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.
|
|
* При цветном методе с диффузионным проявлением допускается принимать зна- чения соответственно 4000 и3000 лк. 1.6. Классификация капиллярных методов контроля Основные капиллярные методы контроля классифицируются в за- висимости от способа получения первичной информации (табл. 1.6). Основными разновидностями капиллярных методов являются: • цветной; • люминесцентный; • люминесцентно-цветной; • яркостный; • фильтрующихся суспензий. При цветном методев качестве индикаторной жидкости исполь- зуются ярко окрашенные жидкости. Красный цвет обеспечивает наибо- лее высокий цветовой контраст, он обладает наибольшим возбуждаю- щим действием на человека, обеспечивает наиболее быстрое возникно- вение зрительного ощущения и быструю реакцию дефектоскописта. Красные красители видны в очень тонком слое проявителя. 20 Таблица 1.6 Наимено- вание метода Способ обнаружения индикаторного следа дефекта Обозначе- ние капил- лярных методов и способов Технологическая характеристика П рон ик аю щих ра створо в Яркостный (ахроматический) Я Обнаружение дефекта по индикаторно- му ахроматическому следу в видимом излучении Цветной (хроматический) Ц Обнаружение дефекта по цветному ин- дикаторному следу в видимом излуче- нии Люминесцентный Л Обнаружение дефекта в длинноволно- вом ультрафиолетовом излучении по люминесцирующему видимым излуче- нием индикаторному следу Люминесцентно- цветной ЛЦ Обнаружение дефекта по цветному или люминесцирующему индикаторному следу в видимом или длинноволновом ультрафиолетовом излучении Фильтру ю- щихся сус пе нзий Люминесцентный ФЛ Обнаружение дефекта по скоплению отфильтрованных частиц (люминес- центных, цветных, люминесцентно- цветных) Цветной ФЦ Люминесцентно- цветной ФЛЦ Комб ин иров ан ны й Капиллярно- электростатический КЭ Обнаружение дефектов в неметалличе- ских объектах по индикаторному следу, образованному наэлектризованным по- рошком и пенетрантом Капиллярно- электроиндуктивный КИ Обнаружение дефектов в неэлектро- проводных объектах электроиндуктив- ным методом по изменению удельной электрической проводимости в зоне дефекта, заполненного пенетрантом Капиллярно- магнитопорошковый КМ Обнаружение дефектов (поверхностных отдельно от подповерхностных) в на- магничиваемых ферромагнитных объ- ектах по индикаторному следу, образо- ванному проявителем, содержащим ферромагнитный порошок, и индика- торным пенетрантом Капиллярно- радиационный излучения КР Обнаружение дефектов по наличию ио- низирующего излучения в зоне дефек- та, заполненного радиоактивным пе- нетрантом Капиллярно- радиационный поглощения КП Обнаружение дефектов по поглощению ионизирующего излучения в зоне де- фекта, заполненного пенетрантом, по- глощающим излучение 21 Дефекты выявляются по индикаторным следам на фоне проявителя (обычно белого цвета). Для цветного метода используется естественное освещение, лампы накаливания или комбинированное освещение. Чув- ствительность цветного метода соответствует II уровню, при котором выявляются дефекты с раскрытием не менее 1 мкм. Цветной метод является наиболее распространенным среди капил- лярных методов неразрушающего контроля. Одним из его серьезных преимуществ является то, что он может быть использован при обычном освещении, а комплект необходимых материалов может быть размещен в небольшой переносной сумке. Люминесцентный метод контроля обладает большей чувстви- тельностью, но требует применения специального облучения ультра- фиолетовым светом и затемненного помещения для осмотра изделия. При люминесцентном методе контроля дефект заполняется индикатор- ной жидкостью, которая представляет собой раствор либо суспензию люминофора в смеси органических растворителей, керосина, масел и ПАВ. При проявлении извлеченный из дефекта люминофор дает на тем- ном фоне контрастный, светящийся под действием ультрафиолетовых лучей след, что позволяет выявлять дефекты раскрытием более 0,1 мкм. В связи с повышенной чувствительностью человеческого глаза в желто- зеленой области применяются люминофоры с максимальной световой отдачей именно в этой области спектра. Основной целью ультрафиолетового излучения при люминесцент- ной капиллярной дефектоскопии является превращение индикаторного изображения в видимое. Рекомендуется применять ультрафиолетовое излучение на позиции промывки деталей при удалении пенетранта для проверки эффективно- сти операции промывки. Если по какой-либо причине дуга погасает, ультрафиолетовая ртутная лампа не сразу может быть включена. Люминесцентные материалы, используемые в люминесцентных пенетрантах, более активно воспринимают лучистую энергию при дли- не волны примерно 3650 ангстрем. Преимущество люминесцентных пенетрантов перед цветными обу- славливает то, что небольшие индикаторные рисунки легко различимы. Преимущество цветных пенетрантов перед люминесцентными обу- славливает то, что не требуется специального освещения. При люминесцентном методе капиллярной дефектоскопии с визу- альным способом обнаружения дефектов следует использовать ультра- фиолетовое излучение с длиной волны 315…400 нм. 22 Интенсивность ультрафиолетового излучения измеряется цифро- выми или аналоговыми ультрафиолетовыми фотометрами. Лампы ультрафиолетового света помещаются на установках удале- ния излишков флуоресцентного пенетранта для того, чтобы контроли- ровать удаление излишков флуоресцентного пенетранта с поверхности изделия. Участок удаления люминесцентных пенетрантов с поверхности де- талей должен облучаться ультрафиолетовым излучением. Излучение состоит из лучей различных цветов и длин волн. Длины волн определяются рядом различных единиц (Ангстрем (А), микрометр (мкм), нанометр (нм), миллиметр (мм)). Единицы Ангстрем (А) имеют наиболее короткое приращение. Наиболее правильно представляет плотную или загрязненную тре- щину люминесцентный индикаторный рисунок в виде широкой яркой линии. При люминесцетном контроле с целью обнаружения термических трещин образуется яркий желто-зеленый индикаторный рисунок. Из свойств люминесцентного пенетранта: вязкость, капиллярность, яркость люминесценции, сопротивление загрязнению – наиболее важ- ным является яркость люминесценции. Люминесцентно-цветной метод – самый высокочувствительный метод выявления поверхностных дефектов. Это жидкостный метод ка- пиллярного неразрушающего контроля, основанный на регистрации контраста цветного или люминесцирующего индикаторного рисунка на фоне поверхности объекта контроля в видимом или в длинноволновом ультрафиолетовом излучении. Более высокая чувствительность метода достигается в ультрафио- летовом свете и растет с увеличением освещенности контролируемой поверхности. Этот комбинированный метод объединил и расширил возможности двух различных методов дефектоскопии. Один из наиболее простых методов капиллярного контроля – ярко- стный (ахроматический) метод. Его называют меловой или кероси- но-меловой пробой, так как в качестве индикаторной жидкости исполь- зуется керосин. На проявителе на основе мела или каолина керосин вы- зывает потемнение следа по сравнению с общим белым фоном не про- питанного керосином порошка каолина или мела. Этот самый старый метод контроля много десятилетий обеспечи- вал безопасность подвижного состава железнодорожного транспорта. Он использовался для контроля полированной шейки колесной пары ва- гонов и локомотивов – самой нагруженной части подвижного состава и самой опасной, так как большинство аварий на транспорте происходит 23 из-за дефектов осей. В депо этот метод встречается до сих пор, с ис- пользованием, правда, окрашенного керосина и т. п. При капиллярной дефектоскопии наибольшей чувствительностью из предлагаемых методов: цветной суспензинный, цветной красочный, лю- минесцентный порошковый – обладает цветной суспензионный метод. Метод фильтрующихся суспензий использует в качестве жидкого проникающего вещества индикаторные суспензии, которые образуют индикаторный рисунок из отфильтрованных частиц дисперсной фазы. Обладает сравнительно низкой чувствительностью. Различают его цветную, люминесцентную и люминесцентно-цветную разновидно- сти. Первой стадией при выборе метода капиллярного контроля явля- ется предполагаемый размер и вид несплошностей, которые необходи- мо обнаруживать. 1.7. К омбинированные капиллярные методы Кроме перечисленных выше основных методов контроля применя- ются комбинированные капиллярные методы, которые классифици- руются в зависимости от характера используемых для интенсификации контроля физических полей и особенностей их взаимодействия с кон- тролируемым объектом (табл. 1.6). Капиллярно-электростатический – обнаружение дефектов на неметаллических изделиях по индикаторному следу, образованному скоплением наэлектризованных частиц порошка над пенетрантом, со- держащемся в трещине. Капиллярно-электроиндуктивный – обнаружение дефектов в не- электропроводных объектах электроиндуктивным методом по измене- нию удельной электрической проводимости в зоне дефекта, заполнен- ного пенетрантом. Капиллярно-магнитопорошковый – обнаружение дефектов (по- верхностных отдельно от подповерхностных) в намагничиваемых фер- ромагнитных объектах по индикаторному следу, образованному про- явителем, содержащим ферромагнитный порошок в индикаторном пе- нетранте. Капиллярно-радиационный поглощения – обнаружение дефектов по поглощению ионизирующего излучения в зоне дефекта, заполненно- го пенетрантом, поглощающим излучение. Капиллярно-радиационные излучения – обнаружение дефектов по наличию ионизирующего излучения в зоне дефекта, заполненного ра- диоактивным пенетрантом. 24 Капиллярно-акустический эмиссионный – обнаружение дефектов по акустической эмиссии затвердевшего в полостях дефектов пенетран- та при пластическом деформировании изделий. Капиллярно-электроразрядный – обнаружение дефектов по ха- рактеристикам поверхностного разряда в переменном или постоянном электрическом поле при заполнении их пенетрантом со специальными электрическими свойствами. Индикация дефектов за счет химической реакции окрашивания Индикацию дефектов за счет химической реакции окрашивания при взаимодействии пенетранта с проявителем предложил В.П. Пузы- ревский. В состав пенетранта вводится водно-спиртовой раствор щело- чи натрия с высокой проникающей способностью. В состав проявителя входят окись титана и спиртовой раствор фенолфталеина. Технология контроля обычная. Метод эффективен для контроля изделий, активно поглощающих пенетрант. Рекомендуется для трубопроводов и сосудов под давлением. Перспективным является использование в качестве пенетранта магнитных жидкостей. При этом дефект можно обнаруживать по из- менению распределения напряженности внешнего магнитного поля вдоль поверхности образца. Кроме того, используя дополнительный магнит, можно увеличить глубину проникновения индикаторной жид- кости в дефект, а, поменяв направление магнитного поля на противопо- ложное, можно полностью извлечь индикаторную жидкость из дефекта, тем самым увеличив ширину следа и чувствительность метода. Применение капиллярного метода с использованием магнитных жид- костей позволяет решить задачу контроля несмачиваемых материалов. Справедливости ради следует отметить, что из-за сложности комбиниро- ванные методы применяются в исключительных случаях, когда необхо- димо достичь высокой чувствительности в специфических условиях. 1.8. Эндоскопический капиллярный контроль Компания EFER совместно со всемирно известным производите- лем турбореактивных двигателей – компанией Snecma (группа SAFRAN) – разработала оригинальную портативную систему для эндо- скопического капиллярного контроля (ЭКК) лопаток недоремонтиро- ванных двигателей, реализующую широко известные принципы люми- несцентного контроля. 25 Блок подачи дефектоскопических материалов этой системы в ком- бинации с жесткими и гибкими инструментами эндоскопического кон- троля обеспечивает нанесение всех дефектоскопических материалов ка- пиллярной дефектоскопии, включая постэмульгированный флуорес- центный пенетрант, непосредственно в зону контроля. В сочетании с УФ-облучением достаточной интенсивности позволяет проводить высо- кочувствительный люминесцентный контроль, соответствующий I классу чувствительности по ГОСТ 18442–80. Рис. 1.7. Блок подачи дефектоскопических материалов BFPI 1000 Жесткие эндоскопы для ЭКК представляют собой интегрированную конструкцию, состоящую из непосредственно эндоскопа и направляю- щей трубки. Направляющая трубка состоит из цилиндрической жесткой жесткой трубки, в которую вставляются гибкие капиллярные трубки. Че- рез них осуществляется подача различных де- фектоскопических веществ для КК. Направ- ляющая трубка имеет дистальный конец, кото- рый может поворачиваться на угол 90° с тем, чтобы располагать капиллярный конец гибкой трубки в зоне проверяемой части ОК. Специально разработанные видеоэндо- скопы на платформе типа ARGUS или ENDOFLASHER подключены к источнику УФ-излучения VEGA 600 UV и процессорному блоку TIVE 800. Видеоэндоскопы диаметром 6 и 8 мм с управлением изгибом дистальной час- ти с помощью джойстика, прямого обзора с Рис. 1.8. Фрагмент же- сткого эндоскопа 26 инструментальным каналом, обладают следующими конструктивными особенностями: • кварцевое волокно для пропускания УФ-облучения; • гибкие капиллярные трубки для подачи дефектоскопических ве- ществ вставляются в инструментальный канал. 1.9. Области применения капиллярных методов контроля Капиллярный метод выявляет только дефекты, имеющие выход на поверхность детали. Если дефект будет неглубоким, то пенетрант не будет задерживаться и будет вымываться из дефекта и такой дефект нельзя обнаружить капиллярным методом. Чтобы работал капиллярный метод, надо чтобы глубина дефекта не менее чем в 10 раз превосходила раскрытие дефекта. Капиллярным методом можно контролировать детали из любых конструкционных материалов: черных и цветных металлов (магнитных и немагнитных), пластмасс, стекла и керамики. Незаменимая область применения – контроль изделий из немагнитных, неметаллических, композиционных и других перспективных материалов, где капиллярный метод является одним из немногих, а зачастую и единственным. Также эти методы позволяют контролировать объекты любых форм и размеров, начиная от корпуса ракеты и кончая миниатюрной лопаткой турбореактивного двигателя, которые имеют очень сложную форму и выполнены из немагнитных материалов. И только капиллярные методы обеспечивают полный контроль всей поверхности лопатки, гарантируя безопасную работу авиадвигателя и всего летательного аппарата. В настоящее время уже разработаны методы капиллярного контро- ля пористых изделий и материалов, например, таких перспективных ма- териалов, как керамические изделия, находящие все большее примене- ние в машиностроении, автомобильной промышленности, медицине. Важным достоинством метода, особенно люминесцентного, явля- ется высокая чувствительность – 0,1 мкм. С его помощью выявляются сварочные, термические, шлифовочные, усталостные, деформационные трещины, пористость, трещины на фоне пористости и т. п. Основными объектами контроля являются ответственные детали массового производства, особенно сложной формы, такие как лопатки турбин, крепеж, литье, детали корпусов и элементов систем управления из легких сплавов и аналогичные детали энергетических и транспорт- ных машин из коррозионно-стойких немагнитных никелевых и титано- вых, а также других термостойких сплавов. Он применяется широко и в полевых условиях при необходимости технического обследования таких сооружений, как мосты, грузоподъ- 27 емные краны, трубопроводы и сосуды под давлением и других сложных технических объектов. Ведь весь комплект необходимых материалов для цветного капиллярного контроля размещается в небольшой пере- носной сумке. Авторитет капиллярного контроля ощутимо подняла аэрозольная упаковка дефектоскопических материалов. Аэрозольные баллончики сделали капиллярный контроль портативным и мобильным. Такие бал- лончики удобны, когда объектом контроля является не все изделие, а лишь отдельные участки поверхности, в труднодоступных местах, в случае применения на открытом воздухе. Пенетрант, содержащийся в баллончике, имеет гарантированное качество и может использоваться без дополнительной проверки. Бал- лончики экономичны, компактны, имеют небольшой вес и легко удер- живаются в одной руке. Постоянно расширяется температурный диапазон капиллярного метода. Образцы отечественных наборов российского производства до- пускают применение от –40 до +100 °С, фирма Неlling предлагает набо- ры до +175 °С, а ВYCOSIN до +200 °С. Универсальность капиллярного метода позволяет его использовать в самых различных областях машиностроения: от общего до атомного и космического, на транспорте (авиационный, железнодорожный, морско- го и др.), в химической и нефтеперерабатывающей отраслях, при транс- портировке нефти и газа и множестве других. Широка номенклатура деталей авиационной техники, контролируе- мых капиллярным методом: рабочие лопатки, диски тяговых двигателей и компрессоров, силовые шпангоуты, стрингеры, лонжероны, лопасти воздушных винтов самолетов и вертолетов, стойки и колеса шасси и др. Для капиллярного контроля элементов ракет и управляемых снаря- дов из-за опасности контакта жидкого кислорода с индикаторной жид- костью на нефтепродуктах используются специальные пенетранты на водной основе. Для нефтеперерабатывающих и химических предприятий методы капиллярной дефектоскопии применяются для контроля наличия корро- зии деталей под воздействием хлоридов, для контроля дефектов в ре- зервуарах и сварных швах трубопроводов. |