Kender du kvaliteten af dine materialer?

Hvis du arbejder med metalliske materialer, er begrebet ’kvalitetskontrol’ sikkert ikke nyt for dig. Men ud over at skabe tryghed, kan dokumentation af kvaliteten også skabe værdi. Hvordan? Det giver vi et indblik i herunder.

Der kan være mange årsager til, at det er værdifuldt at kende kvaliteten af dine materialer. En af de centrale er, at jo mere kendskab du har til dit materiale, jo mere kan du stole på det – og så bliver det lettere at dimensionere dine emner og produkter optimalt.

Når et emne skal designes, arbejder mange fx med en sikkerhedsfaktor, som de lægger på for at tage højde for usikkerheder – det kunne være, at man går en størrelse op på en bolt for at være sikker på, at den kan holde. Men hvis du har et større kendskab til dit materiale, og hvordan det agerer i forskellige situationer, har du mulighed for allerede i designfasen at optimere dine emner og dimensionere dem mere præcist, så du reducerer spild i produktionen.

Desværre er kvalitetskontrol ikke gratis, og derfor vil der naturligvis være situationer, hvor det ikke kan betale sig at gennemteste materialet, fordi det ikke står mål med emnets pris eller vigtighed. Derfor bør du altid kigge på konteksten, som materialet skal bruges i – og vurdere hvor meget test der skal til.
Læs mere om mekanisk test

- Nogle gange kan det bare betale sig at gå en boltstørrelse op for at være sikker, eller lave vægtykkelsen dobbelt så stor. Det kunne være ved engangsproduktioner eller små seriestørrelser. Men der hvor materialet er kritisk, skal det specificeres og dokumenteres mere præcist, så man ved, at det kan holde, lyder det fra Matias Oudal Rasmussen, forretningsleder og prøvningsekspert på Teknologisk Institut.

Ved store produktioner eller hvor vægt og plads er et issue, kan der også være økonomiske eller designmæssige fordele i at reducere materialemængden mest muligt, og her er du også nødt til at kende materialets kvalitet for at vide, om mindre materiale vil være stærkt nok.

En anden vigtig grund til at kende kvaliteten af dine materialer er, hvis du skal dokumentere den over for kunderne. Hvis du har en høj grad af dokumentation på dine materialer og komponenter, får kunden hurtigere tillid til dem. Det signalerer, at ”I kan stole på det, jeg leverer her”, og så behøver man ikke at have haft et 10 år langt samarbejde for at vide, at produktet holder.

Hvor skal dokumentationen bruges – og hvorfor?

Der findes en række brancher, hvor dokumentation af materialekvalitet og -egenskaber er lagt ind som et krav. Det gælder fx offshore-industrien, hvor det er enormt besværligt at fixe tingene, hvis de fejler, og derfor vil man minimere risiko mest muligt. Fx stiller store vindmølleproducenter og skibskonstruktører krav om, at alle underleverandører hele vejen op skal have en rigtig høj dokumentationsgrad på deres materialer og teste alting meget specifikt. På den måde bliver startomkostningerne højere, fordi det koster at dokumentere, men virksomhederne har vurderet, at det i sidste ende kan betale sig i forhold til, hvad det koster at reparere efterfølgende.

Kvalitetssikring bliver også i højere og højere grad brugt i fremstillingsindustrien, hvor vi ser en tendens til, at projekterne bliver større og mere komplekse, med mange underleverandører som kun har en lille del i et større projekt. Dermed øges risikoen, og så opstår der krav om at mindske den.

I Danmark er det ofte underleverandører til fx store bilfabrikanter og vindmølleproducenter eller store byggeprojekter, der møder krav om test og dokumentation af de metaller, der indgår i byggeprocesserne. Derfor giver det mening at være på forkant, fordi normen går i retning af mere dokumentation

- Matias Oudal Rasmussen, Teknologisk Institut

Et andet hjemligt eksempel, hvor der kan være stor værdi i at dokumentere kvaliteten, er inden for metal 3D-print. Her er udrulningen gået langsommere end forventet, og undersøgelser har vist, at det bl.a. skyldes skepsis omkring kvaliteten. Dokumentation af kvaliteten kan derfor være med til overbevise industrien om, at kvaliteten er i orden.

Test til formålet – og dokumentér det

Når man tester og dokumenterer kvalitet, kigger man typisk rigtig meget på de mekaniske egenskaber ved det materiale, man får leveret. Her er der nogle generelle internationale standarder - fx hvad konstruktionsstål S355 skal kunne holde til mekanisk. Det er nogle helt officielle krav, som man kan teste, om materialet lever op til eller ej.

Derudover er der de mere brugerspecifikke krav, som relaterer sig til, hvordan materialet skal bruges. Hvis et materiale fx skal bruges i fjernvarmesystemer, så skal det måske kunne holde de samme mekaniske egenskaber, hvis det er 150 grader varmt – men det siger standarderne ofte ikke noget om. I sådanne tilfælde tester man, om materialet ved de specifikke brugstemperaturer lever op til de brugerspecifikke krav. 

Den type brugerspecificerede krav stiller mange store virksomheder til deres under- og materialeleverandører. Det kan være alt fra trækprøver, hvor man tester helt basale mekaniske egenskaber som brudstyrke, flydespænding og forlængelse – og til at lave kærvslagprøvning og kærvdannelse, hvor man dynamisk belaster for at teste, hvor hurtig emnet er til at lave revnedannelse. Derudover kan man lave udmattelsestest, hvor man undersøger materialets evne til at modstå udmattelsesbrud, som er et stort problem og årsag til rigtig mange havarier.

- Udmattelsestest er meget udbredt til simulering af større projekter, især fordi der sjældent er ret gode standarddata på materiale omkring, hvor godt det er ved udmattelsesbrud. Disse test laver vi en del på Teknologisk institut – både i forhold til at kunne karakterisere materialet i sig selv, men også samlinger når det svejses sammen. Så det er de mest gængse test til at beskrive mekaniske egenskaber: Træktest, kærvtest og udmattelse, fortæller Matias Oudal Rasmussen.

Et konkret scenarie kunne fx være, at du har modtaget et krav fra en kunde om, at dit emne skal kunne holde til en flydespænding på 250 Megapascal. Det er et brugerspecifikt krav, og derfor tester du, at dit emne lever op til det. Så ender du med en testrapport, som viser, hvad flydespændingen er - fx 280 Megapascal - og så har kunden den rapport som dokumentation for, at dit emne overholder kravene. Alternativt kan du gå til din materialeleverandør og klage, hvis testen dokumenterer, at materialet ikke overholder de stillede krav – så du kan få erstatningsvarer om nødvendigt. Testresultaterne kan også bruges, hvis du er i tvivl om, hvorvidt den leverede kvalitet lever op til dine krav – fx hvis der er tale om en ny leverandør

Dokumentationen af kvalitet giver værdi

Værdien ved at kende kvaliteten af dine materialer er, at du kan dokumentere den om nødvendigt. Det betyder fx, at du kan få lov til at indgå samarbejder, hvor der er krav om dokumentation, eller at du kan dokumentere din kvalitet i tilfælde af havari – det er to vigtige områder.

Desuden er der i langt de fleste udbud både en prisfaktor og en kvalitetsfaktor. Her kan du opnå en konkurrencemæssig fordel, hvis du med akkrediterede tests kan dokumentere og garantere din kvalitet – også selvom din løsning er en smule dyrere. Så selvom din konkurrent måske er 10% billigere, kan du vinde udbuddet, hvis konkurrenten kun har en egenkontrol som dokumentation.

I udviklingsmæssig sammenhæng kan der også være værdi at hente. Således er der flere og flere, der bruger Finite Element beregninger, og ofte vil man bruge databaser, som har standardværdier for eksempelvis konstruktionsstål. MEN man risikerer at mangle virkelig mange data, hvis man kun har standarddatabaserne – fx hvordan materialet fungerer over tid, hvordan det fungerer ved forhøjet temperatur, eller hvordan fungerer det i forhold udmattelse. Hvis man har disse data fra kvalitetstest, kan man læse dem ind i modellerne, og for at kunne lave gode modeller, er det vigtigt at have så godt et datagrundlag som muligt.

En række af de ovenfor nævnte tests vil man ikke selv kunne lave som underleverandør. I sådanne tilfælde står Teknologisk Institut fx klar til at hjælpe. Vi har stor erfaring med alle typer af materialetests, som vi laver i vores akkrediterede testlaboratorium. På den måde er du også helt sikker på, at dokumentationen er gyldig, og at testdata er repræsentative for virkeligheden.

Kontakt os endelig for at høre mere om de forskellige muligheder.