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control capilar. Detección de defectos capilares. Método capilar de ensayos no destructivos.

Método capilar para el estudio de defectos. es un concepto que se basa en la penetración de ciertas formulaciones líquidas en las capas superficiales de los productos necesarios, realizado mediante presión capilar. Con este proceso, puede aumentar significativamente los efectos de iluminación, que pueden determinar más a fondo todas las áreas defectuosas.

Tipos de métodos de investigación capilar.

Una ocurrencia bastante común que puede ocurrir en detección de fallas, no se trata de una identificación suficientemente completa de los defectos necesarios. Dichos resultados son muy a menudo tan pequeños que la inspección visual general no puede recrear todas las áreas defectuosas de los diversos productos. Por ejemplo, usando este equipo de medición, como un microscopio o una simple lupa, es imposible determinar defectos superficiales. Esto ocurre como resultado de un contraste insuficiente en la imagen existente. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, el método de control más cualitativo es detección de defectos capilares. Este método utiliza líquidos indicadores que penetran completamente en las capas superficiales del material en estudio y forman impresiones indicadoras, con la ayuda de las cuales se realiza un registro adicional. de manera visual. Puede familiarizarse con nuestro sitio web.

Requisitos para el método capilar

La condición más importante para un método cualitativo para detectar diversas violaciones defectuosas en productos terminados por el tipo de método capilar es la adquisición de cavidades especiales que están completamente libres de la posibilidad de contaminación y tienen acceso adicional a las áreas superficiales de los objetos, y también están equipados con parámetros de profundidad que superan con creces su ancho de apertura. Los valores del método de investigación capilar se dividen en varias categorías: los principales, que admiten solo fenómenos capilares, combinado y combinado, utilizando una combinación de varios métodos de control.

Acciones básicas de control capilar

defectoscopia, que utiliza el método de control capilar, está diseñado para estudiar los lugares defectuosos más secretos e inaccesibles. Tales como grietas, diversos tipos de corrosión, poros, fístulas y otros. Este sistema se utiliza para determinar correctamente la ubicación, extensión y orientación de los defectos. Su trabajo se basa en la penetración completa de líquidos indicadores en la superficie y cavidades heterogéneas de los materiales del objeto controlado. .

Usando el método capilar

Datos básicos del control físico capilar

El proceso de cambiar la saturación de la imagen y mostrar el defecto se puede cambiar de dos maneras. Uno de ellos consiste en pulir capas superiores objeto controlado, que posteriormente realiza el grabado con ácidos. Tal procesamiento de los resultados del objeto controlado crea un relleno con sustancias corrosivas, lo que da un oscurecimiento y luego un revelado en un material claro. Este proceso tiene varias restricciones específicas. Estos incluyen: superficies no rentables que pueden pulirse mal. Además, este método de detección de defectos no se puede utilizar si se utilizan productos no metálicos.

El segundo proceso de cambio es la salida de luz de los defectos, lo que implica su completo llenado con sustancias colorantes o indicadoras especiales, los llamados penetrantes. Asegúrese de saber que si hay compuestos luminiscentes en el penetrante, este líquido se llamará luminiscente. Y si la sustancia principal pertenece a los tintes, toda la detección de fallas se llamará color. Este método de control contiene tintes solo en tonos rojos saturados.

Secuencia de operaciones para control capilar:

Métodos capilares básicos pruebas no destructivas se subdivide según el tipo de sustancia penetrante en lo siguiente:

· El método de solución penetrante es un método líquido de ensayo no destructivo capilar basado en el uso de una solución indicadora líquida como agente penetrante.

· El método de suspensión filtrante es un método líquido de ensayo capilar no destructivo basado en el uso de una suspensión indicadora como sustancia líquida penetrante, que forma un patrón indicador a partir de partículas filtradas de la fase dispersa.

Los métodos capilares, según el método para revelar el patrón del indicador, se dividen en:

· método luminiscente, basado en el registro del contraste de un patrón de indicador visible luminiscente en radiación ultravioleta de onda larga contra el fondo de la superficie del objeto de prueba;

· método de contraste (color), basado en el registro del contraste del color en la radiación visible del patrón indicador contra el fondo de la superficie del objeto de prueba.

· método de color fluorescente, basado en el registro del contraste de un patrón indicador de color o luminiscente contra el fondo de la superficie del objeto de prueba en radiación ultravioleta visible o de onda larga;

· método de brillo, basado en el registro del contraste en la radiación visible de un patrón acromático contra el fondo de la superficie del objeto de prueba.

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Inspección capilar (detección de defectos capilares/luminiscentes/de color, inspección por penetración)

Inspección capilar, detección de defectos capilares, detección de defectos luminiscentes/de color- estos son los nombres más comunes del método de ensayo no destructivo por sustancias penetrantes entre los especialistas, - penetrantes.

Método de control capilar - mejor manera detección de defectos emergentes en la superficie de los productos. La práctica muestra una alta eficiencia económica de la detección de defectos capilares, la posibilidad de su uso en amplia variedad formas y objetos controlados que van desde metales hasta plásticos.

A un costo relativamente bajo Suministros, el equipo para la detección de fallas de color y fluorescentes es más simple y menos costoso que para la mayoría de los otros métodos de prueba no destructivos.

Sets para control capilar

Kits de detección de defectos de color basados ​​en penetrantes rojos y reveladores blancos

Kit estándar para funcionamiento en el rango de temperatura -10°C ... +100°C

Kit de alta temperatura para funcionamiento en el rango 0°C ... +200°C

Kits para detección de defectos capilares basados ​​en penetrantes luminiscentes

Kit estándar para funcionamiento en el rango de temperatura -10°C ... +100°C en luz visible y UV

Kit de alta temperatura para funcionamiento en el rango 0°C ... +150°C utilizando una lámpara UV λ=365 nm.

Set para probar productos críticos en el rango de 0°C ... +100°C usando una lámpara UV λ=365 nm.

Detección de defectos capilares: descripción general

referencia histórica

Método para estudiar la superficie de un objeto. penetrantes penetrantes, que también se conoce como detección de defectos capilares(control capilar), apareció en nuestro país en la década de los 40 del siglo pasado. El control capilar se utilizó por primera vez en la industria aeronáutica. Sus principios simples y claros se han mantenido sin cambios hasta el día de hoy.

En el extranjero, casi al mismo tiempo, se propuso y pronto se patentó un método rojo-blanco para detectar defectos en la superficie. Posteriormente, recibió el nombre: el método de control de líquidos penetrantes (prueba de líquidos penetrantes). En la segunda mitad de la década de 1950, los materiales para la detección de fallas capilares se describieron en la especificación militar de EE. UU. (MIL-1-25135).

Control de calidad con penetrantes

La capacidad de controlar la calidad de productos, piezas y conjuntos con sustancias penetrantes - penetrantes existe debido a un fenómeno físico como la humectación. El líquido de detección de fallas (penetrante) humedece la superficie, llena la boca del capilar, creando así las condiciones para la aparición del efecto capilar.

El poder de penetración es una propiedad compleja de los líquidos. Este fenómeno es la base del control capilar. La penetración depende de los siguientes factores:

• propiedades de la superficie investigada y el grado de su purificación de la contaminación;
• propiedades físicas y químicas del material del objeto de control;
• propiedades penetrante(mojabilidad, viscosidad, tensión superficial);
• temperatura del objeto de estudio (afecta la viscosidad del penetrante y la humectabilidad)

Entre otros tipos de ensayos no destructivos (END), el método capilar juega un papel especial. Primero, en términos de la combinación de cualidades, es manera perfecta control superficial para la presencia de discontinuidades microscópicas invisibles al ojo. Se distingue favorablemente de otros tipos de END por su portabilidad y movilidad, el costo de controlar una unidad de área de un producto y la relativa facilidad de implementación sin el uso de equipos sofisticados. En segundo lugar, el control capilar es más versátil. Si, por ejemplo, se usa solo para probar materiales ferromagnéticos con una permeabilidad magnética relativa de más de 40, entonces la detección de fallas capilares es aplicable a productos de casi cualquier forma y material, donde la geometría del objeto y la dirección de los defectos no no juega un papel especial.

Desarrollo de ensayos capilares como método de ensayo no destructivo

El desarrollo de métodos para la detección de defectos de superficies, como una de las áreas de los ensayos no destructivos, está directamente relacionado con el progreso científico y tecnológico. Fabricantes equipo industrial siempre se han preocupado por el ahorro de materiales y mano de obra. Al mismo tiempo, la operación de los equipos a menudo se asocia con mayores cargas mecánicas en algunos de sus elementos. Como ejemplo, considere las palas de las turbinas de los motores de los aviones. En el modo de cargas intensas, son las grietas en la superficie de las palas las que constituyen un peligro conocido.

En este caso particular, como en muchos otros, el control capilar demostró ser muy útil. Los fabricantes lo apreciaron rápidamente, fue adoptado y recibió un vector de desarrollo sostenible. El método capilar ha resultado ser uno de los métodos de prueba no destructivos más sensibles y populares en muchas industrias. Principalmente en ingeniería mecánica, producción en serie y pequeña escala.

Actualmente, la mejora de los métodos de control capilar se lleva a cabo en cuatro direcciones:

• mejorar la calidad de los materiales de detección de defectos destinados a ampliar el rango de sensibilidad;
• rechazar efectos dañinos materiales sobre el medio ambiente y los seres humanos;
• el uso de sistemas de aspersión electrostática de penetrantes y reveladores para su aplicación más uniforme y económica a partes controladas;
• introducción de esquemas de automatización en el proceso multioperacional de diagnóstico de superficies en producción.

Organización de una sección para la detección de defectos de color (luminiscentes)

La organización de un sitio para la detección de fallas de color (luminiscentes) se realiza de acuerdo con las recomendaciones de la industria y estándares de las empresas: RD-13-06-2006. El sitio está asignado al laboratorio de pruebas no destructivas de la empresa, que está certificado de acuerdo con las Reglas de Certificación y los requisitos básicos para laboratorios de pruebas no destructivas PB 03-372-00.

Tanto en nuestro país como en el extranjero, el uso de métodos de detección de fallas de color en grandes empresas está descrito en normas internas, las cuales se basan completamente en las nacionales. La detección de defectos de color se describe en los estándares de Pratt & Whitney, Rolls-Royce, General Electric, Aerospatiale y otros.

Control capilar - pros y contras

Ventajas del método capilar

1. Bajo costo de consumibles.
2. Alta objetividad de los resultados del control.
3. Se puede utilizar en casi todos los materiales duros (metales, cerámicas, plásticos, etc.) a excepción de los porosos.
4. En la mayoría de los casos, el control capilar no requiere el uso de equipos tecnológicamente sofisticados.
5. Implementación de control en cualquier lugar bajo cualquier condición, incluso estacionario, utilizando el equipo adecuado.
6. Debido al alto rendimiento de inspección, es posible inspeccionar rápidamente objetos grandes con área grande superficie en estudio. Cuando se utiliza este método en empresas con un ciclo de producción continuo, es posible el control en línea de los productos.
7. El método capilar es ideal para detectar todo tipo de grietas en la superficie, proporcionando una visualización clara de los defectos (cuando se monitorea adecuadamente).
8. Ideal para inspeccionar geometrías complejas, piezas de metal ligero como álabes de turbinas en las industrias aeroespacial y energética, y piezas de motores en la industria automotriz.
9. Bajo ciertas circunstancias, el método puede usarse para pruebas de fugas. Para ello, se aplica el penetrante a un lado de la superficie y el revelador al otro. En el sitio de la fuga, el revelador jala el penetrante hacia la superficie. La prueba de fugas para detectar y localizar fugas es extremadamente importante para productos tales como tanques, tanques, radiadores, sistemas hidraulicos etc.
10. A diferencia de la inspección por rayos X, la detección de defectos capilares no requiere medidas de seguridad especiales, como el uso de equipos de protección radiológica. Durante la investigación, es suficiente que el operador tenga una precaución elemental cuando trabaje con consumibles y use un respirador.
11. No hay requisitos especiales con respecto a los conocimientos y calificaciones del operador.

Limitaciones para la detección de defectos de color

1. La principal limitación del método de prueba capilar es la capacidad de detectar solo aquellos defectos que están abiertos a la superficie.
2. El factor que reduce la eficiencia de las pruebas capilares es la aspereza del objeto de estudio: la estructura porosa de la superficie conduce a lecturas falsas.
3. Casos especiales, aunque bastante raros, incluyen la baja humectabilidad de la superficie de algunos materiales por penetrantes tanto a base de agua como a base de solventes orgánicos.
4. En algunos casos, las desventajas del método incluyen la complejidad de realizar operaciones preparatorias asociadas con la eliminación revestimientos, películas de óxido y secado de piezas.

Control capilar - términos y definiciones

Ensayos no destructivos capilares

Ensayos no destructivos capilares se basa en la penetración de penetrantes en cavidades que forman defectos en la superficie de los productos. penetrante es un tinte. Su huella, después de un tratamiento superficial adecuado, se registra visualmente o con la ayuda de instrumentos.

En control capilar aplicar varias maneras ensayos basados ​​en el uso de penetrantes, materiales de preparación de superficies, reveladores y para estudios capilares. Ahora hay una cantidad suficiente de consumibles de inspección capilar en el mercado para permitir la selección y el desarrollo de métodos que cumplan esencialmente cualquier requisito de sensibilidad, compatibilidad y ecología.

Base física de la detección de defectos capilares

La base de la detección de defectos capilares- se trata de un efecto capilar, como fenómeno físico y de penetrante, como sustancia con determinadas propiedades. El efecto capilar está influenciado por fenómenos tales como tensión superficial, humectación, difusión, disolución, emulsificación. Pero para que estos fenómenos funcionen para el resultado, la superficie del objeto de prueba debe estar bien limpia y desengrasada.

Si la superficie se prepara adecuadamente, una gota de penetrante que cae sobre ella se esparce rápidamente, formando una mancha. Esto indica una buena humectación. Se entiende por humectación (adherencia a la superficie) la capacidad cuerpo liquido formar una interfaz estable en el límite con un cuerpo sólido. Si las fuerzas de interacción entre las moléculas del líquido y el sólido superan las fuerzas de interacción entre las moléculas dentro del líquido, se produce la humectación de la superficie del sólido.

partículas de pigmento penetrante, muchas veces más pequeño que el ancho de la apertura de microfisuras y otros daños en la superficie del objeto de estudio. Además, la propiedad física más importante de los penetrantes es la baja tensión superficial. Debido a este parámetro, los penetrantes tienen suficiente poder de penetración y humedecen bien diferentes tipos superficies - desde metales hasta plásticos.

Penetración penetrante en discontinuidades (cavidades) de defectos y la posterior extracción del penetrante durante el proceso de revelado ocurre bajo la acción de fuerzas capilares. Y la decodificación del defecto se vuelve posible debido a la diferencia de color (detección de defectos de color) o brillo (detección de defectos luminiscentes) entre el fondo y el área de la superficie sobre el defecto.

Por lo tanto, en condiciones normales, los defectos muy pequeños en la superficie del objeto de prueba no son visibles para el ojo humano. En el proceso de tratamiento de superficie paso a paso con composiciones especiales, en las que se basa la detección de defectos capilares, se forma un patrón indicador de contraste fácilmente legible sobre los defectos.

En la detección de defectos de color, debido a la acción del revelador del penetrante, que "jala" el penetrante hacia la superficie por las fuerzas de difusión, el tamaño de la indicación suele ser significativamente mayor que el tamaño del defecto mismo. El tamaño del patrón indicador como un todo, sujeto a la tecnología de control, depende del volumen del penetrante absorbido por la discontinuidad. Al evaluar los resultados del control, se puede establecer alguna analogía con la física del "efecto de amplificación" de las señales. En nuestro caso, la "señal de salida" es un patrón de indicador de contraste, que puede ser varias veces más grande que la "señal de entrada", una imagen de una discontinuidad (defecto) que el ojo no puede leer.

Materiales para defectoscopia

Materiales para defectoscopia para el control capilar, estos son medios que se utilizan en el control del líquido (control de penetración) que penetra en las discontinuidades superficiales de los productos ensayados.

Penetrante

Un penetrante es un líquido indicador, una sustancia penetrante (del inglés penetrar - penetrar) .

Los penetrantes se denominan material de detección de defectos capilares, que puede penetrar en las discontinuidades de la superficie del objeto controlado. La penetración del penetrante en la cavidad dañada se produce bajo la acción de fuerzas capilares. Como resultado de la baja tensión superficial y la acción de fuerzas humectantes, el penetrante llena el vacío del defecto a través del orificio, que está abierto a la superficie, formando así un menisco cóncavo.

El penetrante es el principal consumible para la detección de defectos capilares. Los penetrantes se distinguen por el método de visualización en contraste (color) y luminiscente (fluorescente), por el método de eliminación de la superficie en agua lavable y eliminado por un limpiador (post-emulsionable), por sensibilidad en clases (en orden descendente - Clases I, II, III y IV según GOST 18442-80)

Los estándares extranjeros MIL-I-25135E y AMS-2644, en contraste con GOST 18442-80, dividen los niveles de sensibilidad de los penetrantes en clases en orden ascendente: 1/2 - sensibilidad ultrabaja, 1 - baja, 2 - media, 3 - alto, 4 - ultra alto.

Se imponen una serie de requisitos a los penetrantes, el principal de los cuales es una buena humectabilidad. El siguiente parámetro importante para los penetrantes es la viscosidad. Cuanto más bajo es, menos tiempo se requiere para la impregnación completa de la superficie del objeto de prueba. En el control capilar, se tienen en cuenta propiedades de los penetrantes como:

• humectabilidad;
• viscosidad;
• tensión superficial;
• volatilidad;
• punto de inflamación (punto de inflamación);
• Gravedad específica;
• solubilidad;
• sensibilidad a la contaminación;
• toxicidad;
• oler;
• inercia.

La composición del penetrante generalmente incluye solventes de alto punto de ebullición, colorantes (fósforos) a base de pigmentos o sustancias solubles tensioactivas (surfactantes), inhibidores de corrosión, aglutinantes. Los penetrantes están disponibles en latas para aplicación en aerosol (la forma de liberación más adecuada para el trabajo de campo), latas de plastico y barriles.

Desarrollador

El revelador es un material para ensayos no destructivos capilares que, por sus propiedades, saca a la superficie el penetrante que se encuentra en la cavidad del defecto.

El revelador penetrante suele ser blanco y actúa como fondo de contraste para la imagen del indicador.

El revelador se aplica a la superficie del objeto de prueba en una capa delgada y uniforme después de que se haya limpiado (limpieza intermedia) del penetrante. Después del procedimiento de limpieza intermedia, una cierta cantidad de penetrante permanece en la zona defectuosa. El revelador, bajo la acción de fuerzas de adsorción, absorción o difusión (según el tipo de acción), "arranca" el penetrante que queda en los capilares de los defectos a la superficie.

Por lo tanto, el penetrante bajo la acción del revelador "tiñe" las áreas superficiales sobre el defecto, formando un defectograma claro, un patrón indicador que repite la ubicación de los defectos en la superficie.

Según el tipo de acción, los reveladores se dividen en sorción (polvos y suspensiones) y difusión (pinturas, barnices y películas). Muy a menudo, los reveladores son adsorbentes químicamente neutros de compuestos de silicio, el color blanco. Dichos reveladores, que cubren la superficie, crean una capa que tiene una estructura microporosa, en la cual, bajo la acción de las fuerzas capilares, penetra fácilmente el colorante penetrante. En este caso, la capa de revelador sobre el defecto se colorea con el color del tinte (método de color) o se humedece con un líquido con la adición de fósforo, que comienza a emitir fluorescencia en luz ultravioleta (método luminiscente). En este último caso, no es necesario el uso de un revelador, solo aumenta la sensibilidad del control.

El revelador correcto debe proporcionar una cobertura uniforme de la superficie. Cuanto mayores sean las propiedades de sorción del revelador, mejor "jala" el penetrante de los capilares durante el revelado. Estas son las propiedades más importantes del revelador, que determinan su calidad.

El control capilar implica el uso de reveladores secos y húmedos. En el primer caso hablamos de reveladores en polvo, en el segundo de reveladores en base agua (water-based, water-washable), o en base solventes orgánicos (no acuosos).

El revelador como parte del sistema de detección de defectos, así como otros materiales de este sistema, se selecciona en función de los requisitos de sensibilidad. Por ejemplo, para detectar un defecto con un ancho de apertura de hasta 1 micra, de acuerdo con la norma americana AMS-2644 para el diagnóstico de partes móviles de una instalación de turbina de gas, se debe utilizar un revelador en polvo y un penetrante luminiscente.

Los reveladores en polvo tienen buena dispersión y se aplican sobre la superficie por método electrostático o vórtice, con la formación de una capa delgada y uniforme, necesaria para un estiramiento garantizado. pequeño volumen penetrante de cavidades de microfisuras.

Los reveladores a base de agua no siempre brindan una capa delgada y uniforme. En este caso, si hay pequeños defectos en la superficie, el penetrante no siempre llega a la superficie. Una capa demasiado gruesa de revelador puede enmascarar el defecto.

Los reveladores pueden interactuar químicamente con los penetrantes indicadores. Según la naturaleza de esta interacción, los reveladores se dividen en químicamente activos y químicamente pasivos. Estos últimos son los más utilizados. Los reveladores reactivos reaccionan con el penetrante. La detección de defectos, en este caso, se lleva a cabo por la presencia de productos de reacción. Los reveladores químicamente pasivos actúan solo como un sorbente.

Los reveladores de penetrantes están disponibles en latas de aerosol (la forma más adecuada para aplicaciones de campo), botes de plástico y tambores.

Emulsionante penetrante

El emulsionante (apagador de penetrantes según GOST 18442-80) es un material de detección de fallas para el control capilar, que se utiliza para la limpieza intermedia de superficies cuando se usa un penetrante posemulsionable.

Durante la emulsificación, el penetrante que queda en la superficie interactúa con el emulsificante. Posteriormente, la mezcla resultante se elimina con agua. El propósito del procedimiento es limpiar la superficie del exceso de penetrante.

El proceso de emulsificación puede tener un impacto significativo en la calidad de visualización de los defectos, especialmente cuando se prueban objetos con una superficie rugosa. Esto se expresa en la obtención de un fondo de contraste de la pureza requerida. Para obtener un patrón de indicador bien leído, el brillo de fondo no debe exceder el brillo de la indicación.

En el control capilar se utilizan emulsionantes lipofílicos e hidrofílicos. Emulsionante lipofílico - producido en basado en aceite, hidrofílico - en el agua. Se diferencian en el mecanismo de acción.

El emulsionante lipofílico, que cubre la superficie del producto, pasa al penetrante restante bajo la acción de las fuerzas de difusión. La mezcla resultante se elimina fácilmente de la superficie con agua.

El emulsionante hidrofílico actúa sobre el penetrante de manera diferente. Cuando se expone a él, el penetrante se divide en muchas partículas más pequeñas. Como resultado, se forma una emulsión y el penetrante pierde sus propiedades para humedecer la superficie del objeto de prueba. La emulsión resultante se elimina mecánicamente (se lava con agua). La base de los emulsionantes hidrófilos es un disolvente y sustancias tensioactivas (surfactantes).

Limpiador penetrante(superficies)

Penetrant Control Cleaner es un disolvente orgánico para eliminar el exceso de penetrante (limpieza intermedia), limpiar y desengrasar la superficie (pre-limpieza).

Una influencia significativa en la humectación de la superficie la ejerce su microrrelieve y el grado de purificación de aceites, grasas y otros contaminantes. Para que el penetrante penetre incluso en los poros más pequeños, en la mayoría de los casos, la limpieza mecánica no es suficiente. Por ello, antes de realizar el control, la superficie de la pieza se trata con limpiadores especiales elaborados a base de disolventes de alto punto de ebullición.

Las propiedades más importantes de los limpiadores de superficies modernos para el control capilar son:

• capacidad de desengrasar;
• ausencia de impurezas no volátiles (capacidad de evaporarse de la superficie sin dejar rastros);
• el contenido mínimo de sustancias nocivas que afectan a los seres humanos y al medio ambiente;
• Rango de temperatura de funcionamiento.

Compatibilidad de consumibles para control capilar

Materiales defectoscopia para el control capilar de las lesiones físicas y propiedades químicas deben ser compatibles entre sí y con el material del objeto de prueba. Los componentes de los penetrantes, los agentes de limpieza y los reveladores no deben conducir a la pérdida de las propiedades operativas de los productos controlados ni al daño del equipo.

Tabla de compatibilidad de consumibles Elitest para control capilar:

⚫ - recomendado para usar; ∨ - puede ser usado; × - no se puede utilizar
Descargue la tabla de compatibilidad de consumibles para ensayos capilares y de partículas magnéticas:

Equipos para control capilar

Equipo utilizado en pruebas capilares:

• muestras de referencia (control) para la detección de fallas capilares;
• fuentes de iluminación ultravioleta (lámparas y lámparas UV);
• paneles de prueba (panel de prueba);
• neumohidropistolas;
• pulverizadores;
• cámaras para control capilar;
• sistemas para la aplicación electrostática de materiales de detección de fallas;
• sistemas de purificación de agua;
• armarios de secado;
• Tanques para la aplicación de penetrantes por inmersión.

Defectos detectables

Los métodos de detección de fallas capilares permiten detectar defectos que emergen en la superficie del producto: grietas, poros, cáscaras, falta de penetración, corrosión intergranular y otras discontinuidades con un ancho de apertura inferior a 0,5 mm.

Muestras de control para la detección de fallas capilares

Las muestras de control (estándar, de referencia, de prueba) para el control capilar son placas de metal con grietas artificiales (defectos) de cierto tamaño aplicadas a ellas. La superficie de las muestras de control puede tener una rugosidad.

Las muestras de control se fabrican de acuerdo con estándares extranjeros, de acuerdo con los estándares europeos y estadounidenses EN ISO 3452-3, AMS 2644C, Pratt & Whitney Aircraft TAM 1460 40 (el estándar de la empresa, el mayor fabricante estadounidense de motores de aviones).

Las muestras de control se utilizan:

• para determinar la sensibilidad de los sistemas de prueba basados ​​en varios materiales de detección de fallas (penetrante, revelador, limpiador);
• comparar penetrantes, uno de los cuales puede tomarse como modelo;
• para evaluar la calidad de lavabilidad de penetrantes luminiscentes (fluorescentes) y de contraste (color) de acuerdo con AMS 2644C;
• para una evaluación general de la calidad del control capilar.

El uso de muestras de control para el control capilar en el GOST ruso 18442-80 no está regulado. Sin embargo, en nuestro país, las muestras de control se utilizan activamente de acuerdo con GOST R ISO 3452-2-2009 y los estándares empresariales (por ejemplo, PNAEG-7-018-89) para evaluar la idoneidad de los materiales de detección de fallas.

Técnicas de control capilar

Hasta la fecha, se ha acumulado bastante experiencia en el uso de métodos capilares con fines de control operativo de productos, conjuntos y mecanismos. Sin embargo, el desarrollo metodologia de trabajo el control capilar a menudo tiene que realizarse por separado para cada caso específico. Esto tiene en cuenta factores como:

1. requisitos de sensibilidad;
2. el estado del objeto;
3. la naturaleza de la interacción de los materiales de detección de defectos con la superficie controlada;
4. compatibilidad de consumibles;
5. capacidades técnicas y condiciones para la realización del trabajo;
6. la naturaleza de los defectos esperados;
7. otros factores que afectan la efectividad del control capilar.

GOST 18442-80 define la clasificación de los principales métodos de control capilar según el tipo de sustancia penetrante - penetrante (solución o suspensión de partículas de pigmento) y según el método de obtención de información primaria:

1. brillo (acromático);
2. color (cromático);
3. luminiscente (fluorescente);
4. color luminiscente.

Las normas GOST R ISO 3452-2-2009 y AMS 2644 describen seis métodos principales de control capilar por tipo y grupo:

Tipo 1. Métodos fluorescentes (luminiscentes):

• método A: lavable con agua (Grupo 4);
• método B: post-emulsificación (Grupos 5 y 6);
• método C: soluble en disolvente (Grupo 7).

Tipo 2. Métodos de color:

• método A: lavable con agua (Grupo 3);
• método B: post-emulsificación (Grupo 2);
• método C: soluble en disolvente (Grupo 1).

§ 9.1. Información general sobre el método
El método de control capilar (CMC) se basa en la penetración capilar de los líquidos indicadores en la cavidad de las discontinuidades en el material del objeto de prueba y el registro de las trazas del indicador resultantes visualmente o utilizando un transductor. El método hace posible detectar defectos superficiales (es decir, que emergen en la superficie) y a través (es decir, que conectan superficies opuestas de las paredes OC) que también pueden detectarse mediante inspección visual. Sin embargo, dicho control requiere mucho tiempo, especialmente cuando se revelan defectos débilmente revelados, cuando se realiza una inspección minuciosa de la superficie utilizando herramientas de aumento. La ventaja de KMC está en la aceleración múltiple del proceso de control.
La detección de defectos pasantes es parte de la tarea de los métodos de detección de fugas, que se analizan en el Cap. 10. En los métodos de detección de fugas, junto con otros métodos, se usa CMC y el líquido indicador se aplica en un lado de la pared OK y se registra en el otro. Este capítulo trata sobre una variante de CMC, en la que la indicación se realiza desde la misma superficie del OK, desde donde se aplica el líquido indicador. Los principales documentos que regulan el uso de CMC son GOST 18442 - 80, 28369 - 89 y 24522 - 80.
El proceso de control capilar consta de las siguientes operaciones principales (Fig. 9.1):

a) limpiar la superficie 1 del OC y la cavidad del defecto 2 de suciedad, grasa, etc. mediante su eliminación mecánica y disolución. Esto asegura una buena humectabilidad de toda la superficie del tubo de ensayo por el líquido indicador y la posibilidad de su penetración en la cavidad defectuosa;
b) impregnación de defectos con líquido indicador. 3. Para ello, debe humedecer bien el material del producto y penetrar en los defectos como consecuencia de la acción de las fuerzas capilares. Sobre esta base, el método se llama capilar, y el líquido indicador se llama penetrante indicador o simplemente penetrante (del latín penetro - penetro, lo consigo);
c) eliminación del exceso de penetrante de la superficie del producto, mientras que el penetrante permanece en la cavidad defectuosa. Para la eliminación, se utilizan los efectos de dispersión y emulsificación, se utilizan líquidos especiales: limpiadores;

Arroz. 9.1 - Operaciones básicas para la detección de defectos capilares

d) detección del penetrante en la cavidad del defecto. Como se señaló anteriormente, esto se hace con mayor frecuencia visualmente, con menos frecuencia, con la ayuda de dispositivos especiales, convertidores. En el primer caso, se aplican sustancias especiales a la superficie: reveladores 4, que extraen el penetrante de la cavidad del defecto debido a fenómenos de sorción o difusión. El revelador de sorción está en forma de polvo o suspensión. Todos los fenómenos físicos mencionados se consideran en el § 9.2.
El penetrante impregna toda la capa del revelador (normalmente bastante fina) y forma trazas (indicaciones) 5 en su superficie exterior. Estas indicaciones se detectan visualmente. Se distingue entre el método de luminancia o acromático, en el que las indicaciones tienen más tono oscuro en comparación con el revelador blanco; el método del color, cuando el penetrante tiene un color naranja o rojo brillante, y el método luminiscente, cuando el penetrante brilla bajo la radiación ultravioleta. La operación final para KMK es la limpieza de OK del desarrollador.
En la literatura sobre pruebas capilares, los materiales de detección de fallas se designan por índices: penetrante indicador - "I", limpiador - "M", revelador - "P". A veces, después de la designación de la letra, siguen números entre paréntesis o en forma de índice, lo que indica la peculiaridad del uso de este material.

§ 9.2. Fenómenos físicos básicos utilizados en la detección de fallas capilares
Tensión superficial y humectación. La mayoría característica importante líquidos indicadores es su capacidad para humedecer el material del producto. La humectación es causada por la atracción mutua de átomos y moléculas (en lo sucesivo denominadas moléculas) de un líquido y un sólido.
Como es sabido, entre las moléculas del medio actúan fuerzas de atracción mutua. Las moléculas dentro de una sustancia experimentan, en promedio, la misma acción de otras moléculas en todas las direcciones. Las moléculas ubicadas en la superficie están sujetas a una atracción desigual desde el lado de las capas internas de la sustancia y desde el lado que bordea la superficie del medio.
El comportamiento de un sistema de moléculas está determinado por la condición de mínimo de energía libre, es decir la porción de energía potencial que se puede convertir en trabajo isotérmicamente. La energía libre de las moléculas en la superficie de un líquido y un sólido es mayor que la energía interna cuando el líquido o el sólido están en un gas o vacío. En este sentido, se esfuerzan por adquirir una forma con un mínimo Superficie exterior. En un cuerpo sólido, esto es impedido por el fenómeno de la elasticidad de la forma, mientras que un líquido en ingravidez, bajo la influencia de este fenómeno, adquiere la forma de una bola. Por lo tanto, las superficies de un líquido y un sólido tienden a encogerse y surge una presión de tensión superficial.
El valor de la tensión superficial está determinado por el trabajo (a temperatura constante) requerida para formar una unidad, el área de la interfaz entre dos fases en equilibrio. A menudo se la conoce como la fuerza de tensión superficial, lo que reduce lo siguiente debajo de esto. En la interfaz, los medios asignan un área arbitraria. Se considera tensión como el resultado de la acción de una fuerza distribuida aplicada en el perímetro de esta zona. La dirección de las fuerzas es tangencial a la interfaz y perpendicular al perímetro. La fuerza por unidad de longitud del perímetro se llama fuerza de tensión superficial. Dos definiciones iguales de tensión superficial corresponden a las dos unidades utilizadas para medirla: J/m2 = N/m.
Para agua en aire (más precisamente, en aire saturado con evaporación de la superficie del agua) a una temperatura de 26°C a presión atmosférica normal, la fuerza de tensión superficial σ = 7.275 ± 0.025) es 10-2 N/m. Este valor disminuye al aumentar la temperatura. En varios medios gaseosos, la tensión superficial de los líquidos prácticamente no cambia.
Considere una gota de líquido sobre la superficie: un cuerpo sólido (Fig. 9.2). Despreciamos la fuerza de gravedad. Destaquemos un cilindro elemental en el punto A, donde el cuerpo sólido, el líquido y el gas circundante entran en contacto. Tres fuerzas de tensión superficial actúan por unidad de longitud de este cilindro: cuerpo sólido - gas σtg, cuerpo sólido - líquido σtzh y líquido - gas σlg = σ. Cuando la gota está en reposo, la resultante de las proyecciones de estas fuerzas sobre la superficie del sólido es cero:
(9.1)
El ángulo 9 se llama ángulo de mojado. Si σtg>σtzh, entonces es agudo. Esto significa que el líquido moja al sólido (Fig. 9.2, a). Cuanto menor sea el 9, mayor será la humectación. En el límite σtg>σtzh + σ, la relación (σtg - σtzh)/st en (9.1) es mayor que la unidad, lo que no puede ser, ya que el coseno del ángulo siempre es menor que la unidad en valor absoluto. El caso límite θ = 0 corresponderá a la humectación completa, es decir esparcimiento de un líquido sobre la superficie de un sólido hasta el espesor de una capa molecular. Si σtzh>σtg, entonces cos θ es negativo, por lo tanto, el ángulo θ es obtuso (Fig. 9.2, b). Esto significa que el líquido no moja al sólido.


Arroz. 9.2. Humectante (a) y no humectante (b) de la superficie con un líquido

La tensión superficial σ caracteriza la propiedad del propio líquido, y σ cos θ es la humectabilidad de la superficie de un cuerpo sólido dado por este líquido. La componente de la fuerza de tensión superficial σ cos θ, que “estira” la gota a lo largo de la superficie, a veces se denomina fuerza humectante. Para la mayoría de las sustancias humectantes, el cos θ está cerca de la unidad, por ejemplo, para el borde del vidrio con agua es 0.685, con queroseno - 0.90, con alcohol etílico - 0.955.
La limpieza de la superficie tiene una fuerte influencia en la humectación. Por ejemplo, una capa de aceite en la superficie del acero o el vidrio afecta drásticamente su humectabilidad con agua, el cos θ se vuelve negativo. La capa más delgada de aceite, que a veces permanece en la superficie de OK y grietas, interfiere en gran medida con el uso de penetrantes a base de agua.
El microrrelieve de la superficie OC provoca un aumento del área de la superficie mojada. Para estimar el ángulo de contacto θsh en una superficie rugosa, use la ecuación

donde θ es el ángulo de contacto de una superficie lisa; α es el área real de la superficie rugosa, teniendo en cuenta la irregularidad de su relieve, y α0 es su proyección sobre el plano.
La disolución consiste en la distribución de moléculas del soluto entre las moléculas del solvente. A método capilar Para el control, la disolución se usa cuando se prepara un objeto para control (para limpiar la cavidad de defectos). La disolución de gas (generalmente aire) recolectado al final de un capilar sin salida (defecto) en el penetrante aumenta significativamente la profundidad máxima de penetración del penetrante en el defecto.
Para evaluar la solubilidad mutua de dos líquidos, se usa la regla general, según la cual "lo similar se disuelve". Por ejemplo, los hidrocarburos se disuelven bien en hidrocarburos, los alcoholes en alcoholes, etc. La solubilidad mutua de líquidos y sólidos en un líquido tiende a aumentar al aumentar la temperatura. La solubilidad de los gases generalmente disminuye al aumentar la temperatura y mejora al aumentar la presión.
La sorción (del latín sorbeo - yo absorbo) es proceso físico y químico, como resultado de lo cual hay una absorción por parte de cualquier sustancia de gas, vapor o una sustancia disuelta del medio ambiente. Distinga entre adsorción, la absorción de una sustancia en la interfaz de fase y absorción, la absorción de una sustancia por todo el volumen del absorbedor. Si la sorción ocurre principalmente como resultado de la interacción física de las sustancias, entonces se llama física.
En el método de control capilar, el revelado utiliza principalmente el fenómeno de adsorción física de un líquido (penetrante) sobre la superficie de un cuerpo sólido (partículas de revelador). El mismo fenómeno provoca la deposición sobre el defecto de agentes de contraste disueltos en la base líquida del penetrante.
Difusión (del latín diffusio - esparcir, esparcir) - el movimiento de partículas (moléculas, átomos) del medio, lo que conduce a la transferencia de materia e iguala la concentración de partículas tipo diferente. En el método de control capilar, el fenómeno de difusión se observa cuando el penetrante interactúa con el aire comprimido en el extremo muerto del capilar. Aquí, este proceso es indistinguible de la disolución del aire en el penetrante.
aplicación importante difusión en la detección de defectos capilares: manifestación con la ayuda de reveladores como pinturas y barnices de secado rápido. Las partículas de un penetrante encerradas en un capilar entran en contacto con dicho revelador (líquido en un primer momento y sólido después del endurecimiento) depositado en la superficie del OK, y se difunden a través de una fina película de revelador hacia su superficie opuesta. Por lo tanto, aquí se utiliza la difusión de moléculas líquidas, primero a través de un líquido y luego a través de un cuerpo sólido.
El proceso de difusión es causado por el movimiento térmico de las moléculas (átomos) o sus asociaciones (difusión molecular). La tasa de transferencia a través del límite está determinada por el coeficiente de difusión, que es constante para un par de sustancias dado. La difusión aumenta con la temperatura.
Dispersión (del lat. dispergo - esparzo) - molienda fina de un cuerpo en ambiente. La dispersión de sólidos en un líquido juega un papel esencial en la limpieza de la superficie de contaminantes.
Emulsificación (del lat. emulsios - ordeñado) - la formación de un sistema disperso con una fase líquida dispersa, es decir dispersión líquida. Un ejemplo de emulsión es la leche, que consiste en pequeñas gotas de grasa suspendidas en agua. La emulsificación juega un papel esencial en la limpieza, remoción, exceso de penetrante, preparación de penetrantes, reveladores. Los emulsionantes se utilizan para activar la emulsificación y mantener la emulsión en un estado estable.
Surfactantes (surfactantes): sustancias que pueden acumularse en la superficie de contacto de dos cuerpos (medios, fases), reduciendo su energía libre. Los tensioactivos se añaden a los medios para la limpieza de la superficie de OK, inyectados en penetrantes, limpiadores, ya que son emulsionantes.
Los tensioactivos más importantes se disuelven en agua. Sus moléculas tienen partes hidrofóbicas e hidrofílicas, es decir. mojado y no mojado con agua. Ilustremos la acción de los tensioactivos al lavar la película de aceite. Por lo general, el agua no lo moja y no lo elimina. Las moléculas de surfactante se adsorben en la superficie de la película, sus extremos hidrofóbicos se orientan hacia ella y sus extremos hidrofílicos se orientan hacia el medio acuoso. Como resultado, se produce un fuerte aumento de la humectabilidad y la película grasa se elimina por lavado.
La suspensión (del latín supspensio - cuelgo) es un sistema de dispersión gruesa con un medio de dispersión líquido y una fase sólida dispersa, cuyas partículas son bastante grandes y precipitan o flotan con bastante rapidez. Las suspensiones generalmente se preparan mediante trituración y agitación mecánicas.
Luminiscencia (del lat. lumen - luz) - el brillo de ciertas sustancias (fósforos), exceso de radiación térmica, con una duración de 10-10 s o más. Es necesaria una indicación de una duración finita para distinguir la luminiscencia de otros fenómenos ópticos, por ejemplo, de la dispersión de la luz.
En el método de control capilar, la luminiscencia se usa como uno de los métodos de contraste para la detección visual de los penetrantes indicadores después del revelado. Para hacer esto, el fósforo se disuelve en la sustancia principal del penetrante o la sustancia del penetrante en sí es un fósforo.
El brillo y los contrastes de color en KMC se consideran desde el punto de vista de la capacidad del ojo humano para fijar el resplandor luminiscente, el color y las indicaciones oscuras sobre un fondo claro. Todos los datos se refieren al ojo de una persona promedio, la capacidad de distinguir el grado de brillo de un objeto se llama sensibilidad al contraste. Está determinado por el cambio en el coeficiente de reflexión que es visible para el ojo. En el método de control de color se introduce el concepto de contraste brillo-color, que tiene en cuenta simultáneamente el brillo y la saturación de la traza del defecto a detectar.
La capacidad del ojo para distinguir objetos pequeños con suficiente contraste está determinada por ángulo mínimo visión. Se ha establecido que un objeto en forma de franja (oscura, coloreada o luminiscente) puede ser visto por el ojo a una distancia de 200 mm cuando está ancho mínimo más de 5 micras. En condiciones de trabajo, los objetos se distinguen por un orden de magnitud mayor: 0,05 ... 0,1 mm de ancho.

§ 9.3. Procesos de detección de defectos capilares

Arroz. 9.3. Al concepto de presión capilar

Relleno de un macrocapilar pasante. Analicemos un conocido experimento de un curso de física: un tubo capilar con un diámetro de 2r se sumerge verticalmente por un extremo en un líquido humectante (Fig. 9.3). Bajo la acción de fuerzas humectantes, el líquido en el tubo sube a una altura yo por encima de la superficie. Este es el fenómeno de la absorción capilar. Las fuerzas humectantes actúan por unidad de longitud de la circunferencia del menisco. Su valor total Fк=σcosθ2πr. Esta fuerza es contrarrestada por el peso de la columna ρgπr2 yo, donde ρ es la densidad y g es la aceleración de la gravedad. En el estado de equilibrio σcosθ2πr = ρgπr2 yo. De ahí la altura de la subida del líquido en el capilar. yo= 2σ cos θ/(ρgr).
En este ejemplo, las fuerzas humectantes se consideraron aplicadas a la línea de contacto entre el líquido y el sólido (capilaridad). También se pueden considerar como la fuerza de tensión sobre la superficie del menisco formada por el líquido en el capilar. Esta superficie es, por así decirlo, una película estirada que tiende a contraerse. Por lo tanto, se introduce el concepto de presión capilar, que es igual a la relación entre la fuerza FK que actúa sobre el menisco y el área sección transversal tubos:
(9.2)
La presión capilar aumenta con el aumento de la humectabilidad y la disminución del radio capilar.
Una fórmula de Laplace más general para la presión de la tensión de la superficie del menisco tiene la forma pk=σ(1/R1+1/R2), donde R1 y R2 son los radios de curvatura de la superficie del menisco. La fórmula 9.2 se usa para un capilar redondo R1=R2=r/cos θ. Para ancho de ranura b con paredes plano-paralelas R1®¥, R2= b/(2cosθ). Como resultado
(9.3)
La impregnación de defectos con un penetrante se basa en el fenómeno de absorción capilar. Estime el tiempo requerido para la impregnación. Considere un tubo capilar horizontal, uno de cuyos extremos está abierto y el otro está colocado en un líquido humectante. Bajo la acción de la presión capilar, el menisco del líquido se desplaza hacia el extremo abierto. Distancia viajada yo está relacionado con el tiempo por una dependencia aproximada.
(9.4)

donde μ es el coeficiente de viscosidad de corte dinámico. A partir de la fórmula se puede ver que el tiempo requerido para que el penetrante pase a través de una fisura está relacionado con el espesor de la pared. yo, en la que apareció una fisura, con una dependencia cuadrática: es menor cuanto menor es la viscosidad y mayor la humectabilidad. Orientación curva 1 dependencia yo de t mostrado en la fig. 9.4. Debería tener; en cuenta que al llenar con penetrante real; grietas, las regularidades notadas se conservan solo si el penetrante toca simultáneamente todo el perímetro de la grieta y su ancho uniforme. El incumplimiento de estas condiciones genera una violación de la relación (9.4), sin embargo, el efecto de lo señalado propiedades físicas el penetrante se retiene durante la duración de la impregnación.

Arroz. 9.4. Cinética de llenado capilar con un penetrante:
a través de (1), callejón sin salida con (2) y sin (3) el fenómeno de la impregnación por difusión

El llenado de un capilar sin salida difiere en que el gas (aire) comprimido cerca del extremo sin salida limita la profundidad de penetración del penetrante (curva 3 en la Fig. 9.4). Calcular la profundidad máxima de llenado yo 1 basado en la igualdad de presiones sobre el penetrante fuera y dentro del capilar. La presión exterior es la suma de la presión atmosférica R y capilar R j. Presión interna en el capilar R c se determina a partir de la ley de Boyle-Mariotte. Para un capilar de sección transversal constante: pags a yo 0S= pags en( yo 0-yo 1)S; R en = R a yo 0/(yo 0-yo 1), donde yo 0 es la profundidad total del capilar. De la igualdad de presiones encontramos
Valor R a<<R a, por lo tanto, la profundidad de llenado calculada por esta fórmula no es más del 10% de la profundidad total del capilar (tarea 9.1).
La consideración del relleno de una ranura ciega con paredes no paralelas (simulando bien grietas reales) o un capilar cónico (simulando poros) es más difícil que los capilares de sección transversal constante. Una disminución en la sección transversal a medida que se llena provoca un aumento en la presión del capilar, pero el volumen lleno de aire comprimido disminuye aún más rápido, por lo que la profundidad de llenado de dicho capilar (con el mismo tamaño de boca) es menor que la de un capilar de sección transversal constante (tarea 9.1).
En realidad, la profundidad límite de llenado de un capilar sin salida es, por regla general, mayor que el valor calculado. Esto se debe al hecho de que el aire comprimido cerca del final del capilar se disuelve parcialmente en el penetrante y se difunde en él (relleno de difusión). Para defectos largos sin salida, a veces se presenta una situación favorable para el llenado cuando el llenado comienza desde un extremo a lo largo del defecto y el aire desplazado sale por el otro extremo.
La cinética de movimiento del líquido humectante en un capilar sin salida está determinada por la fórmula (9.4) solo al comienzo del proceso de llenado. Más tarde, al acercarse yo a yo 1, la velocidad del proceso de llenado se ralentiza, acercándose asintóticamente a cero (curva 2 en la Fig. 9.4).
Según estimaciones, el tiempo de llenado de un capilar cilíndrico con un radio de unos 10-3 mm y una profundidad yo 0 = 20 mm para nivelar yo = 0,9yo 1 no más de 1 s. Esto es significativamente menor que el tiempo de exposición en el penetrante recomendado en la práctica de control (§ 9.4), que es de varias decenas de minutos. La diferencia se explica por el hecho de que después del proceso de llenado capilar bastante rápido, comienza un proceso de llenado por difusión mucho más lento. Para un capilar de sección transversal constante, la cinética de llenado por difusión obedece a las leyes del tipo (9.4): yo pag= k Ot, donde yo p es la profundidad de llenado de difusión, pero el coeficiente A miles de veces menos que para el llenado capilar (ver la curva 2 en la Fig. 9.4). Crece en proporción al aumento de presión al final del capilar pk/(pk + pa). De ahí la necesidad de un largo tiempo de impregnación.
La eliminación del exceso de penetrante de la superficie de OK generalmente se realiza con un líquido de limpieza. Es importante elegir un limpiador que elimine bien el penetrante de la superficie, lavándolo de la cavidad defectuosa en una medida mínima.
proceso de manifestación. En la detección de defectos capilares, se utilizan reveladores de difusión o adsorción. Los primeros son pinturas o barnices blancos de secado rápido, los segundos son polvos o suspensiones.
El proceso de desarrollo por difusión consiste en que el revelador líquido entra en contacto con el penetrante en la boca del defecto y lo absorbe. El penetrante se difunde primero en el revelador, como en una capa líquida, y después de que la pintura se seque, como en un cuerpo sólido poroso por capilaridad. Al mismo tiempo, tiene lugar el proceso de disolución del penetrante en el revelador, que en este caso es indistinguible de la difusión. En el proceso de impregnación con un penetrante, las propiedades del revelador cambian: se vuelve más denso. Si el revelador se usa en forma de suspensión, entonces, en la primera etapa de revelado, se produce la difusión y disolución del penetrante en la fase líquida de la suspensión. Una vez que la suspensión se ha secado, opera el mecanismo de revelado descrito anteriormente.

§ 9.4. Tecnología y controles
El esquema de la tecnología general del control capilar se muestra en la fig. 9.5. Echemos un vistazo a sus pasos principales.

Arroz. 9.5. Esquema tecnológico de control capilar

Las operaciones preparatorias tienen como objetivo llevar las bocas de defectos a la superficie del producto, eliminando la posibilidad de antecedentes e indicaciones falsas, y limpiando la cavidad de defectos. El método de preparación depende del estado de la superficie y de la clase de sensibilidad requerida.
La limpieza mecánica se realiza cuando la superficie del Producto está cubierta de escamas o silicatos. Por ejemplo, la superficie de algunas soldaduras está recubierta con una capa de fundente de "corteza de abedul" de silicato duro. Dichos recubrimientos cubren las bocas de los defectos. Los recubrimientos, películas y barnices galvanizados no se eliminan si se agrietan junto con el metal base del producto. Si dichos recubrimientos se aplican a piezas que ya pueden tener defectos, entonces el control se lleva a cabo antes de aplicar el recubrimiento. La limpieza se realiza mediante corte, pulido abrasivo, procesamiento con cepillos metálicos. Estos métodos eliminan parte del material de la superficie del OK. No pueden limpiar agujeros ciegos, hilos. Al moler materiales blandos, los defectos pueden cubrirse con una fina capa de material deformado.
La limpieza mecánica se denomina soplado con granalla, arena, virutas de piedra. Después de la limpieza mecánica, sus productos se eliminan de la superficie. La limpieza con detergentes y soluciones está sujeta a todos los objetos que ingresan al control, incluidos aquellos que han sido sometidos a limpieza mecánica y limpieza.
El hecho es que la limpieza mecánica no limpia las cavidades defectuosas, y en ocasiones sus productos (pasta de esmerilar, polvo abrasivo) pueden contribuir a su cierre. La limpieza se realiza con agua con aditivos tensioactivos y disolventes, que son alcoholes, acetona, gasolina, benceno, etc. Se utilizan para eliminar la grasa de conservación, algunas pinturas: Si es necesario, se realiza varias veces el tratamiento con disolvente.
Para una limpieza más completa de la superficie del OC y de la cavidad de los defectos, se utilizan métodos de intensificación de la limpieza: exposición a vapores de disolventes orgánicos, ataque químico (ayuda a eliminar los productos de corrosión de la superficie), electrólisis, calentamiento del OC, exposición a vibraciones ultrasónicas de baja frecuencia.
Después de la limpieza, la superficie se seca bien. Esto elimina los restos de líquidos de lavado y disolventes de las cavidades defectuosas. El secado se intensifica aumentando la temperatura, soplando, por ejemplo, utilizando un chorro de aire térmico de un secador de pelo.
Impregnación penetrante. Hay una serie de requisitos para los penetrantes. La buena humectabilidad de la superficie OK es la principal. Para ello, el penetrante debe tener una tensión superficial suficientemente alta y un ángulo de contacto cercano a cero al extenderse sobre la superficie OC. Como se señaló en el § 9.3, la mayoría de las veces, las sustancias como el queroseno, los aceites líquidos, los alcoholes, el benceno, la trementina, que tienen una tensión superficial de (2.5 ... 3.5) 10-2 N / m, se utilizan como base para los penetrantes. . Con menos frecuencia, se utilizan penetrantes a base de agua con aditivos surfactantes. Para todas estas sustancias, el cos θ no es inferior a 0,9.
El segundo requisito para los penetrantes es la baja viscosidad. Es necesario para reducir el tiempo de impregnación. El tercer requisito importante es la posibilidad y conveniencia de detectar indicios. Por el contrario, el penetrante KMC se divide en acromático (brillo), de color, luminiscente y de color luminiscente. Además, hay CMC combinados, en los que las indicaciones no se detectan visualmente, sino con la ayuda de varios efectos físicos. Según los tipos de penetrantes, más precisamente, según los métodos de su indicación, se clasifica el KMC. También hay un umbral de sensibilidad superior, que está determinado por el hecho de que en defectos anchos pero poco profundos, el penetrante se elimina cuando se elimina el exceso de penetrante de la superficie.
El umbral de sensibilidad de un método CMC particular seleccionado depende de las condiciones de control y los materiales de detección de fallas. Se han establecido cinco clases de sensibilidad (según el umbral inferior) en función del tamaño de los defectos (Tabla 9.1).
Para lograr una alta sensibilidad (bajo umbral de sensibilidad), es necesario usar penetrantes de alto contraste que humedezcan bien, reveladores de pintura (en lugar de suspensiones o polvos), aumentar la radiación UV o la iluminación del objeto. La combinación óptima de estos factores permite detectar defectos con una apertura de décimas de micra.
En mesa. 9.2 proporciona recomendaciones para elegir el método y las condiciones de control que proporcionan la clase de sensibilidad requerida. La iluminación se da combinada: el primer número corresponde a lámparas incandescentes y el segundo a fluorescentes. Las posiciones 2, 3, 4, 6 se basan en el uso de conjuntos de materiales de detección de fallas disponibles en el mercado.

Tabla 9.1 - Clases de sensibilidad

Uno no debe esforzarse innecesariamente para lograr clases de sensibilidad más altas: esto requiere materiales más caros, una mejor preparación de la superficie del producto y aumenta el tiempo de inspección. Por ejemplo, la aplicación del método luminiscente requiere una habitación a oscuras, radiación ultravioleta, que tiene un efecto nocivo sobre el personal. En este sentido, el uso de este método es aconsejable sólo cuando se requiera alta sensibilidad y productividad. En otros casos se debe utilizar el método del color o el de la luminosidad, más sencillo y económico. El método de suspensión filtrada es el más productivo. En ella desaparece la operación de manifestación. Sin embargo, este método es inferior a otros en sensibilidad.
Debido a la complejidad de su implementación, los métodos combinados se utilizan muy raramente, solo si es necesario para resolver problemas específicos, por ejemplo, lograr una sensibilidad muy alta, automatizar la búsqueda de defectos y probar materiales no metálicos.
La verificación del umbral de sensibilidad del método CMC según GOST 23349 - 78 se realiza utilizando una muestra real especialmente seleccionada o preparada de OK con defectos. También se utilizan muestras con grietas iniciadas. La tecnología de fabricación de tales muestras se reduce a provocar la aparición de grietas superficiales de una determinada profundidad.
Según uno de los métodos, las muestras están hechas de láminas de acero aleado en forma de placas con un espesor de 3...4 mm. Las placas se enderezan, se rectifican, se nitruran por un lado hasta una profundidad de 0,3 ... 0,4 mm y esta superficie se rectifica nuevamente hasta una profundidad de aproximadamente 0,05 ... 0,1 mm. Parámetro de rugosidad superficial Ra £ 0,4 µm. Debido a la nitruración, la capa superficial se vuelve quebradiza.
Las muestras se deforman ya sea por tensión o por flexión (presionando una bola o cilindro desde el lado opuesto al nitrurado). La fuerza de deformación se incrementa gradualmente hasta que aparece un crujido característico. Como resultado, aparecen varias grietas en la muestra, penetrando en toda la profundidad de la capa nitrurada.

Tabla: 9.2
Condiciones para lograr la sensibilidad requerida

Las muestras producidas de esta manera están certificadas. Determine el ancho y la longitud de las grietas individuales con un microscopio de medición e introdúzcalas en el formulario de muestra. Se adjunta al formulario una fotografía de la muestra con indicaciones de defectos. Las muestras se almacenan en estuches para protegerlas de la contaminación. La muestra es adecuada para usar no más de 15 ... 20 veces, después de lo cual las grietas se obstruyen parcialmente con residuos secos del penetrante. Por lo tanto, el laboratorio suele tener muestras de trabajo para el uso diario y muestras de control para cuestiones de arbitraje. Las muestras se utilizan para probar los materiales de detección de defectos para determinar la eficacia del uso conjunto, determinar la tecnología correcta (tiempo de impregnación, desarrollo), certificar los detectores de defectos y determinar el umbral inferior de sensibilidad de CMC.

§ 9.6. Objetos de control
El método capilar controla productos hechos de metales (principalmente no ferromagnéticos), materiales no metálicos y productos compuestos de cualquier configuración. Los productos hechos de materiales ferromagnéticos generalmente se controlan mediante el método de partículas magnéticas, que es más sensible, aunque el método capilar también se usa a veces para controlar materiales ferromagnéticos si hay dificultades con la magnetización del material o la configuración compleja de la superficie del producto crea grandes gradientes de campo magnético que dificultan la detección de defectos. El control por método capilar se realiza antes que el control ultrasónico o de partículas magnéticas, en caso contrario (en este último caso) es necesario desmagnetizar el OK.
El método capilar detecta solo defectos que salen a la superficie, cuya cavidad no está llena de óxidos u otras sustancias. Para que el penetrante no se elimine del defecto, su profundidad debe ser significativamente mayor que el ancho de la abertura. Dichos defectos incluyen grietas, falta de penetración de soldaduras, poros profundos.
La gran mayoría de los defectos detectados por el método capilar se pueden detectar durante la inspección visual ordinaria, especialmente si el producto está pregrabado (los defectos se vuelven negros) y se utilizan herramientas de aumento. Sin embargo, la ventaja de los métodos capilares es que, cuando se utilizan, el ángulo de visión sobre el defecto aumenta entre 10 y 20 veces (debido al hecho de que el ancho de las indicaciones es mayor que el de los defectos) y aumenta el contraste de brillo. en un 30-50%. Debido a esto, no hay necesidad de una inspección minuciosa de la superficie y el tiempo de inspección se reduce considerablemente.
Los métodos capilares se utilizan ampliamente en la ingeniería energética, la aviación, la tecnología de cohetes, la construcción naval y la industria química. Controlan el metal base y las uniones soldadas de aceros austeníticos (inoxidables), titanio, aluminio, magnesio y otros metales no ferrosos. La sensibilidad Clase 1 se usa para controlar álabes de motores turborreactores, superficies de sellado de válvulas y sus asientos, juntas metálicas de bridas, etc. partes. De acuerdo con la clase 3, se verifican los sujetadores de una serie de objetos, de acuerdo con la clase 4: piezas fundidas de paredes gruesas. Ejemplos de productos ferromagnéticos controlados por métodos capilares: jaulas de rodamientos, conexiones roscadas.


Arroz. 9.10. Defectos en los omóplatos:
a - fisura por fatiga, revelada por el método luminiscente,
b - zakov, identificado por el método del color
En la fig. 9.10 muestra la detección de grietas y grilletes en las palas de una turbina de avión utilizando métodos luminiscentes y de color. Visualmente, tales grietas se observan con un aumento de 10 veces.
Es muy deseable que el objeto de prueba tenga una superficie lisa, por ejemplo, mecanizada. Las superficies después de la estampación en frío, el laminado y la soldadura por arco de argón son adecuadas para las pruebas en las clases 1 y 2. A veces se lleva a cabo un tratamiento mecánico para nivelar la superficie, por ejemplo, las superficies de algunas juntas soldadas o soldadas se tratan con una rueda abrasiva para eliminar la soldadura congelada: fundente, escoria entre los cordones de soldadura.
El tiempo total necesario para inspeccionar un objeto relativamente pequeño, como un álabe de turbina, es de 0,5 a 1,4 h, según los materiales de detección de fallas utilizados y los requisitos de sensibilidad. El tiempo empleado en minutos se distribuye de la siguiente manera: preparación para la inspección 5...20, impregnación 10...30, eliminación del exceso de penetrante 3...5, revelado 5...25, inspección 2...5, final limpieza 0...5. Normalmente, la exposición durante la impregnación o el desarrollo de un producto se combina con el control de otro producto, como resultado de lo cual el tiempo medio de control del producto se reduce entre 5 y 10 veces. En la tarea 9.2, se proporciona un ejemplo de cálculo del tiempo de seguimiento de un objeto con un área grande de la superficie controlada.
El control automático se utiliza para comprobar piezas pequeñas como álabes de turbina, elementos de fijación, rodamientos de bolas y de rodillos. Las instalaciones son un complejo de baños y cámaras para el procesamiento secuencial de OK (Fig. 9.11). En tales instalaciones, los medios para intensificar las operaciones de control son ampliamente utilizados: ultrasonidos, aumento de temperatura, vacío, etc. .

Arroz. 9.11. Esquema de una instalación automática para el control de piezas por métodos capilares:
1 - transportador, 2 - elevador neumático, 3 - pinza automática, 4 - contenedor con piezas, 5 - carro, 6 ... 14 - baños, cámaras y hornos para procesar piezas, 15 - mesa de rodillos, 16 - lugar para inspección de partes irradiadas con UV, 17 - lugar para inspección en luz visible

El transportador alimenta las piezas al baño de limpieza ultrasónica, luego al baño para enjuagar con agua corriente. La humedad se elimina de la superficie de las piezas a una temperatura de 250...300°C. Las partes calientes se enfrían con aire comprimido. La impregnación con penetrante se realiza bajo la acción de ultrasonidos o al vacío. La eliminación del exceso de penetrante se realiza secuencialmente en un baño con un líquido de limpieza, luego en una cámara con una unidad de ducha. La humedad se elimina con aire comprimido. El revelador se aplica rociando pintura en el aire (en forma de niebla). Los detalles se inspeccionan en los lugares de trabajo donde se proporciona radiación ultravioleta e iluminación artificial. La operación de inspección responsable es difícil de automatizar (ver §9.7).
§ 9.7. Perspectivas de desarrollo
Una dirección importante en el desarrollo de KMK es su automatización. Las herramientas discutidas anteriormente automatizan el control del mismo tipo de productos pequeños. Automatización; el control de productos de varios tipos, incluidos los de gran tamaño, es posible con el uso de manipuladores robóticos adaptativos, es decir, tener la capacidad de adaptarse a las condiciones cambiantes. Dichos robots se utilizan con éxito en operaciones de pintura, que en muchos aspectos son similares a las operaciones de CMC.
Lo más difícil de automatizar es la inspección de la superficie de los productos y la decisión sobre la presencia de defectos. En la actualidad, para mejorar las condiciones de realización de esta operación, se utilizan iluminadores de alta potencia e irradiadores UV. Para reducir el efecto sobre el controlador de la radiación UV, se utilizan guías de luz y sistemas de televisión. Sin embargo, esto no resuelve el problema de la automatización completa con la eliminación de la influencia de las cualidades subjetivas del controlador sobre los resultados del control.
La creación de sistemas automáticos para evaluar los resultados del control requiere el desarrollo de algoritmos apropiados para computadoras. Se está trabajando en varias direcciones: determinación de la configuración de indicación (longitud, ancho, área) correspondiente a defectos inaceptables y comparación de correlación de imágenes del área controlada de objetos antes y después del procesamiento con materiales de detección de fallas. Además del área marcada, las computadoras en KMC se utilizan para recopilar y analizar datos estadísticos con la emisión de recomendaciones para ajustar el proceso tecnológico, para la selección óptima de materiales de detección de fallas y tecnología de control.
Un área importante de investigación es la búsqueda de nuevos materiales y tecnologías de detección de fallas para su aplicación, con el objetivo de aumentar la sensibilidad y productividad de las pruebas. Se ha propuesto el uso de líquidos ferromagnéticos como penetrante. En ellos, en una base líquida (por ejemplo, queroseno), se suspenden partículas ferromagnéticas de tamaño muy pequeño (2 ... 10 micras), estabilizadas por tensioactivos, por lo que el líquido se comporta como un sistema monofásico. . La penetración de dicho líquido en los defectos se intensifica mediante un campo magnético, y la detección de indicaciones es posible mediante sensores magnéticos, lo que facilita la automatización del control.
Una dirección muy prometedora para mejorar el control capilar es el uso de resonancia paramagnética de electrones. Se han obtenido relativamente recientemente sustancias del tipo de los radicales nitroxi estables. Contienen electrones débilmente enlazados que pueden resonar en un campo electromagnético con una frecuencia de decenas de gigahercios a megahercios, y las líneas espectrales se determinan con un alto grado de precisión. Los radicales nitroxilo son estables, poco tóxicos y pueden disolverse en la mayoría de las sustancias líquidas. Esto permite introducirlos en líquidos penetrantes. La indicación se basa en el registro del espectro de absorción en el excitante campo electromagnético del radioespectroscopio. La sensibilidad de estos instrumentos es muy alta, permiten detectar acumulaciones de 1012 partículas paramagnéticas y más. Por lo tanto, se resuelve el problema de los medios de indicación objetivos y altamente sensibles para la detección de fallas capilares.

Tareas
9.1. Calcule y compare la profundidad máxima de llenado penetrante de un capilar de hendidura con paredes paralelas y no paralelas. Profundidad capilar yo 0=10 mm, ancho de boca b=10 µm, penetrante a base de queroseno con σ=3×10-2N/m, cosθ=0,9. La presión atmosférica acepta R a-1.013×105 Pa. Se ignora el llenado por difusión.
Solución. Calculamos la profundidad de llenado de un capilar con paredes paralelas utilizando las fórmulas (9.3) y (9.5):

La solución está diseñada para demostrar que la presión capilar es de alrededor del 5 % de la atmosférica y la profundidad de llenado es de alrededor del 5 % de la profundidad total del capilar.
Derivamos una fórmula para llenar una ranura con superficies no paralelas, que tiene la forma de un triángulo en sección transversal. De la ley de Boyle-Mariotte encontramos la presión del aire comprimido al final del capilar R en:

donde b1 es la distancia entre las paredes a una profundidad de 9,2. Calcule el número requerido de materiales de detección de fallas del conjunto de acuerdo con la posición 5 de la Tabla. 9.2 y tiempo para realizar la superficie anticorrosión CMC en la superficie interna del reactor. El reactor consta de una pieza cilíndrica de diámetro D=4 m, altura H=12 m con fondo semiesférico (soldado a la pieza cilíndrica y forma un cuerpo) y tapa, así como cuatro boquillas de diámetro de d=400 mm, una longitud de h=500 mm. El tiempo para aplicar cualquier material de detección de fallas a la superficie se toma como τ = 2 min/m2.

Solución. Calcule el área del objeto controlado por elementos:
cilíndrico S1=πD2Í=π42×12=603,2 m2;
parte
fondo y tapa S2=S3=0.5πD2=0.5π42=25.1 m2;
boquillas (cada una) S4=πd2h=π×0,42×0,5=0,25 m2;
área total S=S1+S2+S3+4S4=603.2+25.1+25.1+4×0.25=654.4 m2.

Teniendo en cuenta que la superficie controlada del hardfacing es irregular, ubicada mayoritariamente en forma vertical, aceptamos el consumo de penetrante q=0,5 l/m2.
Por lo tanto, la cantidad requerida de penetrante:
Qp = S q\u003d 654,4 × 0,5 \u003d 327,2 litros.
Teniendo en cuenta posibles pérdidas, reinspecciones, etc., suponemos que la cantidad requerida de penetrante es de 350 litros.
La cantidad necesaria de revelador en forma de suspensión es de 300 g por 1 litro de penetrante, por lo que Qpr=0,3×350=105 kg. El limpiador se requiere 2...3 veces más que el penetrante. Tomamos el valor promedio - 2.5 veces. Por lo tanto, Qoch \u003d 2.5 × 350 \u003d 875 litros. El líquido (por ejemplo, acetona) para la limpieza previa requiere aproximadamente 2 veces más que Qoch.
El tiempo de control se calcula teniendo en cuenta que cada elemento del reactor (carcasa, tapa, ramales) se controla por separado. Exposición, es decir el tiempo que el objeto está en contacto con cada material de detección de fallas se toma como el promedio de los estándares dados en el § 9.6. La exposición más significativa para el penetrante.- en promedio t n=20 minutos La exposición o el tiempo en contacto con otros materiales de detección de fallas es menor que con un penetrante y se puede aumentar sin comprometer la efectividad del control.
En base a esto, aceptamos la siguiente organización del proceso de control (no es la única posible). El cuerpo y la cubierta, donde se controlan grandes áreas, se dividen en secciones, para cada una de las cuales el tiempo de aplicación de cualquier material de detección de fallas es igual a t uch = t n = 20 min. Entonces, el tiempo de aplicación de cualquier material de detección de fallas no será menor que la exposición. Lo mismo se aplica al tiempo de ejecución de las operaciones tecnológicas no relacionadas con la detección de fallas en los materiales (secado, inspección, etc.).
El área de tal parcela Sch = tch/τ = 20/2 = 10 m2. El tiempo de inspección de un elemento con un área de superficie grande es igual al número de tales áreas, redondeado, multiplicado por t uch = 20 min.
Dividimos el área del cuerpo en (S1 + S2) / Tales \u003d (603.2 + 25.1) / 10 \u003d 62.8 \u003d 63 secciones. El tiempo necesario para controlarlos es de 20×63 = 1260 min = 21 h.
Dividimos el área de cobertura en S3 / Tales \u003d 25, l / 10 \u003d 2.51 \u003d 3 secciones. Tiempo de control 3×20=60 min = 1 hora.
Controlamos las boquillas al mismo tiempo, es decir, habiendo realizado cualquier operación tecnológica en una, pasamos a otra, luego también realizamos la siguiente operación, etc. Su área total 4S4=1 m2 es mucho menor que el área de un área controlada. El tiempo de inspección está determinado principalmente por la suma de los tiempos de exposición promedio para operaciones individuales, como para un producto pequeño en § 9.6, más un tiempo relativamente corto para aplicar materiales de detección de fallas e inspección. En total, será aproximadamente igual a 1 hora.
El tiempo total de control es 21+1+1=23 horas Suponemos que el control requerirá tres turnos de 8 horas.

CONTROL IMPERDIBLE. Libro. I. Cuestiones generales. Control de penetrantes. Gurvich, Ermolov, Sazhin.

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control capilar. Detección de defectos de color. Método capilar de ensayos no destructivos.

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Detección de defectos capilares- un método de detección de fallas basado en la penetración de ciertos agentes de contraste en las capas superficiales defectuosas del producto controlado bajo la acción de la presión capilar (atmosférica), como resultado del procesamiento posterior por parte del revelador, la luz y el contraste de color de la defectuosa aumenta el área con respecto a la no dañada, con la identificación de la composición cuantitativa y cualitativa del daño (hasta milésimas de milímetro).

Existen métodos luminiscentes (fluorescentes) y de color para la detección de fallas capilares.

Básicamente, según los requisitos o condiciones técnicas, es necesario detectar defectos muy pequeños (hasta centésimas de milímetro) y es simplemente imposible identificarlos con una inspección visual normal a simple vista. El uso de instrumentos ópticos portátiles, como una lupa o un microscopio, no permite revelar el daño superficial debido a la visibilidad insuficiente del defecto contra el fondo de metal y la falta de un campo de visión con múltiples aumentos.

En tales casos, se utiliza el método de control capilar.

Durante la prueba capilar, las sustancias indicadoras penetran en las cavidades de la superficie y a través de defectos en el material de los objetos de prueba; posteriormente, las líneas o puntos indicadores resultantes se registran visualmente o usando un transductor.

El control por método capilar se lleva a cabo de acuerdo con GOST 18442-80 “Control no destructivo. métodos capilares. Requerimientos generales."

La principal condición para la detección de defectos como la discontinuidad del material por el método capilar es la presencia de cavidades libres de contaminantes y otras sustancias técnicas que tengan libre acceso a la superficie del objeto y una profundidad varias veces mayor que la ancho de su abertura a la salida. Se utiliza un limpiador para limpiar la superficie antes de aplicar el penetrante.

Propósito de la inspección capilar (detección de defectos capilares)

La detección de defectos capilares (control capilar) está diseñada para detectar e inspeccionar defectos de superficie y de paso invisibles o poco visibles a simple vista (fisuras, poros, falta de penetración, corrosión intergranular, conchas, fístulas, etc.) en productos controlados, determinando su consolidación, profundidad y orientación en la superficie.

Aplicación del método capilar de ensayos no destructivos

El método de control capilar se utiliza en el control de objetos de cualquier tamaño y forma, hechos de hierro fundido, metales ferrosos y no ferrosos, plásticos, aceros aleados, revestimientos metálicos, vidrio y cerámica en ingeniería energética, tecnología de cohetes, aviación, metalurgia, construcción naval, industria química, en la construcción de reactores nucleares, en ingeniería mecánica, automotriz, ingeniería eléctrica, fundición, medicina, estampado, instrumentación, medicina y otras industrias. En algunos casos, este método es el único para determinar la capacidad de servicio técnico de piezas o instalaciones y su admisión a trabajar.

La detección de defectos capilares se utiliza como método de prueba no destructivo también para objetos hechos de materiales ferromagnéticos, si sus propiedades magnéticas, forma, tipo y ubicación del daño no permiten alcanzar la sensibilidad requerida por GOST 21105-87 por el método de partículas magnéticas o No se permite el uso del método de prueba de partículas magnéticas de acuerdo con las condiciones técnicas de funcionamiento del objeto.

Los sistemas capilares también se utilizan ampliamente para el control de estanqueidad, en combinación con otros métodos, cuando se monitorean objetos críticos y objetos en funcionamiento. Las principales ventajas de los métodos de detección de fallas capilares son: la simplicidad de las operaciones durante las pruebas, la facilidad de manejo de los dispositivos, una amplia gama de materiales probados, incluidos los metales no magnéticos.

La ventaja de la detección de fallas capilares es que, utilizando un método de control simple, no solo se pueden detectar e identificar defectos superficiales y pasantes, sino también obtener, por su ubicación, forma, extensión y orientación sobre la superficie, información completa sobre la naturaleza de los defectos. el daño e incluso algunas de las causas de su ocurrencia (voltajes de potencia de concentración, incumplimiento de las normas técnicas durante la fabricación, etc.).

Como líquidos en desarrollo, se utilizan fósforos orgánicos, sustancias que tienen una radiación intrínseca brillante bajo la acción de los rayos ultravioleta, así como varios tintes y pigmentos. Los defectos superficiales se detectan por medios que permiten retirar el penetrante de la cavidad de los defectos y detectarlos en la superficie del producto controlado.

Dispositivos y equipos utilizados en el control capilar:

Sets para detección de defectos capilares Sherwin, Magnaflux, Helling (limpiadores, reveladores, penetrantes)
. Pistolas pulverizadoras
. Pneumohidropistolas
. Fuentes de iluminación ultravioleta (lámparas ultravioleta, iluminadores).
. Paneles de prueba (panel de prueba)
. Muestras de control para la detección de defectos de color.

Parámetro "sensibilidad" en el método capilar de detección de fallas

La sensibilidad del control capilar es la capacidad de detectar discontinuidades de un tamaño dado con una probabilidad dada cuando se utiliza un método, una tecnología de control y un sistema de penetración específicos. Según GOST 18442-80, la clase de sensibilidad de control se determina según el tamaño mínimo de los defectos detectados con un tamaño transversal de 0,1 - 500 μm.

Los métodos de inspección capilar no garantizan la detección de defectos superficiales con un tamaño de abertura de más de 500 µm.

Clase de sensibilidad Ancho de apertura del defecto, µm

II Del 1 al 10

III De 10 a 100

IV De 100 a 500

tecnológico No estandarizado

Fundamentos físicos y método de método de control capilar

El método capilar de pruebas no destructivas (GOST 18442-80) se basa en la penetración de una sustancia indicadora en un defecto superficial y está diseñado para detectar daños que tienen una salida libre a la superficie del elemento de prueba. El método de detección de defectos de color es adecuado para detectar discontinuidades con un tamaño transversal de 0,1 a 500 micras, incluidos los defectos de paso, en la superficie de cerámica, metales ferrosos y no ferrosos, aleaciones, vidrio y otros materiales sintéticos. Ha encontrado una amplia aplicación en el control de la integridad de adherencias y soldaduras.

Se aplica un penetrante coloreado o colorante con un cepillo o rociador a la superficie del objeto de prueba. Debido a las especiales cualidades que se aportan a nivel de producción, la elección de las propiedades físicas de la sustancia: densidad, tensión superficial, viscosidad, penetrante bajo la acción de la presión capilar, penetra en las más pequeñas discontinuidades que tienen salida abierta a la superficie del objeto controlado.

El revelador, aplicado a la superficie del objeto de prueba en un tiempo relativamente corto después de la eliminación cuidadosa del penetrante no asimilado de la superficie, disuelve el tinte ubicado dentro del defecto y, debido a la penetración mutua, "empuja" el penetrante restante. en el defecto sobre la superficie del objeto de prueba.

Los defectos existentes son visibles con bastante claridad y contraste. Los rastros indicadores en forma de líneas indican grietas o rasguños, los puntos de color individuales indican poros o salidas individuales.

El proceso de detección de defectos por el método capilar se divide en 5 etapas (realización del control capilar):

1. Limpieza preliminar de la superficie (use un limpiador)
2. Aplicación del penetrante
3. Eliminación del exceso de penetrante
4. Aplicar el revelador
5. Controlar

control capilar. Detección de defectos de color. Método capilar de ensayos no destructivos.

Los métodos de control capilar se basan en la penetración de líquido en las cavidades defectuosas y su adsorción o difusión desde los defectos. En este caso, hay una diferencia de color o brillo entre el fondo y el área de la superficie sobre el defecto. Los métodos capilares se utilizan para determinar los defectos superficiales en forma de grietas, poros, rayitas y otras discontinuidades en la superficie de las piezas.

Los métodos capilares de detección de fallas incluyen el método luminiscente y el método de pintura.

En el método luminiscente, las superficies a examinar se limpian de contaminantes y se cubren con un rociador o cepillo con un líquido fluorescente. Como tales líquidos pueden ser: queroseno (90%) con autol (10%); queroseno (85%) con aceite de transformador (15%); queroseno (55 %) con aceite de motor (25 %) y gasolina (20 %).

El exceso de líquido se elimina limpiando las áreas controladas con un trapo empapado en gasolina. Para acelerar la liberación de líquidos fluorescentes en la cavidad del defecto, la superficie de la pieza se poliniza con un polvo con propiedades adsorbentes. Después de 3 a 10 minutos después de la polinización, el área controlada se ilumina con luz ultravioleta. Los defectos superficiales por los que ha pasado el líquido luminiscente se vuelven claramente visibles mediante un resplandor verde oscuro o azul verdoso. El método permite detectar grietas de hasta 0,01 mm de ancho.

Durante el control por el método de pinturas, la costura soldada se limpia y desengrasa previamente. Se aplica una solución de tinte a la superficie limpia de la unión soldada. Como líquido penetrante con buena humectabilidad, se utilizan pinturas rojas de la siguiente composición:

El líquido se aplica a la superficie con una pistola o brocha. Tiempo de impregnación - 10-20 min. Después de este tiempo, el exceso de líquido se limpia de la superficie del área controlada de la costura con un trapo empapado en gasolina.

Después de que la gasolina se haya evaporado por completo de la superficie de la pieza, se le aplica una capa delgada de una mezcla de revelado blanca. La pintura blanca reveladora se prepara a partir de colodión en acetona (60%), benceno (40%) y blanco de zinc espeso (50 g/l de la mezcla). Después de 15 a 20 minutos, aparecen rayas o manchas brillantes características sobre un fondo blanco en las ubicaciones de los defectos. Las grietas se detectan como líneas finas, cuyo grado de brillo depende de la profundidad de estas grietas. Los poros aparecen en forma de puntas de varios tamaños, y la corrosión intercristalina en forma de una fina red. Se observan defectos muy pequeños bajo una lupa de 4-10 aumentos. Al final del control, se elimina la pintura blanca de la superficie frotando la pieza con un trapo empapado en acetona.