узз. Калиниченко ПВК 2019 23 09 19. Аттестационный региональный центр специалистов неразрушающего контроля (ооо арц нк) Н. П. Калиниченко, А. Н. Калиниченко
 Скачать 5.63 Mb.
|
|
1 АТТЕСТАЦИОННЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР СПЕЦИАЛИСТОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (ООО «АРЦ НК») Н.П. Калиниченко, А.Н. Калиниченко КОНТРОЛЬ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ КАПИЛЛЯРНЫЙ КОНТРОЛЬ PT 55 Учебно Учебно - - аттестационный аттестационный Центр Центр по по неразрушающему неразрушающему контролю контролю NDEF 1.4.2. «Пропитка» контролируемой поверхности пенетрантами 2019 2 УДК 620.179.1(075.8) ББК 30.3-3я73 К17 Калиниченко Н.П. К17 Контроль проникающими веществами. Капиллярный кон- троль : учебное пособие / Н.П. Калиниченко, А.Н. Калиниченко, 2019. – 144 с. В пособии приведены основные понятия по методам неразрушающего контроля, физика капиллярного контроля, гидродинамика заполнения жидко- стью капилляров, сведения о применяемых дефектоскопических материалах, теоретические и практические сведения по образцам для испытаний средств капиллярного неразрушающего контроля, основные технологические опера- ции, сведения о технических средствах капиллярного контроля, способы из- готовления контрольных образцов из неметаллических материалов, сведения и фотографии дефектов, выявляемых капиллярным контролем на различных стадиях производства. Предназначено для подготовки специалистов, занимающимся вопро- сами неразрушающего контроля (ПВК). УДК 620.179.1(075.8) ББК 30.3-3я73 Рецензенты Кандидат технических наук, директор ООО «Дикон» В.А. Забродский Кандидат технических наук, директор ООО «СКАН-КОНТРОЛЬ» Ф.М. Завъялкин © ООО «АРЦ НК», 2019 © Калиниченко Н.П., Калиниченко А.Н., 2019 3 СОДЕРЖАНИЕ 1. Основные понятия .................................................................................... 6 1.1. Основные характеристики методов неразрушающего контроля ... 6 1.2. Капиллярный контроль. Общие требования ..................................... 9 1.3. Основные операции капиллярного контроля .................................. 10 1.3.1. Подготовка объекта к контролю ............................................. 10 1.3.2. Нанесение индикаторного пенетранта ................................... 11 1.3.3. Удаление излишков пенетранта ............................................. 13 1.3.4. Проявление ............................................................................... 13 1.3.5. Осмотр ....................................................................................... 14 1.3.6. Обнаружение дефектов ............................................................ 15 1.3.7. Расшифровка результатов контроля ...................................... 16 1.3.8. Окончательная очистка ........................................................... 17 1.4. Длительность полного технологического цикла капиллярного контроля ..................................................................... 17 1.5. Чувствительность капиллярного контроля ...................................... 17 1.6. Классификация капиллярных методов контроля ............................ 19 1.7. Комбинированные капиллярные методы ......................................... 23 1.8. Эндоскопический капиллярный контроль ....................................... 24 1.9. Области применения капиллярных методов контроля .................. 26 1.9. Главные недостатки капиллярного неразрушающего контроля .. 27 Контрольные вопросы ............................................................................... 28 2. Физические явления .............................................................................. 32 2.1. Физика капиллярного контроля ........................................................ 32 2.2. Смачивание ......................................................................................... 33 2.2.1. Методы оценки смачивающей способности ......................... 34 2.2.2. Смачивающая способность проникающих жидкостей по отношению к конструкционным материалам и в зависимости от шероховатости контролируемой поверхности ............................................................................... 38 2.3. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) ....................................... 40 2.4. Адгезия и когезия ............................................................................... 42 2.5. Сорбционные явления ........................................................................ 43 2.6. Гидродинамика заполнения жидкостями капилляров и проявление дефектов. Явление капиллярности ............................. 44 2.7. Гидродинамика заполнения жидкостью сквозного капилляра .... 48 2.8. Гидродинамика заполнения жидкостью тупикового капилляра .. 48 2.8.1. Цилиндрический капилляр ...................................................... 50 2.8.2. Капилляр с плоскими стенками .............................................. 50 2.9. Гидродинамика проявления дефектов ............................................. 51 4 2.9.1. Сорбционный проявитель ....................................................... 52 2.9.2. Суспензионный проявитель .................................................... 52 Контрольные вопросы ............................................................................... 52 3. Дефектоскопические материалы ......................................................... 55 3.1. Классификация дефектоскопических материалов .......................... 55 3.2. Индикаторный пенетрант .................................................................. 56 3.2.1. Пенетранты для цветной дефектоскопии .............................. 58 3.2.2. Пенетранты для люминесцентной дефектоскопии .............. 59 3.2.3. Суспензионные пенетранты .................................................... 60 3.2.4. Пенетрант последующего эмульгирования ........................... 61 3.2.5. Важные сведения о пенетрантах ............................................ 61 3.3. Очиститель пенетранта ...................................................................... 63 3.3.1. Эмульгаторы ............................................................................. 64 3.3.2. Важные сведения об эмульгаторах ........................................ 65 3.4. Гаситель пенетранта ........................................................................... 66 3.5. Проявитель пенетранта ...................................................................... 66 3.5.1. Порошковые проявители ......................................................... 67 3.5.2. Суспензионные проявители .................................................... 68 3.5.3. Пленочные проявители ............................................................ 69 3.5.4. Проявители в виде краски (лака) ............................................ 70 3.5.5. Химические проявители .......................................................... 70 3.5.6. Важные сведения о проявителях ............................................ 71 3.6. Дефектоскопические наборы ............................................................ 72 3.7. Оценка качества дефектоскопических материалов ........................ 85 3.7.1. Оценка качества ДМ по отдельным свойствам .................... 85 3.7.2. Комплексный метод оценки качества .................................... 86 Контрольные вопросы ............................................................................... 87 4. Образцы для испытаний средств капиллярного неразрушающего контроля (контрольные образцы) ..................... 91 4.1. Естественные образцы ....................................................................... 91 4.2. Изгиб образца...................................................................................... 91 4.3. Азотирование образцов...................................................................... 92 4.4. Растяжение образца ............................................................................ 93 4.5. Образец АСМТ/ASME V6 ................................................................. 96 4.6. Тест-панель из комбинированных материалов ............................... 96 4.7. Тест-панель для оценки качества дефектоскопических материалов ..................................................... 97 4.8. Деформация образца .......................................................................... 98 4.9. Контрольные образцы и тест-панели из неметаллических материалов .................................................... 100 5 4.10. Универсальные тест-панели из неметалла для капиллярной дефектоскопии ................................................... 102 4.11. Дефекты, выявляемые капиллярным контролем ........................ 106 4.12. Геометрические характеристики поверхностных дефектов ..... 109 Контрольные вопросы ............................................................................. 112 5. Оценка качества изделий после проведения капиллярного контроля ...................................................................... 115 6. Техника безопасности при капиллярном контроле ..................... 117 Приложение 1 Оформление технологической карты капиллярного контроля цветным методом .................................................................................... 119 Приложение 2 Ориентировочный расход дефектоскопических материалов и принадлежностей ................................................................................. 123 Приложение 3 Нормы поверхностных дефектов для сварных соединений и основного металла (СТО 00220368-024-2017) ................................. 124 Приложение 4 Нормы на поверхностные дефекты сварных соединений ГПМ (РД РОСЭК-004–97) ................................................ 125 Приложение 5 Оценка результатов контроля (РД-13-06–2006) .................................. 127 Приложение 6 Объем контроля и нормы оценки качества сварных соединений трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте оборудования электростанций РД 153-34.1-003–01 (РТМ-1с) .......... 129 Приложение 7 Объем контроля и нормы оценки качества сварных соединений котлов паровых и водогрейных, трубопроводов пара и горячей воды в процессе их изготовления РД 2730.940.103–92 ..... 131 Приложение 8 Основные причины невыявления дефектов ......................................... 133 Приложение 9 Форма паспорта на контрольный образец ............................................ 135 Приложение 10 Фотографии образцов с типичными дефектами, выявленными капиллярным контролем ........................................................................ 136 Список литературы .................................................................................. 144 6 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ 1.1. Основные характеристики методов неразрушающего контроля Неразрушающий контроль, в зависимости от физических явлений, положенных в его основу, подразделяется на виды: магнитный; электрический; вихретоковый; радиоволновой; тепловой; оптический; радиационный; акустический; проникающими веществами. Проводить сопоставление методов неразрушающего контроля между собой следует с учетом следующих обстоятельств. Многие из методов применимы для контроля только определенных типов материа- лов: радиоволновый и электроемкостный – для неметаллических, плохо проводящих ток материалов; магнитный – для ферромагнитных мате- риалов, вихретоковый – для электропроводящих, акустический – для материалов, обладающих небольшим затуханием звука соответствую- щей частоты. Также следует иметь в виду различную область примене- ния разновидности методов: измерение размеров, исследование химсо- става и структуры, поиск несплошностей. Поэтому сопоставление раз- личных методов контроля можно проводить только в тех условиях, ко- гда возможно применение нескольких методов. Проведем сопоставле- ние для дефектоскопического контроля металлических ферромагнитных материалов типа стали, когда применимо большинство из рассмотрен- ных методов. Сравнение можно проводить по глубине расположения дефектов, которые этими методами выявляются. Контроль течеисканием рассчи- тан на выявление только сквозных дефектов. Визуальные и капилляр- ные методы контроля позволяют обнаруживать только дефекты, выхо- дящие на поверхность (в том числе несквозные). Магнитные и вихрето- ковые методы позволяют обнаруживать как поверхностные, так и под- поверхностные (залегающие на глубине нескольких миллиметров) де- фекты. Радиационные и акустические методы могут обнаруживать как поверхностные дефекты, так и внутренние. Минимальные размеры обнаруживаемых дефектов различными видами НК приведены в таблице 1.1. 7 Выделяют несколько характеристик методов неразрушающего кон- троля: • чувствительность – один из основных показателей технической эффективности контроля, определяющий его способность выявлять де- фекты минимальных размеров; • выявляемость дефектов – возможность регистрирования дефек- та каким-либо дефектоскопическим детектором; • достоверность контроля – предопределяет вероятность приня- тия правильного решения о годности или негодности проконтролиро- ванных изделий; • оперативность контроля – характеризуется отрезком времени между окончанием испытаний и получением заключения о годности или негодности проконтролированного изделия. Она существенно влия- ет на производительность контрольных операций. Дефекты делят на три типа: • объемные непротяженные (компактные) – отдельные газовые, шлаковые и металлические включения; • объемные протяженные – цепочки и скопления включений, ра- ковины, ликвационные зоны; плоскостные – расслоения, трещины, плены, волосовины, зака- ты, несплавления. Капиллярный контроль (контроль проникающими веществами) основан на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полости поверхностных дефектов и регистрации индикаторного рисун- ка (цветного, люминесцентного, контрастного). Применяют для обна- ружения невидимых и слабовидимых невооруженным глазом поверхно- стных дефектов. Минимальная ширина раскрытия трещин, выявляемых методами капиллярной дефектоскопии 0,1…1 мкм. Капиллярная дефектоскопия позволяет обнаружить дефекты, выхо- дящие на поверхность: трещины, поры, раковины, непровары, межкри- сталлитную коррозию и другие несплошности. Необходимыми условиями выявления дефектов методами прони- кающих жидкостей являются: • отсутствие загрязнений и других посторонних веществ как в са- мой несплошности, так и в ее устье для проникновения пенетранта; • хорошая смачиваемость пенетрантом материала объекта кон- троля. При этом глубина несплошности должна значительно превышать ширину ее раскрытия. 8 Таблица 1.1 Вид контроля Метод контро- ля Контроли- руемые материалы Требования к размерам и свойствам ма- териалов Виды вы- являемых дефектов Минимальные раз- меры выявляемых дефектов, мм Раскры- тие тре- щин Диаметр пор и раковин Радиацион- ный Радиографиче- ский Любые металлы и неметаллы До 500 мм (для стали) Внутрен- ние и на- ружные в направле- нии про- свечива- ния 0,1 1…5 % от тол- щины Ультразвуко- вой Эхо- импульсный Металлы с мелкозерни- стой структу- рой и неме- таллы Свыше 4мм Внутрен- ние 10 –5 0,5 Магнитный Магнитопо- рошквый, фер- розондовый, индукционный Ферромаг- нитные Относительная магнитная проницаемость ≤ 40 Поверхно- стные трещины 0,001 – Электромаг- нитный Вихретоковый Магнитные и немагнитные Удельная элек- тропровод- ность 0,5–60 МСим/м 0,01…0,0 01 Капиллярный Люминесцент- ный, цветной Любые металлы и неметаллы Любая Визуально- оптический С применением эндо- и микро- скопов Любые Поверхно- стные 0,005 0,1 Течеискание Газовый, жидкостный Сквозные 10 –6 …10 –7 Визуализация несплошностей обеспечивается как вследствие нали- чия яркостного (цветового) контраста индикаторного рисунка на фоне поверхности объекта контроля, так и за счет большей ширины индика- торного рисунка по сравнению с действительной шириной раскрытия самой несплошности. Ширина следа дефекта увеличивается с увеличе- нием его глубины. Индикаторный след по своим линейным размерам больше дефекта. Поперечный размер несплошности у ее выхода на поверхность объекта контроля (ОК) называется шириной раскрытия несплошности. При определении мелких поверхностных дефектов капиллярный ме- тод контроля является более достоверным, чем рентгенографический. 9 Внутренние поковочные разрывы не могут быть выявлены капил- лярным методом. Капиллярный контроль качества является наиболее надежным для выявления мелких пор и шлаковых включений и требует тщательной подготовки поверхности под контроль. 1.2. Капиллярный контроль. Общие требования Суть капиллярного контроля заключается в проникновении специ- альной индикаторной жидкости в несплошность (трещину), последую- щем извлечении ее из несплошности в слой проявителя в месте выхода несплошности на поверхность детали и окрашивании этой части про- явителя в яркий цвет. Объем контроля капиллярным методом должен устанавливаться технической документацией, утвержденной в установленном порядке. Капиллярная дефектоскопия проводится перед проведением контроля другими методами (ультразвуковым, магнитопорошковым). В случае проведения капиллярного контроля после магнитопорошкового объект подлежит размагничиванию. Проведение работ допускается: • при температуре окружающего воздуха от –40 до +40 °С; • относительной влажности не более 90 %. Люминесцентный метод следует применять для особо ответствен- ных узлов и деталей при возможности обеспечения необходимых усло- вий освещенности. К проведению контроля допускаются лица, обладающие хорошим зрением и |