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.
|
|
не страдающие дальтонизмом, прошедшие специальную тео- ретическую и практическую подготовку и имеющие удостоверение на пра- во контроля капиллярным методом в соответствии с ПБ 03-440-02. Не реже одного раза в год, а также при перерыве в работе более шести месяцев, операторы подвергаются испытаниям на допуск их к работе по ка- пиллярному методу контроля. Эти испытания проводятся не менее чем на трех забракованных участках или на контрольных образцах с дефектами. Чувствительность контроля определяется способностью набора дефектоскопических материалов выявлять несплошности заданной ми- нимальной ширины раскрытия при определенной глубине на тест- образце и достигает 0,1…1,0 мкм. Выявление дефектов, имеющих шири- ну раскрытия более 0,5 мм, капиллярными методами не гарантируется. Чувствительность контроля снижается в следующих случаях: • плохая подготовка контролируемой поверхности (наличие за- грязнений, жировой пленки и т. д.); 10 • превышение шероховатости поверхности ее предельно допусти- мых значений; • изменение состава (соотношения компонентов) в пенетранте или проявителе при неправильном или длительном их хранении; • использование неаттестованного набора дефектоскопических ма- териалов; • нанесенный слой проявителя имеет чрезмерно большую или ма- лую толщину; • излишне увеличена продолжительность операции удаления (смыва) излишков пенетранта с поверхности; • нарушение технологического режима проведения контроля и об- ласти его применения (в т. ч. нарушение температурного режима). Надежный капиллярный контроль требует того, чтобы 100 % всех несплошностей в деталях было обнаружено. В сочетании с другими методами контроля капиллярный контроль необходимо проводить после рентгенографического. 1.3. Основные операции капиллярного контроля Капиллярный контроль осуществляется в следующем порядке: • подготовка объекта к контролю; • нанесение индикаторного пенетранта на изделие и заполнение им полостей дефектов; • удаление излишков пенетранта; • проявление; • расшифровка результатов контроля и выявление дефектов; • регистрация результатов контроля; • окончательная очистка объектов контроля. 1.3.1. Подготовка объекта к контролю Существует несколько методов очистки поверхности: обезжиривание в парах, щелочная очистка, очистка с использованием растворителя, про- мывка горячей водой. Для удаления толстого слоя смазки с поверхности детали, подвергаемой капиллярному контролю, промывка горячей водой не рекомендуется. Температура сушки подготовленных к контролю изделий должна превышать точку кипения растворителя, находящегося в полостях де- фектов. Испытуемые образцы из алюминиевого сплава, которые подлежат капиллярному контролю, должны быть тщательно очищены после про- ведения испытания, поскольку щелочь, содержащаяся в проявителе, и 11 большинство эмульгаторов могут привести к точечной коррозии по- верхности, особенно во влажной атмосфере. Перед капиллярным контролем предварительно механически обра- ботанной детали из мягкого металла травление позволит наилучшим образом удалить материал, который может замаскировать несплош- ность. Изделие, прошедшее химическую очистку и сушку, по окончанию контроля должно пройти пассивацию (антикоррозионную обработку). Качество очистки и сушки проверяется протиркой светлой чистой тканью. Из перечисленных способов: паровое обезжиривание, промывка растворителем, очистка моющим средством, паровая очистка – наибо- лее эффективным для предварительной очистки контролируемой детали при капиллярном контроле является промывка растворителем. Промежуток времени между окончанием подготовки изделий к контролю и нанесением индикаторного пенетранта не должен превы- шать 30 мин. При очистке изделий от следов смазок и масел наиболее эффектив- но использование промывки органическими растворителями. При заданном высоком классе чувствительности стараются не ис- пользовать механические способы очистки. Форма цветного пятна, его размеры и яркость позволяют опытному дефектоскописту судить об объеме полости трещины и других ее пара- метрах (ширина и прочее). 1.3.2. Нанесение индикаторного пенетранта Чтобы выявить дефект (трещину), на поверхность детали наносится индикаторная жидкость (пенетрант) 3 (рис. 1.1), которая заполняет тре- щину под действием капиллярных сил. Пенетрантом (от английского «penetrate» – проникать) называют дефектоскопическую жидкость, об- ладающую способностью проникать в несплошности объекта контроля и образовывать при ее последующем полном или частичном извлечении слоем проявителя визуализируемый индикаторный рисунок дефекта. 12 Рис. 1.1 В зависимости от свето-колористических свойств индикаторной проникающей жидкости и соответственно способа получения первич- ной информации от индикаторного рисунка, индикаторные пенетранты разделяются на цветной, люминесцентно-цветной и люминесцентный. Цветной пенетрант обнаруживается в видимом свете. Люминесцентный пенетрант различим под действием ультра- фиолетового излучения. Люминесцентно-цветной пенетрант имеет характерный цвет в видимом излучении и люминесцирует под воздействием ультрафиоле- тового излучения. Заполнение полостей дефектов индикатор- ными пенетрантами 2 происходит прежде всего благодаря капиллярным явлениям (рис. 1.2). Эта операция ставит своей целью предельно возмож- ное заполнение полости дефекта индикаторной жидкостью. Для этого полость дефекта должна быть чистой, а смачиваемость ее пенетрантом – наибольшей. Поэтому процессу нанесения инди- каторного пенетранта 3 на поверхность с целью его проникновения в трещину предшествует подготовка объекта к контролю. Она включает очистку контролируемой поверхности и полостей дефектов от всевозможных загрязнений, остатков рабочей среды пре- дыдущих технологических операций, лакокрасочных покрытий, мою- щих составов и дефектоскопических материалов, оставшихся от преды- дущих операций контроля. Рис. 1.2 13 После заполнения пенетрантом полостей трещин и других дефектов часть индикаторной жидкости остается на поверхности контролируе- мого объекта 1. Поэтому следующая операция – удаление излишков пе- нетранта с поверхности изделия. Если пенетрант остается на бездефект- ной поверхности, он даст ложную информацию о наличии на поверхно- сти трещины или иного дефекта. Но главное – чтобы пенетрант остался в трещине. 1.3.3. Удаление излишков пенетранта Удаляют излишки пенетранта вначале сухой безворсовой тканью, бумажными салфетками затем слегка смоченными очистителем до от- сутствия розового фона на контрольной салфетке. Также излишки пе- нетранта удаляют водой с небольшим давлением (до 2 бар) с после- дующей сушкой салфетками, фенами. Последний способ эффективен при значительной шероховатости контролируемой поверхности. 1.3.4. Проявление Для получения информации о месте расположения дефекта необ- ходимо извлечь индикаторный пенетрант из трещины. Для этого после удаления излишков пенетранта вся контролируемая поверхность по- крывается ровным и тонким слоем проявителя (порошкообразного или суспензионного), который вступает во взаимодействие с индикаторным пенетрантом. Этот процесс носит название проявление. Он заключается в извлечении проявителем из ка- пиллярной несплошности такого количества ин- дикаторной жидкости, которое позволило бы про- питать слой проявителя на всю толщину и образо- вать на месте выхода дефекта окрашенный или люминесцирующий рисунок 5 (рис. 1.4). Проявителем называют дефектоскопический материал, предназначенный для извлечения инди- каторного пенетранта из капиллярной несплошно- сти с целью образования четкого индикаторного рисунка в месте выхода трещины на поверхность и создания контрастирующего с ним фона. Роль проявителя в капиллярном контроле заключается, с одной стороны, в том, чтобы он извлекал пенетрант из дефектов за счет ка- пиллярных сил, с другой стороны, проявитель (чаще всего – белый) должен создать контрастный фон на поверхности 4 контролируемого Рис. 1.3 Рис. 1.4 14 объекта, чтобы достоверно выявлять окрашенные или люминесцирую- щие индикаторные следы дефектов. Чем больший контраст достигается между цветным рисунком (след) и проявителем (фон), тем выше чувствительность и тем большая вероятность обнаружения дефекта. В начале проявления окрашенный рисунок на фоне проявителя имеет очертания, близкие к форме дефекта, в дальнейшем отдельные элементы рисунка сливаются. В основе процесса проявления лежат явления смачивания, сорбции, адсорбции и диффузии. Пенетрант 3 из трещины 2 извлекается капил- лярными силами проявителя в слой проявителя 4 и, окрашивая его, ука- зывает место, где расположена трещина (рис. 1.1, г). Эту окрашенную пенетрантом часть поверхности детали после завершения процесса по- явления принято называть следом дефекта. След дефекта 5 представляет собой индикаторный рисунок (изо- бражение), образованный индикаторной жидкостью в месте расположе- ния несплошности и подобный форме трещины у выхода на поверх- ность объекта контроля. а б Рис. 1.5. Трещина в стальной полосе, выявленная при визуальном контроле (а) и наблюдаемая при капиллярном контроле (б). Толщина детали 10 мм Обычно ширина следа по величине значительно больше раскрытия (ширины) несплошности на поверхности. При правильной технологии проявления ширина следа в 10–20 и более раз может превосходить ши- рину дефекта. Этот эффект увеличения позволяет опытным специали- стам даже невооруженным глазом выявлять очень маленькие трещины. По месту расположения следа дефекта, его форме и протяженности можно судить не только об опасности дефекта, но и получить ценную информацию о причинах его возникновения (концентрации напряже- ний, несоблюдение технологии и пр.). 1.3.5. Осмотр После операции проявления деталь осматривают и следует опера- ция расшифровки результатов контроля. Сначала исключают ложные дефекты, а сведения о выявленных дефектах заносят в журнал, исполь- зуя условные обозначения обнаруженных дефектов и сокращенную за- 15 пись технологии контроля. Расшифровка результатов контроля заканчи- вается оценкой степени их опасности. Рис. 1.6 Индикаторные следы после выполнения капиллярного контроля (цветной метод) 1.3.6. Обнаружение дефектов При проведении капиллярного контроля кругообразные индика- торные рисунки на поверхности детали могут означать пористость. Краска, окалина, корка и формовой материал может препятствовать обнаружению несплошностей, если поверхность контролируемого об- разца не очищена соответствующим образом. Хлопчатобумажное волокно или загрязнение может привести к по- явлению ложных индикаторных рисунков. Следы пенетранта могут оставаться около шлиц, под заусенцами, заклепками и т. д. Наиболее вероятной реакцией, вызываемой таким сле- дом, является коррозия, вызванная влагой, поглощаемой таким следом. Если неправильная обработка дефектоскопическими материалами вызывает трудности при проведении осмотра, контролер должен под- вергнуть деталь повторной обработке. Если в сложной по форме механообработанной отливке с резьбо- выми отверстиями и шпоночными канавками при контроле обнаружены четкие индикаторные следы в корне резьбы одного из отверстия и в уг- лу шпоночной канавки, а при повторном контроле индикаторные следы не обнаружены, то, вероятно, это ложные индикаторные следы. Если на поверхность объекта контроля были нанесены одинаковые капли четырех индикаторных пенетрантов с близкой вязкостью и лету- честью, то пенетрант, от которого образовалось пятно большего диа- метра обладает наибольшей смачиваемостью. 16 Если несплошность мелкая, широко раскрытая, то она может не обнаружиться ввиду неправильного способа удаления индикаторного пенетранта. Продолжительность проявления зависит от типов используемого пенетранта и проявителя, вида подлежащей обнаружению несплошно- сти, температуры металла, подлежащего контролю. Следствием чрезмерного времени выдержки в очищающей жидко- сти может быть вероятным непоявление следов дефектов с малым и большим раскрытием. Невозможно обнаружить методом капиллярного контроля неме- таллическое внутреннее включение. Наиболее приемлемой процедурой удаления избытка пенетранта является промывка водой, вытирание мокрой поверхности полотенцем, устранение фона полотенцем, смоченным в растворителе. Трудность повторного контроля объекта, ранее подвергнутого ка- пиллярному контролю, может быть вызвана тем, что оставшийся в не- сплошностях высохший пенетрант плохо растворяется. 1.3.7. Расшифровка результатов контроля Если на поверхности изделия допускаются поры, размером не пре- восходящим 2 мм, то поры диаметром более 2 мм будут являться дефек- тами. Причиной образования ложных индикаторных рисунков на контро- лируемом образце может быть: пенетрант на столе для проведения кон- троля, пенетрант на руках контролера, загрязнение сухого или мокрого проявителя пенетрантом. Круглые индикации или скопления круглых индикаций, разбросан- ные по поверхности сварного соединения, являются результатом порис- тости. При визуальной оценке результатов контроля для определения критериев приемки/браковки могут использоваться эталонные фотогра- фии. Возможность обнаружения несплошности зависит от того, как бы- ла образована несплошность, как была создана и обработана деталь, размера и характеристик несплошности и ее расположения. На стойкость индикаторного рисунка влияют: предварительная очистка, вид пенетранта и его система окраски, процесс обработки де- тали при контроле, тип проявителя. Допускается оценивать выявленные при капиллярном контроле де- фекты как по индикаторным следам так и по фактическим размерам. 17 1.3.8. Окончательная очистка По завершению капиллярного контроля операцию окончательной очистки поверхности проводят, если это необходимо для дальнейшей эксплуатации изделия, указано в НТД и остатки материалов могут на- нести вред контролируемому объекту. Если деталь направляют на повторный контроль капиллярными ме- тодами, все дефектоскопические материалы удаляют только легколету- чими растворителями. 1.4. Длительность полного технологического цикла капиллярного контроля Представление о длительности полного технологического цикла капиллярного контроля может дать пример контроля такого относи- тельно небольшого объекта, как турбинная лопатка. Он составляет 0,5…1,4 часа в зависимости от применяемых дефектоскопических мате- риалов и требований к чувствительности контроля. Из них: • подготовка объекта к контролю 5…20 мин; • нанесение индикаторного пенетранта на изделие и заполнение им полостей дефектов 10…30 мин; • удаление излишков пенетранта 3…5 мин; • проявление 5…25 мин; • осмотр 2…5 мин; • окончательная очистка (если она необходима) 3…5 мин. Обычно выдержку при заполнении дефекта пенетрантом или про- явлении одного изделия совмещают с контролем другого изделия, в ре- зультате чего среднее время контроля изделия сокращается в 5–10 раз. 1.5. Чувствительность капиллярного контроля Класс чувствительности капиллярного контроля – диапазон зна- чений преимущественного раскрытия несплошности типа единичной трещины определенной глубины. В соответствии с приведенным выше определением основным параметром, по которому оценивают чувстви- тельность, является раскрытие дефекта – поперечный размер дефекта у его выхода на поверхность объекта контроля. Класс чувствительности определяется в зависимости от минималь- ного размера выявляемых дефектов. В табл. 1.2 приведены классы чувствительности капиллярного контроля по ГОСТ 18442–80. В табл. 1.3 приведены уровни чувствительности по EN 471. В табл. 1.4 – уровни чувствительности по СТБ 1172–99 (Беларусь). 18 Таблица 1.2 Уровни чувствительности по ГОСТ 18442-80 Класс чувствительности Чувствительность контроля (ширина раскрытия), мкм I менее 1 II от 1 до 10 III от 10 до 100 IV от 100 до 500 Технологический не нормируется Таблица 1.3 Уровни чувствительности по EN 471 Класс чувствительности Ширина раскрытия дефекта, мкм (± 20 %) Уровни чувствительности по EN 471 I – низкий 4 II – средний 2 III – высокий 1 IV – очень высокий 0,6 Таблица 1.4 Уровни чувствительности по СТБ 1172-99 (Беларусь) Уровень чувствительности Минимальная ширина раскрытия выявляемых несплошностей при использовании заданного на- бора дефектоскопических материалов, мкм 1 10…500 2 от 1 до 10 3 менее 1 Порог чувствительности – минимальное раскрытие несплошно- сти типа единичной трещины определенной глубины, выявляемой с за- данной вероятностью по заданным геометрическому или оптическому параметрам индикаторного рисунка. Уровень чувствительности определяют на контрольных образцах, требования к которым устанавливаются нормативными документами. Установленный уровень чувствительности достигается при ис- пользовании аттестованного набора дефектоскопических материалов, обеспечивающего требуемую чувствительность согласно его паспорт- ным данным, и соблюдении технологии проведения контроля. Не следует без необходимости стремиться к достижению более высо- ких уровней чувствительности. Это требует более дорогостоящих материа- лов, лучшей подготовки поверхности изделия, увеличивает время контроля. Чувствительность капиллярного контроля в большей степени зависит от качества и правильности подбора дефектоскопических материалов. 19 С уменьшением номера класса чувствительности (от четвертого до первого) значения освещенности должны увеличиваться. В ГОСТ 18442–80 даны численные значения освещенностей для выявления протяженных индикаторных следов типа трещин в зависи- мости от класса чувствительности (табл. 1.5). Таблица 1.5 Класс чувствительности Условия визуального выявления протяженных индикаторных следов дефектов (соотношение ширины следа и ширины раскрытия дефекта 10:1) Ультрафиолетовая облученность при использовании люми- несцентных методов (Л, ЛЦ, ФЛ, ФЛЦ) Освещенность, лк, при использовании цветных и яркостных методов (Ц, Я, ФЦ) для ламп люминесцентных накаливания отн. ед. мкВт/см 2 комбини- рованная общая комбини- рованная общая I 300 -100 3000 -1000 2500* 750 2000* 500 II III 150 ± 50 1500 ± 500 2000 500 1500 400 IV 75 ± 25 750 ± 250 750 300 500 200 Технологический до 50 до 500 |