МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ КАПИЛЛЯРНЫЙ МЕТОД МЕТОДЫ

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ КАПИЛЛЯРНЫЙ МЕТОД

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Капиллярный метод контроля (КМК) основан на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полость несплошностей материала объекта контроля и регистрации образующихся индикаторных следов визуально или с помощью преобразователя

Капиллярный контроль основан на искусственном повышении свето и цветоконтрастности дефектного участка относительно неповреждённого. Методы капиллярной дефектоскопии позволяют обнаруживать невооружённым глазом тонкие поверхностные трещины и др. несплошности материала, образующиеся при изготовлении и эксплуатации деталей машин. Полости поверхностных трещин заполняют специальными индикаторными веществами (пенетрантами), проникающими в них под действием сил капиллярности.

Для так называемого люминесцентного метода пенетранты составляют на основе люминофоров (керосин, нориол и др. ). На очищенную от избытка пенетранта поверхность наносят тонкий порошок белого проявителя (окись магния, тальк и т. п. ), обладающего сорбционными свойствами, за счёт чего частицы пенетранта извлекаются из полости трещины на поверхность, обрисовывают контуры трещины и ярко светятся в ультрафиолетовых лучах.

При так называемом цветном методе контроля пенетранты составляют на основе керосина с добавлением бензола, скипидара и специальных красителей (например, красной краски). Для контроля изделий с тёмной поверхностью применяют магнитный порошок, окрашенный люминофорами (магнитнолюминесцентный метод), что облегчает наблюдение тонких трещин.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Последовательность операций при капиллярном контроле:

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ а) Очистка поверхности 1 ОК и полости дефекта 2 от загрязнений, жира и т. д. путем их механического удаления и растворения. Этим обеспечивается хорошая смачиваемость всей поверхности ОК индикаторной жидкостью и возможность проникновения ее в полость дефекта

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Б) пропитка дефектов индикаторной жидкостью 3. Для этого она должна хорошо смачивать материал изделия и проникать в дефекты в результате действия капиллярных сил. По этому признаку метод называют капиллярным, а индикаторную жидкость индикаторным пенетрантом или просто пенетрантом (от лат. penetrо проникаю, достаю);

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ в) удаление с поверхности изделия излишков пенетранта, при этом пенетрант в полости дефектов сохраняется. Для удаления используют эффекты диспергирования и эмульгирования, применяют специальные жидкости очистители;

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ г) обнаружение пенетранта в полости дефектов. Как отмечено выше, это делают чаще визуально, реже с помощью специальных устройств—преобразователей. В первом случае на поверхности наносят специальные вещества проявители 4, извлекающие пенетрант из полости дефектов за счет явлений сорбции или диффузии. Сорбционный проявитель имеет вид порошка или суспензии.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Пенетрант пропитывает весь слой проявителя (обычно довольно тонкий) и образует следы {индикации) 5 на его наружной поверхности. Эти индикации обнаруживают визуально

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Различают яркостный или ахроматический метод, в котором индикации имеют более темный тон по сравнению с белым проявителем; цветной метод, когда пенетрант обладает ярким оранжевым или красным цветом, и люминесцентный метод, когда пенетрант светится под действием ультрафиолетового облучения.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Основные физические явления, используемые в капиллярной дефектоскопии

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Поверхностное натяжение и смачивание. Наиболее важной характеристикой индикаторных жидкостей является их способность к смачиванию материала изделия. Смачивание вызывается взаимным притяжением атомов и молекул (в дальнейшем молекул) жидкости и твердого тела

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Рассмотрим каплю жидкости, лежащую на поверхности твердого тела. Силой тяжести пренебрегаем. Угол θ называют краевым углом смачивания. Если , то он острый. Это значит, что жидкость смачивает твердое тело. Чем меньше θ, тем сильнее смачивание

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Процессы капиллярной дефектоскопии Заполнение сквозного макрокапилляра. Под действием сил смачивания жидкость в трубке поднимется над поверхностью. Это явление капиллярного впитывания

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ На явлении капиллярного впитывания основана пропитка дефектов пенетрантом

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Удаление избытка пенетранта с поверхности ОК. Обычно выполняют с помощью жидкости очистителя. Важно подобрать такой очиститель, который хорошо удалял бы пенетрант с поверхности, в минимальной степени вымывая его из полости дефекта

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Процесс проявления. В капиллярной дефектоскопии используют диффузионные или адсорбционные проявители. Первые это быстросохнущие белые краски или лаки, вторые порошки или суспензии

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Осмотр объекта контроля очень ответственная операция. При цветном и ахроматическом методах обязательное требование хорошее освещение поверхности объекта контроля

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ При люминесцентном способе контроля осмотр проводят в затемненном помещении с подсветкой видимым светом не более 10 лк. Для люминесценции дефектов используют УФ облучение ртутными лампами с длиной волны 315. . . 400 нм

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Стационарная установка КД 20 Л для люминес центного контроля

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Чувствительность капиллярного контроля и ее проверка

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Контрольный образец Пластины из стали с тупиковыми трещинами – предназначены для оценки чувствительности капиллярного метода контроля по соответствующему классу чувствительности. Контрольный образец для капиллярной дефектоскопии, со свидетельством поверки. Контрольный образец – пластина 110 х28 х3 мм из стали марки 40 х13 с трещиной длиной 6 – 7 мм и с шириной раскрытия от 2 до 5 мкм – предназначен для оценки чувствительности капиллярного метода контроля по 2 -му классу при контроле набором материалов II 202 М 101 П 101 по ПНАЭ Г– 7– 018– 89. Со свидетельством государственной метрологической поверки.

Образцы представляют из себя прямоугольные пластины с размерами (50100)х30 х6 мм; непосредственно в материале каждого образца (без покрытия) выполнен не выходящий на его край дефект; размеры дефектов: длина 14 -16 мм, глубина 350 -500 мкм, средняя ширина раскрытия 310 мкм (по заказу – другие требуемые размеры и расположение дефектов на образце); Предназначены для проверки качества дефектоскопических наборов для люминесцентной и цветной дефектоскопии и проверки чувствительности магнитопорошкового метода контроля; изготавливаются из нержавеющих аустенитной 12 Х 18 Н 10 Т и магнитной ферритной 15 Х 25 Т сталей; комплектуются в виде наборов из 2 -3 -х образцов;

Тест-объекты капиллярного НК Группы тест-объектов: 1. тест-объекты для контроля чувствительности пенетрантов; 2. тест-объекты для контроля всего процесса капиллярной дефектоскопии Тест-объект по ASME V Тест-панель PSM-5 (монитор пенетрантной системы)

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Пороги и классы чувствительности. Чувствительность КМК. определяют по размеру наименьших выявляемых реальных или искусственно инициированных дефектов. Согласно ГОСТ 18442 80 основным параметром дефекта, по которому оценивают чувствительность, служит ширина его раскрытия

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Чувствительность капиллярного контроля – способность выявления несплошностей данного размера с заданной вероятностью при использовании конкретного способа, технологии контроля и пенетрантной системы. Согласно ГОСТ 18442 80 класс чувствительности контроля определяют в зависимости от минимального размера выявленных дефектов с поперечными размером 0, 1 - 500 мкм. Выявление дефектов, имеющих ширину раскрытия более 0, 5 мм, капиллярными методами контроля не гарантируется.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ С чувствительностью по 1 классу контролируют лопатки турбореактивных двигателей, уплотнительные поверхности клапанов и их гнезд, металлические уплотнительные прокладки фланцев и др. (выявляемые трещины и поры величиной до десятых долей мкм). По 2 классу проверяют корпуса и антикоррозийные наплавки реакторов, основной металл и сварные соединения трубопроводов, детали подшипников (выявляемые трещины и поры величиной до нескольких мкм). По 3 классу проверяют крепеж ряда объектов, с возможностью выявления дефектов с раскрытием до 100 мкм, по 4 классу – толстостенное литье.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Дефекты поверхности турбинных лопаток, выявленные люминесцентным методом неразрушающего контроля

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Для достижения высокой чувствительности (низкого порога чувствительности) нужно применять хорошо смачивающие высоко контрастные пенетранты, лакокрасочные проявители (вместо суспензий или порошков), увеличивать УФ облученность или освещенность объекта. Оптимальное сочетание этих факторов позволяет обнаруживать дефекты раскрытием в десятые доли мкм.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Классы чувствительности Класс Минимальная ширина чувствительности дефекта, мкм 1 Менее 1 2 1… 10 3 10… 100 4 100… 500 Технологический Не нормируется

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Не следует без необходимости стремиться к достижению более высоких классов чувствительности: это требует более дорогостоящих материалов, лучшей подготовки поверхности изделия, увеличивает время контроля

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Проверку порога чувствительности способа КМК согласно ГОСТ 23349 78 выполняют с помощью специально отобранного или подготовленного реального образца ОК с дефектами. Применяют также образцы с инициированными трещинами

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Объекты контроля Капиллярным методом контролируют изделия из металлов (преимущественно неферромагнитных), неметаллических материалов и композитные изделия любой конфигурации

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Изделия из ферромагнитных материалов контролируют обычно магнитопорошковым методом, который более чувствителен Для контроля ферромагнитных материалов применяют капиллярный метод, если имеются трудности с намагничиванием материала или сложная конфигурация поверхности изделия создает большие градиенты магнитного поля, затрудняющие выявление дефектов

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Капиллярным методом обнаруживают только выходящие на поверхность дефекты, полость которых не заполнена окислами или другими веществами

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ С чувствительностью по классу 1 контролируют лопатки турбореактивных двигателей, уплотнительные поверхности клапанов и их гнезд, металлические уплотнительные прокладки фланцев и др.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ По классу 2 проверяют корпуса и антикоррозионные наплавки реакторов, основной металл и сварные соединения трубопроводов, детали подшипников

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ По классу 3 проверяют крепеж ряда объектов, По классу 4 толстостенное литье

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Общее время, необходимое для контроля относительно неболь шого объекта типа турбинной лопатки, 0, 5. . . 1, 4 ч в зависимости от применяемых дефектоскопических материалов и требований по чувствительности

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Затраты времени в минутах распределяются следующим образом: подготовка к контролю 5. . . 20, пропитка 10. . . 30, удаление избытка пенетранта 3. . . 5, проявление 5. . . 25, осмотр 2. . . 5, окончательная очистка 0. . . 5

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Перспективы развития Важное направление развития КМК его автоматизация

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Методы течеискания

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Течеискание, как и капиллярный контроль, относится к виду контроля качества изделий проникающими веществами (ГОСТ 18353 79) Течеискание – это вид испытаний на герметичность, основанный на регистрации веществ, проникающих через течи

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Герметичность – это свойство изделия и его элементов, исключающее проникновение через них газообразных и (или) жидких веществ

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Абсолютно герметичных конструкций не бывает, поэтому конструкцию называют герметичной, если проникновение газа или жидкости через нее настолько мало, что им можно пренебречь в рабочих условиях

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ В технике применяется также термин непроницаемость – способность конструкции не пропускать воду или другие жидкости

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Метод испытаний на герметичность необходимо выбирать в зависимости от назначения изделия или его составной части, его конструктивно технологических особенностей, величины суммарной утечки, а также технико экономических характеристик испытаний

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Метод должен характеризоваться чувствительностью, т. е. пределами индикации (регистрации, выявления) течей и параметрами (среда, давление, продолжительность выдержки) испытаний на герметичность

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Критерии герметичности Герметичность конструкции определяется двумя критериями: общей (суммарной) герметичностью; местной герметичностью.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ . Контроль общей (суммарной) герметичности осуществляется следующими способами:

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ по изменению перепада давления пробного газа за период испытаний, по изменению количества вещества, замеряемого с помощью прецизионного взвешивания, по изменению объема газа, замеряемого с помощью масс спектрометрического течеискателя (способы гелиевой камеры и накопления) с помощью радиоактивного течеискателя или различных видов газового анализа.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ - по изменению высоты гидростатического столба жидкости при испытании наливом замкнутой емкости, объемного замещения (метод заключается в измерении скорости газовоздушного потока из полости постоянного давления (в заведомо герметичной емкости) в испытываемую емкость.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Методы контроля местной герметичности

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Масс спектрометрический метод (регистрация пробного газа путем разделения ионов разных газов по отношению массы к заряду) Порог чувствительности в м 3 ∙Па/с 10 -11… 10 -12

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Галогенный метод регистрация пробного вещества по увеличению эмиссии ионов с накаленной поверхности платины или никеля) Порог чувствительности в м 3 ∙Па/с 10 -8

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Пузырьковый метод (регистрация пробного газа по образованию пузырьков. ) Объект погружен в жидкость Вакуум над поверхностью жидкости Погружение замкнутого объекта в горячую жидкость Поверхность объекта обмыливают Обмыливание в вакуумной камере Порог чувствительности в м 3 ∙Па/с 10 -7… 10 -7

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Манометрический метод изменение давления в объекте химический Реакция пробного газа с индикаторным веществом Порог чувствительности в м 3 ∙Па/с 10 -8

Ультразвукового течеискателя Регистрация акустических волн, возбуждаемых при вытекании пробных веществ через течи Порог чувствительности в м 3 ∙Па/с 10 -4

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Люминесцентный метод Прохождение жидкости через течь при гидроиспытаниях Порог чувствительности в м 3 ∙Па/с 10 -10

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Гидравлический метод Порог чувствительности в м 3 ∙Па/с 10 -9

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Капиллярный метод Прохождение пенетранта через течи под действием капиллярных сил Порог чувствительности в м 3 ∙Па/с 10 -9

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Пример механизированной линии с транспортной системой рольгангов и механизмов поднятия/опускания изделия в ванну с реактивами

Линия капиллярного НК Линия обеспечивает: 1. автоматические подъем /опускание рабочих корзин с контролируемыми деталями в рабочий бак той, или иной стадии процесса с одновременным закрытием/открытием крышки; 2. контролируемое таймером время стадий процесса; 3. управление температурой/давлением на стадиях.

Линия капиллярного НК рабочее место стадии промывки контролируемой детали водовоздушной струей (1), унифицированный агрегат SPRINKMAN для подачи смеси воды и воздуха на операции промывки (2), аппаратура нанесения порошкового проявителя 9 D 4 электростатическим методом (3).

Линия капиллярного НК Очистка стоков воды

Локальный участок капиллярного контроля Рабочее место для обработки результатов испытаний (1). Компоновка внутреннего пространства под кабиной, оборудованного для хранения расходных материалов, фильтр для очистки стоков, содержащих химикаты капиллярного набора ARDROX (2). Фрагмент кабины, оборудованной моющим водо воздушным пистолетом и воздушным пистолетом для просушки контролируемых деталей (3).

Принадлежности для капиллярного НК

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ Автоматическая установка для капиллярной дефектоскопии методом погружения в баки по методике "вращающаяся сетка". Установка для дефектоскопии небольших деталей

Капиллярный метод НК 1. 2. 4. 3. 5.