Bir kompozite non-destruktiv (bozucu olmayan) incelemelere
dayanan testler uygulanmadan önce malzemenin temizlenmesi, boyaların
uzaklaştırılması önemli noktalardır. Nondestruktiv
testler (NDT) genellikle üç amaca yöneliktir; üretim ve montaj sırasında malzemelerin
ve ürünlerin kalite kontrolünü güvenceye almak, üretilen parçaların bütünlüğünü
garantilemek ve serviste olduğu sürece kontrolünü yapabilmektir.
Tipik bazı NDT teknikleri olarak 1. Görsel Yöntemler, 2. Tap
Testi, 3. Ultrasonik Yöntemler, 4. Radyografi, 5. Shearografi, 6. Termografi,
7. Akustik Emisyon ve 8. Holografik İnterferometre sayılabilir. Aşağıda bu
yöntemler kısaca açıklanmıştır.
Uygulanabilen en eski ve en basit sistemdir (göz,
mikroskop). Saptanabilen tipik örnekler; yüzey bozuklukları (örneğin, aşınma, kırık, çentik gibi), yüzeyde kabarcıklar
ve baloncuklar, kenarlarda porözite, delaminasyon gibi kusurlardır. Görsel
yöntemler non-destructive incelemelere başlangıç aşamasıdır.
İnce lam inatlar ve İnce yüzey tabakalara uygulanır. Yüzey yakınında
delaminasyon, bağ eksikliği, yüzey yakınında disbond (bağ kopması), boşluklar, şişmiş göbek,
kapanma noktalarında kusurlar, göbek birleşme yerinde kusurların saptanmasında
uygulanan bir yöntemdir.
Tıklama (tap) testlerine işitsel veya ses testi de denir; testte hedef
malzemeye bir çekiçle vurulur ve yapının verdiği duyulabilir frekanslardaki (10
– 20 Hz) ses dinlenir (Şekil-1). Temiz, keskin ve çınlayan bir ses
iyi-bağlanmalı bir yapıyı, tok veya mat sesler olumsuz alanları tanımlar.
Tıklama hızı, kulağın farklı sesleri ayırt edebileceği kadar seri olmalıdır.
3. ULTRASONİK YÖNTEMLER
Ultrasonik yöntemler tüm kompozit yapılara ve sandviç konstrüksiyonlara
uygulanan bir metottur. Yapılarda delaminasyon, bağ eksikliğinin, sandviçlerde
ezilmiş göbek, şişmiş göbek ve göbekte su tayininde kullanılabilir. Ultrasonik
teknik uygulama alanına göre iki tip altında toplanabilir:
·
Kesintisiz transmisyon: Kompozit yapının her iki
yüzünü kapsayan uygulamadır. Şekil-2 ve Şekil-3’de tipik iki şematik örnek
gösterilmişti.
·
Puks-Eko: Kompozit yapının sadece bir yüzüne
uygulanan yöntemdir (Şekil-4).
Ultrasonik teknikler çeşitlidir, ancak kullanılan ses
dalgaları enerji frekansı duyulabilir frekansların üstündedir. Test
malzemesine, iyi bir görüntü alınabilmesi için
yüzeye normal yönde, yüzey boyunca veya yüzeyle belirlenmiş bir açıyla
yüksek frekanslı (birkaç MHz) bir ses dalgası gönderilir. Malzemeden geçen ve
rotasını tamamlayan dalga kaydedilir.
Şekil-2: Kesintisiz transmisyon
4. RADYOGRAFİ
Bu yöntemde malzemedeki yoğunluk değişiklikleri ölçülür. Radyografi
metotları tüm kompozit yapılara (disbond/delaminasyon, köşelerde delaminasyon) ve
sandviç konstrüksiyonlara (düğüm ayrılması, ezilmiş göbek, şişmiş göbek, göbekte
su) uygulanabilir.
Radyografi veya genellikle söylendiği gibi X-ışınları uygulaması bir
malzemenin iç yapısını tanımladığından malzeme biliminde çok önemli bir
tekniktir. Yöntemde, malzeme veya sistemden X-ışınları geçirilir ve
X-ışınlarına hassas bir filmde absorbsiyon kaydedilir. Tipik bir radyografik
sistem Şekil-5’de şematik olarak gösterilmiştir. Banyo edilen film
saydamlıktaki değişikliklerle malzemenin iç yapısı hakkında detaylı bilgiler
verir; kalınlık boyunca yoğunlukta oluşan farklılıklar belirlenir.
Şekil-5: X-ışını sistemi
5. SHEAROGRAFİ
Shearografi, bir malzemenin yüzeyinden yansıyan ışıktaki
değişikliğin ölçülmesiyle malzemedeki kusurların (disbond/delaminasyon gibi)
saptanabildiği bir optik NDT tekniğidir. Metot tüm kompozit malzemelere
uygulanabilir.
Bu teknikte bir lazer ışık kaynağı kullanılır; bir video
kamerayla aydınlatılan sistemin orijinal görüntüsü kaydedilir. Test malzemesine
daha sonra ısıtma, basınç değiştirme veya akustik vibrasyon gibi işlemler
uygulanır ve ikinci bir video imaj alınır. Görüntüde yüzeyde bu işlemlerden
dolayı meydana gelen bağ-kopması veya delaminasyon bilgileri izlenebilir.
Şekil-6’da bu amaçla kullanılan bir kontrol sisteminin şematik görünümü
verilmiştir.
Şekil-6: Tipik bir shearografi
kontrol sistemi elemanları
Şekil-7: İnfrared (IR) termal imaj
sistemi
Termografi tüm
kompozit yapılara (disbond/delaminasyon) ve sandviç konstrüksiyonlara (göbekte su) uygulanabilen bir NDT test
yöntemidir.
Termografide ses
dalgalarından değil ısı transferinden yararlanılır. Testte bir infrared video
kamera kullanılır, malzemedeki termal değişiklikler ölçülür. Termal kontrolün
temel prensibi test objesine ısı akışı uygulanır ve bu işlem sırasında objenin
yüzey sıcaklıkları haritası çıkarılır veya ölçülür.
En çok kullanılan
termografik kontrol tekniğinde, sıcaklık dağılımını ölçen IR hassas sistemler
kullanılır. Bu tür kontroller hızlıdır ve incelenen hedef malzemeyle ilgili
yeterli bilgiler verir. Şekil-7’de böyle bir sistemin şematik görünümü
verilmiştir.
7. AKUSTİK EMİSYON
(AE)
Akustik emisyon bir malzemeyi “dinleme” tekniğidir;
malzemede yükleme sırasında veya servis altında meydana gelen değişikliklerin
saptanmasında uygulanan bit NDT yöntemidir. Malzemedeki değişiklikler, mesela
bir çatlamanın başlaması veya çatlağın büyümesi gibi bir olay olabilir; böyle
koşullarda hızla enerji açığa çıkmasıyla ses dalgaları (kısa süreli elastik
dalgalar) meydana gelir ve çatlamanın oluştuğu ortamda ilerler. Bu ses
dalgaları AE sensörlerle saptanabilir. Tipik bir akustik emisyon sistemi Şekil-8’de
şematik olarak gösterilmiştir.
Şekil-8:Tipik bir akustik emisyon
sistemi
Holografide, tüm optik dalga, genlik ve faza göre bir film
üzerinde kaydedilir; buna hologram denir. Bir hologram, hologramı yapılan bir
hedefin üç-boyutlu karakterini korur. Basit bir holografik sistem Şekil-9(a)’da
gösterilmiştir. Vibrasyonsuz bir masa üzerine yerleştirilmiş sistemdeki lazer
kaynağından gelen ışın bir ışın ayırıcıyla iki ışın dalgasına ayrılır. Referanstan geçen
ışın bir aynadan yansıyarak doğrudan holografik filme giderken, diğer bir ışın
demeti hedefe (test örneği) gider ve yansıyarak filme ulaşır. Bu iki ışının
yarattığı kompleks girişim paterni holografik filmde kaydedilir; girişim
hatları aynı yer-değiştirmelerle tanımlı noktalar oluşturur. İki ışın demetinin
kat ettiği yol oldukça farklı olduğu halde lazer ışını bu iki dalganın girişim
yapmasına izin verir. Kaydedilen film (veya hologram da denir) referans
dalgayla aydınlatıldığında, hedef malzeme dalgası yeniden oluşur ve hologramın
arkasında hedefin üç-boyutlu görüntüsü belirir (Şekil-9b).
Şekil-9: Basit bir holografik sistem
