Wat is lasonderzoek en hoe kies ik het juiste NDO onderzoek?

NDO is een Niet-Destructief Onderzoek, waarmee de kwaliteit en eventuele aanwezigheid van fouten bepaalt kan worden. Belangrijk is dat er een indruk wordt gekregen van de laskwaliteit van de constructie of het werkstuk.

Het doel van lasonderzoek is de aanwezigheid, locatie, afmeting en aard van eventuele fouten vast te stellen. In welke mate een fout gevonden kan worden is o.a. afhankelijk van het gekozen NDO onderzoek. Zo is magnetisch onderzoek enkel geschikt voor het opsporen van fouten direct aan de oppervlakte en is röntgen onderzoek uitstekend geschikt voor het vinden van fouten dieper in het werkstuk.

Voor laag-belaste producten is een beperkte controle vaak voldoende. Naarmate het object belangrijker is (ernstige consequenties bij falen, hogere kostprijs etc.) zal NDO aan meer eisen gaan voldoen. NDO kan zowel op het hele werkstuk als lokaal worden toegepast.

Uiteindelijk kan worden besloten of de gevonden fouten acceptabel zijn of dat er tot reparatie of afkeur moet worden overgegaan.

Welke NDO-methoden zijn er?

Bij elke constructie kunnen specifieke defecten worden verwacht. Deze [defecten] zijn soms slechts met één specifieke NDO-methode vindbaar. Het is aanbevolen om meerdere geschikte NDO-methoden te gebruiken, mits dat economisch te verantwoorden is. Hoewel er meer zijn, beperken wij ons in dit artikel tot vijf methoden: visueel, magnetisch, penetrant, ultrasoon en radiografisch/röntgen.

NDO-Methode Oppervlakte defecten Inwendige defecten Materiaaleigenschappen
Visueel onderzoek ++
Magnetisch onderzoek ++ +
Penetrant onderzoek ++
Ultrasoon onderzoek + ++ +
Röntgenonderzoek + ++

Hoe kies ik het juiste NDO onderzoek?

In een constructie komen altijd defecten voor. Deze fouten zijn met een zekere kans (maar niet met 100%) te detecteren. Dit wordt ook wel de probability of detection (POD) genoemd. Iedere type NDO heeft zijn eigen POD, die afhankelijk is van het type defect waarnaar gezocht wordt.

Om de juiste NDO-methode te kiezen is er (1) kennis van het object en (2) kennis van het lasonderzoek vereist.

Kennis van het werkstuk:

  • Materiaaldikte.
  • Materiaalsamenstelling (mechanische en chemische eigenschappen).
  • Structuur, vormgeving, toegankelijkheid, oppervlaktegesteldheid.
  • Te verwachten en te detecteren fouten.

Kennis van de NDO:

  • Nauwkeurigheid van de onderzoeksmethode.
  • Wijze van vastleggen van de onderzoeksresultaten.
  • Kosten voor onderzoek en beschikbare tijd.

De vijf belangrijkste NDO lasonderzoeken

Visuele inspectie

Het gewoon bekijken van een werkstuk is de meest eenvoudige vorm van visueel onderzoek en in veel gevallen voldoende. Het is ook de enige vorm van lasonderzoek die in principe altijd zal plaatsvinden ongeacht de functie van het product.

Deze methode is geschikt voor fouten in het oppervlak. Grove fouten als scheuren en breuken zijn eenvoudig waarneembaar. Ook is de algehele kwaliteit van de lasverbinding waarneembaar.

Magnetisch onderzoek

Bij magnetisch onderzoek wordt er een magneetveld aangebracht in het werkstuk, waarmee fouten aan of dicht onder het oppervlak worden aangetoond. Met behulp van een meetsonde of ijzeroxidedeeltjes worden de veldlijnen zichtbaar. Bij een fout in het werkstuk zullen de veldlijnen verstoord worden. Op deze manier is de locatie en afmeting van een defect te achterhalen.

Deze methode kent geen beperkingen wat betreft de vorm en afmetingen van het werkstuk. Wel dient het werkstuk ferromagnetisch te zijn. Fouten als haarscheurtjes en vermoeiingsscheuren aan het oppervlak evenals poreusheid en metallische insluitingen in het werkstuk worden zichtbaar. De foutdetectie neemt toe naarmate het werkstuk schoner en minder ruw is.

Veldverloop in een foutloos werkstukVeldverloop in een foutloos werkstuk.
Veldverloop bij scheurvorming in het materiaalVeldverloop bij scheurvorming in het materiaal.
Veldverloop bij een werkstuk met een insluitingVeldverloop bij een werkstuk met een insluiting.

Penetrant onderzoek

Eén van de oudste en nog steeds veelgebruikte onderzoeksmethoden is het penetrant onderzoek. Een penetrerende vloeistof wordt op het werkstuk gespoten, vervolgens wordt de overtollige vloeistof weggehaald en met een zogenaamde ontwikkelaar wordt de scheur leeggezogen waardoor het defect zichtbaar wordt.

Deze methode is geschikt voor alle metalen, de investering is gering, echter zijn er een paar voorwaarden waaraan het onderzoek moet voldoen:

  1. De te ontdekken fout moet bereikbaar zijn voor de vloeistof (penetrant).
  2. Het werkstuk moet zo schoon mogelijk zijn.
  3. Hoe gladder het oppervlak is, hoe kleiner de fout die gevonden kan worden.

Fouten die open zijn naar het oppervlakte (scheuren, porositeit, lekken) kunnen op deze manier opgespoord worden.

Penetreren van de vloeistofPenetreren van de vloeistof in oppervlakte defecten.
Verwijderen van overvloedige penetrantVerwijderen van overvloedige penetrant.
Ontwikkelen van penetrant naar oppervlakteOntwikkelen, waarbij het penetrant naar de oppervlakte komt.

Ultrasoon onderzoek

Bij ultrasoon onderzoek dienen ultrasone geluidsgolven als een detectiemethode voor fouten. Metaal is een goede geleider van de geluidsgolven, tenzij er sprake is van onvolkomenheden. Die reflecteren, onderscheppen of beïnvloeden de geluidsgolf waardoor het defect “zichtbaar” wordt.

Het onderzoek richt zich op het volume van een materiaal in tegenstelling tot magnetisch en penetrant onderzoek. Daardoor kunnen defecten op grote afstand van het oppervlakte (diep in het materiaal) opgespoord worden.

Deze NDO-methode stelt hoge eisen aan de onderzoeker zowel qua vaardigheid van het onderzoek als interpretatie van de gegevens. Met de hand uitgevoerd is het zeer arbeidsintensief en brengt daardoor hoge kosten met zich mee.

Radiografisch onderzoek

Bij radiografisch onderzoek wordt het werkstuk doorstraald met elektromagnetische straling (röntgen en gammastralen). Hiermee zijn defecten aan het oppervlak en inwendige fouten te detecteren.

Volumetrische fouten zoals (slak)insluitsels en porositeit zijn goed vindbaar in tegenstelling tot vlakke fouten zoals scheuren. In het geval dat het detecteren van scheurvorming van belang is, moet naast radiografisch onderzoek aanvullend ultrasoon onderzoek plaatsvinden.

Bij radiografisch onderzoek speelt veiligheid een grote rol. Beschermende kleding en het ontruimen van niet-essentieel personeel is noodzakelijk om het menselijk lichaam tegen schadelijke straling te beschermen. Hoewel de methode zeer nauwkeurig is, brengt het hoge kosten met zich mee.