Hledači skrytých problémů
Skryté vnitřní vady mohou způsobit obrovské škody, zejména při provozu dopravních, systémů, stavebních konstrukcí, nebo energetických či chemických zařízení, ale nejen v těchto případech. Cestou jak těmto rizikům předcházet a zjistit je ještě předtím, než mohou havarijní stav způsobit, je obor označovaný zkratkou NDT - nedestruktivní testování. Jde o zkoušení materiálu a konstrukcí, kterými lze zjistit vadu, její parametry nebo změřit tloušťku materiálu bez jeho poškození.
Najít závadu dříve, než způsobí katastrofu
Kromě pojmu NDT se v oblasti nedestruktivních zkoušek lze setkat rovněž s termíny Nondestructive examination (NDE), Nondestructive inspection (NDI), a Nondestructive evaluation (NDE). Všechny – obecně vzato – představují totéž: rozsáhlý soubor analytických technik používaných ve vědě a v průmyslu k průzkumu materiálů, objektů či systémů a jejich součástí bez jejich fyzického porušení. Cílem nedestruktivního testování je s pomocí metod, které nepředstavují riziko poškození daného vzorku zjistit, zda příslušný dílec, výrobek nebo zařízení nemají defekt (ve smyslu odchylky od normativních standardů), a pokud je nějaký zjištěn, určit jeho povahu a místo, kde se nalézá.
Nedestruktivní metody zkoušek umožnil především objev rentgenového záření (1895) a využití ultrazvuku koncem 20. let minulého století, což dovolilo nahlédnout pod povrch věcí aniž by bylo je potřeba mechanicky porušit. Technické prostředky NDT zahrnují hardware, software a technické manuály. Nedestruktivní testování využívá různé fyzikální jevy a procesy, záření různého druhu, chemické interakce a monitorování, které se neustále rozvíjí. V současné době využívá už více než stovku diagnostických metod založených na různých fyzikálních principech pomocí několika tisíc různých typů přístrojů. Velký zlom představovalo zejména nasazení počítačů a špičkových moderních senzorů umožňujících zobrazit diagnostická data ve 2D a 3D vizualizaci v reálném čase. Další posilou byl nástup mikroanalytických technik a dalších metod pro výzkum v mikroskopickém měřítku, metalografie, optická a elektronová mikroskopie aj. K hlavním metodám NDT patří radiografické (rtg záření, gama záření, neutrony a pozitrony), akustické (ultrazvuk), elektromagnetické, optické a termické (termokamery, infračervené záření) a kapilární (detekční kapaliny, mj. fluorescenční) apod. Z tohoto pohledu je klíčové provést hlavně optimální výběr fyzikálních jevů, pomocí nichž lze získat objektivní odhad příslušných diagnostických příznaků. Prostředky NDT nové generace využívají např. často akustické metody a elektromagnetické záření, pokročilé testovací algoritmy a vyspělou funkční diagnostiku.
Jednotlivé techniky NDT mají přitom vzhledem ke svým principům i svá specifika a omezení, takže většinou se využívá kombinace několika různých diagnostických metod. Optimální návrh systému NDT je tak složitou úlohou pro špičkové kvalifikované pracovníky, každou aplikaci je zpravidla potřeba řešit zvlášť.
Od zjišťování defektů k jejich prevenci
Neméně podstatnou částí NDT, avšak poněkud ve stínu používaných technických prostředků a metod, je rozvoj diagnostických postupů, které by se měly více zaměřovat na zjišťování stavů, jež vlastnímu vzniku defektů předcházejí. Jinými slovy, více než zjištění vady či odhadu jejích rozsahu je určit odhad zbytkové životnosti, resp. rizik spojených s dalším používáním příslušného testovaného objektu. A v návaznosti na to navrhnout taková technologická opatření, která umožní zjištěné problémy eliminovat.
Vyvíjí se tak i samotný přístup k problematice NDT: Na rozdíl od klasického přístupu, kdy bylo hlavním cílem zejména zjistit defekty (resp. odchylky od standardů) nebo jejich hrozbu, je dnes snahou spíše určení, resp. odhad zbytkové životnosti testovaného předmětu či materiálu, nebo rizika spojeného s jeho dalším využíváním a úsilí nalézt takovou metodu, která by byla schopna vypovídat o změnách, k nimž dochází ve struktuře materiálu ještě předtím, než defekt vznikne.
Samostatnou kapitolou využití metod NDT je také simulace různých zátěžových testů a virtuální testování prototypů, materiálů apod. které poskytuje cenné služby např. při vývoji nových automobilů, letadel či jiných dopravních prostředků, nebo nových materiálů a testování jejich parametrů, zejména z bezpečnostního hlediska.
NDT u nás
Na zkoušky pomocí nedestruktivních metod se zaměřuje řada specializovaných laboratoří i firem, výzkumných ústavů i univerzitních pracovišť. Tyto společnosti organizují spolupráci v mezinárodním měřítku, pořádají odborné konference a výstavy, a vytvářejí mezinárodní standardy. Hlavní profesní organizací u nás, která se programově zaměřuje na nedestruktivní zkoušení je v současné době Česká společnost pro nedestruktivní testování (ČNDT). Tato nezisková organizace, jejímž základním cílem je podpora rozvoje zkoušení, resp. hodnocení materiálů a konstrukcí bez porušení ve všech oblastech výzkumu, vývoje i praktického využití byla založena už v 50. letech (tedy už v počátcích mezinárodní institucionalizace NDT - první mezinárodní konference o NDT se konala v Bruselu v roce 1955, o 5 let později byl ustaven Mezinárodní komitét pro NDT - ICNDT) a sdružuje odborníky z oblasti defektoskopie technických zařízení a materiálů.
819
