BÖLÜM 6 MANYETİK PARÇACIK KONTROLÜ ve JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDEKİ UYGULAMALARI Svl.Müh. Metin KIRAN 1nci HİBM K.lığı Jet Revizyon Müdürlüğü Şubat 2004, ESKİŞEHİR ÖZET Manyetik parçacık kontrolü, ferromanyetik malzemelerdeki yüzey ve yüzey altı süreksizliklerinin belirlenmesinde kullanılan bir tahribatsız muayene yöntemidir. MPI uygulamaları yüzeyde ya da yüzeye yakın çatlakların, katlanmaların, dikiş ve inklüzyonların ve diğer süreksizliklerin tespitinde kullanılır. MPI yöntemi, ham malzemeye, mamul ya da yarı mamul malzemeye, kaynaklı malzemelere ve servise verilen malzemelere uygulanabilir. MPI ferromanyetik olmayan ve östenik paslanmaz çeliklere ve alaşımlara uygulanmaz. Bu dokümanda manyetik parçacık kontrolü prosesinin temel prensipleri, uygulama adımları, kullanılan teçhizat, gerekli emniyet tedbirleri, prosesin uygunluğunun kontrolü hakkında bilgi verilecektir. 6-1
1 PROSESİN ADI 2 PROSESİN AMACI Manyetik parçacık kontrolü, ferromanyetik malzemelerdeki yüzey ve yüzey altı süreksizliklerinin belirlenmesinde kullanılan bir tahribatsız muayene yöntemidir. 3 PROSESİN GENEL / DETAYLI TANITIMI MPI uygulamaları yüzeyde ya da yüzeye yakın çatlakların, katlanmaların, dikiş ve inklüzyonların ve diğer süreksizliklerin tespitinde kullanılır. MPI yöntemi, ham malzemeye, mamul ya da yarı mamul malzemeye, kaynaklı malzemelere ve servise verilen malzemelere uygulanabilir. MPI ferromanyetik olmayan ve östenik paslanmaz çeliklere ve alaşımlara uygulanmaz [1]. MPI, temel olarak manyetik kuvvet çizgileri oluşturan bir manyetik alana parçaların tutulmasını içerir. Manyetik parçacık kontrolü uygulanacak yüzeyler öncelikle kir, pas, boya ve yağdan arındırılmalıdır. Ayrıca parçaların üretimi esnasında oluşmuş, kontrolü engelleyebilecek manyetik alanlar parça üzerinden demanyetize edilmelidir. Bir hava boşluğu gibi olan süreksizlik etrafında güçlü manyetik kaçakların oluşturulması için manyetik alanın doğrultusu ve yoğunluğu belirlenir. Daha sonra bir iletken içerisinden elektrik akımı geçirilerek, kontrolü istenen parça üzerinde manyetik alan oluşturulur. Süreksizlikler, kuvvet çizgilerinin bozulmasına ve yeni manyetik kutupların oluşmasına neden olur. Parçalar üzerinde bulunan süreksizliklerin oluşturduğu hasarlı alanlarda demir tozları birikerek belirti olarak ortaya çıkar. Bu işlemden sonra parça üzerindeki mıknatıslık alınır ve tespit edilen süreksizlikler parça üzerinde, teknik emir veya proses planında tanımlandığı şekilde işaretlenir. Şekil 1 Yaş/Kuru Sürekli ve Artık Mobil MPI Uygulaması 6-2
Manyetik parçacık kontrolünde serviste ya da keşif işlemi sırasında yapılan kontroller sonucunda kaplamalar hasarlanmadıkça veya prosesin yapılmasını engelleyecek bir durum oluşmadıkça kaplamaların sökülmesine gerek yoktur. Manyetik parçacık kontrolünde üç çeşit akım kullanılır. Bunlar Alternatif Akım AC, Tam Dalga Doğrultulmuş Akım FWDC ve Yarım dalga Doğrultulmuş Akım HWDC dır. Süreksizlikler, mıknatıslama yönüne 45 den daha az açıda olduğunda manyetik parçacık metodu ile belirlenmeleri zordur. Her yöndeki süreksizliklerin belirlenmesini sağlamak için parçalar birbirine 90 olacak şekilde her iki yönde de mıknatıslanmalıdır. Parçanın geometrisine bağlı olarak iki veya daha fazla yönde dairesel mıknatıslama, hem dairesel hem boyuna mıknatıslama ve iki veya daha fazla yönde boyuna mıknatıslama kullanılabilir [3]. Kontrol işlemi bittikten sonra uygun bir solvent, hava üfleyici, veya diğer yöntemler kullanılarak temizleme işlemi yapılmalıdır. Parçanın her tarafının manyetik parçacık artıklarından temizlendiğinden emin olunmalıdır. 4 JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDE MANYETİK PARÇACIK KONTROLÜ 4.1 Uygulama Alanı Manyetik parçacık kontrolü Jet Revizyon Müdürlüğü nde bakım onarım işlemleri gören motorlardaki (dişli grupları vb.) belirli parçalara uygulanan bir tahribatsız muayene yöntemidir. 4.2 Uygulama Esnasındaki Ortam Koşulları Manyetik parçacık kontrolünün başarılı olabilmesi, parçayı kontrol etmek için uygun malzemenin ve metodun seçimine bağlıdır. 4.3 Proses Öncesi Yapılması Gerekenler MPI, temel olarak manyetik kuvvet çizgileri oluşturan bir manyetik alana parçaların tutulmasını içerir. Manyetik parçacık kontrolü uygulanacak yüzeyler öncelikle kir, pas, boya ve yağdan arındırılmalıdır. Ayrıca parçaların üretimi esnasında oluşmuş, kontrolü engelleyebilecek manyetik alanlar parça üzerinden demanyetize edilmelidir [2]. 4.3.1. Mıknatıs Alma Testi Pusula Metodu İyi kaliteli ibresi yaklaşık 1.5 boyunda, dış çapı 1 ¾ - 1 ⅞ olan bir paket pusula kullanın. Anormal veya tutuk ibreli pusula kullanmayın. Genel Metod - Pusulayı tahtadan yapılmış tezgaha koy. Parçayı, parça pusula çemberi ile temas halinde tutarken kumpasın kuzey veya güney tarafından parçanın ana ekseni doğu batı ekseninde olacak şekilde parçayı pusuladan geçir. Pusulanın ibresi uçtan uca hareket etmemelidir. 6-3
Ağır veya büyük parçalar için parçanın merkez ekseni doğu batı yönünde kısmi manyetik olan pusula ibresini 10o den daha fazla oynatmayacak bir tahta tezgaha parçayı yerleştir. Parçanın kuzey güney yönünde pusulayı parça ile olan temasını bozmayacak şekilde hareket ettir. Pusulanın ibresi uçtan uca hareket etmemelidir. Dairesel parçalar için; Pusulayı tahta tezgaha koy. Parçayı pusulanın kuzey güney kenarında tut. Parçayı 360 o hareket ettir. Pusula ibresi uçtan uca hareket etmemelidir. Eğer test memnuniyet verici değilse mıknatıs alma işlemini tekrarla. 4.4 Emniyet Tedbirleri Halojen kimyasallar içeren (fluorine, chlorine, bromine ve iodine) temizleme maddeleri titanyum parçalarda kullanılmamalı. Bu kimyasallar titanyuma zarar verir. Motor parçasının ark yaparak yanmasına neden olabilecek ekipmanları kullanmayınız. Eğer parça yanmışsa nedenler tespit edilmeli ve düzeltici işlem uygulanmalıdır. Penetrant malzemeleri cilt, gözler ve solunum sistemi için zehirlidir. Cilt ve göz koruması gerekir. İyi havalandırılan sahaları kullanın. 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. Kontrol yapılırken ışığa duyarlı gözlükler kullanmayın. Güneş ışığı ya da ultraviole ışığı (siyah ışık) altında bu gözlükler ışık geçişi kayıplarına sebebiyet verecektir. Petrol ürünleri ve kerozin yanıcıdır. Gözlere, cilde ve solunum yollarına zararlıdır. Ateş kaynaklarını uzak tut. Yeterli havalandırma sağlar, koruyucu melbusat kullanılmalıdır. 4.5 Prosesin Uygulama Adımları Ön temizleme ve yüzey hazırlama Direk olarak parçaya boydan boya elektrik akımı vermek veya parçayı manyetik bir alana koymak suretiyle parçaları manyetize et. Manyetize edilen paçayı ince elenmiş manyetik parçalar içeren solüsyona daldır. Partiküller manyetik flux kaçağı olan süreksizliğin olduğu yerlerde birikecektir. Durumu değerlendir ve neticelerini kaydet. Parçanın manyetikliğini (mıknatıslanma) al ve parçayı korumaya al. 6-4
Şekil 2 Ultraviole Işık Altında MPI Yapılan Parçaların Görünüşü 4.6 Proses Uygunluğunun Kontrolü Manyetik Parçacık Kontrol işlemlerinin doğru ve sonuçlarının güvenilir olması için şu kontroller yapılmalıdır: 4.6.1 Ampermetre Doğruluk Testi Teçhizat ampermetresini kontrol etmek için kalibre edilmiş bir ampermetre cihazın çıkış devresine seri olarak bağlanmalıdır. Teçhizatın kullanma aralığında üç adet çıkış değeri alınmalıdır. Teçhizat göstergesinden alınan değerler kalibre edilmiş ampermetreden alınan değerlerin ± % 10 dahilinde olmalıdır. Yarı dalga düzeltilmiş alternatif akım ölçümünde, kalibre edilmiş doğru akım ampermetresinden okunan değer, iki kat arttırılmalıdır. 4.6.2 Zamanlayıcı Kontrolü Teçhizat üstündeki zamanlayıcının akım süresini kontrol etmek için uygun bir elektronik saat kullanılır. sürenin ± 0.1 sn limitlerinde olması gereklidir. 4.6.3 Manyetik Alan Çabuk Bırakma Kontrolü Tam dalga düzeltilmiş doğru akım ile çalışan teçhizatın çabuk bırakma özelliği, teçhizat imalatçısının belirttiği şekilde uygun bir osiloskop veya diğer bir metod kullanılarak test edilmelidir. 4.6.4 Ölü Ağırlık Kontrolü Yokelerin belirlenen periyotlarda ölü ağırlık yönünden test edilmeleri gereklidir. Alternatif akım yokeleri ayaklar arasında 50 ila 100 mm boşluk olduğunda 10 poundluk bir ağırlığı kaldıracak kapasitede olmalıdır. Doğru akım yokelerinin ayakları arasında 50 ila 100 mm boşluk olduğunda 30 poundluk ağırlığı kaldıracak kapasitede olmalıdır. 6-5
4.6.5 Manyetik Parçacık Sistem Performans Kontrolü Jet Revizyon Müdürlüğü Sistem performans testinde kullanılan ketos test parçası, artık mıknatıs yönünden kontrol edilmek üzere manyetik parçacık banyosuna daldırılır. Banyo içerisinde 60 saniye bekletilerek üzerinde belirti oluşup oluşmadığı kontrol edilir. Eğer ketos ringin dış tarafında herhangi bir belirti oluşmuş ise mıknatısı alınıp, hiçbir belirti gözükmeyinceye kadar bu işlem tekrarlanır. Test parçasının içinden 1 inç çapında merkezi iletken geçirilir. Belirlenen değerlerde test parçasına yaş veya kuru sürekli metod ile dairesel mıknatıslama işlemi uygulanır. Verilen amperlerin karşısındaki minimum delik sayısı yönünden test parçası kontrol edilir. Eğer verilen amperlerin karşısında belirtilen delik sayıları gözükmüyorsa bu manyetik parçacık test cihazındaki bir hatadan, parçacık konsantrasyonunun düşük olmasından veya test parçasının tavlanmamış olmasındandır. Bu eksiklikler giderildikten sonra test işlemi tekrarlanmalıdır. 4.6.6 Manyetik Parçacık Konsantrasyon Kontrolü Manyetik parçacık banyosu parçacıkların her tarafta uniform olması için en az 30 dakika süre ile karıştırılır. Karışmış olan süspansiyondan 100 ml (100 cc) lik bir santrifüj tüpe doldurulur. Parçacıkların birbirine karışmasını önlemek için tüpteki süspansiyonun mıknatısı alınır. Santrifüj tüp sehpasına yerleştirilerek titreşimsiz bir ortamda bir saat bekletilir. Bekleme süresi tamamlandıktan sonra tüp karartılmış bir ortamda siyah ışık ile aydınlatılır. Sadece parçacık tabakasının floresan özellik göstermesi gereklidir. Parçacık tabakasının üst kısmının, tüp üzerinde gösterdiği değerler 0.1 ile 0.4 ml/100 ml arasında olmalıdır. Banyo konsantrasyonu bu değerler dışında ise, manyetik parçacık veya yağ ilave edilerek bu değerlere getirilir. Manyetik parçacık süspansiyon kirlilik testi, KÇT E-12-06-02 ye göre yerine getirilir. 4.6.7 Siyah Işık Şiddeti Kontrolü Siyah ışık şiddeti J221 ultraviole şiddet ölçme cihazı veya muadili bir cihaz ile kontrol edilmelidir. Siyah ışık şiddeti 15 inç mesafede santimetrekareye minimum 1000 microwatt olmalıdır. Ultraviole şiddet ölçme cihazı kalibreli olmalıdır. Siyah ışık ölçmeleri belirlenen periyotlara göre yapılmalıdır. 6-6
4.6.8 Beyaz Işık Şiddeti Kontrolü Parça kontrolü için karartılmış kontrol kabinindeki veya bölgedeki çevre beyaz ışık şiddeti maksimum 2 foot-candle olmalıdır. Beyaz ışık ölçer cihazı kalibreli olmalıdır. 4.6.9 Parça Üzerindeki Boya Kalınlığı Kontrol öncesinde parça üzerindeki boya kalınlığı maksimum 0.003 inç olmalıdır. Şekil 3 Hand Probu ile Sprey/Portatif MPI Uygulaması 4.7 Prosesin Bitiminden Sonra Yapılması Gerekenler Kontrol işlemi bittikten sonra uygun bir solvent, hava üfleyici, veya diğer yöntemler kullanılarak temizleme işlemi yapılmalıdır. Parçanın her tarafının manyetik parçacık artıklarından temizlendiğinden emin olunmalıdır. Parça servise verilecekse üzerindeki mıknatıs uygun şekilde alınmalıdır. 4.8 Kapasite MPI uygulamaları yüzeyde ya da yüzeye yakın çatlakların, katlanmaların, dikiş ve inklüzyonların ve diğer süreksizliklerin olduğu düşünülen tüm parçalarda kullanılır. MPI yöntemi, ham malzemeye, mamul ya da yarı mamul malzemeye, kaynaklı malzemelere ve servise verilen malzemelere uygulanabilir. MPI ferromanyetik olmayan ve östenik paslanmaz çeliklere ve alaşımlara uygulanmaz. 6-7
4.9 Kullanılan Tezgahların Özellikleri Şekil 4 Islak Sürekli / Artık Yatay MPI Uygulaması ADI : MPI () MODELİ : GB3509-A01 (Islak Sürekli/Artık Yatay MPI. Uygulaması) İMAL TARİHİ : 2000 TEKNİK ÖZELLİKLER: 1 nci HİBM K.lığında Uçak Yapısal, Uçak motor ile bunlara ait aksesuar ve yer destek teçhizatlarındaki mıknatıslanabilen malzemelerin yüzeyde, yüzeye yakın ve yüzey altı süreksizliklerinin tespiti için kullanılmaktadır. Şekil 5 Islak Sürekli / Artık Yatay MPI Uygulaması ADI : MPI () MODELİ : MV-1733 VANE BLADE MPI. Islak Sürekli / Artık MPI. Uygulaması İMAL TARİHİ: 1986 TEKNİK ÖZELLİKLER : 1 nci HİBM K.lığında Uçak Yapısal, Uçak motor ile bunlara ait aksesuar ve yer destek teçhizatlarındaki mıknatıslanabilen malzemelerin yüzeyde, yüzeye yakın ve yüzey altı süreksizliklerinin tespiti için kullanılmaktadır. 6-8
Şekil 6 Mıknatıs Alma Cihazı ADI : Demagnetizer Ünit (Mıknatıs alma cihazı) MODELİ : GB-3509 A-01 İMAL TARİHİ : 1986 TEKNİK ÖZELLİKLER: 1nci HİBM K.lığında Uçak Yapısal, Uçak motor ile bunlara ait aksesuar ve yer destek teçhizatlarındaki mıknatıslanabilen malzemelerin yüzeyde, yüzeye yakın ve yüzey altı süreksizliklerinin tespiti için kullanılmaktadır. Şekil 7 Sargılı Bobin Portatif Manyetik Cihazı 6-9
REFERANSLAR [1] T.O 33B-1-1 Nondestructive Inspection Methods [2] ASTM-E-1444 Standart Practice For Magnetic Particle [3] NAS-410 Certification and Qualification of Nondestructive Test Personel 6-10