Капиллярный метод неразрушающего контроля сварных

Соединений

 

Капиллярный контроль используют для выявления поверхностных дефектов, в том числе сквозных, для определения их протяженности, направления и характера распространения. Метод позволяет обнаруживать невидимые или слабо видимые невооруженным глазом дефекты. Выявляются дефекты, имеющие раскрытие порядка 1 мкм, а глубину более 0,02 мм.

Капиллярный контроль позволяет контролировать изделия любых размеров и форм, изготовленные из ферромагнитных и неферромагнитных металлов и сплавов, пластмасс, стекла, керамики и других конструкционных материалов, которые не растворяются и не набухают в дефектоскопических материалах.

Преимуществами капиллярного контроля по сравнению с другими методами неразрушающего контроля являются: высокие чувствительность и разрешающая способность, наглядность результатов контроля, возможность контроля больших поверхностей конструкций и деталей за один прием, простота технологических операций контроля, относительно низкая стоимость используемых дефектоскопических материалов и оборудования. Важным преимуществом метода является хорошая выявляемость трещин.

Недостатки метода следующие: возможность обнаружения только выходящих на поверхность дефектов и невозможность точного определения их глубины; сложность механизации и автоматизации процессов контроля и громоздкость стационарного оборудования; большая продолжительность контроля и снижение его достоверности при отрицательных температурах; необходимость тщательной подготовки контролируемой поверхности, ее очистки и удаления пенетранта, проявителя в процессе и после проведения контроля; вредность некоторых дефектоскопических материалов для обслуживающего персонала - необходимость использования различных защитных приспособлений и приточно-вытяжной вентиляции; ограниченный срок хранения дефектоскопических мате­риалов, зависимость их свойств от продолжительности хранения и температуры окружающей среды. Для проведения капиллярного контроля необходимы наличие доступа к контролируемой поверхности для обработки ее дефектоскопическими материалами, достаточная интенсивность освещения или ультрафиолетового облучения и возможность выполнения температурных и временных режимов. Условием выявления дефектов является наличие полостей, свободных от загрязнения и других веществ, имеющих выход на контролируемую поверхность и глубину распространения, значительно превышающую ширину их раскрытия. Выявление дефектов, имеющих ширину раскрытия более 0,5 мм, не гарантируется. Контроль обычно выполняют при температуре от -40 до +40 °С и относительной влажности не более 90 %. Допускается применять данный метод при других условиях контроля (температуре и влаж­ности), если позволяют технические характеристики дефектоско­пических материалов, а чувствительность контроля подтверждена на образцах при соответствующих условиях. Капиллярный контроль может применяться как отдельно, так и в сочетании с други­ми методами контроля.

Применение метода для контроля сварных соединений, как правило, ограничивается плохим состоянием контролируемых поверхностей и возможными резкими переходами от наплавленного металла к основному. Для предотвращения появления при контроле окрашенного или светящегося слоя, который затрудняет оценку качества, необходимо проведение трудоемких работ по удалению окалины, брызг, грубой чешуйчатости и обеспечению плавного пе­рехода от наплавленного металла к основному.

Капиллярный метод дефектоскопии основан на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полости поверхностных и сквозных несплошностей объекта контроля в регистрации индикаторных следов визуально или с помощью преобразователя.

Капиллярный метод основан, прежде всего, на явлении смачивания. Явления это вызывается взаимным притяжением атомов или молекул жидкости либо твердого тела (в газах тепловое движение частиц преодолевает это притяжение).

В результате минимум свободной энергии достигается в жидкости или твердом теле, когда поверхность их минимальна. Таким образом поверхности стремятся сократиться, и возникают силы поверхностного натяжения.

Наиболее часто используемыми дефектоскопическими материалами для цветной дефектоскопии являются дефектоскопические наборы фирмы SHERWIN, представляющие собой удобные герметичные аэрозольные баллончики.

В результате проведения цветного контроля дефекты обнаруживаются в виде ярких четких красных линий на белом фоне. Сам же процесс обычно делят на 3 этапа. 1-ый этап состоит в нанесении жидкого красного пенетранта, который проникает в поверхностные дефекты. 2-ой этап - удаление излишков пенетранта с поверхности объекта контроля. 3-ий этап - нанесение проявителя, содержащего белое пигментное вещество, способствующее "вытягиванию" пенетранта из дефектов и одновременно служащее для повышения контрастности.

При проведении цветной дефектоскопии с использованием дефектоскопических материалов фирмы SHERWIN применяются три материала: пенетрант (1-я Фаза), очиститель (2-я Фаза), проявитель (3-я Фаза). Наиболее часто используемой упаковкой являются удобные герметичные аэрозольные баллончики. При использовании такой упаковки отпадает необходимость в использовании кисти, нет угрозы разлива или перерасхода материала, упаковка удобна для хранения и применения. Цветной пенетрант может быть нанесен на отдельные участки, нуждающиеся в контроле, например, на сварной шов. Пенетрант может быть удален салфеткой, сухой или смоченной Очистителем. Если пенетрант водосмываемый, то излишки пенетранта могут быть смыты с поверхности водой или салфеткой, смоченной в воде. Проявитель всегда наносится распылением.

Основными этапами проведения капиллярного (цветного) неразрушающего контроля являются пять операций:

- Подготовка объекта к контролю;

- Нанесение пенетранта

- Удаление избытков пенетранта

- Нанесение проявителя

- Оценка результатов контроля

Подготовка объектов к контролю включает очистку контролируемой поверхности и полостей дефектов от всевозможных загрязнений, лакокрасочных покрытий, моющих составов и дефектоскопических материалов, оставшихся от предыдущего контроля, а также сушку контролируемой поверхности и полостей дефектов.

Необходимые способы очистки, их сочетание и требуемую чистоту контролируемых поверхностей определяют в технической документации на контроль.

После очистки изделия непосредственно перед нанесением пенетранта производится сушка его с целью удаления воды или растворителя с поверхности изделий и полостей дефектов, а затем проверка контролируемой поверхности на степень обезжиривания. Сушка – путем нагрева детали, обдувкой теплым воздухом, протиркой.

Распылители пенетрант SHERWIN необходимо наносить на очищенную и высушенную поверхность, подождать 3-5 минут. Если поверхность не была хорошо подготовлена и в дефектах возможны остатки загрязнения или температура окружающей среды ниже 12°С, то время, необходимое для впитывания пенетранта, должно быть увеличено. Если температура поверхности выше 45°С, время, необходимое для впитывания пенетранта, может быть уменьшено. При температуре поверхности выше 80°С это время составляет около 1 минуты. При более высокой температуре поверхности используйте набор материалов для цветной дефектоскопии SHERWIN HI-TEMP

Излишки цветного пенетранта необходимо убрать с контролируемой поверхности салфеткой из ткани или бумаги. Салфетка может быть предварительно смочена Очистителем SHERWIN. Затем высушить контролируемую поверхность. При необходимости процедуру повторяем до полного удаления излишков пенетранта с поверхности. Очень важно на этой стадии не распыливать очиститель прямо на контролируемую поверхность. Излишки водосмываемого пенетранта могут быть удалены с поверхности таким же образом, как и несмываемого водой. В этом случае салфетка может быть смочена водой вместо очистителя.

Перед применением проявителя необходимо тщательно встряхнуть флакон с проявителем, чтобы полностью восстановить взвешенное состояние частиц белого пигмента. Распыление является рекомендуемым и наиболее подходящим методом нанесения Проявителя на поверхность. Целью является напыление тонкого равномерного слоя. Он должен быть слегка влажным, чтобы проявитель мог "вытянуть" пенетрант, находящийся в полости дефектов на поверхность для наблюдения.

Равномерно нанесенный слой белого проявителя должен быть достаточным, чтобы обеспечить 1) хороший капиллярный путь для красящего пенетранта и 2) хороший контрастный белый фон для отметок трещин красным красящим пенетрантом. Но слой не должен быть слишком толстым, иначе он будет скрывать или затемнять красные индикаторные следы дефектов.

Лучше нанести два или три тонких слоя проявителя, чем один толстый

 

Расшифровка результатов контроля.

Индикаторные следы дефектов (если таковые имеются) проявятся, как только Проявитель высохнет, однако нужно выждать 5 минут дополнительно, чтобы они проявились полностью для более точного визуального обследования и интерпретации результатов. Если Вы предполагаете наличие труднопроницаемых трещин, выждать более продолжительное время. Скорость проявления, глубина цвета, так же как рисунок следа указывает на тип дефекта.

Красные линии показывают трещины, складки, отсутствие сплавления. Глубокие дефекты проявляются в виде точек, образующих прямую или кривую линию.

Критерии отбраковки детали обычно определяются инженерами-конструкторами. Не все дефекты могут служить поводом для отбраковки. Размер, положение и тип индикаторного следа, так же, как дальнейший режим обработки и использования детали и рабочая нагрузка будут влиять на решение инженера-конструктора.

Красная линия говорит о наличии трещины или отсутствия сплавления.

Красные точки, образующие прямую или кривую линию, говорят о тонкой трещине.