Badania barwne czy fluorescencyjne? Jak dobrać technikę badań PT

Zlecając badania penetracyjne, trzeba podjąć jedną decyzję techniczną, która wpływa na czułość, koszt i organizację prac: wybrać technikę barwną albo fluorescencyjną. Obie opierają się na tym samym zjawisku kapilarności i obie są opisane w normie PN-EN ISO 3452-1. Różnią się sposobem obserwacji wskazań, wymaganiami co do stanowiska i tym, jak drobne nieciągłości są w stanie pokazać.

W tym artykule porównujemy obie techniki z punktu widzenia zleceniodawcy: kiedy wystarczy zestaw barwny w sprayu, a kiedy warto zapłacić za badanie fluorescencyjne w zaciemnionym stanowisku. Opis samej metody, norm i przebiegu badania znajdziesz na stronie badania penetracyjne PT.

Czym różni się technika barwna od fluorescencyjnej?

Norma PN-EN ISO 3452-1 dzieli penetranty na trzy typy: fluorescencyjne (typ I), barwne, czyli kontrastowe (typ II), oraz podwójnego działania (typ III), widoczne zarówno w świetle białym, jak i w UV. W praktyce badań złączy spawanych w Polsce najczęściej spotyka się dwa pierwsze.

Technika barwna wykorzystuje intensywnie czerwony penetrant i biały wywoływacz. Wskazanie to czerwona linia lub plamka na białym tle, oceniana w zwykłym świetle białym. Technika fluorescencyjna wykorzystuje penetrant, który pod promieniowaniem UV-A świeci na żółtozielono. Wskazanie ocenia się w zaciemnieniu, gdzie jasna linia odcina się od ciemnego tła.

Różnica w kontraście jest zasadnicza. Świecące wskazanie na ciemnym tle ludzkie oko wychwytuje znacznie łatwiej niż czerwone na białym, dlatego technika fluorescencyjna pozwala zauważyć drobniejsze i płytsze nieciągłości, takie jak wczesne pęknięcia zmęczeniowe czy szlifierskie.

Kiedy wybrać technikę barwną?

Technika barwna to standard w badaniach terenowych i montażowych. Zestaw składa się z trzech aerozoli: zmywacza, penetrantu i wywoływacza, więc inspektor może pracować na rusztowaniu, w wykopie czy w hali bez przygotowania specjalnego stanowiska. Warunkiem jest odpowiednie oświetlenie – zgodnie z PN-EN ISO 3059 co najmniej 500 lx na badanej powierzchni.

Technikę barwną wybiera się zwykle, gdy:

• badanie odbywa się na obiekcie – rurociągu, zbiorniku, konstrukcji stalowej – bez możliwości zaciemnienia miejsca,
• celem jest wykrycie typowych niezgodności spawalniczych otwartych na powierzchnię: pęknięć, porów, przyklejeń brzegowych,
• specyfikacja nie wymaga najwyższego poziomu czułości,
• liczy się czytelna dokumentacja fotograficzna – czerwone wskazanie na białym tle łatwo pokazać nadzorowi i inwestorowi.

Ograniczeniem jest niższa czułość i wrażliwość na chropowatość powierzchni. Na surowej spoinie lub zgorzelinie biały wywoływacz szybko różowieje od resztek penetrantu i drobne wskazania giną w tle.

Kiedy wybrać technikę fluorescencyjną?

Technika fluorescencyjna jest wybierana tam, gdzie liczy się wykrycie możliwie najmniejszych nieciągłości. Wymaga lampy UV-A oraz zaciemnienia – PN-EN ISO 3059 określa minimalne napromienienie UV-A na powierzchni badanej i maksymalne natężenie światła widzialnego w otoczeniu. Inspektor potrzebuje też kilku minut na adaptację wzroku do ciemności przed rozpoczęciem oceny.

Tę technikę wybiera się zwykle, gdy:

• badane są elementy krytyczne, np. w energetyce, lotnictwie lub na częściach pracujących zmęczeniowo,
• specyfikacja lub norma wyrobu wymaga wyższego poziomu czułości systemu penetracyjnego,
• szuka się pęknięć zmęczeniowych, szlifierskich lub hartowniczych o bardzo małym rozwarciu,
• badanie można wykonać w hali, kabinie lub pod osłoną zapewniającą zaciemnienie.

Koszt jest wyższy: droższe są materiały, potrzebny jest sprzęt UV i przygotowanie stanowiska, a wydajność w terenie jest mniejsza. Technika jest też bardziej wymagająca przy usuwaniu nadmiaru penetrantu – zbyt słabe zmycie daje świecące tło, a zbyt mocne wypłukuje penetrant z płytkich wad.

Porównanie technik w skrócie

Co jeszcze wpływa na wybór?

Wymagania dokumentacji

Pierwszym źródłem odpowiedzi powinna być dokumentacja: projekt, plan badań, norma wyrobu lub specyfikacja klienta. Jeśli wskazuje wymagany typ penetrantu albo poziom czułości systemu, wybór jest przesądzony. Jeśli nie, technikę dobiera się do celu badania i warunków na miejscu – i warto zapisać tę decyzję w procedurze.

Materiał i stan powierzchni

Obie techniki działają na metalach ferromagnetycznych i nieferromagnetycznych: stalach austenitycznych, aluminium, stopach miedzi i niklu. Na stalach węglowych warto rozważyć też badania magnetyczno-proszkowe, które wykrywają także nieciągłości tuż pod powierzchnią. Im gładsza powierzchnia, tym lepiej wykorzysta się czułość techniki fluorescencyjnej; na bardzo chropowatym licu spoiny jej przewaga maleje przez świecące tło.

Temperatura

Standardowe systemy penetracyjne stosuje się w zakresie od 10 do 50 °C. Badania w niższych lub wyższych temperaturach są możliwe, ale wymagają materiałów przeznaczonych do tych warunków i kwalifikacji procedury według PN-EN ISO 3452-5 lub PN-EN ISO 3452-6 – niezależnie od wybranej techniki.

Kolejność badań

Jeżeli na tej samej powierzchni planowane są obie techniki, najpierw wykonuje się badanie fluorescencyjne. Pozostałości czerwonego penetrantu tłumią fluorescencję i mogą zamaskować wskazania w kolejnym badaniu.

Podsumowanie

Technika barwna to dobry wybór do większości badań spoin na obiekcie: jest szybka, tania i nie wymaga zaciemnienia. Technika fluorescencyjna ma sens wtedy, gdy dokumentacja wymaga wyższej czułości albo gdy szuka się bardzo drobnych pęknięć na elementach krytycznych. W obu przypadkach o wiarygodności wyniku decydują przygotowanie powierzchni, czas penetracji, usunięcie nadmiaru penetrantu i warunki obserwacji zgodne z PN-EN ISO 3059.

ULTRARENT wykonuje badania penetracyjne w obu technikach, w terenie i w warunkach warsztatowych. Jeśli nie wiesz, którą technikę wybrać do swojego zlecenia, skontaktuj się z nami – dobierzemy ją do dokumentacji i warunków na miejscu.

Często zadawane pytania

Czy technika fluorescencyjna zawsze jest lepsza od barwnej?

Nie. Ma wyższą czułość, ale wymaga zaciemnienia i sprzętu UV, a na chropowatych powierzchniach jej przewaga maleje. Do typowej kontroli spoin na obiekcie technika barwna jest w pełni wystarczająca, jeśli dokumentacja nie wymaga wyższego poziomu czułości.

Czy badanie fluorescencyjne można wykonać w terenie?

Tak, ale trzeba zapewnić zaciemnienie, np. namiotem lub osłoną, oraz lampę UV-A o odpowiednim napromienieniu. Przy dużych konstrukcjach i pracy w dzień jest to trudne, dlatego w terenie częściej stosuje się technikę barwną.

Jakie oświetlenie jest wymagane przy technice barwnej?

Według PN-EN ISO 3059 natężenie światła białego na badanej powierzchni powinno wynosić co najmniej 500 lx. W praktyce inspektor sprawdza je luksomierzem przed oceną wskazań.

Czy po badaniu barwnym można wykonać badanie fluorescencyjne?

Nie zaleca się tego. Resztki penetrantu barwnego tłumią fluorescencję i obniżają skuteczność drugiego badania. Jeśli planowane są obie techniki, najpierw wykonuje się badanie fluorescencyjne.

Która technika jest tańsza?

Technika barwna – materiały są tańsze, nie trzeba lamp UV ani zaciemnienia, a wydajność w terenie jest wyższa. Różnica w koszcie całego zlecenia zależy jednak od liczby spoin, dostępu i warunków na miejscu.