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.
|
|
Процесс впитывания пенетранта в слой порошкового проявителя Поры порошкового проявителя, т. е. капиллярные зазоры между частицами порошка проявителя, которые меньше размеров дефекта, будут извлекать пе- нетрант из дефекта в проявитель. Более крупные частицы будут окрашиваться благодаря пленочному течению. Одним из параметров сухого про- явителя является размер его частиц. Оп- тимальным размером считается 0,6 мкм. Рис. 3.8. Извлечение пенетранта из полости дефекта 68 Порошковые проявители впитывают пенетрант из дефектов за счет капиллярных сил и обволакивания частиц порошка жидкостью. При на- несении такого проявителя контролируемая поверхность детали оказы- вается покрытой тонким капиллярно-пористым слоем и процесс прояв- ления идет за счет сорбционных и капиллярных явлений. Порошковый проявитель очень плохо удерживается на гладких вертикальных и наклонных поверхностях, его частицы могут слипаться и частично закупоривать полости имеющихся дефектов. Сухой порошок при массовом контроле может не обеспечивать удовлетворительные условия труда для дефектоскопистов из-за повышенного содержания его частиц в возду- хе. Порошковый проявитель может наносить- ся посыпанием, осаждением из воздушной взвеси и электрораспылением (низкий уро- вень чувствительности). Порошковый проявитель MAGNAFLUX ZYGLO ZP-4B – это проявитель в виде мел- кодисперсного, свободно осаждаемого белого порошка, предназначенный для выявления люминесцентных индикаторных рисунков любых пенетрантов серии ZYGLO. 3.5.2. Суспензионные проявители Представляют собой взвесь порошка проявителя в жидкой фазе и наносятся на контролируемую поверхность чаще всего методом распы- ления. В первые секунды напыления в устье полости дефекта индика- торный пенетрант контактирует не с твердыми частицами проявителя (как в случае порошкового), а с жидкой фазой. Они также относятся к сорбционным проявителям, представляю- щим собой белый сорбент, диспергированный в летучих растворителях, воде или быстросохнущих смесях, поглощающих индикаторный пенет- рант. В этом случае порошки оксида магния, селикагеля, мела, каолина, талька или белой сажи диспергированы в жидких средах. Проявитель должен наноситься на контролируемую поверхность в од- нородном состоянии. В качестве жидкостей-носителей для проявителей используется вода, этиловый и изопропиловый спирты, ацетон и др. Большим преимуществом суспензионных проявителей является возможность нанесения их методом распыления как на стационарных установках, так и с помощью аэрозольных баллончиков, позволяющих достигать наибольшей равномерности слоя. Рис. 3.9. Порошковый проявитель MAGNAFLUX ZYGLO ZP-4B 69 Суспензионные дефектоскопические мате- риалы за последнее время значительно продви- нули капиллярный контроль, сделав его более удобным и технологичным. Это существенно расширило область его применения, особенно в условиях эксплуатации в полевых условиях, при ремонте технологического оборудования. На рис. 3.10 представлен суспензионный проявитель SPOTCHECK SKD-S2 – сорбцион- ный проявитель, представляющий собой бе- лый сорбент, диспергированный в быстросох- нущих растворителях и поглощающий инди- каторный пенетрант. 3.5.3. Пленочные проявители Это диффузионные проявители, представляющие собой бесцвет- ную или белую накладную пленку с проявляющим липким слоем, по- глощающим индикаторный пенетрант. При наложении такой пленки на контролируемый объект происхо- дит контакт пенетранта, находящегося в дефектах, со слоем порошка в пленке и впитывание пенетранта в слой проявителя с образованием ин- дикаторных следов дефектов (рис. 3.11). Рис. 3.11. Диффузионный механизм действия пленочного проявителя После выявления дефектов пленка отклеивается и может быть со- хранена в качестве документального подтверждения результатов кон- троля. Недостаток пленочных проявителей состоит в том, что для их применения нужна очень хорошо подготовленная гладкая поверхность с малой кривизной, чтобы обеспечить плотное прилегание пленки по всей поверхности. Но очень важное достоинство – возможность докумен- тировать результаты контроля. Рис. 3.10. Проявитель MAGNAFLUX серии SPOTCHECK SKD-S2 70 Пленочный проявитель технологичен и, что самое главное, дает возможность получать дефектограмму, анализировать ее отдельно от изделия и сохранять как объективный документ контроля. 3.5.4. Проявители в виде краски (лака) Это диффузионные проявители, состоящие из пигментированного или бесцветного быстросохнущего жидкого раствора связующего, по- глощающего индикаторный пенетрант. Достоинство таких проявите- лей – высокая чувствительность контроля. Однако красочные про- явители имеют существенный недостаток – значительную трудоем- кость удаления нанесенного проявляющего покрытия. 3.5.5. Химические проявители По характеру взаимодействия проявителя с индикаторным пенет- рантом проявители разделяют: • на химически пассивные проявители, не взаимодействующие химически с индикаторным пенетрантом; • химически активные проявители, предназначенные для хими- ческого взаимодействия с индикаторным пенетрантом с образованием специфического индикаторного рисунка (следа), меняющего цвет, спо- собного люминесцировать или давать продукты реакции, инициирую- щие несплошность. Химически пассивные проявители Химически пассивные проявители получили наибольшее распро- странение. Их роль сводится к созданию капиллярно-пористого слоя, в который впитывается пенетрант, извлекаемый из дефекта, и к созданию контрастного покрытия на поверхности контролируемого объекта для более уверенного обнаружения следов дефекта. Химически активные проявители В случае химически активного проявителя имеет место химическая реакция, изменяющая цвет или агрегатное состояние смеси пенетранта с проявителем. Наиболее характерным примером химически активных де- фектоскопических материалов может служить комплекс веществ, одно из которых имеет щелочную реакцию, а другое содержит фенолфталеин. Раствор щелочи и раствор фенолфталеина по отдельности не име- ют окраски, но при контакте происходит химическая реакция и смесь приобретает ярко-малиновый цвет. Такой метод выявления дефектов применяется на производствах, где например, по трубопроводам перекачивается жидкость, имеющая щелоч- 71 ную реакцию. В этом случае на внешнюю поверхность трубы наносится раствор фенолфталеина (или порошок фенолфталеина), и по появлению окрашенных следов судят о наличии дефектов и течей в трубопроводе. При проведении капиллярного контроля иногда не используют проявители пенетрантов. 3.5.6. Важные сведения о проявителях Действие проявителя основано на явлениях адсорбции и абсорбции. Проявитель способствует обнаружению окрашенных индикатор- ных рисунков посредством обеспечения контрастного фона. На практи- ке не применяют флуоресцентные проявители. Сухой проявитель не на- носят обливанием. Безводный прявитель на основе растворителя поставляется в аэро- зольных баллонах с распылителем. Он может быть использован со все- ми пенетрантами и при всех методах. Прявитель наносится после суш- ки. Применение такого проявителя рассматривается как наиболее чув- ствительный метод использования проявителя из всех существующих методов. Так как неводные прявители на основе растворителя постав- ляются в запаянных контейнерах, то можно не контролировать его каче- ство. Проявитель должен быть хорошо взболтан перед распылением и должен наноситься тонким равномерным слоем. При капиллярном контроле обычно используются проявители в ви- де суспензии. Проявляющий порошок всегда должен быть равномерно наносимым. Сухой проявитель должен быть нанесен так, чтобы легкое напыле- ние покрывало все поверхности, подлежащие контролю. Из процессов окончательной очистки, эмульгирования и сушки ни один не способствует проявителю к обнаружению пенетрантов, удер- живаемых в несплошностях. Проявитель может быть нанесен такими способами, как распыле- ние, кистевым, погружение, обливание. Способ нанесения безводного проявителя распылением считается наиболее эффективным. Наиболее чувствительным при выявлении мелких несплошностей является проявитель в виде суспензии на основе растворителей. Из проявителей (сухой, водорастворимый, суспензированный в во- де, суспензированный в растворителе) наибольшую чувствительность системы способен обеспечить проявитель, суспензированный в раство- рителе. Для пенетранта с фильтрующимися частицами не требуется ис- пользования проявителя. 72 Наилучшим способом нанесения суспензированных в растворителе проявителей является распыление. Из водорастворимых, пластических, сухих и суспензированных в растворителе проявителей наилучшим для фиксирования индикаторных рисунков является пластический. Нанесение слоя проявителя более толстого, чем рекомендуется по технологии, приводит к понижению чувствительности, особенно к тон- ким дефектам. Испытуемые образцы из алюминиевого сплава, которые подлежат капиллярному контролю, должны быть тщательно очищены после про- ведения испытания, поскольку щелочь, содержащаяся в проявителе, и большинство эмульгаторов могут привести к точечной коррозии по- верхности, особенно во влажной атмосфере. 3.6. Дефектоскопические наборы Каждый дефектоскопический материал (пенетрант, очиститель, проявитель и др.), чтобы достичь в итоге необходимой чувствительно- сти (выявить все опасные дефекты) во время каждой операции контроля должен максимально реализовать свои возможности. Это значит: пенет- рант должен проникнуть как можно глубже, проявитель извлечь весь пенетрант из дефекта и т. д. Для разных контролируемых материалов (металлы, пластмассы, керамика, стекло и т. д.) достичь наибольшего проявления нужных свойств практически невозможно. Это понятно хотя бы потому, что чем легче проникает пенетрант в трещину, тем труднее будет его извлечь из трещины, и в том и в другом случае капиллярные силы одинаковые. Невозможно подобрать такой пенетрант, который бы легко запол- нял трещины, но самое главное, чтобы он также легко извлекался из нее, т. к. пока пенетрант не образует окрашенный след в слое проявите- ля на поверхности детали, трещину обнаружить нельзя. Приемлемый выход был найден в дефектоскопических наборах, где все материалы подобраны друг к другу по максимальным свойствам. В основу дефектоскопических наборов положен принцип совместимо- сти дефектоскопических материалов ради достижения конечной цели – выявления дефекта, т. е. получения максимального следа, который лег- ко обнаружить. Дефектоскопическим набором называют взаимозависимое целе- вое сочетание дефектоскопических материалов (пенетрант, очиститель или гаситель, проявитель). Следует иметь в виду, что наборы не универсальны. Каждый набор имеет свою область наиболее эффективного применения. 73 Примеры дефектоскопических наборов Поскольку в каждом дефектоскопическом наборе подобраны со- вместимые по всей технологической цепочке дефектоскопические мате- риалы для данного объекта контроля, применение материалов из разных наборов запрещается. Оно может не только не дать желаемых результа- тов, но существенно ухудшить чувствительность метода. Выбор набора материалов определяется: • уровнем требуемой чувствительности; • коррозионной стойкостью материала контролируемой детали; • надежностью выявления дефектов; • экономичностью; • технологичностью. Примеры отечественных и импортных наборов приведены в табл. 3.3 и рис. 3.12–3.16. Таблица 3.3 Методы и наборы дефектоскопи- ческих материалов Минимальная величина рас- крытия выяв- ляемого де- фекта (типа трещин), мкм Условный уровень чувствительности РД-13-06–2006 ГОСТ Р ИСО 3452-2 Назначение ЛЮМ1-ОВ 0,12…0,5 I Для контроля особо ответст- венных изделий ЛЮМ33-ОВ от 0,4 I Для контроля отливок, деталей после чистовых видов точения, строгания, фрезерования, шлифования, полирования ЛЮМ4-ОВ 1…2 II Для контроля ненагруженных деталей после механической и термической обработки ЛЮМ3-С 3…5 II Для контроля ЛЮМ2-С 3…5 II То же ЛЮМ17-П 10 и более III То же ЛЮМ-ЦМ14-В-С 1…3 (ЛЮМ) 5…7 (ЦМ) II Для контроля деталей после термообработки, рихтовки и т. д. ЦМ15-В 1…2 II Для контроля ответственных изделий Элитест П62 II R-Тест II Клевер от 0,5 II, III Для контроля отливок, свар- ных соединений и других из- делий 74 Набор для капиллярного контро- ля R-Test состоит из трех компонентов: очистителя ОС-41, пенетранта ПС-42 и проявителя ПС-43. Работает по 2 классу чувствительности ГОСТ 18442–80. Форма выпуска: аэрозоли: 500 мл. Канистры: 1, 5, 10 л. Соответствие стандартам: набор для капиллярного контроля R-Test соответствует требованиям стандартов: РБ 090-14, ГОСТ 18442–80, ISO 3452-2, AMS 2644, ASME Code Sec. V, ТУ 2499-001-67511508–2014. Импортные средства капиллярного контроля Как показали последние международные выставки в Барселоне, Испании (VII Европейская конференция по неразрушающему контро- лю), Монреале, Канаде (ХIV Всемирная конференция по неразрушаю- щему контролю), технические характеристики дефектоскопических ма- териалов ведущих фирм Европы и Америки практически одинаковы. Отдельные преимущества связаны с температурным диапазоном и некоторыми другими специфическими требованиями. В условиях ры- ночной экономики составы дефектоскопических материалов, в первую очередь импортных, публикуются редко. Рис. 3.12. Импортные средства капиллярного контроля Фирмы: • SHERWIN BABB Co (Франция); • MAGNAFLUX – отделение в США; • HELLING, PFINDER KG,KARL DEUTSCH. (Германия); • BYCOTEST (Швеция); • ELYCHEMICAL Cоmpany Ltd. (Великобритания); • CHEMETALL OAKITE (Канада); • NABAKEM (Ю. Корея); • МЕТ-L-Check Company (США); • ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ (Беларусь). 75 Пенетрант DP-51 Sherwin Sherwin DP-51 – универсальный красный пенетрант для капиллярной дефектоскопии в среднем температурном диапазоне. Пенетрант DP-51 со- ответствует 2 классу чувствительности по ГОСТ 18442–80. Не вызывает коррозии, легко смывается водой и совместим с металлическими и по- лимерными материалами, такими как, стекло, керамика и пластик. DP-51 обычно используется в комплекте с проявителем D-100 и очисти- телем DR-60. Более экологичным аналогом пенетранта DP51 является пенетрант DP-55. Он имеет аналогичные характеристики и также хорошо сочета- ется с проявителем D-100 и очистителем DR-60. Пенетрант DP-55 соот- ветствует нормам REACH и имеет положительное заключение ОАО «НИКИМТ-АТОМСТРОЙ». Основные характеристики пенетранта DP-51: температура приме- нения – от +10 до + 50 °С, время проникновения в полость дефекта – от 5 до 30 мин в зависимости от температуры, средний расход – 150 мл на 1 м 2 , срок годности – 5 лет. Очиститель DR-60 Sherwin Универсальный очиститель DR-60 применяется для очистки контролируемой поверхности и удаления избытков пенетранта после его нанесения. DR-60 используется с лю- быми металлами и большинством полимерных изделий. Со- вместим с любыми пенетрантами Sherwin. Основные характеристики очистителя Sherwin DR-60: температура применения – от 0 до + 50 °С, температура замерзания –15 °С, срок год- ности – 4 года. Расход очистителя сильно зависит от типа поверхности и ее загрязненности. Упаковка – аэрозольные баллоны по 500 мл и емко- сти объемом – 1, 5, 10, 25 л. Очиститель DR-62 Sherwin Очиститель DR-62 сделан с акцентом на удаление жира и повышенной летучести, которая сокращает время нанесения пенетранта. DR-62 так же может применяться с любыми пенетрантами Sherwin. Основные характеристи- ки: температура применения – от 0 до + 50 °С, срок год- ности – 5 лет. Расход сильно зависит от типа поверхности и ее загряз- ненности. Упаковка – аэрозольные баллоны по 300 мл и емкости объе- мом – 1, 5, 10, 25, 60 л. 76 Проявитель D-100 Sherwin D-100 – универсальный, спиртовой проявитель белого цвета, использующийся для выявления следов пенетранта при средних температурах. Помимо контроля изделий из металла, проявитель D-100 может быть использован для дефектоско- пии пластика, керамики и других полимеров. Обязательным условием применения, является распыление проявителя только при помо- щи аэрозольного баллона или специального пульверизатора. При исполь- зовании проявителя D-100 при низкой температуре, длительность высы- хания увеличивается. Основные характеристики проявителя Sherwin D-100: температура применения – от 0 до + 50 °С, время индикации дефекта – от 1…10 мин, средний расход – 150 мл на 1 м 2 , срок годности – 4 года. Упаковка – аэрозольные баллоны по 500 мл и емкости объемом – 1, 5, 10, 25 л. Набор для низких температур Sherwin (от +10 до –30 °С) Проведение капиллярного контроля в условиях низких температур осложняется наличием льда и водяного конденса- та на контролируемой поверхности. Вода затрудняет проник- новение пенетранта и снижает чувствительность контроля. При температуре от –30 до +10 °С рекомендуется использовать низкотемпературный набор: • пенетрант Sherwin LPT-82; • очиститель Sherwin N-120; • проявитель Sherwin D-106. Перед проведением капиллярного контроля при отрицательной температуре, контролируемую поверхность желательно нагреть, соблю- дая меры безопасности и вытереть насухо. Баллоны по возможности на- до держать в теплом месте, их температура должна быть не ниже 10 °С. Время выдержки пенетранта при отрицательных температурах может составлять до 30 минут. Обсуждение процесса капиллярной дефекто- скопии при отрицательных температурах можно посмотреть на форуме defektoskopist.ru Срок годности низкотемпературного пенетранта Sherwin LPT-82 – 5 лет, очистителя N-120 и проявителя D-106 – 4 года. Упаковка – аэро- зольные баллоны емкостью 250 и 300 мл. |