Metoda wiroprądowa (ET – Eddy Current Testing) jest jedną z kluczowych technik badań nieniszczących wykorzystywanych do oceny powierzchni i przypowierzchniowych nieciągłości w materiałach przewodzących. Opiera się na indukowaniu prądów wirowych w badanym materiale i analizie zmian ich przepływu spowodowanych obecnością wad, zmian struktury, korozji lub odchyłek geometrycznych.
W wielu branżach ET jest uznawana za metodę szybką, precyzyjną i bardzo wygodną — zwłaszcza tam, gdzie liczy się kontrola materiałów przewodzących o niewielkiej lub średniej grubości.
Zalety metody wiroprądowej
1. Brak konieczności stosowania środka sprzęgającego
W przeciwieństwie do UT, ET nie wymaga żeli, olejów ani wody.
Pracujesz “na sucho”, co ułatwia inspekcję i przyspiesza proces.
2. Bardzo wysoka czułość na nieciągłości powierzchniowe
Metoda świetnie sprawdza się przy wykrywaniu:
pęknięć powierzchniowych,
mikropęknięć zmęczeniowych,
uszkodzeń krawędzi,
zmian przewodności związanych ze stopniem utwardzenia lub obróbką cieplną.
3. Możliwość oceny właściwości materiałowych
ET pozwala analizować m.in.:
przewodność elektryczną,
grubość powłok,
twardość i efekty obróbki cieplnej,
strukturę warstwy powierzchniowej.
4. Bardzo szybkie badania
Możliwe jest skanowanie:
automatyczne,
liniowe,
wielokanałowe,
100% powierzchni w krótkim czasie.
Dlatego ET jest częstym wyborem w masowej produkcji (np. automotive, lotnictwo).
5. Możliwość badania przez cienkie powłoki
Cienka warstwa farby, lakieru lub oksydacji nie przeszkadza w pomiarze.
6. Duża powtarzalność i możliwość automatyzacji
Idealne do kontroli seryjnej przy produkcji wysokomarżowych elementów metalowych.
7. Brak promieniowania i brak ryzyka dla operatora
Metoda całkowicie bezpieczna — bez RT, bez UV, bez zagrożeń chemicznych.
Wady i ograniczenia metody wiroprądowej
1. Tylko materiały przewodzące
ET sprawdza się świetnie w metalach, ale:
nie działa na tworzywach,
nie działa na ceramice,
słabo działa na materiałach ferromagnetycznych bez odmagnesowania.
2. Ograniczona głębokość penetracji
Metoda “widzi” przede wszystkim defekty:
powierzchniowe,
przypowierzchniowe,
zwykle do kilku mm w głąb (zależnie od częstotliwości).
3. Wysoka wrażliwość na niewłaściwe warunki pomiarowe
Na wynik wpływa m.in.:
geometria elementu,
odległość sondy od powierzchni (lift-off),
temperatura,
zmiany struktury materiału.
W praktyce wymaga to sporo doświadczenia od operatora.
5. Duże zróżnicowanie i specjalizacja sond
Do różnych zastosowań trzeba dobierać różne:
sondy obrotowe,
sondy typu ołówkowego,
sondy różnicowe,
sondy wielokanałowe,
sondy absolutne.
To podnosi koszty i złożoność.
6. Wymóg przewodności materiału na odpowiednim poziomie
Zbyt wysoka lub zbyt niska przewodność obniża czytelność sygnału.
Zastosowania metody wiroprądowej w przemyśle
ET jest jedną z najbardziej wszechstronnych metod badań elementów metalowych — szczególnie gdy liczy się wysoka czułość na wady powierzchniowe oraz szybkość.
1. Lotnictwo i kosmonautyka
To jedna z branż, w której ET jest absolutnym standardem:
badanie otworów po nitach i łączeniach,
wykrywanie pęknięć zmęczeniowych w skrzydłach,
kontrola przewodności i grubości warstw ochronnych,
inspekcja elementów z aluminium i tytanu.
2. Przemysł energetyczny
Kontrola rurek wymienników ciepła (tubing),
Wykrywanie korozji, wżerów i pittingu,
Badania generatorów i turbin.
Najbardziej typowe aplikacje:
Eddy Current dla rurek nieżelaznych,
Remote Field Testing (RFT) i Near Field Testing (NFT) dla rur ferromagnetycznych.
3. Motoryzacja
Kontrola osi, wałów, półosi, sworzni,
Automatyczna inspekcja elementów precyzyjnych,
Ocena hartowania indukcyjnego i grubości warstwy zahartowanej.
4. Hutnictwo i metalurgia
Kontrola powierzchni prętów i drutów,
Wykrywanie wad powierzchniowych w walcówce,
Nadzór procesów produkcji rur i profili.
5. Przemysł kolejowy
Wykrywanie pęknięć na osiach kół,
Kontrola elementów stalowych, które ulegają zmęczeniu.
6. Produkcja i kontrola jakości
Pomiary grubości powłok,
Weryfikacja składu materiałowego (segregacja stopów),
Szybki screening produkcji seryjnej.
Przykładowe aplikacje i techniki ET
1. Badania rurek wymienników ciepła
To chyba najpopularniejsza aplikacja ET:
analiza wżerów,
lokalizacja ubytków grubości,
wykrywanie pęknięć,
monitoring korozji w układach wysokociśnieniowych.
2. Inspekcje lotnicze – badanie otworów (rotating probe)
Sonda obrotowa obraca się wewnątrz otworu, precyzyjnie wykrywając:
mikropęknięcia,
zmęczenie,
uszkodzenia mechaniczne.
To krytyczna metoda na liniach lotniczych i w MRO.
3. Kontrola twardości i obróbki cieplnej
Zmiany przewodności i przenikalności magnetycznej pozwalają ocenić:
poprawność hartowania,
jednorodność struktury,
odchyłki w procesie produkcyjnym.
4. Inspekcje automatyczne i wielokanałowe
W produkcji seryjnej stosuje się systemy:
wielokanałowe,
liniowe,
obrotowe,
w pełni zautomatyzowane.
Dają one natychmiastowy wynik OK/NOK.
5. Pomiar grubości powłok
ET pozwala mierzyć grubość powłok:
lakierniczych,
galwanicznych,
ochronnych,
anodowych.
Bez naruszania powierzchni.
Metoda wiroprądowa to niezwykle skuteczne narzędzie do wykrywania wad powierzchniowych i przypowierzchniowych w metalach, a także do szybkiej i powtarzalnej inspekcji w produkcji seryjnej. Jej największe atuty to szybkość, brak konieczności stosowania środka sprzęgającego oraz wysoka czułość na zmiany powierzchni.
Jednocześnie ET ma swoje ograniczenia — przede wszystkim niewielką głębokość penetracji i konieczność badania tylko materiałów przewodzących. Wymaga również wiedzy operatora, szczególnie w interpretacji sygnałów zakłóceniowych.
Mimo to pozostaje jedną z najważniejszych metod NDT w lotnictwie, energetyce, metalurgii oraz produkcji precyzyjnych elementów metalowych.
