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.
|
|
3.7.2. Комплексный метод оценки качества Более эффективным является комплексный способ оценки качест- ва дефектоскопических материалов по суммарному эффекту – выявляе- мости дефектов с известными размерами, заранее выполненной на кон- трольном образце. Здесь оценка производится по геометрическим (площадь) и опти- ческим (яркость, контраст) параметрам реального следа дефекта на ре- альном металлическом образце. У каждой заводской, учебной, исследовательской лаборатории есть возможность иметь контрольный образец и всегда быть уверенной, что для капиллярного контроля используются качественные дефектоскопи- ческие материалы. Правильная оценка чувствительности наборов дефектоскопических материалов, а также пенетрантов в отдельности, имеет важное значение при проведении сертификации дефектоскопических материалов, по- скольку она должна гарантировать потребителю достоверные сведения по чувствительности дефектоскопического набора. Основная цель методов оценки чувствительности дефектоскопиче- ских материалов заключается в определении способности дефектоско- пических материалов надежно выявлять поверхностные дефекты задан- 87 ного размера на контролируемой поверхности при данной технологии проведения контроля. Эти методы главным образом направлены на поддержание ста- бильности свойств дефектоскопических материалов и требуемой на- дежности выявления дефектов всем набором при его использовании или длительном хранении. Чтобы процесс капиллярного контроля был управляемым, кроме квалификации персонала, контроля качества дефектоскопических мате- риалов и проверок правильности выполнения операций процесса, необ- ходимо осуществлять градуировку приборов и измерительных уст- ройств, проверку интенсивности освещения и ультрафиолетового об- лучения на рабочих местах, следить за чистотой участка контроля, об- служивать все оборудование. Проверка дефектоскопических материалов для капиллярного кон- троля в процессе использования требуется, по крайней мере, ежемесяч- но или перед повторным наполнением емкостей. Расход дефектоскопических материалов зависит от консистенции дефектоскопических материалов, способа их нанесения, качества по- верхности ОК, расположения ОК. Для проверки дефектоскопических материалов необходимо ис- пользовать не менее двух образцов с трещинами одинакового характера (с близкими размерами ширины раскрытия). Отработанные дефектоскопические материалы подлежат утилиза- ции, регенерации, уничтожению. При цветном методе капиллярной дефектоскопии с визуальным способом выявления дефектов следует применять комбинированное ос- вещение. Тестовый контрольный образец, используемый для проверки про- цесса капиллярного контроля – пластина, одна сторона которой хроми- рована и имеет пять центров образования трещин, а другая подвергнута пескоструйной обработке. При хорошем качестве составов отношение суммарной длины вы- явленных трещин к длине трещин, имеющихся на контрольном образце, должно составлять не менее 95 %. Контрольные вопросы 1. Каков физический смысл чувствительности? 2. Назовите известные Вам дефектоскопические материалы для ка- пиллярной дефектоскопии и их краткую характеристику. 3. В чем недостаток метода оценки индикаторных жидкостей по их смачивающей способности? 88 4. Почему для определения чувствительности методов капиллярной дефектоскопии предпочтительнее использовать эталоны чувствительно- сти? 5. При использовании ультрафиолетового излучения в процессе ка- пиллярного контроля необходимо принимать во внимание «люминес- ценцию глазного яблока», поскольку непосредственное или отраженное ультрафиолетовое излучение, воздействующее на глаза контролера: а) может привести к повреждению тканей глаза; б) является безопасным и не имеет последствий; в) несмотря на безопасность, может стать предельно раздра- жающим, что приведет к уменьшению эффективности работы кон- тролера; г) несмотря на раздражение, это не уменьшает эффективность работы контролера. 6. Фильтры для ультрафиолетового излучения, применяемые при люминесцентном контроле, должны эффективно устранять: а) обычный дневной свет; б) излучение с длиной волны выше 3000 ангстрем; в) излучение в видимом диапазоне от энергии, выделяемой ртутной люминесцентной лампой; г) люминесценцию от пенетранта. 7. Сверхъяркие люминесцентные пенетранты могут быть: а) более чувствительными при слабом естественном освеще- нии, чем цветные контрастные пенетранты; б) чувствительными как при слабом естественном освещении, так и в условиях темноты; в) более чувствительными, чем обычные люминесцентные пе- нетранты, но не могут быть использованы при дневном свете; г) менее чувствительными при слабом естественном освеще- нии, чем цветные контрастные пенетранты. 8. При проведении капиллярного контроля с использованием лю- минесцентного пенетранта индикаторные рисунки будут иметь вид: а) мягкого белого свечения на сером фоне; б) яркого желто-зеленого свечения на белом фоне; в) яркого желто-зеленого свечения на четком фиолетово-синем фоне; г) яркого желто-зеленого свечения на черном фоне. 9. Предпочтительным методом для проверки стеклянных изделий для обнаружения очень тонких трещин является: а) люминесцентный метод последующего эмульгирования; б) люминесцентный метод с водосмываемым пенетрантом; в) цветной метод последующего эмульгирования; 89 г) электростатический порошковый метод. 10. Вязкость оказывает значительное влияние на некоторые из практических сторон применения пенетранта. Она является важным фактором: а) при растворении загрязняющих компонентов; б) обеспечении моющей способности пенетранта; в) обеспечении яркости люминесценции; г) обеспечении скорости, с которой пенетрант будет проникать в дефект. 11. При оценке люминесцентной способности пенетранта парамет- ром, который обычно устанавливается, является: а) величина фактического освещения, излучаемого индикатор- ными рисунками; б) величина ультрафиолетового излучения, необходимая для того, чтобы вызвать люминесценцию материала; в) относительная яркость люминесценции по сравнению с дру- гими пенетрантами; г) относительная величина света, излучаемого люминесцент- ным материалом, по сравнению со светом, излучаемым фоном. 12. Какой из способов нанесения пенетранта позволяет покрывать деталь тонким слоем? а) Воздушной кистью. б) Пневматическим распылителем. в) Электрическим распылением. г) Аэрозольным баллоном. 13. Требуется ли какая-либо корректировка времени контакта пе- нетранта с поверхностью объекта, если он имеет более высокую вяз- кость, чем применяемый ранее? а) Вязкость не влияет на время контакта с объектом. б) Более высокая вязкость требует увеличения времени кон- такта. в) Более низкая вязкость требует уменьшения времени контакта. г) Ничего из приведенного выше. 14. Цветные пенетранты имеют низкую чувствительность. Что из нижеприведенного является наилучшей областью (областями) примене- ния цветных пенетрантов? а) Обнаружение усталостных трещин. б) Контроль сварных швов на строительных конструкциях. в) Контроль трещин коррозии. г) Обнаружение межкристаллических трещин. д) Только приведенные в пунктах б и в. 90 15. Что являетcя приемлемой процедурой для удаления избытка пенетранта? а) Промыв водой, вытереть мокрую поверхность полотенцем; устранить фон полотенцем, смоченным в растворителе. б) Вытереть избыток пенетранта сухим полотенцем; устранить фон полотенцем, пропитанным растворителем. в) Смыть пенетрант с поверхности сильной струей. г) Протереть поверхность ветошью, смоченной растворителем. 22. Какой из нижеприводимых проявителей способен обеспечить наибольшую чувствительность системы? а) Сухой. б) Водорастворимый. в) Суспензированный в воде. г) Суспензированный в растворителе. 24. Какой из нижеприводимых проявителей наиболее легко удаля- ется? а) Суспензированный в растворителе. б) Суспензированный в воде. в) Сухой. г) Водорастворимый. 26. Как много слоев пластикового пленочного проявителя должно быть нанесено перед тем, как покрытие может быть удалено? а) 1. б) 2. в) 4. г) 5. д) 10. 91 4. ОБРАЗЦЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СРЕДСТВ КАПИЛЛЯРНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (КОНТРОЛЬНЫЕ ОБРАЗЦЫ) Способы создания контрольных образцов Существуют различные способы изготовления контрольных образ- цов. • Естественные образцы. • Изгиб. • Термическая обработка. • Азотирование. • Растяжение. • Изгиб. • Деформация при теплообработке. • Шлифование. • Вибронагружение. • Комбинированные образцы. • Образцы со щелями, имитирующими трещины. Рис. 4.1. Контрольный образец для капиллярной дефектоскопии 4.1. Естественные образцы Естественные образцы представляют собой объекты контроля или их части с естественными дефектами. Согласно ГОСТ 23349–84, шири- ну трещин измеряют на металлографическом микроскопе. Рис. 4.2. Естественный образец для капиллярного контроля 4.2. Изгиб образца В металле выполняется паз фрезой 0,6 мм с переменной глубиной. После этого его заполняют более хрупким металлом (из тигля), чем ос- 92 новной, шлифуют и изгибают. Так как паз выполняется с переменной глубиной, получаем трещины с различным раскрытием. Длина и глуби- на определяется параметрами фрезы и паза. Рис. 4.3. Вид образца после выполнения паза 4.3. Азотирование образцов Наибольшее распространение получили стальные азотированные образцы, характеризующиеся высокой устойчивостью против коррозии и стабильностью размеров трещин в течение длительного времени. Трещины в стандартных образцах получают, подвергая последние галь- ванической или термической обработке, шлифованию, деформирова- нию (растяжение и изгиб). В образце 1 выполняется концентратор в виде надреза 2 и нагружа- ется до образования трещины 3. Затем с образца удаляют (точением, шлифованием и т. п.) поверхностный слой 4 материала толщиной не меньшей глубины надреза h, как показано на рис. 4.4. Рис. 4.4. Участок образца, поясняющий технологию выполнения трещины: 1 – образец; 2 – концентратор в виде надреза, глубиной h; 3 – трещина; 4 – поверхностный слой материала Предлагаемый ниже образец 1 (рис. 4.5), выполненный в виде пла- стины, азотируют на определенную глубину и помещают на матрицу 2. Прикладывая к пуансону 3 усилие Р, деформируют пластину, вызывая появление в азотированном слое микротрещин. 0,6 h 93 Рис. 4.5. Нагружение пластины 4.4. Растяжение образца Согласно ОСТ 92-4272–75, образец изготавливают из листовой стали 16Х11Н2ВМФ (ЭИ-962) по ТУ14-1-1205–75 толщиной 4 мм. Раз- меры образца приведены на рис. 4.6. Рис. 4.6. Общий вид заготовки Заготовку рихтуют и шлифуют с двух сторон на глубину 0,1 мм. Азотируют на глубину от 0,3 до 0,4 мм. Шлифуют с одной, рабочей, 94 стороны на глубину от 0,05 до 0,10 мм с обильным количеством охлаж- дающей жидкости. Параметр шероховатости поверхности меньше или равно 1,60 мкм по ГОСТ 2789–73. Широкие концы по всей длине шли- фуют с двух сторон до полного удаления азотированного слоя. Образец для испытаний зажимают в разрывной машине с предельной нагрузкой 98 кН и плавно нагружают до появления характерного хруста. Прила- гаемые нагрузки выбирают опытным путем в зависимости от необходи- мой ширины трещин. Ширину трещин замеряют на металлографиче- ском микроскопе. В соответствии с авторским свидетельством № 714265, способ из- готовления контрольного образца заключается в том, что перед азоти- рованием на боковых гранях пластин в необходимых для образования трещин местах наносят прорези (рис. 4.7) и прикладывают нагрузки в направлении, перпендикулярном прорезям. Прорези наносят электро- эрозионным резанием с использованием проволоки, как показано на рис. 4.7. Рис. 4.7. Места выполнения прорезей На боковых гранях пластины электроэррозинным резанием с ис- пользованием медной проволоки диаметром 0,1 мм были нанесены про- рези глубиной 1 мм. Затем пластины азотировали на глубину 0,3 мм с последующей механической обработкой (шлифовкой и полировкой со снятием слоя до 0,04 мм. Приготовленные таким образом пластины, нагружали на испыта- тельной машине до 5 тонн. Сечения с прорезью испытывали большие напряжения, и потому трещины образовались в зоне прорезей и распро- странились на всю ширину образца. Нагружение проводили в предвари- 1 1 95 тельно выбранном опытным путем интервале нагрузок, обеспечиваю- щем получение трещин заданной глубины раскрытия. Например, трещины шириной раскрытия от 0,1 до 10 мкм образо- вались при напряжении до 75 кг/мм². Обнаружение и измерение шири- ны раскрытия трещин осуществлялось с помощью металлографического и электронного микроскопов. Предлагаемый ниже контрольный образец (рис. 4.8) используется для определения уровня чувствительности материалов при флуорес- центной и цветной дефектоскопии. Контрольный образец включает в себя набор из четырех пластин с хромоникелевым напылением 10, 20, 30 и 50 мкм соответственно. 10-, 20- и 30-ти мкм панели используются для контроля чувствительности флуоресцентных дефектоскопических материалов. Чувствительность материалов для цветной дефектоскопии определяют использованием 30- и 50-ти мкм панелей. Панель имеет прямоугольную форму с размерами 35×100×2 мм. Каждая панель состоит из слоя никель-хромового напыления на медном основании, и толщина слоя из никель-хрома 10, 20, 30 и 50 мкм, соот- ветственно. Поперечные трещины получены на каждой панели путем растягивания панели в продольном направлении, как указано в ISO 3452-3:1998. Рис. 4.8. Медная пластина с никель-хром напылением 96 4.5. Образец АСМТ/ASME V6 На рис. 4.9 приведен увеличенный рисунок трещин на американ- ском образце АСМТ/ASME V6, где трещины имеют термоударное про- исхождение. Образец представляет собой дюралевую пластинку 50×80 мм. Посредине пластинка имеет канавку, сделанную фрезой. На- личие канавки позволяет оценивать не только способность дефектоско- пических наборов к обнаружению дефектов, но и сравнивать разные на- боры. Если экраном по канавке разделить образец на две части и каж- дую из них независимо обрабатывать разными дефектоскопическими наборами, то после проявления хорошо видна разница между наборами, т. е. который из них лучше по контрастности индикаторных следов. Рис. 4.9. Увеличенный рисунок следа дефекта, полученного термоударом на образце ASMT/ASME V/6 (США) Этот образец в течение длительного времени является самым рас- пространенным в странах, использующих стандарт АСМТ. Он сравни- тельно недорогой, около 40 долларов США. 4.6. Тест-панель из комбинированных материалов Лист из алюминия размерами 3'×8' толщиной 0,1 дюйма был ано- дирован в серной кислотной ванне, до образования толщины анодного покрытия приблизительно 0,0008 дюйма (20 мкм). Далее лист был раз- резан на квадраты приблизительно 4,75 дюйма и измерена толщина анодного покрытия. Затем панели опустили в раствор силиката натрия, дренировали, высушили, и обожгли в духовке, чтобы обеспечить гладкий слой, по- крывающий естественную поверхностную пористость анодного слоя. Тест-панель была зафиксирована на креплении таким образом, чтобы обеспечить напряжение по всей длине образца. Расстояние между за- хватами (захватными устройствами) крепления составляло приблизи- тельно 4 дюйма. Индикатор с циферблатом использовался, чтобы изме- рить смещение между захватами. 97 Панель была растянута на относительно маленькое смещение меж- ду захватами, и трещины быстро появились по всей поверхности пане- ли. В этом образце они были перпендикулярны растяжению и присутст- вовали в частоте приблизительно до 20 трещин на миллиметр. Как толь- ко образец с трещинами был сформирован, последующее растяжение приводило к увеличению ширины раскрытия трещин. Их количество не увеличивалось. Панель была растянута приблизительно на 9…10 % или от 0,375 до 0,40 дюймов. Таким образом, полученные трещины имели среднюю ширину раскрытия от 0,0002 дюйма (5 мкм). Недостатком такой испытательной панели является то, что образец раскалывается при изгибе, а плотность и частота трещин была недоста- точна, чтобы обеспечить необходимую чувствительность, как описано в патенте № 3791198 . 4.7. Тест-панель для оценки качества дефектоскопических материалов В соответствии с патентом № 4610157, тест-панель предназначена для оценки качества дефектоскопических материалов. Способ изготовле- ния данной панели заключается в том, что на плоскую латунную под- ложку с одной стороны наносят слой никеля, который имеет различную толщину по всей длине панели. С другой стороны панели наносят пазы (прорези). Затем образец изгибают. В хрупком слое образуются трещины, имеющие определенную ориентацию, связанную с изгибом (рис. 4.10). Рис. 4.10. Тест-панель с однородными пазами с одной стороны латунной панели и трещинами на лицевой поверхности 98 Согласно изобретению, латунное основание имеет прямоугольную форму 250×40×2 мм с однородными пазами с одной стороны панели. Пазы расположены перпендикулярно к длине основания, и имеют глу- бину около 80 % толщины основания, как показано на рис. 4.11. Шири- на пазов от 0,2 до 0,5 мм. Как показано на рисунке, пазы имеют разную форму. Например они могут иметь форму круга, квадрата или с клино- образные. С лицевой стороны нанесено двойное конусообразное покрытие. Первое – никель, ширина которого изменяется с длиной основания. Данное покрытие имеет толщину Т 1 , близкую к нулю, с одной стороны пластины и толщину Т 2 около 50 мкм – с другой стороны. Такое покры- тие и называется «конусообразным». Второе покрытие хрупкого слоя – хром, толщиной около 2 мкм. Это напыление не является неотъемлемой частью изобретения, но на панели в предпочтительном варианте, пред- ложено твердое защитное покрытие для никеля. Рис. 4.11. Форма пазов тест-образца |