Короткі теоретичні відомості
Герметичність, як властивість виробів, проникнення, що виключає, через оболонки газоподібних або рідких речовин є одним з найважливіших критеріїв якості герметизованих виробів. Проблеми герметичності виникають не лише у виробництві і експлуатації промислових виробів відповідального призначення, але і в побуті.
Відповідальність об'єктів, що герметизуються, їх висока вартість, економічні втрати при масовому випуску, залежність їх працездатності, від якості герметизації визначають значущість правильного організованого контролю герметичності. Відповідно ДСТ 18353-79 відносить контроль герметичності до числа основних видів неруйнівного контролю.
Особливості контролю герметичності в порівнянні з іншими методами неруйнівного контролю пов'язані з виявленням дефектів, що називаються течею. Відповідно техніка контролю герметичності носить назву техніки пошуку витоку. Теча виявляється шляхом реєстрації речовин, що перетікають через них, називаються пробними речовинами.
Основних методів пошуку витоку належать масспектрометричний, галогенний, манометричний, плазмовий, іонізаційний та ін. Вони розрізняються по чутливості, умовам проведення випробувань і іншим параметрам.
Залежно від агрегатного стану вживаної пробної речовини усі методи розділяються на групи: газові і рідинні. Рідинні методи, як правило, не вимагають застосування спеціальної апаратури. Газоподібні пробні речовини виявляються за допомогою газоаналітичної апаратури. В деяких випадках як пробні речовини використовується робоча речовина. При цьому підбирається відповідний метод пошуку витоку, що забезпечує економічність і зручність контролю. Наприклад, вузли і устаткування холодильної промисловості, у тому числі і побутові холодильники, контролюються галогенним методом із застосуванням галогенних течошукачів, здатних реєструвати витоки фреону.
Капілярний контроль (КК) – метод неруйнівного контролю, заснований на капілярному проникненні індикаторних рідин (пенетрантів) в порожнині поверхневих і наскрізних несплошностей матеріалу об'єкту контролю.
Капілярний метод неруйнівного контролю заснований на капілярному проникненні індикаторної рідини (пенетранта) в поверхневі дефекти(тріщини, пори) з подальшою реєстрацією індикаторних слідів візуальним способом або за допомогою перетворювача.
Метод капілярного контролю дозволяє виявляти поверхневі дефекти незалежно від виду, матеріалу і конфігурації поверхні. Інші методи неруйнівного контролю, при обліку вищеназваних умов, застосовні лише умовно.
Основні принципи методу. Процес капілярного контролю може бути розділений на три основні стадії: нанесення на контрольовану поверхню проникаючої індикаторної рідини (пенетранта), видалення надлишків пенетранта з поверхні і прояв індикацій. При проведенні капілярного контролю використовують комплект дефектоскопічних матеріалів, що включає : пенетрант, очисник, проявник, причому ці матеріали взаємозалежні.
Індикаторний пенетрант (пенетрантність – проникнення) проникає у відкриті з поверхні порожнечі і залишається там, тоді як надлишок пенетранта віддаляється з поверхні об'єкту контролю за допомогою різних очисників. Після цього індикаторний пенетрант, що залишився в несуцільності, витягається проявником, що звідти наноситься на поверхню, з утворенням індикаторного малюнка, який помітний набагато краще, ніж сама несуцільність. Як проникаючі речовини використовуються кольорові і люмінесцентні пенетранти. Процесу контролю повинна передувати стадія підготовки поверхні з використанням процедур очищення. Індикації, що проявилися, мають бути вірно оцінені, а контрольовані деталі після завершення контролю повністю очищені від залишків дефектоскопічних матеріалів.
Переваги капілярного контролю:
· Висока чутливість виявлення.
· Широкий спектр контрольованих матеріалів.
· Перевірка деталей складної геометричної форми.
· Можливість застосування різних методик з різною чутливістю.
· Висока достовірність і відтворюваність результатів.
· Простота виконання при вибірковому контролі, і отже – дешевизна.
· Висока продуктивність при потоковому контролі.
Недоліки капілярного контролю:
· Виявляє тільки поверхневі дефекти.
· Не застосуємо до пористих матеріалів.
· Контрольована поверхня вимагає попереднього очищення від забруднень, що знижують ефективність контролю.
· Не можна використати після операцій обробки, що знімають поверхневий шар металу, забруднюють поверхню і створюють захисне покриття.
· Негативна t °Зі знижує чутливість методу, контроль високотемпературних поверхонь(вище 90°) вимагає застосування спеціальних складів.
· Дефекти з великою шириною розкриття капілярними методами можуть не виявитися.
· Зменшення часу контакту з пенетрантами знижує ту, що виявляється дефектів.
· Деякі матеріали(гума і пластмаси) хімічно не стойки до пенетранту.
· Якість проведення контролю залежить від кваліфікації виконавця.
Сфери застосування капілярного контролю. Капілярний контроль – метод неруйнівного контролю. Його застосовують для виявлення невидимих неозброєним оком поверхневих дефектів в об'єктах будь-яких розмірів і форм, виготовлених з металевих або інших будь-яких твердих непористих матеріалів. Цей метод дозволяє виявляти дефекти виробничо-технологічного і експлуатаційного походження, будь-якій геометрії розміром близько 1 мкм і більше.
Цей вид контролю дозволяє діагностувати об'єкти будь-яких розмірів і форм, виготовлені з чорних і кольорових металів і сплавів, пластмас, скла, кераміки, а також інших твердих неферомагнітних матеріалів. Капілярний контроль застосовується також при пошуку витоку і, в сукупності c іншими методами, при моніторингу відповідальних об'єктів і об'єктів в процесі експлуатації.
Перевагами капілярних методів дефектоскопії є: простота операцій контролю, нескладність устаткування, застосовність до широкого спектру матеріалів, у тому числі до немагнітних металів.
Капілярні методи дефектоскопії широко і успішно застосовуються у багатьох галузях машинобудування, будівництва, на транспорті.
Безперечною гідністю капілярного методу є те, що з його допомогою можна не лише виявити поверхневі і наскрізні дефекти, але і отримати по їх розташуванню, протяжності, формі і орієнтації по поверхні цінну інформацію про характер дефекту і навіть деякі причини його виникнення(концентрація напруги, недотримання технології).
В якості індикаторних рідин застосовують органічні люмінофори – речовини, що дають яскраве власне світіння під дією ультрафіолетових променів, а також різні барвники. Поверхневі дефекти виявляють за допомогою засобів, що дозволяють витягати індикаторні речовини з порожнини дефектів і виявляти їх присутність на поверхні контрольованого виробу.
Капіляр, що виходить на поверхню об'єкту контролю тільки з одного боку, називають поверхневою несуцільністю, а що з’єднує протилежні стінки об'єкту контролю – наскрізним. Якщо поверхнева і наскрізна несуцільності є дефектами, то допускається застосовувати замість них терміну "поверхневий дефект" і "наскрізний дефект". Зображення, виявлене пенетрантом в місці розташування несуцільності і подібне до форми перерізу навколо виходу на поверхню об'єкту контролю, називають індикаторним рисунком, або індикацією. Стосовно нессуцільності типу одиничної тріщини замість терміну "індикація" допускається застосування терміну "індикаторний слід". Глибина несуцільності – розмір неуцільності в напрямі всередину об'єкту від його поверхні. Довжина несуцільності – подовжній розмір несуцільності на поверхні об'єкту. Розкриття несуцільності – поперечний розмір несуцільності у її виходу на поверхню об'єкту контролю.
Необхідною умовою надійного виявлення капілярним методом дефектів, що мають вихід на поверхню об'єкту, є відносна їх незабрудненість сторонніми речовинами, а також глибина поширення, що значно перевищує ширину їх розкриття (мінімум 10/1).
Розрізняють максимальну, мінімальну і середню глибину, довжину і розкриття несуцільності. Якщо не вимагається заздалегідь обумовлювати, яке з вказаних значень розмірів мається на увазі, то для виключення непорозумінь слід прийняти термін "переважний розмір". Для несуцільностей типу округлих пір розкриття дорівнює діаметру несуцільності на поверхні об'єкту.
Чутливість дефектоскопічних матеріалів, якість проміжного очищення і контроль усього капілярного процесу визначаються на контрольних зразках, тобто на металевих певній шорсткості з нанесеними на них нормованими штучними тріщинами(дефектами).
Порядок виконання роботи
1. Вивчити теоретичні відомості.
2. Описати метод контролю герметичності виробів.
3. Визначити переваги капілярного контролю.
Зміст звіту
1. Найменування роботи, мета й устаткування.
2. Основні положення теоретичних відомостей.
3. Метод контролю герметичності виробів.
4. Переваги капілярного контролю.
5. Недоліки капілярного контролю.
6. Сфери застосування капілярного контролю.
7. Висновки.
Контрольні питання
1. Вказати сфері застосування капілярного контролю?
2. У чому недоліки капілярного контролю?
3. Переваги капілярного контролю?
4. Суть капілярного методу неруйнівного контролю?
5. Завдання методу контролю герметичності виробів?
Література: [7 – 13].
Список літератури
1. Білокур І. П. Основи дефектоскопії – К.: «Азимут-Україна», 2004. – 496 с.
2. Ермолов И. Н., Останин Ю. А. Методы и средства неразрушающего контроля качества. – М.: Высшая школа, 1988.
3. Неразрушающий контроль металлов и изделий. Справочник под ред. Г. С. Самойловича. –М.: Машиностроение, 1976.
4. Бюргер И. А. Техническая диагностика. –М.: Машиностроение, 1978.
5. Алёшин Н. П., Щербинский В. Г. Радиационная, ультразвуковая, магнитная дефектоскопия металлоизделий. – М.: Высшая школа, 1991.
6. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2-х книгах. Под ред. В. В. Клюева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. 488 с.
7. Методы неразрушающих испытаний / Под ред. Р. Шарпа. – М.: Мир, 1972. 494с.
8. Волченко В. Н. Контроль качества сварных конструкций: – М.: Машиностроение, 1986. – 152 с.
9. Неразрушающий контроль материалов и элементов конструкцій / Под общ. ред. Гузя А. Н. – Киев: Наук. думка, 1981. – 276 с.
10. Ермолов И. Н., Останин Ю. Я. Методы и средства неразрушающего контроля качества: Учеб. пособие для инженерно-техн. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1988. – 386 с.
Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни "Діагностика та дефектоскопія матеріалів та виробів" для студентів денної форми навчання за напрямом 6.050403 – "Інженерне матеріалознавство"
Укладач к.т.н., доц. А.Т. Хасанов
Відповідальний за випуск зав. кафедри інженерного матеріалознавства Ю. М. Гаврилюк
Підп. до др. _________. Формат 60х84 1/16. Папір тип. Друк ризографія.
Ум. друк. арк. _____. Наклад ____ прим. Зам. № ________. Безкоштовно.
Видавничий відділ
Кременчуцького національного університету
імені Михайла Остроградського
м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20, 39600