değişken bir akım uygulandığında, kuartz kristallerinde oluşan mekanik titreşimler malzemeye verilir.
• Mekanik titreşimlerin malzeme verilmesiyle birlikte elektrik akımı doğar.
• Sonrasında bu mekanik titreşimler alıcı başlıkla birlikte malzeme arasındaki temas sıvısının da yardımıyla ultrasonik ses dalgaları olarak malzeme içinde ilerler.
• Malzeme içine gönderilen yüksek frekanslı ses dalgaları, ses yolu üzerinde bir engelle karşılarısa çarpar ve yansır.
• Bu çarpma açısına bağlı olarak yansıyan sinyal,alıcı başlığa gelebilir. Alıcı başlığa yansıyan sinyal, cihazın osiloskop ekranında dalga çizgileri yani eko oluşturur.

Ultrasonik Muayene Yöntemi Ne İşe Yarar?

Ultrasonik muayene yöntemiyle;

• Yüzeydeki çatlaklar ve çentikler,
• Büyük gözenekler ve gözenek grupları,
• Büyük katı kalıntılar,
• Yüzeyde meydana gelen Ergime hataları,
• Yetersiz nüfuziyet, yanma olukları, gibi hatalar tespit edilebilir.

Ultrasonik Muayene Yöntemin Avantajları

• Ultrasonik muayene yöntemindeki cihazlar genelde portatif cihazlardır ve taşıması rahattır.
• Maliyeti düşük bir muayene yöntemidir.
• Malzemedeki hataları üç boyutlu olarak tespit etmek mümkündür.
• Uygulaması kolay bir muayene yöntemidir.
• Malzeme içerisindeki hataların tespitinde hassastır.
• Muayeneye hazırlık aşaması zaman almadığı gibi sonuç da zaman almaz ve anında sonuç verir.
• Özellikle kalın parçalarda meydana gelen düzlemsel hataların daha duyarlı bir şekilde belirlenmesini sağlar.
•  Malzeme çeşitlerine uygulanabilir.

Ultrasonik Muayene Yöntemin Dezavantajları

• Muayene yüzeyi, alıcı başlık kullanımı için uygun olmalıdır. Çünkü; çok pürüzlü yüzeylerde uygulanamaz.
• Muayene ve gözlemin çok tecrübeli biri tarafından yapılması gereklidir.
• Muayene edilecek malzemenin gözenekli bir yapıya ve iri taneli bir mikroyapıya sahip olmaması gerekir.

Girdap (Eddy) Akımıyla Muayene

İçerisinden yüksek frekanslı alternatif akım geçirilen bir bobinde sarımın etrafında oluşan manyetik alandan yararlanılır. Sarım elektrik iletkenliği olan bir malzemenin yüzeyine yaklaştırıldığında sarımın değişken manyetik alanının malzeme yüzeyinde indüksiyon akımları oluşturduğu görülür. Kapalı bir devre halinde akan bu akımlar girdap akımları olarak adlandırılır. Girdap akımları da kendi manyetik alanlarını yaratır ve bu ikincil manyetik alan ölçülerek yüzey kusurları bulunabilir. Yine bu yöntemle malzemenin iletkenliği, manyetik geçirgenliği vb. gibi parametreleri de belirlenebilir.

Girdap akımıyla muayene yönteminde işlem değişkenleri mevcuttur. Bu değişkenler;

• Malzemenin iletkenliği,
• Malzemenin manyetik geçirgenliği,
• Frekans değeri,
• Derinlik etkisi,
• Aralık faktörü,
• Doldurma faktörü, şeklinde sıralanabilir.

Girdap Akımıyla Muayene Ne İşe Yarar?

Girdap akımıyla muayene yönteminde;

• Sertlik, ısıl işlem şartları, fiziksel boyutlar, tane boyutu, elektriksel iletkenliği, manyetik geçirgenlik, gibi şartların ve özelliklerin belirlenmesi ve ölçülmesi,
• Kaynak dikişlerindeki çatlakların, boşlukların belirlenmesi, döküm parçalarında kalıntı ve cürufların belirlenmesi,
• Farklı malzemelerin kimyasal bileşenleri ve mikroyapı yönünden incelenmesi,
• Manyetik malzemeler üzerindeki manyetik olmayan kaplamaların kalınlığının ölçülmesi, gibi işlemler gerçekleştirilebilir.

Girdap Akımıyla Muayene Yönteminin Avantajları

• Küçük çatlaklara karşı daha hassastır.
• Yüzey ve yüzeye yakın kusurları tespit edebilir.
• Zaman kaybetmeden anında sonuç verir
• Taşınabilir ekipmanlara sahiptir.
• Kusur tespitinden çok daha fazlası için bu muayene yöntemi kullanılabilir.
• Muayene öncesi hazırlık için zaman kaybı olmaz.
• Testte kullanılan alıcı başlıkların parçaya değmesi gerekmez.
• Karışık şekillerde ve iletken malzemelerin kontrolünde kullanılabilir.
• Metot esasından dolayı metalurjik yapı farklılıkları ve malzeme kusurları dolayısıyla elektrik iletkenliği ve manyetik geçirgenlik değerinin değişmesini ölçer.
• Elektrik iletkenliği ve manyetik geçirgenlikteki değişmelere karşı hassas bir metot olduğundan, yüzeydeki veya çatlaklardaki metal olmayan pisliklere karşı hassas değildir.
• 1000°C ‘ye varan yüksek sıcaklıklarda muayene yapılabilir.
•  Sistemin uyarma frekansı yükseltildiğinde muayene süresi 0,001 s’ye kadar kısaltılabilir.
•  Bu muayene yöntemi otomatikleştirmeye uygundur.
• 25 mm – 1 m gibi değişik çaplardaki malzemelere kolayca uygulanır.

Girdap Akımları Yönteminin Dezavantajları

• Sadece iletken malzemeler muayene edilebilir
• Diğer muayene yöntemlerine göre daha kapsamlı beceri ve eğitim gerektiren bir yöntemdir.
• Muayene edilecek yüzeyin temiz ve pürüzsüz olması gereklidir.
• Sınırlı penetrasyon derinliği mevcuttur.
• Ayarları için standart referanslar gereklidir.
• Alıcı başlık; bobin sarımına ve tarama yönüne paralel olan tabakalar halinde dizilmiş hataları tespit edemez.
• Elektriksel iletkenlik ve manyetik geçirgenlik değerlerindeki lokal değişimler yöntemin hassasiyetini verimsizleştirir.
• Silindirik şekilli çubuklarda eksene dikey, ince düzlemsel süreksizliklerin incelenmesi mümkün değildir.
•  Yüzeyin altındaki kusurlar derinleştikçe muayene zorlaşır eğer bu değer 10 mm’yi geçerse ancak özel alıcı başlıklar kullanarak inceleme yapılabilir.
• Bu yönteminde parçaların geometrik şekilleri etkili bir faktördür.

Radyografi Yöntemiyle Muayene

Yüksek enerjili elektromanyetik dalgalar malzemelere nüfuz edebilirler ve bu nüfuziyet sonucunda malzemenin diğer tarafına konulan elektromanyetik dalgalara duyarlı filmleri de etkileyebilir. Sonrasında bu filmler banyo işlemine tabi olduğunda elektromanyetik dalganın içinden geçen malzemenin, iç kısmının görüntüsü elde edilir. Bu görüntüde malzeme içindeki boşluklar, kalınlık, yoğunluk değişikliklerinden dolayı oluşur. Malzemenin içinin bu şekilde görüntülenmesine radyografi, bu yöntemle yapılan muayeneye de radyografik muayenedenir. Malzemenin arka tarafına film yerine bir dedektör konulup malzemeden geçen elektromanyetik dalgalar toplanarak bir monitöre aktarılırsa bu tekniğe de radyoskopidenir.

Radyografik muayene için çeşitli ışın kaynakları kullanılabilir. Bu kaynaklar X-ışını tüpleri veya gama (γ) ışını üreten izotoplar olabilir.

Gelin beraber X Işını ve Gama Işını Radyografisini inceleyelim.

X Işını Radyografisi

X ışını radyaografisi, muayene edilen malzemeden geçen X ışını demetinin fotoğraf filmi üzerinde ya da floresanlı bir ekranda görüntülenmesidir. X ışını kaynağından çıkan X ışınları demeti muayene edilecek olan parçanın içinden geçerek film üzerinde bir kontrastın oluşmasına neden olur.  Bu kontrast; X ışınlarının soğurulmasına bağlıdır. Yani malzeme içerisindeki çatlak, gözenek gibi kusurlar daha az X ışını soğurur. Elde edilen görüntüde kusurlu bölgeden geçen X ışınları karanlık bölge oluşturur. Endüstriyel radyografide kullanılan X ışınının enerji aralığı 50 kV – 1 MV arasındadır. Işınlama enerjisi; muayene edilecek malzemenin cinsine ve kalınlığına bağlı olarak değişir.

Gama Işını Radyografisi

Radyoaktif elementlerin çekirdeklerinin parçalanması sonucunda Gama ışınları oluşur. Gama ışınıyla muayene yöntemi proses olarak X ışınıyla muayene yönteminin aynısıdır. Yine muayene edilecek olan numuneden çıkan gama ışınları arkasına yerleştirilen film üzerine düşer ve görüntü elde edilir. Sadece kullanılan ışın kaynağı Gama ışınıdır. Gama ışınlarının dalga boyları X ışınlarına göre daha kısadır bu nedenle de malzemeye daha fazla nüfuz eder. Yine Gama ışını X ışınına göre daha uzun bir pozlama süresi gerektirir. Buna rağmen daha düşük bir netlik elde edilir.

Radyografik muayene sonucunda elde edilen film üzerine yansıyan görüntüde, aslında malzemeden geçen ışının yarattığı gölge görüntüsüdür. Endüstriyel olarak radyografik muayene, içsel hataların tespitinde kullanılacak en uygun muayene yöntemidir.

Radyografik Muayene Yöntemi Ne İşe Yarar?

Radyografik muayene yönteminde;

• Malzeme yüzeyinin altına yer alan çatlaklar, poroziteler vb. kusurlar tespit edilebilir.

Radyografik Muayene Yönteminin Avantajları

• Muayene sonucu radyografik film olarak elde edilir.
• Elde edilen sonuçlar muayene ortamında farklı bir yerde, farklı bir zamanda da görülebilir.
• Bu muayene yöntemi ince parçalar için uygundur.
• Herhangi bir malzemeye uygulanabilir bir muayene yöntemidir.

Radyografik Muayene Yönteminin Dezavantajları

• Genel olarak kalın parçalarda uygun değildir.
• X ışını ve Gama ışını gibi zararlı ışınlar kullanıldığı için sağlığa zararlı bir muayene yöntemidir.
• İki boyutlu hataları tespit edebilmek için direkt ışın gereklidir.
• Radyografik filmin elde edilebilmesi için pozlanması ve görüntülenmesi gereklidir.
• Bu muayene yöntemi otomatikleştirilmeye uygun değildir.
• Yüzeyde bulunan kusurların tespiti için uygun değildir.
• Yüzeyin altında tespit edilen kusurların derinliğiyle ilgi bilgi edinilemez.

Tavsiye Yazı: Döküm Nedir?

Tahribatsız Muayene Standartları

Tahribatsız muayene yöntemlerini değerlendirmesi ve onaylanması için, muayenenin ilgili standartlarda belirtilen şartları karşılayan kişiler tarafından yapılması gerekmektedir. Bu standartlarda tahribatsız muayene işleminin yapılışı, değerlendirilmesi, değerlendirme kriterleri, uygulana sonrasında ortaya çıkan durumların değerlendirilmesi ile ilgili bilgiler mevcuttur.

STANDART	Amerikan Standartları	TS Türk Standartları EN Avrupa Normları
Tahribatsız Muayene Personelinin Değerlendirmesi ve Onayı	ASNT SNT TC 1A	TS EN ISO 9712
Gözle Muayene (VT)	ASME sec. V AWS B.1.11	TS EN ISO 17637 TS EN ISO 5817 TS EN 13018
Sıvı Penetrant Muayenesi (PT)	ASME sec. V	TS EN ISO 3452-1 TS EN ISO 23277
Manyetik Parçacık Muayenesi (MT)	ASME sec. V	TS EN ISO 17638 TS EN ISO 23278
Radyografik Muayene (RT)	ASME sec. V	TS EN ISO 17636-1 TS EN 12681
Ultrasonik Muayene (UT)	ASME sec. V	TS EN ISO 23279 TS EN ISO 17640 TS EN ISO 11666

Bu yazımda tahribatsız muayene nedir, tahribatsız muayene yöntemleri nelerdir? Sorularına elimden geldiğince cevap vermeye çalıştım. Soru ve görüşlerinizi yorum kısmından benimle paylaşmayı unutmayın.