Manipulátory v nedestruktivním zkoušení s komponenty zhotovenými 3D tiskem
Použití 3D tisku se během několika minulých let stalo běžnou záležitostí u výrobců mnoha různých produktů, včetně společností produkujících komerční zařízení pro nedestruktivní zkoušení.
Tento způsob výroby umožňuje malosériovou výrobu s přiměřenými náklady. Výrobky není nutné vyrábět na sklad, je možné je vyrábět až v okamžiku, kdy zákazník projeví o výrobek zájem.
Úroveň kvality 3D tisku je obecně poměrně rozdílná, od zcela hrubých produktů, které mají velmi výrazné stopy kladení vrstev, až po velmi jemné, které umožňují zhotovovat detailní věrné repliky, například v oblasti modelářství.
U nedestruktivního zkoušení lze volit méně náročnou cestu, například použití tiskáren typu FFF. Tyto tiskárny jsou dostupnější a méně náročné pro běžného uživatele, který potřebuje vyřešit „svůj problém“ při provádění kontrol.
Díky 3D tisku se usnadnila cesta výroby i jednorázových či účelových zařízení – manipulátorů, které si pro zajištění jedné omezené úlohy, která se již nemusí opakovat, nemůže kontrolní organizace nákladově dovolit. Tisk navíc umožňuje experimentovat ve vývoji, a to s minimem nákladů na materiál a čas ve srovnání s klasickou výrobou.
Několik příkladů z poslední doby ukazuje zefektivnění a zrychlení kontrol, což představuje značný benefit, zvláště v okamžiku, kdy je potřeba získat personál pro provádění běžného nedestruktivního zkoušení, což je téměř nemožné (kdo by si chtěl špinit ruce a přitom ještě nést značnou zodpovědnost, že?), nemluvě o získání specialistů skutečně schopných využít možností moderní techniky.
Příkladem je třeba provádění kontroly kruhových dutin, tedy např. kontrola trubek, potrubí, vývrtů atd. z vnitřní strany. U menších rozměrů, např. teplosměnných trubek, se používají klasické metody ET, případně méně klasické RFT, MFL, UT-IRIS nebo ECA sondy tvaru klasické sondy pro kontrolu trubek tepelných výměníků. Většina těchto metod, s výjimkou ECA a UT-IRIS, dávají často integrovanou zprávu o stavu. Každá metoda má zároveň své plusy i zápory a žádná z nich neumí podat 100% výsledek zkoumání.
Pro kontroly vývrtů menších rozměrů společnost TEDIKO, s.r.o., vyvinula zařízení integrující do jednoho celku vizuální kontrolu s kontrolou metody vířivých proudů. Zařízení využívá pohyb příložné sondy po dané dráze zároveň s on-line vizuálním ověřením.
U větších vnitřních průměrů je ale toto řešení nedokonalé, protože se zvětšujícím se průměrem klesá pokrytí zkoušené oblasti. Z tohoto důvodu bylo pro průměry od 105 mm zvoleno jiné řešení, a to použití ohebné sondy ECA.
Pomocí CAD bylo navrženo několik manipulátorů pro různé průměry. Manipulátory zajišťují tyto funkce:
- nosič ECA sondy
- ochrana ECA sondy před poškozením
- zajištění autonomního posuvu
- nosič enkodéru
- zajištění pro návrat manipulátoru do výchozí pozice v případě selhání systému
- propojení s měřicím zařízením.
Dalším příkladem je použití manipulátorů ve spojení s měřením ultrazvukem. Jedná se jak o měření klasickými sondami, tak metodou Phased Array (UT PA). Obecně je a byla většina přípravků zaměřena na kontroly svarových spojů, a to právě metodami PA a TOFD, kde je potřebné pořizovat záznam zároveň s přesnou polohou sondy. 
Existují ale i jednodušší úlohy, jako je například měření tloušťky stěn pomocí B-Scanů. Malé manipulátory zhotovené 3D tiskem představují ekonomicky výhodnou alternativu velkých přípravků pro měření ploch nebo speciálních manipulátorů dodávaných renomovanými výrobci. Zároveň tato řešení umožňují kontrolovat místa, kde větší přípravky nelze z prostorových či geometrických důvodů umístit.
Manipulátory mohou být ruční či motorizované, v každém případě jsou však vybaveny enkodéry pohybu. Je tedy možné provádět vyhledávání koroze v liniích, jako rychlé a relativně nízkonákladové mapování ploch na CS materiálech.
Společnost TEDIKO, s.r.o., v mnoha případech používá pro měření manipulační prostředky vyvinuté na míru. Tyto prostředky umožňují především kontrolovaný pohyb měřicích sond, urychlují a zpřesňují jejich kontrolu.
Při vývoji a stavbě podpůrných prostředků pro nedestruktivní zkoušení jsou plastové díly kombinovány s kovovými prvky, jako jsou ložiska, ložiskové dráhy, závitové tyče, matice, držáky atd. To vše umožňuje operativní a pružné uzpůsobování měřicího zařízení úkolům kladeným na měření podle situace a okamžitých požadavků.
Popsané způsoby řešení jsou vhodné pro diagnostiku stavu a sledování životnosti výrobního zařízení v energetice, teplárenství, chemickém průmyslu, včetně rafinérií, a dalších průmyslových oborech a u zkoušek tlakových a plynových zařízení.
TEDIKO, s.r.o., Pražská 5487, 430 01 Chomutov
tel.: 474 652 161, e-mail: info@tediko.cz, www.tediko.cz
Foto: TEDIKO
24
