Х42. Технология капиллярных методов контроля

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

§ 41. Классификация методов

Классификация капиллярных методов контроля основана на свето-колористических особенностях индикаторных следов. По этому признаку они подразделяются на три основных ме­тода: цветной, люминесцентный и люминесцентно-цветной.

При цветном методе дефекты выявляются по цвет­ному индикаторному следу над дефектом, так как краситель, входящий в состав проникающей жидкости, обладает избира­тельным отражением части видимого света. При люминесцентном методе дефекты выявляются по свечению люми­несцирующей проникающей жидкости, вышедшей из полости дефекта, при освещении детали ультрафиолетовым светом. Люминесцентно-цветной является комбинацией цветного и люминесцентного методов. Чувствительность этого метода большая при осмотре деталей в ультрафиолетовом све­те, меньшая - в видимом свете.

Капиллярные методы контроля можно подразделить и по способу образования индикаторных следов дефектов. Приме­няются четыре способа проявления: сорбционный «мокрый» и «сухой», диффузионный (растворяющий) и самопроявляющий без применения проявляющих веществ.

При сорбционном способе проявления на очищен­ную от излишков проникающей жидкости поверхность нано­сят либо сухой порошок («сухой» способ), либо порошок в виде суспензии («мокрый» способ). При этом за счет сорбцион­ных сил из полости дефекта извлекается находящаяся там проникающая жидкость.

Диффузионный способ заключается в нанесении на очищенную от излишков проникающей жидкости поверх­ность детали специального покрытия, в которое диффундирует проникающая жидкость из полости дефекта. Диффузионный способ является более чувствительным чем сорбционный.

Способ контроля без применения проявляющих веществ может быть двух видов: беспорошковый и самопроявляющий.

При беспорошковом способе проникающая жид­кость является раствором органических кристаллов люмино­фора в летучем растворителе. Деталь погружают в раствор, вы­держивают некоторое время, а затем вынимают. После этого летучий растворитель испаряется, а на кромках детали оста­ются кристаллы люминофора. Для предотвращения свечения при облучении ультрафиолетовым светом всей поверхности де­тали ее обрабатывают в растворе, гасящем люминесценцию, но почти не воздействующем на люминофор в полости де­фекта.

Самопроявляющий способ заключается в том, что после пропитки и удаления с поверхности излишков прони­кающей жидкости деталь нагревают. При этом проникающая жидкость расширяется, выходит из полости дефекта и образует в индикаторный рисунок, люминесцирующий при ультрафиолетовом освещении.

При цветном методе контроля применяются два способа проявления: сорбционный (в основном «мокрый») в диффузионный (белые проявляющие лаки) .

При люминесцентном методе применяются три способа проявления: сорбционный, диффузионный и без применения проявляющих веществ.

При люминесцентно-цветном методе используется только диффузионный способ проявления.

Наибольшее распространение в промышленности получили цветной (диффузионный) и люминесцентный («сухой» сорбционный) методы. Внедряются люминесцентный (диффузион­ный) и люминесцентно-цветной (диффузионный) методы.

Метод контроля с помощью фильтрующихся частиц у нас в стране широкого распространения не получил. Он применяется для контроля деталей, изготовленных из пористых веществ (например, из материалов, полученных методами порошковой металлургий, графита, бетона, частично спеченных карбидов вольфрама и титана и др.). При контроле этим методом используется жидкость со взвешенными в ней частицами. Частицы должны быть несколько больше среднего размера пор, чтобы они не смогли проникнуть в поры контролируемой по­верхности. Жидкость наносят на контролируемую поверхность. В зоне дефекта она впитывается в большей степени, чем остальной поверхностью. Взвешенные частицы фильтруются и откладываются на поверхности. Для большей контрастности возможно использование люминесцирующих частиц.

Технология проведения контроля по существу почти одина­кова для всех капиллярных методов, за исключением метода фильтрующихся частиц. Основные этапы проведения контроля следующие:

подготовка поверхности изделия к контролю;

нанесение на изделие индикаторного пенетранта (проникающей жидкости);

удаление с поверхности изделия излишка индикаторного пенетранта (проникающей жидкости) ;

нанесение на поверхность изделия проявляющего вещества; расшифровка результатов контроля;

удаление с поверхности изделия проявляющего вещества.

В случае применения проникающей жидкости, требующей последующей эмульсификации, перед удалением излишка проникающей жидкости с поверхности изделия необходим еще один этап - нанесение на поверхность изделия эмульгатора.

Успех контроля в значительной степени зависит от тща­тельности выполнения технологических операций контроля, температуры, при которой проводится контроль, и качества применяемых материалов. Например, при цветном методе контроля большое значение имеет температура, при которой производится контроль. Пониженная температура приводит к снижению вязкости проникающей жидкости, что затрудняет ее проникновение в полости дефектов.

Кроме этого, при нанесении на холодную поверхность контролируемого изделия проявляющая краска медленнее вы­сыхает, растекается, и поэтому индикаторные следы могут оказаться расплывчатыми. Повышенная температура приводит к испарению легколетучих составляющих проникающей жидкости, что вызывает увеличение ее вязкости. Оптимальной температурой для контроля цветным методом является + 15÷+25°С.

Для надежного контроля капиллярными методами изделие должно быть чистым, чтобы проникающая жидкость могла свободно проникнуть в полости дефектов. Инородные вещества помимо того, что они могут закрыть или заполнить полости дефектов, могут снижать капиллярные свойства проникающей жидкости или ухудшать ее флуоресценцию (окраску).

На контролируемых изделиях не должно быть лакокрасочных, гальванических или других покрытий, препятствующих наполнению проникающей жидкостью полости дефекта. Необ­ходимо удалять окалину и продукты коррозии, которые закры­вают поверхностные дефекты и, кроме того, могут явиться причиной появления «ложных» дефектов, удерживая прони­кающую жидкость.

Естественно, что поверхность изделия должна быть очище­на от грязи, жира, волокон и т. п. Обезжиривание поверхности производится с помощью бензина Б-70, ацетона или других легколетучих растворителей.

Нельзя промывать поверхность керосином, так как удалить его из полости дефекта полностью не удается даже при нагре­ве изделия. Поэтому после магнитопорошкового контроля с использованием керосино-масляной суспензии не рекомендует­ся проводить повторный контроль капиллярными методами. Если все-таки такой контроль проводился, то необходимо тща­тельно обезжирить поверхность, обдуть ее сжатым воздухом прогреть детали при 170-180°С в течение часа (готовые де­тали можно прогревать только при условии, что температура нагрева ниже температуры отпуска).

Для очистки деталей нежелательно применять пескоструйную очистку, очистку металлическими щетками или шабровку, также обкатку роликами, дробеструйную обработку и т.п., так как над дефектами могут образоваться «мостики» за счет пластической  деформации поверхности, особенно у металлов невысокой твердостью. Применение мягкой металлической крошки или щетки допустимо только для деталей из материала с HRC более 40.

Полирование и некоторые другие виды поверхностной об­работки, которые могут привести к перекрыванию выходных отверстий дефектов, желательно выполнять после контроля капиллярными методами.

Поверхностная обработка, включающая применение концентрированных кислот или щелочных растворов, может привести к ослаблению индикаторных следов за счет снижения
люминесценции. Поэтому анодирование алюминиевых сплавов,
пассивирование нержавеющей стали лучше производить после контроля.

Проведению контроля капиллярными методами препятст­вует также окисная пленка на поверхности детали. Если дета­ли изготовлены из жаропрочных сплавов, то окисная пленка ухудшает смачиваемость детали проникающей жидкостью. Если не удалять окисную пленку, то следует увеличить время пропитки (примерно вдвое) для лучшего заполнения полости дефекта проникающей жидкостью.

Для покрытия поверхности изделия проникающей жидко­стью его погружают в ванну с жидкостью, набрызгивают жидкость или наносят кистью. Наиболее равномерное покры­тие получается при набрызгивании жидкости через распыли­вающие насадки. При контроле небольших поверхностей мож­но использовать портативные аэрозольные распылители.

Следует учитывать, что при нанесении проникающей жидко­сти, если она содержит легколетучие составляющие, с помощью краскораспылителя, происходит их испарение, что увеличи­вает вязкость жидкости и поэтому ухудшает ее проникновение в полости дефектов.

Время, в течение которого проникающая жидкость должна контактировать с поверхностью контролируемого наделяя, за­висит от состава жидкости, материала детали, характера де­фектов и желаемой чувствительности. Оно может составлять от нескольких минут до десятков минут. Чем меньше раскры­тие дефекта, тем больше требуется времени.

Определение времени пропитки проникающей жидкостью можно производить на изделия с типовыми дефектами. Время выдержки подбирается так, чтобы индикаторные следы дефек­тов были четко выражены. Время пропитки при выявлении, на­пример, шлифовочных и усталостных трещине будет меньше, чем при выявлении трещин термического происхождения из-за снижения смачивания жидкостью окисленных стенок трещины.

Время пропитки увеличивается также при контроле литых деталей со значительной пористостью.

Скорость проникновения жидкости в полости дефектов можно увеличить, повысив ее температуру, т.е. увеличить жидкотекучесть.

Эффективность капиллярных методов повышается, если проникающую жидкость наносить на нагретые изделии, так как при этом увеличивается раскрытие дефекта на поверхно­сти. Кроме этого, при погружении нагретого изделия в холод­ную проникающую жидкость давление в полости дефекта понизится, что приведет к проникновению большого количества жидкости в полость дефекта.

Следующий этап - это удаление излишков проникающей жидкости с поверхности изделия водой или специальными жидкостями. Причем должны быть удалены даже следы про­никающей жидкости. Эта операция играет существенную роль в процессе контроля, так как при чрезмерно интенсивной про­мывке может быть удалена некоторая часть проникающей жидкости из полости дефекта, а при недостаточной - могут оставаться следы жидкости, что вызывает появление «ложных» дефектов.

После удаления излишков проникающей жидкости изделие просушивают в струе или горячего воздуха, или чистого сухо­го воздуха, или просто на воздухе.

Излишек водосмываемой проникающей жидкости с поверх­ности изделия удаляют водой. При этом необходимо следить за тем, чтобы резьбы и отверстия были хорошо промыты.

Излишки люминесцирующей проникающей жидкости луч­ше удалять при ультрафиолетовом освещении.

Малогабаритные детали рекомендуется промывать в ванне. Для ускорения удаления водосмываемой жидкости можно использовать теплую воду при температуре 30-40° С. При бо­лее высокой температуре воды возможно удаление из полости дефекта некоторой части проникающей жидкости.

При промывке поверхности изделия водой с последующим эмульгированием предварительно необходимо поверх слоя проникающей жидкости наносить эмульгатор. Для этого изде­лие или погружают в него, или поливают поверхность изделия. Менее желательно наносить эмульгатор кистью, так как при этом может быть удалена проникающая жидкость из неглубо­ких и относительно широких дефектов. Эмульгатор диффунди­рует в проникающую жидкость, делая ее водорастворимой. Время эмульгирования определяется экспериментально. Для изделий с шероховатой поверхностью это время больше, чем для гладких. Большая шероховатость поверхности изделия может послужить препятствием для применения проникающей жидкости с последующим эмульгированием.

Особенно строго надо следить за временем эмульгирования при контроле изделий с неглубокими дефектами.

Осмотр изделий производится для обнаружения индикаторных следов от выступившей из полости дефектов проникающей жидкости на общем фоне поверхности. Если для контроля используются цветной метод, то изделие осматривают при дневном (или искусственном) освещении, если люминесцентный - то при ультрафиолетовом освещении. Осмотр мож­но производить невооруженным глазом. Для выявления мелких дефектов применяют тупы 4-7-кратного увеличения или бинокулярный микроскоп типа МБС.

Между нанесением проявителя и осмотром ДОЛЖНО пройти определенное время, необходимое для того, чтобы проникаю­щая жидкость успела проникнуть в проявляющее вещество. Это время равно приблизительно половине времени пропитки. Оно может изменяться от нескольких минут до нескольких ча­сов. При цветном методе контроля проявление, как правило, происходит сразу после нанесения проявляющего вещества и заканчивается практически через 5-6 мин.

Характер индикаторных следов определяется видом проникающей жидкости. Индикаторные следы будут наблюдаться в виде желто-зеленых точек или линий на темном фоне при люминесцентном контроле и в виде красных на белом фоне - при цветном.

Решающее значение имеет качество расшифровки индика­торных следов. Форма индикаторного рисунка позволяет су­дить не только о виде дефекта, его протяженности, но и о глу­бине. Величину дефекта можно приблизительно оценить как по ширине индикаторного следа, его интенсивности, так и по ско­рости его роста.

Рассмотрим характерные признаки индикаторных рисунков различных дефектов.

1.Индикаторные следы в виде сплошных линий. Такой ха­рактер имеют индикаторные следы трещин. Объем трещины ха­рактеризуется шириной и яркостью люминесцентной или цвет­ной индикаторной линии, которая может быть прямой или кри­волинейной. В виде узкой непрерывной линии, ровной или слегка извилистой будет проявляться неслитина, волосовина, в виде непрерывной линии может проявляться также закон.

2.Индикаторные следы в виде прерывистых линий. Такой характер могут иметь законы, а также непровары сварного шва, трещины, не по всей своей длине выходящие на поверх­ность изделия.

3.Индикаторные следы в виде округленных участков. Газовые включения, литейная пористость будут давать индикаторные следы в виде округленных участков. Появление округ­ленных участков индикаторных следов объясняется большим объемом проникающей жидкости, содержащейся в полостях де­фектов. Действительная форма дефекта при этом может быть и неправильной формы. Большой объем полости свища в свар­ном шве также может привести к появлению индикаторного следа в виде округленного пятна.

4.Индикаторные следы в виде отдельных точек. Так про­является пористость.

6.Рассеянные индикаторные следы. Такой характер индикаторного рисунка может дать распространенная по всей поверхности мелкая пористость. Но плохая очистка изделия пе­ред контролем, недостаточно тщательное удаление с поверхно­сти изделия излишков проникающей жидкости, нанесение про­являющего вещества чрезмерной толщины также могут привести к появлению таких следов.

От объема полости дефекта, типа проникающей жидкости, выдерживая режима контроля (температуры, времени про­питки и других факторов) зависит четкость индикаторных сле­дов. Четкие индикаторные следы обычно получаются при выяв­лении дефектов малого раскрытия.

Наряду с индикаторными следами от истинных дефектов могут быть индикаторные следы и от «ложных» дефектов. Причинами, вызвавшими появление ложных дефектов, могут быть: оставшиеся после очистки поверхности масла и смазки (могут люминесцировать), наличие на поверхности изделия окалины, необработанная поверхность (может удерживать проникаю­щую жидкость), пористая окисная пленка (может поглощать проникающую жидкость) и т. п.

Применяемые при капиллярных методах контроля мате­риалы (ацетон, бензин, бензол, эфир уксусной кислоты и др.) могут оказывать вредное действие на организм человека ввиду их токсичности. Поэтому все работы по выполнению контроля необходимо выполнять при включенной приточно-вытяжной вентиляции в спецодежде и резиновых перчатках.

Порошкообразные проявляющие вещества, как правило, нетоксичны, но необходимо предусмотреть меры, чтобы они не попали в носоглотку.

При попадании ультрафиолетового излучения в глаза оно может вызвать слезотечение и появление «дымки» перед гла­зами. Поэтому источники УФС следует экранировать, а также использовать фильтры, не пропускающие УФС, но пропускающий  видимый свет.

При работе источников УФС образуется озон и происходит ионизация воздуха, поэтому на рабочем месте должна быть вентиляция.

Необходимо предусмотреть также противопожарные меро­приятия, так как в состав многих материалов входят состав­ляющие с низкой температурой вспышки.

После окончания контроля с поверхности изделий удаляют проявляющее вещество. Сорбционные проявляющее вещество удаляют промывкой изделия водой или протиркой ветошью, диффузионные - промывкой водой или растворителями нитрокрасок  (погружением в ванну, кистью, ветошью).

§ 43. Аппаратура

Аппаратура для капиллярных методов контроля подразде­ляется на три группы: портативная переносная, стационарные н специализированные крупногабаритные установки, создавае­мые для контроля ограниченного числа изделий крупносерий­ного или массового производства (иногда в составе поточной линии) .

Портативная аппаратура используется при профилактиче­ских осмотрах. Для цветного метода контроля выпускается, например, переносный дефектоскоп ДМК-4. В него входят ем­кости с жидкостями, кисти, краскораспылитель (типа 0-37), эталоны, лупы, перчатки. Для люминесцентного контроля имеются портативные источники УФС (например, Луч-1) , кото­рые могут использоваться при местном затемнении рабочего места.

В последнее время в практику контроля начинают внедрять­ся дефектоскопические аэрозоли, в которых в качестве пропеллентов применены фреоны.  Достоинством аэрозолей является их постоянная готовность к употреблению и отсутствие в про­цессе хранения испарения легколетучих составляющих.

Промышленностью выпускаются стационарные дефектоскопы для люминесцентного контроля типа ЛД-2, ЛД-4, КД-21 Л и переносные люминесцентные дефектоскопы КД-31Л в КД-32Л.

Применяется для люминесцентного контроля также механи­зированный дефектоскоп ЛДА-3.

В качестве источников УФС при люминесцентном методе контроля используются ртутно-кварцевые лампы высокого дав­ления (ПРК-2, ПРК-4, ПРК-7) и сверхвысокого давления (ДРШ-100, ДРШ-250-3, ДРШ-500-3, ДРШ-1000-3 и др) . для задержания видимой части спектра применяются свето­фильтры типа УФС (УФС-3, УФС-4, УФС-6) .

В практике контроля применяются следующие оптические приборы:

Лупы: складные. - ЛП-1 (2,5Х , 4Х , 6Х, однолинзовые) ; ЛАЗ (6Х, 10Х, 20Х, трехлинзовые); ЛПК-471 (2Х,); штатив­ные - ЛШ (1,5Х); ЛПШ-469 (1,5Х); ЛПШ-462 (3Х); ЛПШ-25(8Х); бинокулярные налобные - БЛ-1 и БЛ-2 (1,25-2Х) ; монокулярные телескопические - ЛМ (8Х или 20Х) ; ЛПШ-474 (1, 2, 4, 10, 20, 40 Х - увеличение изменяется применением линз-насадок) .

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров