Vplyv jasu a kontrastu na NDT kontroly

Väčšina nedeštruktívnych skúšok, ktoré sa spoliehajú na farebné alebo fluorescenčné materiály na identifikáciu diskontinuit, používa ľudské oko ako primárny detektor. Inými slovami: inšpektor musí vidieť indikáciu, aby bola skúška úspešná.

Existuje mnoho faktorov, ktoré môžu ovplyvniť schopnosť inšpektora identifikovať indikáciu. Množstvo okolitého svetla alebo UV žiarenia, ostrosť zraku inšpektora a adaptácia inšpektora na tmu pri vykonávaní inšpekcie sú len niektoré príklady, ktoré sa bežne sledujú a kontrolujú podľa priemyselných noriem.

Existujú však aj iné faktory, ktoré ovplyvňujú schopnosť inšpektora vizuálne zistiť indikáciu, ktoré sa často nezohľadňujú pri nastavovaní alebo vykonávaní magneticko-prúdovej kontroly alebo penetračnej skúšky.

Ako jas a farba ovplyvňujú to, čo vidíte

Čo vidíte, keď sa pozriete na tento obrázok?

Autorské práva Akiyoshi Kitaoka 2002 (c)Akiyoshi Kitaoka „Trick eyes“ Tokio: KANZEN 2002

Vidím špirálu jasne žltozelenej farby a špirálu tyrkysovo zelenej farby, ktoré pretínajú žlté a modré lúče. Je zrejmé, že ide o dva veľmi odlišné odtiene zelenej farby.

Ale mýlim sa... Je tu len jeden odtieň zelenej farby. Jasne žltozelená špirála a tyrkysovo zelená špirála majú presne rovnakú farbu.

Neveríte mi? Môžete zmerať hodnoty farieb pixelov každej špirály alebo použiť kolorimeter na meranie farby, ale výsledky vám ukážu, že jasná žltozelená a tyrkysovo zelená farba na obrázku vyššie sú rovnaké jasné zelené farby.

Aby sme to dokázali, môžeme začať nahradením modrého pozadia na prvom obrázku čiernym:

Dve zelené špirály začínajú vyzerať, ako keby sa až tak nelíšili. Stále vidím dva odlišné odtiene zelenej, ale tyrkysová špirála mi na tomto obrázku pripadá viac zelená.

Ďalej odstránime žlté pozadie:

Myslíte si, že som zmenil farby?

Ak porovnáme pôvodný obrázok (so žltým a modrým pozadím) s konečným upraveným obrázkom (s čiernym pozadím), môžete sledovať jednu špirálu a vidieť, že odtieň zelenej farby zostáva rovnaký.

Táto demonštrácia je viac než len pôsobivý kabaretný trik – môže sa použiť na ukážku toho, ako subjektívne môže byť naše vnímanie farieb počas fluorescenčných NDT kontrol.

Ako teda táto ilúzia funguje?

Podľa Bena Backusa z Backus Labs a SUNY's College of Optometry
„Táto ilúzia funguje, pretože vizuálny systém meria farbu v hrubšej priestorovej mierke ako jas (t. j. svetlosť). Zjavná farba malého objektu tak môže byť ovplyvnená farbami susedných objektov, čo táto ilúzia veľmi pekne demonštruje. Keď je zelená farba obklopená žltou, vyzerá oveľa žltšia, ako keď je obklopená modrou.“

Inými slovami, to, ako vnímame farbu objektu, je často určené farbami a jasom susedných objektov, a tento efekt sa zosilňuje pri pohľade na malé objekty alebo prvky – napríklad indikácie alebo diskontinuity.

Ľudské oči, rovnako ako iné detekčné zariadenia, používajú kontrast na detekciu indikácie počas NDT kontroly, preto je dôležité, aby bol medzi indikáciou a zvyškom povrchu dostatočný kontrast. V opačnom prípade bude pre inšpektora ťažšie indikáciu vidieť, najmä ak je indikácia veľmi jemná.

Čím vyšší je kontrast medzi indikáciou a pozadím, tým je pravdepodobnejšie, že kontrolór indikáciu uvidí.

Pokiaľ ide o magnetickú a penetračnú skúšku, je potrebné zohľadniť dva typy kontrastu: kontrast jasu a kontrast farieb.

Kontrast jasu
Jas sa vzťahuje na množstvo svetla odrážaného povrchom, ktoré vnímame ako „svetlosť“ alebo „tmavosť“ farby alebo obrazu.

Objekt s vysokým jasom odráža väčšinu svetla, ktoré dopadá na jeho povrch, čím objekt pôsobí „svetlo“ alebo „jasne“.

Objekt s nízkou jasnosťou absorbuje väčšinu svetla, ktoré naň dopadá, takže objekt vyzerá „tmavý“.

Kontrast jasnosti je rozdiel v jasnosti dvoch susediacich povrchov.

Pri NDT kontrolách nezáleží na tom, či je indikácia vysoká alebo nízka, dôležité je len to, aby zvyšok povrchu, pozadie, mal opačnú jasnosť.

Kontrast jasu pri vizuálnom testovaní
Vizuálne indikácie penetrantov a magnetických častíc majú zvyčajne nízky jas (príklady: červený penetrant alebo čierne magnetické častice) na pozadí s vysokým jasom (napríklad biele pozadie vytvorené vývojkou alebo kontrastnou farbou).

Kontrastný pomer jasu pri väčšine testov s viditeľným svetlom je 9:1, čo je dostatočné pre ľudské oko, aby indikáciu rozlíšilo, pokiaľ je dostatočne veľká.

Kontrast jasu pri fluorescenčnom testovaní
Pri fluorescenčných NDT kontrolách je indikácia veľmi jasná, pretože fluorescenčný materiál absorbuje vysokoenergetické UV žiarenie, ktoré je pre naše oči neviditeľné, a odráža toto žiarenie späť na nižšej energetickej úrovni, ktorá je pre naše oči viditeľná a ktorú vnímame ako „žiarivé“ svetlo.

Ale keďže UV žiarenie obsahuje viac energie ako viditeľné svetlo, keď fluorescenčné farbivo odráža viditeľné svetlo späť do našich očí, odráža VIAC viditeľného svetla, čo vytvára „žiaru“, ktorú vidíme.

Okrem toho, bez akéhokoľvek viditeľného okolitého svetla v zatemnenej kontrolnej kabíne naše oči zachytávajú viac odrazeného svetla z fluorescenčného farbiva, ako keby bolo prítomné iné viditeľné biele svetlo.

„Žiarivé“ fluorescenčné indikácie s vysokou jasnosťou kontrastujú s nízkym kontrastom pozadia v zatemnenej prostredí a vytvárajú veľký kontrastný pomer jasnosti 200:1 alebo vyšší, čo je výrazne viac ako pomer pri testovaní viditeľným svetlom.

Farebný kontrast
Farebný kontrast je rozdiel vo farbe (vlnová dĺžka) a sýtosti (množstvo vlnových dĺžok) medzi dvoma farbami rovnakej jasnosti.

Napriek dramatickému vizuálnemu klamu, s ktorým som začal, farebný kontrast hrá v detekovateľnosti NDT menšiu úlohu ako jas, ale stále je dôležitým faktorom, ktorý treba zohľadniť pri výbere materiálov a osvetlenia pre magnetickú časticovú skúšku alebo penetračnú skúšku.

Rovnako ako v prípade jasu je však v NDT najdôležitejším faktorom pre farby to, ako veľmi sa farba indikácie líši od farby zvyšku dielu.

Pri viditeľných a fluorescenčných penetračných kontrolách sa na zlepšenie farebného kontrastu bežne používajú vývojky, pretože vytvárajú jasné biele pozadie, ktoré odráža výrazne viac svetla ako penetrant, čím sa zvyšuje kontrast indikácie. To isté platí pre bielu kontrastnú farbu používanú pri viditeľných magnetických kontrolách.

Vplyv jasu a kontrastu na NDT kontroly

V farebnej ilúzii na začiatku tohto článku ste videli, ako okolité farby a jas môžu doslova transformovať veci, ktoré vidíme. Hore môžete vidieť, o koľko viac vyniká indikácia, keď je pozadie oveľa tmavšie ako fluorescenčná indikácia.

Ten istý princíp platí aj pri hodnotení indikácií inšpektormi: to, čo sa deje okolo indikácie, ovplyvní schopnosť inšpektora identifikovať indikáciu. Môže to byť nadmerné fluorescenčné pozadie, ako na obrázku vľavo hore, príliš veľa viditeľného svetla v kabíne, nepoužitie vývojky alebo bielej kontrastnej farby na zníženie povrchového pozadia.

Existuje mnoho faktorov, ktoré zabezpečujú, aby kontrast indikácie a pozadia bol čo najvyšší pre čo najspoľahlivejšie skúšky.

Tipy – Využite tieto vedomosti v praxi
1. Používajte správne penetračné/magnetické častice pre danú aplikáciu.
Môže byť lákavé použiť najmenšie magnetické častice alebo penetračné činidlo s najvyššou citlivosťou, ale v závislosti od aplikácie to môže viesť k nižšej kvalite kontroly, ak skončíte so žiarivými zelenými časťami s nadmerným fluorescenčným pozadím alebo nájdete veľa irelevantných indikácií. Pri laboratórnych testoch sme zistili malú koreláciu medzi veľkosťou častíc a výkonom magnetických častíc – menšie častice nie sú nevyhnutne lepšie.

Pri výbere správnych materiálov pre vašu konkrétnu aplikáciu buďte opatrní, aby ste maximalizovali pravdepodobnosť nájdenia všetkých relevantných indikácií.

Vyberte častice, ktoré fungujú dobre pre vašu konkrétnu aplikáciu. Niektoré častice môžu fungovať lepšie na hladkých častiach, zatiaľ čo iné môžu fungovať lepšie na drsných častiach. Častice, ktoré vyžarujú žltšiu fluorescenciu, vytvoria indikácie, ktoré vynikajú viac ako tie s modrastým odtieňom. Dobre navrhnuté riešenia s časticami budú mať menej fluorescencie pozadia a budú zobrazovať jasnejšie indikácie. Viditeľné častice fungujú skvele v prostredí, kde prevláda viditeľné svetlo, zatiaľ čo fluorescenčné častice sú vynikajúce pre uzavreté priestory, kde je možné kontrolovať svetlo.

V prípade penetrantov je dôležité, aby fluorescencia penetrantu vydržala počas spracovania, aby indikácie boli pri vyhodnocovaní stále ostré a jasné. Niektoré penetranty sa môžu rozložiť pod vplyvom tepla (v sušičke) a silného UV žiarenia (v jasnej UV kontrolnej kabíne), preto sa uistite, že máte odolný penetrant, ktorý je navrhnutý tak, aby si zachoval svoju fluorescenciu. To je obzvlášť dôležité, ak vaše špecifikácie vyžadujú dlhšie časy schnutia alebo ak existuje časové oneskorenie medzi spracovaním dielov a ich kontrolou.

V prípade magnetických častíc hľadajte odolné magnetické častice, ktoré sa časom nerozložia. Pri menej odolných časticiach sa fluorescenčný pigment časom oddelí od železnej častice, čo bude mať za následok indikácie s menšou fluorescenčnou jasnosťou. Toto oddelenie môže spôsobiť nadmerné pozadie, ktoré môže zakryť indikácie. Je tiež dôležité, aby sa častice nezhlukovali. Zhlukované častice sa voľne nepohybujú k indikáciám a vytvárajú škvrnitý povrch, ktorý môže zakryť relevantné indikácie alebo vytvoriť irelevantné indikácie.

2. Vždy používajte vývojku alebo bielu kontrastnú farbu
Penetračné vývojky a biele kontrastné farby sú určené na zlepšenie kontrastu pri penetračných skúškach a vizuálnych kontrolách magnetickými časticami.

Hľadajte vývojku alebo bielu kontrastnú farbu, ktorá poskytuje jasne biele, rovnomerné a nepriehľadné pokrytie. S dobrou vývojkou alebo bielou kontrastnou farbou nebudete vidieť povrch dielu ani pri tenkej vrstve produktu.

Snažte sa nanášať čo najtenšiu vrstvu vývojky alebo bielej kontrastnej farby, ktorá poskytuje nepriehľadné pokrytie a čisté biele pozadie.

3. Uistite sa, že váš nosič, čistič atď. je schválený pre NDT.
Uistite sa, že jedinými materiálmi s fluorescenciou sú penetračné alebo magnetické častice.

Nosičové oleje, ktoré nie sú špecifické pre NDT, často fluoreskujú pod UV svetlom, čo vytvára automatické pozadie na povrchu akejkoľvek časti a ruší kontrolu. To isté platí pre akékoľvek prísady alebo čističe, ktoré sa nanášajú na povrch časti. Použitie skvelých častíc s nesprávnym nosičom bude mať za následok podpriemerný výkon.

Neničte starostlivo premyslenú a vykonanú kontrolu použitím nosiča, čistiaceho prostriedku alebo prísady, ktoré nie sú schválené pre NDT.

Nedeštruktívne testovanie je odvetvie s mnohými kontrolami a štandardnými požiadavkami, a to z dobrého dôvodu! Keď je v stávke bezpečnosť, je dôležité, aby všetci, ktorí sú spojení s NDT, urobili všetko pre to, aby sa každá kontrola vykonala správne.

Keď nabudúce budete pripravovať magnetickú časticovú skúšku alebo vykonávať penetračnú kontrolu, zamyslite sa nad pozadím, jasom a farbou a spýtajte sa sami seba, či ste si istí, že vy alebo vaši inšpektori vidíte všetko, čo potrebujete nájsť.