Badanie twardości metodą UCI (Ultrasonic Contact Impedance) to nowoczesna, nieniszcząca metoda pomiaru twardości materiałów metalowych, wykorzystująca drgania ultradźwiękowe diamentowej końcówki sondy. Metoda UCI umożliwia szybki i precyzyjny pomiar twardości bez konieczności wycinania próbek czy niszczenia badanego elementu.
Jest szczególnie przydatna w kontroli spoin, stref wpływu ciepła (HAZ), elementów po obróbce cieplnej oraz gotowych konstrukcji, także bezpośrednio na obiekcie.
Gdzie i kiedy wykonuje się badanie twardości UCI?
Badania UCI stosuje się wszędzie tam, gdzie wymagany jest lokalny, szybki i powtarzalny pomiar twardości:
kontrola twardości spoin i HAZ,
weryfikacja skuteczności obróbki cieplnej (hartowanie, odpuszczanie, normalizowanie),
odbiory techniczne elementów maszyn i konstrukcji,
badania eksploatacyjne i diagnostyczne,
pomiary w miejscach trudno dostępnych lub na dużych elementach,
kontrola materiałów w energetyce, petrochemii i przemyśle maszynowym.
Metoda UCI doskonale sprawdza się tam, gdzie klasyczne metody laboratoryjne (Brinell, Rockwell, Vickers) są niemożliwe do zastosowania.
Na czym polega metoda UCI?
Sonda UCI wyposażona jest w diamentowy wgłębnik Vickersa, który wibruje z częstotliwością ultradźwiękową. Po dociśnięciu sondy do powierzchni badanego materiału:
wgłębnik wnika w materiał z określoną siłą,
zmienia się częstotliwość drgań sondy,
zmiana ta jest proporcjonalna do twardości materiału.
Na podstawie tej zmiany urządzenie oblicza i wyświetla wartość twardości.
Przebieg badania twardości metodą UCI
Proces PT składa się z kilku dokładnie określonych etapów:
- Przygotowanie powierzchni
Powierzchnia powinna być czysta, gładka i pozbawiona zgorzeliny lub farby (wystarczy lekkie szlifowanie). - Dobór sondy i obciążenia
W zależności od zakresu twardości i geometrii elementu. - Kalibracja urządzenia
Kalibracja na wzorcach twardości zgodnych z badanym materiałem. - Wykonanie pomiaru
Dociśnięcie sondy do powierzchni – wynik pojawia się niemal natychmiast. - Rejestracja i dokumentacja wyników
Możliwość zapisu pomiarów i sporządzenia protokołu badania.
Jakie skale twardości można mierzyć metodą UCI?
Metoda UCI bezpośrednio mierzy HV (Vickers), a wyniki mogą być przeliczane na:
HB (Brinell)
HRC / HRB (Rockwell)
MPa (wytrzymałość na rozciąganie – orientacyjnie)
Zalety metody UCI
nieniszczący charakter badania,
bardzo mały odcisk pomiarowy,
szybki pomiar (kilka sekund),
możliwość badania cienkich elementów i wąskich stref (np. HAZ),
mobilność – badania w terenie,
wysoka powtarzalność wyników.
Ograniczenia metody UCI
wymaga jednorodnej struktury materiału,
mniejsza dokładność na bardzo chropowatych powierzchniach,,
konieczność poprawnej kalibracji pod dany materiał.
Normy dotyczące badania twardości metodą UCI
Badania twardości UCI wykonuje się zgodnie z następującymi normami:
PN-EN ISO 16859-1 – badanie twardości metali metodą UCI
PN-EN ISO 16859-2 – weryfikacja i kalibracja urządzeń UCI
PN-EN ISO 6507 – twardość Vickersa (odniesienie)
PN-EN ISO 9712 – kwalifikacja personelu badań nieniszczących (jeśli UCI stosowana jako metoda NDT)