Schody. Grupa wejściowa. Materiały. Drzwi. Zamki. Projekt

producenci

Rosja Mołdawia Chiny Białoruś Armada NTD YXLON International Time Group Inc. Testo Sonotron NDT Sonatest SIUI SHERWIN Babb Co Rigaku RayCraft Proceq Panametrics Oxford Instrument Analytical Oy Olympus NDT NEC Mitutoyo Corp. Micronics Metrel Meiji Techno Magnaflux Labino Krautkramer Katronic Technologies Kane JME IRISYS Impulse-NDT ICM HELLING Heine General Electric Fuji Industrial Fluke FLIR Elcometer Dynameters DeFelsko Dali CONDTROL COLENTA CIRCUTOR S.A. Buckleys Balteau-NDT Andrew AGFA

kontrola kapilarna. Wykrywanie wad kapilarnych. Metoda kapilarna badań nieniszczących.

Metoda kapilarna do badania wad jest koncepcją, która opiera się na przenikaniu pewnych preparaty płynne w warstwy powierzchniowe niezbędnych produktów, przeprowadzane za pomocą ciśnienia kapilarnego. Stosując ten proces można znacznie zwiększyć efekty świetlne, które są w stanie dokładniej określić wszystkie wadliwe obszary.

Rodzaje metod badań kapilarnych

Dość częste zjawisko, które może wystąpić w wykrywanie wad, nie jest to dostatecznie kompletna identyfikacja niezbędnych wad. Takie wyniki są bardzo często tak małe, że ogólna kontrola wzrokowa nie jest w stanie odtworzyć wszystkich wadliwych obszarów różnych produktów. Na przykład używając tego Urządzenia pomiarowe, jak mikroskop czy zwykła lupa, nie da się tego określić wady powierzchni. Dzieje się tak w wyniku niewystarczającego kontrastu w istniejącym obrazie. Dlatego w większości przypadków najbardziej jakościową metodą kontroli jest wykrywanie wad kapilarnych. W metodzie tej wykorzystuje się ciecze wskaźnikowe, które całkowicie wnikają w warstwy powierzchniowe badanego materiału i tworzą odciski wskaźnikowe, za pomocą których następuje dalsza rejestracja. w wizualny sposób. Możesz zapoznać się z naszą stroną internetową.

Wymagania dotyczące metody kapilarnej

Najważniejszym warunkiem jakościowej metody wykrywania różnych wadliwych naruszeń w wyrobach gotowych według rodzaju metody kapilarnej jest pozyskiwanie specjalnych ubytków, które są całkowicie wolne od możliwości zanieczyszczenia i mają dodatkowy dostęp do powierzchni obiektów, oraz są również wyposażone w parametry głębokości, które znacznie przekraczają ich szerokość otwarcia. Walory metody badań kapilarnych dzielą się na kilka kategorii: główne, które tylko wspierają zjawiska kapilarne, połączone i połączone, przy użyciu kombinacji kilku metod kontroli.

Podstawowe czynności kontroli kapilarnej

Defektoskopia, który wykorzystuje kapilarną metodę kontroli, jest przeznaczony do badania najbardziej ukrytych i niedostępnych wadliwych miejsc. Takie jak pęknięcia, różnego rodzaju korozja, pory, przetoki i inne. System ten służy do prawidłowego określenia lokalizacji, zasięgu i orientacji defektów. Jego działanie opiera się na dokładnym wnikaniu płynów indykatorowych w powierzchnię i niejednorodne wnęki materiałów kontrolowanego obiektu. .

Korzystanie z metody kapilarnej

Podstawowe dane fizycznej kontroli kapilarnej

Proces zmiany nasycenia obrazu i wyświetlania wady można zmienić na dwa sposoby. Jednym z nich jest polerowanie górne warstwy kontrolowany obiekt, który następnie przeprowadza trawienie kwasami. Taka obróbka wyników kontrolowanego obiektu tworzy wypełnienie substancjami korozyjnymi, co daje ciemnienie, a następnie rozwinięcie na jasnym materiale. Ten proces ma kilka specyficznych ograniczeń. Należą do nich: nieopłacalne powierzchnie, które można słabo wypolerować. Również ta metoda wykrywania wad nie może być stosowana, jeśli używane są produkty niemetaliczne.

Drugim procesem zmiany jest wypuszczanie światła defektów, co oznacza ich całkowite wypełnienie specjalnymi substancjami barwiącymi lub wskaźnikowymi, tzw. penetrantami. Pamiętaj, że jeśli w penetrancie znajdują się związki luminescencyjne, to ciecz ta będzie nazywana luminescencyjną. A jeśli główna substancja należy do barwników, wówczas wszelkie wykrywanie wad będzie nazywane kolorem. Ta metoda kontroli zawiera barwniki tylko w nasyconych odcieniach czerwieni.

Kolejność operacji kontroli kapilarnej:

Podstawowe metody kapilarne badania nieniszczące podzielone w zależności od rodzaju substancji penetrującej na:

· Metoda roztworów penetrujących jest ciekłą metodą kapilarnych badań nieniszczących polegającą na zastosowaniu roztworu wskaźnika cieczy jako środka penetrującego.

· Metoda zawiesiny filtrującej to płynna metoda nieniszczących badań kapilarnych, polegająca na wykorzystaniu zawiesiny wskaźnika jako czynnika penetrującego ciecz, która tworzy wzór wskaźnika z przefiltrowanych cząstek fazy rozproszonej.

Metody kapilarne, w zależności od sposobu ujawnienia wzoru wskaźnika, dzielą się na:

· Metoda luminescencyjna, oparty na rejestracji kontrastu widocznego wzoru wskaźnika luminescencyjnego w długofalowym promieniowaniu ultrafioletowym na tle powierzchni badanego obiektu;

· metoda kontrastu (koloru), w oparciu o rejestrację kontrastu barwy w zakresie promieniowania widzialnego wzoru wskaźnika na tle powierzchni badanego obiektu.

· metoda koloru fluorescencyjnego, w oparciu o rejestrację kontrastu koloru lub wzoru wskaźnika luminescencyjnego na tle powierzchni badanego obiektu w widzialnym lub długofalowym promieniowaniu ultrafioletowym;

· metoda jasności, w oparciu o rejestrację kontrastu w promieniowaniu widzialnym wzoru achromatycznego na tle powierzchni badanego obiektu.

Zawsze dostępne! Tutaj możesz (wykrywanie wad kolorystycznych) w niskiej cenie z magazynu w Moskwie: penetrant, developer, cleaner Sherwin, systemy kapilarnePiekła, Magnaflux, światła ultrafioletowe, lampy ultrafioletowe, oświetlacze ultrafioletowe, lampy ultrafioletowe i kontrola (standardy) do wykrywania wad kolorów na płytach CD.

Dostarczamy materiały eksploatacyjne do wykrywania wad kolorów w Rosji i krajach WNP firmy transportowe oraz usługi kurierskie.

Inspekcja kapilarna (detekcja kapilarna / luminescencyjna / kolorowa, inspekcja penetracyjna)

Inspekcja kapilarna, detekcja defektów kapilarnych, detekcja luminescencyjna/kolorowa- to najczęstsze nazwy metody badań nieniszczących przez substancje penetrujące wśród specjalistów, - penetranty.

Metoda kontroli kapilarnej - Najlepszym sposobem wykrywanie defektów pojawiających się na powierzchni produktów. Praktyka wykazuje wysoką efektywność ekonomiczną defektoskopii kapilarnej, możliwość jej zastosowania w duża róznorodność kształty i kontrolowane przedmioty, od metali po tworzywa sztuczne.

Stosunkowo niskim kosztem Kieszonkowe dzieci, sprzęt do wykrywania defektów fluorescencyjnych i barwnych jest prostszy i tańszy niż w przypadku większości innych metod badań nieniszczących.

Zestawy do kontroli kapilarnej

Zestawy do wykrywania wad kolorystycznych na bazie czerwonych penetrantów i białych wywoływaczy

Standardowy zestaw do pracy w zakresie temperatur -10°C ... +100°C

Zestaw wysokotemperaturowy do pracy w zakresie 0°C ... +200°C

Zestawy do wykrywania defektów kapilarnych na bazie penetrantów luminescencyjnych

Standardowy zestaw do pracy w zakresie temperatur -10°C ... +100°C w świetle widzialnym i UV

Zestaw wysokotemperaturowy do pracy w zakresie 0°C ... +150°C przy użyciu lampy UV λ=365 nm.

Zestaw do testowania produktów krytycznych w zakresie 0°C ... +100°C przy użyciu lampy UV λ=365 nm.

Defektoskopia kapilarna - przegląd

Odniesienie do historii

Metoda badania powierzchni obiektu penetrujące penetranty, który jest również znany jako wykrywanie wad kapilarnych(kontrola kapilarna), pojawił się w naszym kraju w latach 40. ubiegłego wieku. Sterowanie kapilarne zostało po raz pierwszy zastosowane w przemyśle lotniczym. Jego proste i jasne zasady pozostały niezmienione do dziś.

Za granicą, mniej więcej w tym samym czasie, zaproponowano i wkrótce opatentowano czerwono-białą metodę wykrywania wad powierzchniowych. Następnie otrzymała nazwę - metoda kontroli cieczy penetrujących (Pełne badanie penetracyjne). W drugiej połowie lat 50. materiały do ​​wykrywania wad kapilarnych zostały opisane w amerykańskiej specyfikacji wojskowej (MIL-1-25135).

Kontrola jakości za pomocą penetrantów

Możliwość kontrolowania jakości produktów, części i zespołów za pomocą substancji penetrujących - penetranty istnieje z powodu takiego zjawiska fizycznego jak zwilżanie. Ciecz defektoskopowa (penetrant) zwilża powierzchnię, wypełnia ujście kapilary, stwarzając w ten sposób warunki do pojawienia się efektu kapilarnego.

Siła penetracji jest złożoną właściwością płynów. Zjawisko to jest podstawą regulacji kapilarnej. Penetracja zależy od następujących czynników:

• właściwości badanej powierzchni i stopień jej oczyszczenia z zanieczyszczeń;
• właściwości fizyczne i chemiczne materiału przedmiotu kontroli;
• nieruchomości penetrujący(zwilżalność, lepkość, napięcie powierzchniowe);
• temperatura przedmiotu badań (wpływa na lepkość penetranta i zwilżalność)

Wśród innych rodzajów badań nieniszczących (NDT) szczególną rolę odgrywa metoda kapilarna. Po pierwsze, pod względem kombinacji cech, jest doskonały sposób kontrola powierzchni pod kątem obecności mikroskopijnych nieciągłości niewidocznych dla oka. Wyróżnia się on korzystnie spośród innych rodzajów badań nieniszczących swoją przenośnością i mobilnością, kosztem kontrolowania obszaru jednostkowego produktu oraz względną łatwością wdrożenia bez użycia wyrafinowanego sprzętu. Po drugie, kontrola kapilarna jest bardziej wszechstronna. Jeżeli, na przykład, jest on używany tylko do badania materiałów ferromagnetycznych o względnej przenikalności magnetycznej powyżej 40, to wykrywanie defektów kapilarnych ma zastosowanie do produktów o prawie każdym kształcie i materiale, gdzie geometria obiektu i kierunek defektów nie nie odgrywać specjalnej roli.

Rozwój badań kapilarnych jako metody badań nieniszczących

Rozwój metod wykrywania wad powierzchni, jako jeden z obszarów badań nieniszczących, jest bezpośrednio związany z postępem naukowym i technologicznym. Producenci sprzęt przemysłowy zawsze troszczyli się o oszczędzanie materiałów i siły roboczej. Jednocześnie eksploatacja sprzętu wiąże się często ze zwiększonymi obciążeniami mechanicznymi niektórych jego elementów. Jako przykład rozważ łopatki turbin silników lotniczych. W trybie intensywnych obciążeń znanym zagrożeniem są pęknięcia na powierzchni ostrzy.

W tym konkretnym przypadku, podobnie jak w wielu innych, bardzo przydatna okazała się kontrola kapilarna. Producenci szybko to docenili, został przyjęty i otrzymał wektor zrównoważonego rozwoju. Metoda kapilarna okazała się jedną z najbardziej czułych i popularnych metod badań nieniszczących w wielu gałęziach przemysłu. Głównie w inżynierii mechanicznej, produkcji seryjnej i małoseryjnej.

Obecnie doskonalenie metod regulacji kapilarnej odbywa się w czterech kierunkach:

• poprawa jakości materiałów defektoskopowych w celu rozszerzenia zakresu czułości;
• spadek Szkodliwe efekty materiały dotyczące środowiska i ludzi;
• zastosowanie systemów do elektrostatycznego natryskiwania penetrantów i wywoływaczy w celu ich bardziej równomiernego i ekonomicznego nakładania na kontrolowane części;
• wprowadzenie schematów automatyzacji do wielooperacyjnego procesu diagnostyki powierzchni w produkcji.

Organizacja sekcji do wykrywania wad barwnych (luminescencyjnych)

Organizacja miejsca do wykrywania wad barwnych (luminescencyjnych) odbywa się zgodnie z zaleceniami branżowymi i normami przedsiębiorstw: RD-13-06-2006. Placówka jest przypisana do laboratorium badań nieniszczących przedsiębiorstwa, które jest certyfikowane zgodnie z Zasadami Certyfikacji i podstawowymi wymaganiami dla laboratoriów badań nieniszczących PB 03-372-00.

Zarówno w naszym kraju, jak i za granicą stosowanie metod wykrywania wad kolorystycznych w dużych przedsiębiorstwach opisane jest w normach wewnętrznych, które w całości bazują na normach krajowych. Wykrywanie wad kolorystycznych jest opisane w standardach Pratt & Whitney, Rolls-Royce, General Electric, Aerospatiale i innych.

Kontrola kapilarna - plusy i minusy

Zalety metody kapilarnej

1. Niski koszt materiałów eksploatacyjnych.
2. Wysoka obiektywność wyników kontroli.
3. Może być stosowany na prawie wszystkich twardych materiałach (metale, ceramika, tworzywa sztuczne itp.) z wyjątkiem porowatych.
4. W większości przypadków kontrola kapilarna nie wymaga użycia zaawansowanego technologicznie sprzętu.
5. Realizacja kontroli w dowolnym miejscu w każdych warunkach, także stacjonarnych, przy użyciu odpowiedniego sprzętu.
6. Ze względu na wysoką wydajność inspekcyjną, możliwa jest szybka inspekcja dużych obiektów za pomocą duży teren badana powierzchnia. Stosując tę ​​metodę w przedsiębiorstwach o ciągłym cyklu produkcyjnym, możliwa jest kontrola produktów w linii.
7. Metoda kapilarna jest idealna do wykrywania wszelkiego rodzaju pęknięć powierzchniowych, zapewniając wyraźną wizualizację defektów (przy odpowiednim monitorowaniu).
8. Idealny do kontroli złożonych geometrii, części z metali lekkich, takich jak łopatki turbin w przemyśle lotniczym i energetycznym oraz części silników w przemyśle motoryzacyjnym.
9. W pewnych okolicznościach tę metodę można wykorzystać do testów szczelności. W tym celu penetrant nakłada się na jedną stronę powierzchni, a wywoływacz na drugą. W miejscu wycieku penetrant jest wyciągany przez wywoływacz na powierzchnię. Testy szczelności w celu wykrycia i lokalizacji nieszczelności są niezwykle ważne w przypadku produktów takich jak zbiorniki, zbiorniki, grzejniki, układy hydrauliczne itp.
10. W przeciwieństwie do kontroli rentgenowskiej, defektoskopia kapilarna nie wymaga specjalnych środków bezpieczeństwa, takich jak stosowanie sprzętu chroniącego przed promieniowaniem. Podczas badań wystarczy, aby operator zachował elementarną ostrożność podczas pracy z materiałami eksploatacyjnymi i korzystał z respiratora.
11. Brak specjalnych wymagań dotyczących wiedzy i kwalifikacji operatora.

Ograniczenia w wykrywaniu wad kolorystycznych

1. Głównym ograniczeniem metody badania kapilarnego jest możliwość wykrycia tylko tych defektów, które są otwarte na powierzchnię.
2. Czynnikiem obniżającym skuteczność badań kapilarnych jest chropowatość badanego obiektu – porowata struktura powierzchni prowadzi do błędnych odczytów.
3. Szczególne przypadki, choć dość rzadkie, obejmują niską zwilżalność powierzchni niektórych materiałów przez penetranty, zarówno na bazie wody, jak i rozpuszczalników organicznych.
4. W niektórych przypadkach do wad metody należy zaliczyć złożoność wykonywania czynności przygotowawczych związanych z usunięciem powłoki, filmy tlenkowe i części do suszenia.

Kontrola kapilarna - terminy i definicje

Nieniszczące badania kapilarne

Nieniszczące badania kapilarne opiera się na wnikaniu penetrantów do ubytków, które tworzą defekty na powierzchni produktów. penetrant jest barwnikiem. Jej ślad, po odpowiedniej obróbce powierzchni, jest rejestrowany wizualnie lub za pomocą instrumentów.

W kontroli kapilarnej stosować różne drogi badania oparte na zastosowaniu penetrantów, materiałów do przygotowania powierzchni, wywoływaczy oraz do badań kapilarnych. Obecnie na rynku jest wystarczająca liczba materiałów eksploatacyjnych do inspekcji kapilarnych, które pozwalają na wybór i rozwój metod spełniających praktycznie wszelkie wymagania dotyczące czułości, kompatybilności i ekologii.

Fizyczne podstawy wykrywania wad kapilarnych

Podstawa wykrywania wad kapilarnych- jest to efekt kapilarny, jako zjawisko fizyczne i penetrant, jako substancja o określonych właściwościach. Na efekt kapilarny mają wpływ takie zjawiska jak napięcie powierzchniowe, zwilżanie, dyfuzja, rozpuszczanie, emulgowanie. Aby jednak te zjawiska zadziałały na wynik, powierzchnia obiektu testowego musi być dobrze oczyszczona i odtłuszczona.

Jeśli powierzchnia jest odpowiednio przygotowana, spadająca na nią kropla penetrantu szybko się rozprowadza, tworząc plamę. Wskazuje to na dobre zwilżanie. Zwilżanie (przyczepność do powierzchni) rozumiane jest jako zdolność ciało płynne tworzą stabilną powierzchnię styku na granicy z ciałem stałym. Jeżeli siły oddziaływania między cząsteczkami cieczy i ciała stałego przekraczają siły oddziaływania między cząsteczkami wewnątrz cieczy, następuje zwilżenie powierzchni ciała stałego.

cząsteczki pigmentu penetrujący, wielokrotnie mniejsze niż szerokość otwarcia mikropęknięć i innych uszkodzeń powierzchni badanego obiektu. Ponadto najważniejszą właściwością fizyczną penetrantów jest niskie napięcie powierzchniowe. Dzięki temu parametrowi penetranty mają wystarczającą siłę penetracji i dobrze mokre Różne rodzaje powierzchnie - od metali po tworzywa sztuczne.

Penetrująca penetracja w nieciągłości (wnęki) defektów a późniejsza ekstrakcja penetranta podczas procesu wywoływania następuje pod działaniem sił kapilarnych. Dekodowanie defektu staje się możliwe dzięki różnicy w kolorze (defekt kolorów) lub blasku (defekt luminescencyjny) między tłem a powierzchnią nad defektem.

Tak więc w normalnych warunkach bardzo małe defekty na powierzchni badanego obiektu nie są widoczne dla ludzkiego oka. W procesie stopniowej obróbki powierzchni specjalnymi kompozycjami, na których opiera się wykrywanie defektów kapilarnych, nad defektami tworzy się czytelny, kontrastowy wzór wskaźnika.

W wykrywaniu wad kolorów, ze względu na działanie wywoływacza penetrantu, który za pomocą sił dyfuzyjnych „wyciąga” penetrant na powierzchnię, wielkość wskazania jest zwykle znacznie większa niż wielkość samej wady. Wielkość wzoru wskaźnika jako całości, z zastrzeżeniem technologii sterowania, zależy od objętości penetrantu wchłoniętego przez nieciągłość. Oceniając wyniki sterowania, można wyciągnąć pewną analogię z fizyką „efektu wzmocnienia” sygnałów. W naszym przypadku „sygnał wyjściowy” to wzór wskaźnika kontrastu, który może być kilkakrotnie większy niż „sygnał wejściowy” – obraz nieciągłości (wady), który jest nieczytelny dla oka.

Materiały do ​​defektoskopii

Materiały do ​​defektoskopii do kontroli kapilarnej są to środki stosowane w kontroli cieczy (kontrola penetracji), wnikającej w nieciągłości powierzchni badanych wyrobów.

Penetracja

Penetrant to ciecz wskaźnikowa, substancja penetrująca (z angielskiego penetrować - penetrować) .

Penetranty to tzw. materiał do defektoskopii kapilarnej, który jest w stanie wniknąć w nieciągłości powierzchni kontrolowanego obiektu. Wnikanie penetranta do wnęki uszkodzenia następuje pod działaniem sił kapilarnych. W wyniku niskiego napięcia powierzchniowego i działania sił zwilżających, penetrant wypełnia pustkę ubytku przez otwarty do powierzchni otwór, tworząc w ten sposób menisk wklęsły.

Penetrant jest głównym materiałem eksploatacyjnym do wykrywania wad kapilarnych. Penetranty rozróżnia się metodą wizualizacji na kontrast (kolor) i luminescencyjny (fluorescencyjny), metodą usuwania z powierzchni do wody zmywalnej i usuwanej przez środek czyszczący (postemulgowalny), wrażliwością na klasy (w porządku malejącym - klasy I, II, III i IV według GOST 18442-80)

Zagraniczne standardy MIL-I-25135E i AMS-2644, w przeciwieństwie do GOST 18442-80, dzielą poziomy czułości penetrantów na klasy w kolejności rosnącej: 1/2 - bardzo niska czułość, 1 - niska, 2 - średnia, 3 - wysoki, 4 - ultrawysoki .

Na penetranty nakłada się szereg wymagań, z których głównym jest dobra zwilżalność. Kolejnym ważnym parametrem dla penetrantów jest lepkość. Im jest niższy, tym mniej czasu potrzeba na pełną impregnację powierzchni badanego obiektu. W kontroli kapilarnej brane są pod uwagę takie właściwości penetrantów jak:

• zwilżalność;
• lepkość;
• napięcie powierzchniowe;
• zmienność;
• temperatura zapłonu (temperatura zapłonu);
• środek ciężkości;
• rozpuszczalność;
• wrażliwość na zanieczyszczenia;
• toksyczność;
• zapach;
• bezwładność.

W skład penetrantu wchodzą najczęściej rozpuszczalniki wysokowrzące, barwniki (fosfory) na bazie pigmentu lub rozpuszczalnych substancji powierzchniowo czynnych (surfaktanty), inhibitory korozji, spoiwa. Penetranty są dostępne w puszkach do aplikacji aerozolu (najbardziej odpowiednia forma uwalniania do prac terenowych), plastikowe puszki i beczki.

Deweloper

Wywoływacz jest materiałem do nieniszczących badań kapilarnych, który dzięki swoim właściwościom wydobywa na powierzchnię penetrant znajdujący się w ubytku.

Wywoływacz penetrujący jest zwykle biały i działa jako kontrastowe tło dla obrazu wskaźnika.

Wywoływacz nakłada się na powierzchnię badanego obiektu cienką, jednolitą warstwą po oczyszczeniu go (czyszczenie pośrednie) z penetrantu. Po procedurze czyszczenia pośredniego pewna ilość penetrantu pozostaje w strefie defektu. Wywoływacz pod działaniem sił adsorpcji, absorpcji lub dyfuzji (w zależności od rodzaju działania) „wyciąga” na powierzchnię penetrant pozostający w kapilarach ubytków.

W ten sposób penetrant pod działaniem wywoływacza „zabarwia” obszary powierzchni nad defektem, tworząc wyraźny defektogram - wzór wskaźnikowy, który powtarza lokalizację defektów na powierzchni.

W zależności od rodzaju działania deweloperzy dzielą się na sorpcję (proszki i zawiesiny) i dyfuzję (farby, lakiery i folie). Najczęściej deweloperami są sorbenty obojętne chemicznie ze związków krzemu, biały kolor. Takie wywoływacze, pokrywając powierzchnię, tworzą warstwę o strukturze mikroporowatej, w którą pod działaniem sił kapilarnych łatwo wnika penetrant barwiący. W takim przypadku warstwa wywoływacza nad ubytkiem jest malowana na kolor barwnika (metoda kolorowa) lub zwilżana płynem z dodatkiem luminoforu, który zaczyna fluoryzować w świetle ultrafioletowym (metoda luminescencyjna). W tym drugim przypadku użycie wywoływacza nie jest konieczne - zwiększa to tylko czułość sterowania.

Odpowiedni wywoływacz powinien zapewnić równomierne pokrycie powierzchni. Im wyższe właściwości sorpcyjne wywoływacza, tym lepiej podczas wywoływania „wyciąga” penetrant z naczyń włosowatych. To najważniejsze właściwości dewelopera, które decydują o jego jakości.

Kontrola kapilarna obejmuje użycie suchych i mokrych wywoływaczy. W pierwszym przypadku mówimy o wywoływaczach proszkowych, w drugim wywoływacze wodne (wodne, zmywalne wodą) lub rozpuszczalniki organiczne (bezwodne).

Deweloper w ramach systemu defektoskopii, a także innych materiałów tego systemu, jest wybierany na podstawie wymagań dotyczących czułości. Na przykład w celu wykrycia defektu o szerokości otwarcia do 1 mikrona, zgodnie z amerykańską normą AMS-2644 do diagnostyki ruchomych części instalacji turbiny gazowej, należy zastosować wywoływacz proszkowy i penetrant luminescencyjny.

Wywoływacze proszkowe mają dobrą dyspersję i są nakładane na powierzchnię metodą elektrostatyczną lub wirową, tworząc cienką i jednolitą warstwę, niezbędną do gwarantowanego rozciągania. mała objętość penetrant z zagłębień mikropęknięć.

Wywoływacze na bazie wody nie zawsze zapewniają cienką i równą warstwę. W takim przypadku, jeśli na powierzchni znajdują się niewielkie defekty, penetrant nie zawsze wychodzi na powierzchnię. Zbyt gruba warstwa wywoływacza może maskować wadę.

Deweloperzy mogą oddziaływać chemicznie z penetrantami wskaźnikowymi. Zgodnie z naturą tej interakcji twórcy dzielą się na chemicznie aktywne i chemicznie pasywne. Te ostatnie są najczęściej używane. Wywoływacze reaktywne reagują z penetrantem. Wykrywanie defektów w tym przypadku odbywa się na podstawie obecności produktów reakcji. Wywoływacze pasywne chemicznie działają jedynie jako sorbent.

Wywoływacze penetrujące są dostępne w puszkach aerozolowych (najbardziej odpowiednia forma do stosowania w terenie), plastikowych kanistrach i beczkach.

Emulgator penetrujący

Emulgator (wygaszacz penetrujący zgodnie z GOST 18442-80) to materiał defektoskopowy do kontroli kapilarnej, stosowany do pośredniego czyszczenia powierzchni przy użyciu penetrantu post-emulgującego.

Podczas emulgowania penetrant pozostający na powierzchni oddziałuje z emulgatorem. Następnie powstałą mieszaninę usuwa się wodą. Celem zabiegu jest oczyszczenie powierzchni z nadmiaru penetrantu.

Proces emulgowania może mieć istotny wpływ na jakość wizualizacji defektów, szczególnie przy badaniu obiektów o chropowatej powierzchni. Wyraża się to uzyskaniem kontrastowego tła o wymaganej czystości. Aby uzyskać dobrze czytelny wzór wskaźnika, jasność tła nie powinna przekraczać jasności wskaźnika.

W kontroli kapilarnej stosuje się emulgatory lipofilowe i hydrofilowe. Emulgator lipofilowy - wyprodukowany w na bazie oleju, hydrofilowy - na wodę. Różnią się mechanizmem działania.

Emulgator lipofilowy pokrywający powierzchnię produktu przechodzi w pozostały penetrant pod działaniem sił dyfuzyjnych. Powstałą mieszaninę można łatwo usunąć z powierzchni wodą.

Hydrofilowy emulgator działa na penetrant w inny sposób. W kontakcie z nim penetrant dzieli się na wiele mniejszych cząstek. W efekcie powstaje emulsja, a penetrant traci swoje właściwości zwilżania powierzchni badanego obiektu. Powstałą emulsję usuwa się mechanicznie (zmywa wodą). Podstawą hydrofilowych emulgatorów jest rozpuszczalnik i substancje powierzchniowo czynne (surfaktanty).

Środek czyszczący penetrujący(powierzchnie)

Penetrant Control Cleaner to organiczny rozpuszczalnik do usuwania nadmiaru penetrantu (czyszczenie pośrednie), czyszczenia i odtłuszczania powierzchni (czyszczenie wstępne).

Istotny wpływ na zwilżenie powierzchni ma jej mikrorzeźba oraz stopień oczyszczenia z olejów, tłuszczów i innych zanieczyszczeń. Aby penetrant wniknął nawet w najmniejsze pory, w większości przypadków nie wystarczy czyszczenie mechaniczne. Dlatego przed przeprowadzeniem kontroli powierzchnia części jest traktowana specjalnymi środkami czyszczącymi wykonanymi na bazie wysokowrzących rozpuszczalników.

Najważniejsze właściwości nowoczesnych środków do czyszczenia powierzchni do kontroli kapilarnej to:

• zdolność do odtłuszczania;
• brak nielotnych zanieczyszczeń (zdolność do odparowania z powierzchni bez pozostawiania śladów);
• minimalna zawartość szkodliwych substancji, które wpływają na ludzi i środowisko;
• Zakres temperatury pracy.

Kompatybilność materiałów eksploatacyjnych do kontroli kapilarnej

Materiały do ​​defektoskopii do kapilarnej kontroli fizycznej i właściwości chemiczne muszą być kompatybilne zarówno ze sobą, jak iz materiałem przedmiotu badania. Składniki penetrantów, środków czyszczących i wywoływaczy nie powinny prowadzić do utraty właściwości użytkowych kontrolowanych produktów i uszkodzenia sprzętu.

Tabela kompatybilności materiałów eksploatacyjnych Elitest do kontroli kapilarnej:

⚫ - zalecany do użycia; ∨ - może być zastosowane; × - nie można użyć
Pobierz tabelę kompatybilności materiałów eksploatacyjnych do badania kapilarnego i magnetyczno-proszkowego:

Sprzęt do kontroli kapilarnej

Sprzęt używany w testach kapilarnych:

• próbki referencyjne (kontrolne) do wykrywania wad kapilarnych;
• źródła światła ultrafioletowego (lampy i lampy UV);
• panele testowe (panel testowy);
• pneumohydroguny;
• pulweryzatory;
• komory do kontroli kapilarnej;
• systemy do elektrostatycznego nakładania materiałów defektoskopowych;
• systemy oczyszczania wody;
• suszarki szafki;
• zbiorniki do zanurzania penetrantów.

Wykrywalne wady

Metody defektoskopii kapilarnej umożliwiają wykrycie defektów pojawiających się na powierzchni produktu: pęknięć, porów, muszli, braku penetracji, korozji międzykrystalicznej i innych nieciągłości przy szerokości otworu mniejszej niż 0,5 mm.

Próbki kontrolne do wykrywania wad kapilarnych

Próbki kontrolne (wzorcowe, referencyjne, testowe) do kontroli kapilarnej to metalowe płytki z nałożonymi na nie sztucznymi pęknięciami (defektami) o określonej wielkości. Powierzchnia próbek kontrolnych może mieć chropowatość.

Próbki kontrolne produkowane są według norm zagranicznych, zgodnie z normami europejskimi i amerykańskimi EN ISO 3452-3, AMS 2644C, Pratt & Whitney Aircraft TAM 1460 40 (standard przedsiębiorstwa - największego amerykańskiego producenta silników lotniczych).

Stosowane są próbki kontrolne:

• do określenia czułości systemów testowych opartych na różnych materiałach defektoskopowych (penetrant, wywoływacz, środek czyszczący);
• porównywanie penetrantów, z których jeden można traktować jako model;
• do oceny jakości zmywalności penetrantów luminescencyjnych (fluorescencyjnych) i kontrastowych (kolorowych) zgodnie z AMS 2644C;
• do ogólnej oceny jakości regulacji kapilarnej.

Stosowanie próbek kontrolnych do kontroli kapilarnej w rosyjskim GOST 18442-80 nie jest uregulowane. Niemniej jednak w naszym kraju próbki kontrolne są aktywnie wykorzystywane zgodnie z GOST R ISO 3452-2-2009 i standardami korporacyjnymi (na przykład PNAEG-7-018-89) do oceny przydatności materiałów do wykrywania wad.

Techniki kontroli kapilarnej

Do tej pory zgromadzono dość duże doświadczenie w stosowaniu metod kapilarnych do celów kontroli operacyjnej produktów, zespołów i mechanizmów. Jednak rozwój metodyka pracy kontrola kapilarna często musi być przeprowadzana oddzielnie dla każdego konkretnego przypadku. Uwzględnia to takie czynniki, jak:

1. wymagania dotyczące wrażliwości;
2. stan obiektu;
3. charakter interakcji materiałów defektoskopowych z kontrolowaną powierzchnią;
4. kompatybilność materiałów eksploatacyjnych;
5. możliwości techniczne i warunki wykonywania pracy;
6. charakter oczekiwanych wad;
7. inne czynniki wpływające na skuteczność kontroli kapilarnej.

GOST 18442-80 określa klasyfikację głównych metod kontroli kapilarnej w zależności od rodzaju substancji penetrującej - penetrant (roztwór lub zawiesina cząstek pigmentu) oraz w zależności od metody uzyskiwania informacji podstawowych:

1. jasność (achromatyczna);
2. kolor (chromatyczny);
3. luminescencyjny (fluorescencyjny);
4. kolor luminescencyjny.

Normy GOST R ISO 3452-2-2009 i AMS 2644 opisują sześć głównych metod kontroli kapilarnej według typu i grupy:

Typ 1. Metody fluorescencyjne (luminescencyjne):

• metoda A: zmywalna wodą (Grupa 4);
• metoda B: postemulsyfikacja (Grupy 5 i 6);
• metoda C: rozpuszczalna w rozpuszczalniku (Grupa 7).

Typ 2. Metody koloru:

• metoda A: zmywalna wodą (grupa 3);
• metoda B: postemulsyfikacja (Grupa 2);
• metoda C: rozpuszczalna w rozpuszczalniku (Grupa 1).

§ 9.1. Informacje ogólne o metodzie
Metoda kontroli kapilarnej (CMC) polega na penetracji kapilarnej cieczy wskaźnikowych do wnęki nieciągłości w materiale badanego obiektu i rejestracji powstałych śladów wskaźnikowych wizualnie lub za pomocą przetwornika. Metoda umożliwia wykrycie powierzchni (tj. wynurzanie się na powierzchni) oraz poprzez (tj. łączenie przeciwległych powierzchni ścianek OC). Wady, które można również wykryć poprzez oględziny. Taka kontrola wymaga jednak dużo czasu, zwłaszcza przy ujawnianiu słabo ujawnionych defektów, gdy dokonujemy dokładnej inspekcji powierzchni za pomocą narzędzi powiększających. Zaletą KMC jest wielokrotne przyspieszenie procesu sterowania.
Wykrywanie defektów pośrednich jest częścią zadania metod wykrywania nieszczelności, które omówiono w Rozdz. 10. W metodach wykrywania nieszczelności, obok innych metod, stosuje się CMC, a płyn wskaźnikowy nanosi się po jednej stronie ścianki OK i rejestruje po drugiej. W tym rozdziale omówiono wariant CMC, w którym wskazanie odbywa się z tej samej powierzchni OK, z której aplikowany jest płyn indykatorowy. Główne dokumenty regulujące korzystanie z CMC to GOST 18442 - 80, 28369 - 89 i 24522 - 80.
Proces regulacji kapilarnej składa się z następujących głównych operacji (rys. 9.1):

a) oczyszczenie powierzchni 1 OC i wgłębienia ubytku 2 z brudu, tłuszczu itp. poprzez ich mechaniczne usunięcie i rozpuszczenie. Zapewnia to dobrą zwilżalność całej powierzchni probówki przez płyn wskaźnikowy oraz możliwość jego penetracji do ubytku;
b) impregnacja ubytków płynem wskaźnikowym. 3. Aby to zrobić, musi dobrze zwilżyć materiał produktu i wniknąć w defekty w wyniku działania sił kapilarnych. Na tej podstawie metoda nazywana jest kapilarą, a ciecz wskaźnikowa nazywana jest penetrantem wskaźnikowym lub po prostu penetrantem (z łac. penetro - przenikam, rozumiem);
c) usunięcie nadmiaru penetrantu z powierzchni wyrobu, podczas gdy penetrant pozostaje w ubytku ubytku. Do usuwania wykorzystuje się efekty dyspersji i emulgacji, stosuje się specjalne płyny - środki czyszczące;

Ryż. 9.1 - Podstawowe operacje defektoskopii kapilarnej

d) wykrycie penetranta w ubytku ubytku. Jak wspomniano powyżej, odbywa się to częściej wizualnie, rzadziej - za pomocą specjalnych urządzeń - konwerterów. W pierwszym przypadku na powierzchnię nakładane są specjalne substancje - wywoływacze 4, które wydobywają penetrant z ubytku w wyniku zjawiska sorpcji lub dyfuzji. Wywoływacz sorpcyjny ma postać proszku lub zawiesiny. Wszystkie wymienione zjawiska fizyczne uwzględniono w § 9.2.
Penetrant impregnuje całą warstwę wywoływacza (zwykle dość cienką) i tworzy ślady (wskazania) 5 na jej zewnętrznej powierzchni. Te wskazania są wykrywane wizualnie. Rozróżnia się metodę luminancji lub metodę achromatyczną, w której wskazania mają więcej ciemny ton w porównaniu do białego wywoływacza; metodę kolorową, gdy penetrant ma jasnopomarańczowy lub czerwony kolor, oraz metodę luminescencyjną, gdy penetrant świeci pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Ostatnią operacją dla KMK jest czyszczenie OK od dewelopera.
W literaturze dotyczącej badań kapilarnych materiały defektoskopowe są oznaczane wskaźnikami: penetrant wskaźnikowy - "I", środek czyszczący - "M", wywoływacz - "P". Czasami po oznaczeniu literowym następują liczby w nawiasach lub w formie indeksu, wskazujące na specyfikę wykorzystania tego materiału.

§ 9.2. Podstawowe zjawiska fizyczne stosowane w defektoskopii kapilarnej
Napięcie powierzchniowe i zwilżanie. Bardzo ważna cecha ciecze wskaźnikowe to ich zdolność do zwilżania materiału produktu. Zwilżanie jest spowodowane wzajemnym przyciąganiem atomów i cząsteczek (zwanych dalej cząsteczkami) cieczy i ciała stałego.
Jak wiadomo, między cząsteczkami ośrodka działają siły wzajemnego przyciągania. Cząsteczki wewnątrz substancji doświadczają średnio takiego samego działania innych cząsteczek we wszystkich kierunkach. Cząsteczki znajdujące się na powierzchni podlegają nierównomiernemu przyciąganiu od strony wewnętrznych warstw substancji oraz od strony graniczącej z powierzchnią ośrodka.
Zachowanie układu cząsteczek jest określone przez warunek minimum energii swobodnej, tj. część energii potencjalnej, którą można przekształcić w pracę izotermiczną. Energia swobodna cząsteczek na powierzchni cieczy i ciała stałego jest większa niż energia wewnętrzna, gdy ciecz lub ciało stałe znajduje się w gazie lub próżni. W związku z tym dążą do uzyskania formy z minimum powierzchnia zewnętrzna. W ciele stałym zapobiega temu zjawisko sprężystości formy, podczas gdy ciecz w stanie nieważkości pod wpływem tego zjawiska przybiera kształt kuli. W ten sposób powierzchnie cieczy i ciała stałego mają tendencję do kurczenia się i powstaje ciśnienie powierzchniowe.
Wartość napięcia powierzchniowego zależy od pracy (w stała temperatura) wymagane do utworzenia jednostki, obszar styku dwóch faz w równowadze. Często określa się ją jako siłę napięcia powierzchniowego, obniżając pod nią następujące wartości. Na interfejsie media przydzielają dowolny obszar. Naprężenie jest uważane za wynik działania siły rozłożonej przyłożonej do obwodu tego obszaru. Kierunek sił jest styczny do powierzchni styku i prostopadły do ​​obwodu. Siła na jednostkę długości obwodu nazywana jest siłą napięcia powierzchniowego. Dwie równe definicje napięcia powierzchniowego odpowiadają dwóm jednostkom używanym do jego pomiaru: J/m2 = N/m.
Dla wody w powietrzu (dokładniej w powietrzu nasyconym parowaniem z powierzchni wody) o temperaturze 26°C przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym siła napięcia powierzchniowego σ = 7,275 ± 0,025) wynosi 10-2 N/m. Wartość ta maleje wraz ze wzrostem temperatury. W różnych mediach gazowych napięcie powierzchniowe cieczy praktycznie się nie zmienia.
Rozważ kroplę cieczy leżącą na powierzchni: ciało stałe (ryc. 9.2). Zaniedbujemy siłę grawitacji. Wyróżnijmy elementarny cylinder w punkcie A, w którym stykają się ciało stałe, ciecz i otaczający gaz. Na jednostkę długości tego cylindra działają trzy siły napięcia powierzchniowego: ciało stałe - gaz σtg, ciało stałe - ciecz σtzh i ciecz - gaz σlg = σ. Gdy kropla jest w spoczynku, wypadkowa rzutów tych sił na powierzchnię ciała stałego wynosi zero:
(9.1)
Kąt 9 nazywany jest kątem zwilżania. Jeśli σtg>σtzh, to jest ostre. Oznacza to, że ciecz zwilża ciało stałe (ryc. 9.2, a). Im mniejsze 9, tym silniejsze zwilżanie. W granicy σtg>σtzh + σ stosunek (σtg - σtzh)/st w (9.1) jest większy od jedności, która nie może być, ponieważ cosinus kąta jest zawsze mniejszy od jedności w wartości bezwzględnej. Przypadek graniczny θ = 0 będzie odpowiadał całkowitemu zwilżeniu, tj. rozprowadzanie cieczy na powierzchni ciała stałego do grubości warstwy molekularnej. Jeśli σtzh>σtg, to cos θ jest ujemny, dlatego kąt θ jest rozwarty (ryc. 9.2, b). Oznacza to, że ciecz nie zwilża ciała stałego.


Ryż. 9.2. Zwilżanie (a) i niezwilżanie (b) powierzchni cieczą

Napięcie powierzchniowe σ charakteryzuje właściwości samej cieczy, a σ cos θ to zwilżalność powierzchni danego ciała stałego przez tę ciecz. Składowa siły napięcia powierzchniowego σ cos θ, która „rozciąga” kroplę po powierzchni, nazywana jest czasem siłą zwilżania. Dla większości substancji dobrze zwilżających cos jest bliski jedności, na przykład dla granicy szkła z wodą wynosi 0,685, z naftą - 0,90, z alkoholem etylowym - 0,955.
Czystość powierzchni ma duży wpływ na zwilżanie. Na przykład warstwa oleju na powierzchni stali lub szkła gwałtownie pogarsza jej zwilżalność wodą, cos θ staje się ujemne. Najcieńsza warstwa oleju, czasem pozostająca na powierzchni OK i pęknięć, znacznie utrudnia stosowanie penetrantów na bazie wody.
Mikrorzeźba powierzchni OC powoduje zwiększenie powierzchni zwilżonej powierzchni. Aby oszacować kąt zwilżania θsh na szorstkiej powierzchni, użyj równania

gdzie θ jest kątem zwilżania dla gładkiej powierzchni; α to prawdziwy obszar chropowatej powierzchni, z uwzględnieniem nierówności jej rzeźby, a α0 to jej rzut na płaszczyznę.
Rozpuszczanie polega na rozmieszczeniu cząsteczek substancji rozpuszczonej wśród cząsteczek rozpuszczalnika. W metoda kapilarna Do kontroli rozpuszczanie stosuje się podczas przygotowywania obiektu do kontroli (do oczyszczenia wnęki z defektów). Rozpuszczenie się gazu (najczęściej powietrza) zgromadzonego na końcu ślepej kapilary (ubytku) w penetrancie znacznie zwiększa maksymalną głębokość wnikania penetranta w ubytek.
Do oceny wzajemnej rozpuszczalności dwóch cieczy stosuje się praktyczną regułę, zgodnie z którą „podobne rozpuszcza podobne”. Na przykład węglowodory dobrze rozpuszczają się w węglowodorach, alkohole w alkoholach itp. Wzajemna rozpuszczalność cieczy i ciał stałych w cieczy ma tendencję do zwiększania się wraz ze wzrostem temperatury. Rozpuszczalność gazów generalnie spada wraz ze wzrostem temperatury i poprawia się wraz ze wzrostem ciśnienia.
Sorpcja (z łac. sorbeo - absorbuję) to proces fizyczny i chemiczny, w wyniku czego następuje absorpcja przez dowolną substancję gazu, pary lub substancji rozpuszczonej ze środowiska. Rozróżnić adsorpcję - absorpcję substancji na granicy faz i absorpcję - absorpcję substancji przez całą objętość absorbera. Jeśli sorpcja zachodzi głównie w wyniku fizycznego oddziaływania substancji, nazywa się ją fizyczną.
W metodzie regulacji kapilarnej rozwój wykorzystuje głównie zjawisko fizycznej adsorpcji cieczy (penetrantu) na powierzchni ciała stałego (cząstek wywoływacza). To samo zjawisko powoduje osadzanie się na ubytku środków kontrastowych rozpuszczonych w płynnej bazie penetrantu.
Dyfuzja (z łac. diffusio - rozprzestrzenianie, rozprzestrzenianie) - ruch cząstek (cząsteczek, atomów) ośrodka, prowadzący do przeniesienia materii i wyrównania koncentracji cząstek inny rodzaj. W metodzie regulacji kapilarnej zjawisko dyfuzji obserwuje się, gdy penetrant oddziałuje z powietrzem sprężonym w ślepym zaułku kapilary. Tutaj proces ten jest nie do odróżnienia od rozpuszczania powietrza w penetrancie.
Ważna aplikacja dyfuzja w wykrywaniu defektów kapilarnych - manifestacja za pomocą wywoływaczy, takich jak szybkoschnące farby i lakiery. Cząsteczki penetrantu zamknięte w kapilarze stykają się z takim wywoływaczem (w pierwszej chwili - płynnym, a po stwardnieniu - stałym) osadzającym się na powierzchni OK i dyfundują przez cienką warstwę wywoływacza do jego przeciwnej strony powierzchnia. Tak więc wykorzystuje się tutaj dyfuzję cząsteczek cieczy, najpierw przez ciecz, a następnie przez ciało stałe.
Proces dyfuzji jest spowodowany ruchem termicznym cząsteczek (atomów) lub ich asocjacjami (dyfuzja molekularna). Szybkość przenikania przez granicę jest określona przez współczynnik dyfuzji, który jest stały dla danej pary substancji. Dyfuzja wzrasta wraz z temperaturą.
Dyspersja (od łac. dispergo - rozpraszam) - drobne rozdrobnienie ciała na środowisko. Dyspersja ciał stałych w cieczy odgrywa zasadniczą rolę w oczyszczaniu powierzchni z zanieczyszczeń.
Emulgowanie (od łac. emulsios – dojone) – tworzenie układu zdyspergowanego z ciekłą fazą rozproszoną, czyli tzw. płynna dyspersja. Przykładem emulsji jest mleko, które składa się z maleńkich kropel tłuszczu zawieszonych w wodzie. Emulgowanie odgrywa zasadniczą rolę w czyszczeniu, usuwaniu nadmiaru penetrantu, przygotowaniu penetrantów, wywoływaczach. Emulgatory służą do aktywowania emulgowania i utrzymywania emulsji w stanie stabilnym.
Surfaktanty (surfaktanty) - substancje, które mogą gromadzić się na powierzchni styku dwóch ciał (mediów, faz), obniżając ich energię swobodną. Środki powierzchniowo czynne są dodawane do środków do czyszczenia powierzchni OK, wstrzykiwane do penetrantów, środków czyszczących, ponieważ są emulgatorami.
Najważniejsze środki powierzchniowo czynne rozpuszczają się w wodzie. Ich cząsteczki mają części hydrofobowe i hydrofilowe, tj. zwilżone i niezwilżone wodą. Zilustrujmy działanie surfaktantów podczas zmywania filmu olejowego. Zwykle woda nie zwilża jej i nie usuwa. Cząsteczki środka powierzchniowo czynnego są adsorbowane na powierzchni folii, ich końce hydrofobowe są zorientowane w jej kierunku, a końce hydrofilowe są zorientowane w kierunku ośrodka wodnego. W rezultacie następuje gwałtowny wzrost zwilżalności, a film tłuszczowy zostaje zmyty.
Zawiesina (z łac. supspensio - zawieszam) to grubo-zdyspergowany układ z ciekłym ośrodkiem dyspersyjnym i stałą fazą rozproszoną, którego cząstki są wystarczająco duże i dość szybko wytrącają się lub unoszą. Zawiesiny są zwykle przygotowywane przez mechaniczne rozdrabnianie i mieszanie.
Luminescencja (od łac. lumen - światło) - blask niektórych substancji (fosfory), nadmiar promieniowania cieplnego, trwający 10-10 s lub dłużej. Wskazanie skończonego czasu trwania jest konieczne, aby odróżnić luminescencję od innych zjawisk optycznych, na przykład od rozpraszania światła.
W metodzie kontroli kapilarnej luminescencja jest wykorzystywana jako jedna z metod kontrastowych do wizualnego wykrywania penetrantów wskaźnikowych po rozwoju. Aby to zrobić, luminofor jest albo rozpuszczany w głównej substancji penetranta, albo sama substancja penetrantu jest luminoforem.
Jasność i kontrasty kolorów w KMC są rozpatrywane z punktu widzenia zdolności ludzkiego oka do utrwalenia luminescencyjnego blasku, koloru i ciemnych wskazań na jasnym tle. Wszystkie dane odnoszą się do oka przeciętnego człowieka, zdolność do rozróżniania stopnia jasności obiektu nazywana jest wrażliwością na kontrast. Jest to określone przez zmianę współczynnika odbicia, która jest widoczna dla oka. W metodzie sterowania kolorem wprowadza się pojęcie kontrastu jasności-koloru, które jednocześnie uwzględnia jasność i nasycenie śladu od wykrywanego wady.
Zdolność oka do rozróżniania małych obiektów o wystarczającym kontraście jest określona przez minimalny kąt wizja. Ustalono, że przedmiot w postaci paska (ciemny, kolorowy lub luminescencyjny) może być dostrzeżony okiem z odległości 200 mm, gdy jest minimalna szerokość więcej niż 5 mikronów. W warunkach pracy obiekty wyróżniają się o rząd wielkości większe - szerokość 0,05 ... 0,1 mm.

§ 9.3. Procesy wykrywania wad kapilarnych

Ryż. 9.3. Do pojęcia ciśnienia kapilarnego

Wypełnianie przelotowej makrokapilarnej. Przeanalizujmy dobrze znany eksperyment z kursu fizyki: rurka kapilarna o średnicy 2r jest pionowo zanurzona z jednego końca w zwilżającej cieczy (ryc. 9.3). Pod działaniem sił zwilżających ciecz w rurce unosi się na wysokość ja nad powierzchnią. Jest to zjawisko absorpcji kapilarnej. Siły zwilżające działają na jednostkę długości obwodu łąkotki. Ich łączna wartość Fк=σcosθ2πr. Siły tej przeciwdziała ciężar kolumny ρgπr2 ja, gdzie ρ to gęstość, a g to przyspieszenie ziemskie. W stanie równowagi σcosθ2πr = ρgπr2 ja. Stąd wysokość wznoszenia się cieczy w kapilarze ja= 2σ cos θ/(ρgr).
W tym przykładzie przyjęto, że siły zwilżania działają na linię kontaktu cieczy z ciałem stałym (kapilara). Można je również traktować jako siłę rozciągającą na powierzchni menisku wytworzoną przez ciecz w kapilarze. Ta powierzchnia jest jakby rozciągniętą folią, która ma tendencję do kurczenia się. Stąd wprowadzono pojęcie ciśnienia kapilarnego, które jest równe stosunkowi siły FK działającej na menisk do powierzchni Przekrój tuby:
(9.2)
Ciśnienie kapilarne wzrasta wraz ze wzrostem zwilżalności i zmniejszaniem promienia kapilary.
Bardziej ogólny wzór Laplace'a na ciśnienie wywołane napięciem powierzchni menisku ma postać pk=σ(1/R1+1/R2), gdzie R1 i R2 są promieniami krzywizny powierzchni menisku. Wzór 9.2 jest używany dla okrągłej kapilary R1=R2=r/cos θ. Dla szerokości szczeliny b ze ścianami płasko-równoległymi R1®¥, R2= b/(2cosθ). W rezultacie
(9.3)
Impregnacja ubytków penetrantem opiera się na zjawisku absorpcji kapilarnej. Oszacuj czas wymagany do impregnacji. Rozważmy poziomą rurkę kapilarną, której jeden koniec jest otwarty, a drugi jest umieszczony w płynie zwilżającym. Pod wpływem ciśnienia kapilarnego menisk cieczy przesuwa się w kierunku otwartego końca. Przebyty dystans ja wiąże się z czasem przybliżoną zależnością.
(9.4)

gdzie μ jest współczynnikiem dynamicznej lepkości ścinania. Ze wzoru wynika, że ​​czas potrzebny na przejście penetranta przez szczelinę jest związany z grubością ściany ja, w którym pojawiło się pęknięcie o kwadratowej zależności: im mniejsza tym mniejsza lepkość i większa zwilżalność. Zależność krzywej orientacji 1 ja od t pokazano na ryc. 9.4. Powinien mieć; pamiętaj o tym podczas napełniania prawdziwym penetrantem; pęknięcia, zauważone prawidłowości są zachowane tylko wtedy, gdy penetrant dotyka jednocześnie całego obwodu pęknięcia i jego równomiernej szerokości. Niespełnienie tych warunków powoduje naruszenie relacji (9.4), jednak efekt odnotowanego właściwości fizyczne penetrant jest utrzymywany na czas impregnacji.

Ryż. 9.4. Kinetyka wypełnienia kapilarnego penetrantem:
poprzez (1) ślepy zaułek z (2) i bez (3) zjawiska impregnacji dyfuzyjnej

Wypełnienie ślepego zaułka kapilary różni się tym, że gaz (powietrze) sprężony w pobliżu ślepego zaułka ogranicza głębokość penetracji (krzywa 3 na rys. 9.4). Oblicz maksymalną głębokość wypełnienia ja 1 na podstawie równości ciśnień na penetrant na zewnątrz i wewnątrz kapilary. Ciśnienie zewnętrzne to suma ciśnienia atmosferycznego R i kapilarny R j. Ciśnienie wewnętrzne w kapilarze R c jest określone z prawa Boyle-Mariotte. Dla kapilary o stałym przekroju: p a ja 0S= p w( ja 0-ja 1)S; R w = R a ja 0/(ja 0-ja 1), gdzie ja 0 to całkowita głębokość kapilary. Z równości nacisków znajdujemy
Wartość R do<<R a zatem głębokość wypełnienia obliczona tym wzorem nie przekracza 10% całkowitej głębokości kapilary (zadanie 9.1).
Rozważenie wypełnienia ślepej szczeliny ścianami nierównoległymi (dobrze symulującymi rzeczywiste pęknięcia) lub stożkową kapilarą (symulującą pory) jest trudniejsze niż kapilar o stałym przekroju. Zmniejszenie przekroju w miarę wypełniania powoduje wzrost ciśnienia kapilarnego, ale objętość wypełniona sprężonym powietrzem zmniejsza się jeszcze szybciej, więc głębokość wypełnienia takiej kapilary (przy tej samej wielkości ujścia) jest mniejsza niż kapilary stały przekrój (zadanie 9.1).
W rzeczywistości graniczna głębokość wypełnienia ślepej kapilary jest z reguły większa niż wartość obliczona. Wynika to z faktu, że powietrze sprężone pod koniec kapilary częściowo rozpuszcza się w penetrantu i dyfunduje do niego (wypełnienie dyfuzyjne). W przypadku długich defektów ślepych, czasami sytuacja korzystna dla napełniania ma miejsce, gdy napełnianie rozpoczyna się na jednym końcu wzdłuż długości ubytku, a przemieszczone powietrze wychodzi z drugiego końca.
Kinetykę ruchu cieczy zwilżającej w ślepej kapilarze określa wzór (9.4) dopiero na początku procesu napełniania. Później, gdy się zbliżasz ja do ja 1, tempo procesu napełniania zwalnia, asymptotycznie zbliżając się do zera (krzywa 2 na ryc. 9.4).
Według szacunków czas napełniania cylindrycznej kapilary o promieniu około 10-3 mm i głębokości ja 0 = 20 mm do poziomu ja = 0,9ja 1 nie więcej niż 1 s. Jest to znacznie mniej niż czas ekspozycji w penetrancie zalecany w praktyce kontrolnej (§ 9.4), który wynosi kilkadziesiąt minut. Różnicę tłumaczy fakt, że po procesie dość szybkiego wypełniania naczyń włosowatych rozpoczyna się znacznie wolniejszy proces wypełniania dyfuzyjnego. Dla kapilary o stałym przekroju kinetyka wypełnienia dyfuzyjnego jest zgodna z prawami typu (9.4): ja p= K Nie, gdzie ja p jest głębokością wypełnienia dyfuzyjnego, ale współczynnik W celu tysiące razy mniej niż w przypadku napełniania kapilarnego (patrz krzywa 2 na Rys. 9.4). Rośnie proporcjonalnie do wzrostu ciśnienia na końcu kapilary pk/(pk + pa). Stąd potrzeba długiego czasu impregnacji.
Usuwanie nadmiaru penetrantu z powierzchni OK zwykle wykonuje się za pomocą płynu czyszczącego. Ważne jest, aby wybrać środek, który dobrze usunie penetrant z powierzchni, w minimalnym stopniu wypłukując go z ubytku.
proces manifestacji. W wykrywaniu defektów kapilarnych stosuje się wywoływacze dyfuzyjne lub adsorpcyjne. Pierwsze to szybkoschnące białe farby lub lakiery, drugie to proszki lub zawiesiny.
Proces rozwoju dyfuzji polega na tym, że płynny wywoływacz styka się z penetrantem w ujściu ubytku i wchłania go. Penetrant dyfunduje najpierw do wywoływacza - jak w warstwie płynnej, a po wyschnięciu farby - jak w stałym korpusie kapilarno-porowatym. Jednocześnie zachodzi proces rozpuszczania penetranta w wywoływaczu, który w tym przypadku jest nie do odróżnienia od dyfuzji. W procesie impregnacji penetrantem zmieniają się właściwości wywoływacza: staje się gęstszy. Jeżeli wywoływacz stosowany jest w postaci zawiesiny, to w pierwszym etapie rozwoju następuje dyfuzja i rozpuszczanie penetrantu w fazie ciekłej zawiesiny. Po wyschnięciu zawiesiny działa opisany wcześniej mechanizm wywoływania.

§ 9.4. Technologia i sterowanie
Schemat ogólnej technologii regulacji kapilarnej pokazano na ryc. 9.5. Przyjrzyjmy się jego głównym krokom.

Ryż. 9.5. Schemat technologiczny kontroli kapilarnej

Czynności przygotowawcze mają na celu sprowadzenie ubytków ubytków na powierzchnię produktu, wyeliminowanie możliwości tła i fałszywych wskazań oraz oczyszczenie ubytków ubytków. Sposób przygotowania zależy od stanu podłoża i wymaganej klasy wrażliwości.
Czyszczenie mechaniczne przeprowadza się, gdy powierzchnia Produktu pokryta jest kamieniem lub krzemianem. Na przykład, powierzchnia niektórych spoin jest pokryta warstwą twardego topnika krzemianowego „kora ​​brzozowa”. Takie powłoki zakrywają ujścia defektów. Powłoki galwaniczne, folie, lakiery nie są usuwane, jeśli pękną wraz z metalem podstawowym produktu. Jeżeli takie powłoki są nakładane na części, które mogą już mieć wady, wówczas kontrolę przeprowadza się przed nałożeniem powłoki. Czyszczenie odbywa się poprzez cięcie, szlifowanie ścierne, obróbkę szczotkami metalowymi. Metody te usuwają część materiału z powierzchni OK. Nie potrafią czyścić ślepych otworów, gwintów. Podczas szlifowania miękkich materiałów wady mogą być pokryte cienką warstwą odkształconego materiału.
Czyszczenie mechaniczne nazywa się przedmuchiwaniem śrutem, piaskiem, odłamkami kamieni. Po oczyszczeniu mechanicznym jego produkty są usuwane z powierzchni. Myciu detergentami i roztworami podlegają wszystkie przedmioty wchodzące do kontroli, w tym te, które zostały poddane czyszczeniu mechanicznemu i czyszczeniu.
Faktem jest, że czyszczenie mechaniczne nie oczyszcza ubytków z defektów, a czasami jego produkty (pasta szlifierska, pył ścierny) mogą przyczynić się do ich zamknięcia. Czyszczenie przeprowadza się wodą z dodatkami powierzchniowo czynnymi i rozpuszczalnikami, którymi są alkohole, aceton, benzyna, benzen itp. Służą do usuwania tłuszczu konserwującego, niektórych powłok lakierniczych: W razie potrzeby obróbkę rozpuszczalnikiem przeprowadza się kilkakrotnie.
W celu pełniejszego oczyszczenia powierzchni OC i ubytku ubytków stosuje się metody intensyfikacji czyszczenia: ekspozycja na opary rozpuszczalników organicznych, trawienie chemiczne (pomaga usunąć produkty korozji z powierzchni), elektroliza, nagrzewanie OC, narażenie na wibracje ultradźwiękowe o niskiej częstotliwości.
Po oczyszczeniu powierzchnia jest dobrze wysuszona. Usuwa to pozostałości płynów myjących i rozpuszczalników z ubytków. Suszenie intensyfikuje się poprzez podwyższenie temperatury, nadmuch np. strumieniem powietrza termicznego z suszarki do włosów.
Impregnacja penetrująca. Istnieje szereg wymagań dotyczących penetrantów. Najważniejsza jest dobra zwilżalność powierzchni OK. W tym celu penetrant musi mieć wystarczająco wysokie napięcie powierzchniowe i kąt zwilżania bliski zeru podczas rozprowadzania na powierzchni OC. Jak wskazano w § 9 ust. 3, najczęściej jako bazę dla penetrantów stosuje się substancje takie jak nafta, oleje płynne, alkohole, benzen, terpentyna, które mają napięcie powierzchniowe (2,5...3,5) 10-2 N/m . Rzadziej stosuje się penetranty na bazie wody z dodatkami powierzchniowo czynnymi. Dla wszystkich tych substancji cos θ jest nie mniejszy niż 0,9.
Drugim wymogiem dla penetrantów jest niska lepkość. Konieczne jest skrócenie czasu impregnacji. Trzecim ważnym wymaganiem jest możliwość i wygoda wykrywania wskazań. Natomiast penetrant KMC dzieli się na achromatyczny (jasność), kolorowy, luminescencyjny i luminescencyjny. Ponadto istnieją połączone CMC, w których wskazania są wykrywane nie wizualnie, ale za pomocą różnych efektów fizycznych. Według rodzajów penetrantów, a dokładniej według metod ich wskazania, KMC jest klasyfikowany. Istnieje również górny próg czułości, który określa się tym, że z szerokich, ale płytkich defektów penetrant jest wypłukiwany, gdy z powierzchni usuwany jest nadmiar penetrantu.
Próg czułości wybranej metody CMC zależy od warunków kontroli i materiałów defektoskopowych. Ustalono pięć klas wrażliwości (według dolnego progu) w zależności od wielkości defektów (tab. 9.1).
Aby osiągnąć wysoką czułość (niski próg czułości), konieczne jest zastosowanie dobrze zwilżających penetrantów o wysokim kontraście, wywoływaczy farb (zamiast zawiesin lub proszków), zwiększenie napromieniowania UV lub oświetlenia obiektu. Optymalna kombinacja tych czynników umożliwia wykrywanie defektów z otworem dziesiątych części mikrona.
W tabeli. 9.2 zawiera zalecenia dotyczące wyboru metody i warunków kontroli, które zapewniają wymaganą klasę wrażliwości. Oświetlenie jest podane łącznie: pierwsza liczba odpowiada żarówkom, a druga - świetlówkom. Pozycje 2,3,4,6 opierają się na wykorzystaniu dostępnych na rynku zestawów materiałów defektoskopowych.

Tabela 9.1 - Klasy czułości

Nie należy niepotrzebnie dążyć do uzyskania wyższych klas czułości: wymaga to droższych materiałów, lepszego przygotowania powierzchni produktu oraz wydłuża czas kontroli. Na przykład zastosowanie metody luminescencyjnej wymaga zaciemnienia pomieszczenia, promieniowania ultrafioletowego, które ma szkodliwy wpływ na personel. W związku z tym stosowanie tej metody jest wskazane tylko wtedy, gdy wymagana jest wysoka czułość i wydajność. W innych przypadkach należy zastosować kolor lub prostszą i tańszą metodę świecenia. Najbardziej wydajna jest metoda filtrowanej zawiesiny. W nim znika działanie manifestacji. Jednak ta metoda jest gorsza od innych pod względem wrażliwości.
Ze względu na złożoność ich realizacji, metody łączone są stosowane dość rzadko, tylko w przypadku konieczności rozwiązania konkretnych problemów, np. uzyskanie bardzo wysokiej czułości, automatyzacja wyszukiwania defektów, badanie materiałów niemetalicznych.
Sprawdzanie progu czułości metody KMK zgodnie z GOST 23349 - 78 odbywa się przy użyciu specjalnie dobranej lub przygotowanej rzeczywistej próbki OK z wadami. Stosowane są również próbki z zapoczątkowanymi pęknięciami. Technologia wytwarzania takich próbek sprowadza się do powodowania pojawienia się pęknięć powierzchniowych o określonej głębokości.
Według jednej z metod próbki wykonuje się z blachy stalowej stopowej w postaci płyt o grubości 3...4 mm. Płyty są prostowane, szlifowane, azotowane z jednej strony na głębokość 0,3...0,4 mm, a ta powierzchnia jest ponownie szlifowana na głębokość około 0,05...0,1 mm. Parametr chropowatości powierzchni Ra £ 0,4 µm. W wyniku azotowania warstwa powierzchniowa staje się krucha.
Próbki odkształcane są przez rozciąganie lub zginanie (poprzez dociśnięcie kuli lub cylindra od strony przeciwnej do azotowanej). Siła odkształcenia jest stopniowo zwiększana, aż do pojawienia się charakterystycznego chrupania. W efekcie w próbce pojawia się kilka pęknięć, penetrujących na całą głębokość warstwy azotowanej.

Tabela: 9,2
Warunki uzyskania wymaganej czułości

Wytworzone w ten sposób próbki są certyfikowane. Za pomocą mikroskopu pomiarowego określić szerokość i długość poszczególnych pęknięć i wprowadzić je do formularza próbki. Do formularza dołączona jest fotografia próbki ze wskazaniem wad. Próbki są przechowywane w skrzynkach, aby chronić je przed zanieczyszczeniem. Próbka nadaje się do użycia nie więcej niż 15...20 razy, po czym pęknięcia są częściowo zatkane suchymi pozostałościami penetrantu. Dlatego laboratorium zwykle dysponuje próbkami roboczymi do codziennego użytku i próbkami kontrolnymi do spraw arbitrażowych. Próbki służą do badania materiałów defektoskopowych pod kątem skuteczności wspólnego użytkowania, określenia właściwej technologii (czas impregnacji, opracowania), certyfikacji defektoskopów oraz określenia dolnego progu czułości CMC.

§ 9.6. Obiekty kontroli
Metoda kapilarna kontroluje wyroby wykonane z metali (głównie nieferromagnetycznych), materiałów niemetalicznych oraz wyroby kompozytowe o dowolnej konfiguracji. Produkty wykonane z materiałów ferromagnetycznych są zwykle kontrolowane metodą cząstek magnetycznych, która jest bardziej czuła, chociaż metoda kapilarna jest również czasami stosowana do kontroli materiałów ferromagnetycznych, jeśli występują trudności z namagnesowaniem materiału lub złożona konfiguracja powierzchni produktu tworzy duże gradienty pola magnetycznego, które utrudniają wykrycie defektów. Kontrola metodą kapilarną odbywa się przed ultradźwiękową lub magnetyczną kontrolą cząstek, w przeciwnym razie (w tym drugim przypadku) konieczne jest rozmagnesowanie OK.
Metoda kapilarna wykrywa jedynie defekty pojawiające się na powierzchni, których wnęka nie jest wypełniona tlenkami lub innymi substancjami. Aby penetrant nie został wypłukany z ubytku, jego głębokość musi być znacznie większa niż szerokość otworu. Takie wady to pęknięcia, brak penetracji spoin, głębokie pory.
Zdecydowaną większość defektów wykrytych podczas inspekcji kapilarnej można wykryć podczas zwykłej inspekcji wizualnej, zwłaszcza jeśli produkt jest wstępnie wytrawiony (defekty stają się czarne) i używane są narzędzia powiększające. Zaletą metod kapilarnych jest jednak to, że przy ich zastosowaniu kąt widzenia wady wzrasta 10–20 razy (ze względu na to, że szerokość wskazań jest większa niż w przypadku wad), a kontrast jasności wzrasta o 30-50%. Dzięki temu nie ma potrzeby dokładnej inspekcji powierzchni, a czas inspekcji jest znacznie skrócony.
Metody kapilarne znajdują szerokie zastosowanie w energetyce, lotnictwie, technice rakietowej, przemyśle stoczniowym i chemicznym. Kontrolują metale nieszlachetne oraz połączenia spawane ze stali austenitycznych (nierdzewnych), tytanu, aluminium, magnezu i innych metali nieżelaznych. Czułość klasy 1 służy do kontroli łopatek silników turboodrzutowych, powierzchni uszczelniających zaworów i ich gniazd, metalowych uszczelek kołnierzy itp. Klasa 2 służy do sprawdzania korpusów reaktorów i powierzchni antykorozyjnych, metali nieszlachetnych i połączeń spawanych rurociągów, łożysk Części. Zgodnie z klasą 3 sprawdzane są mocowania wielu obiektów, zgodnie z klasą 4 - odlewy grubościenne. Przykłady wyrobów ferromagnetycznych sterowanych metodami kapilarnymi: koszyki łożyskowe, połączenia gwintowe.


Ryż. 9.10. Wady łopatek:
a - pęknięcie zmęczeniowe ujawnione metodą luminescencyjną,
b - zakov, zidentyfikowany metodą koloru
Na ryc. 9.10 pokazuje wykrywanie pęknięć i kajdan na łopatach turbiny lotniczej metodami luminescencyjnymi i barwnymi. Wizualnie takie pęknięcia obserwuje się przy 10-krotnym powiększeniu.
Bardzo pożądane jest, aby badany przedmiot miał gładką, na przykład obrabianą, powierzchnię. Powierzchnie po tłoczeniu na zimno, walcowaniu, spawaniu łukiem argonowym nadają się do badań w klasach 1 i 2. Czasami przeprowadza się obróbkę mechaniczną w celu wyrównania powierzchni, na przykład powierzchnie niektórych złączy spawanych lub spawanych są traktowane tarczą ścierną w celu usunięcia zamarzniętego spawu: topnika, żużla między ściegami spoiny.
Całkowity czas potrzebny do zbadania stosunkowo małego obiektu, takiego jak łopatka turbiny, wynosi 0,5...1,4 h, w zależności od użytych materiałów defektoskopowych i wymagań dotyczących czułości. Czas spędzony w minutach rozkłada się następująco: przygotowanie do oględzin 5...20, impregnacja 10...30, usunięcie nadmiaru penetrantu 3...5, wywoływanie 5...25, oględziny 2...5, sprzątanie końcowe 0...5. Zwykle ekspozycja podczas impregnacji lub wywoływania jednego produktu jest połączona z kontrolą innego produktu, w wyniku czego średni czas kontroli produktu skraca się o 5–10 razy. W zadaniu 9.2 podano przykład obliczania czasu monitorowania obiektu o dużej powierzchni kontrolowanej powierzchni.
Automatyczne sterowanie służy do sprawdzania małych części, takich jak łopatki turbin, elementy złączne, elementy łożysk kulkowych i wałeczkowych. Instalacje stanowią zespół wanien i komór do sekwencyjnego przetwarzania OK (ryc. 9.11). W takich instalacjach szeroko stosowane są środki intensyfikacji operacji kontrolnych: ultradźwięki, wzrost temperatury, próżnia itp. .

Ryż. 9.11. Schemat automatycznej instalacji do kontroli części metodami kapilarnymi:
1 - przenośnik, 2 - podnośnik pneumatyczny, 3 - chwytak automatyczny, 4 - pojemnik z częściami, 5 - wózek, 6 ... 14 - wanny, komory i piece do obróbki części, 15 - stół rolkowy, 16 - miejsce do kontroli części podczas naświetlania UV, 17 - miejsce do oględzin w świetle widzialnym

Przenośnik podaje detale do ultradźwiękowej kąpieli myjącej, a następnie do kąpieli w celu spłukania bieżącą wodą. Wilgoć usuwana jest z powierzchni detali w temperaturze 250...300°C. Gorące części są chłodzone sprężonym powietrzem. Impregnacja penetrująca odbywa się pod działaniem ultradźwięków lub w próżni. Usuwanie nadmiaru penetrantu odbywa się kolejno w kąpieli z płynem myjącym, następnie w komorze z kabiną prysznicową. Wilgoć usuwa się sprężonym powietrzem. Wywoływacz nakłada się poprzez natrysk farby w powietrzu (w postaci mgły). Detale sprawdzane są na stanowiskach pracy, w których zapewnione jest promieniowanie UV i sztuczne oświetlenie. Odpowiedzialna operacja inspekcji jest trudna do zautomatyzowania (patrz §9.7).
§ 9.7. Perspektywy rozwoju
Ważnym kierunkiem rozwoju KMK jest jego automatyzacja. Omówione wcześniej narzędzia automatyzują kontrolę tego samego rodzaju małych produktów. Automatyzacja; sterowanie produktami różnego rodzaju, w tym wielkogabarytowymi, jest możliwe z wykorzystaniem adaptacyjnych manipulatorów robotycznych, tj. posiadanie umiejętności adaptacji do zmieniających się warunków. Takie roboty są z powodzeniem wykorzystywane w operacjach lakierniczych, które pod wieloma względami przypominają operacje CMC.
Najtrudniejszą rzeczą do zautomatyzowania jest kontrola powierzchni produktów i decyzja o obecności wad. Obecnie w celu poprawy warunków wykonywania tej operacji stosuje się oświetlacze dużej mocy oraz promienniki UV. Aby zmniejszyć wpływ na kontroler promieniowania UV, stosuje się światłowody i systemy telewizyjne. Nie rozwiązuje to jednak problemu pełnej automatyzacji z wyeliminowaniem wpływu subiektywnych właściwości regulatora na wyniki sterowania.
Tworzenie automatycznych systemów oceny wyników sterowania wymaga opracowania odpowiednich algorytmów dla komputerów. Prace prowadzone są w kilku kierunkach: określenie konfiguracji wskazań (długość, szerokość, powierzchnia) odpowiadających niedopuszczalnym wadom oraz porównanie korelacji obrazów kontrolowanego obszaru obiektów przed i po obróbce materiałami defektoskopowymi. Oprócz zaznaczonego obszaru komputery w KMC służą do zbierania i analizy danych statystycznych wraz z wydawaniem zaleceń dotyczących dostosowania procesu technologicznego, optymalnego doboru materiałów defektoskopowych i technologii sterowania.
Ważnym obszarem badań jest poszukiwanie nowych materiałów defektoskopowych i technologii ich zastosowania, w celu zwiększenia czułości i produktywności badań. Zaproponowano zastosowanie cieczy ferromagnetycznych jako penetrantów. W nich w płynnej bazie (np. nafcie) zawieszone są cząstki ferromagnetyczne o bardzo małych rozmiarach (2...10 mikronów), stabilizowane środkami powierzchniowo czynnymi, w wyniku czego ciecz zachowuje się jak układ jednofazowy . Wnikanie takiej cieczy w defekty jest potęgowane przez pole magnetyczne, a detekcję wskazań umożliwiają czujniki magnetyczne, co ułatwia automatyzację sterowania.
Bardzo obiecującym kierunkiem poprawy kontroli kapilarnej jest zastosowanie elektronowego rezonansu paramagnetycznego. Stosunkowo niedawno otrzymano substancje typu trwałych rodników nitroksylowych. Zawierają słabo związane elektrony, które mogą rezonować w polu elektromagnetycznym o częstotliwości od kilkudziesięciu gigaherców do megaherców, a linie widmowe są wyznaczane z dużą dokładnością. Rodniki nitroksylowe są stabilne, mało toksyczne i mogą rozpuszczać się w większości substancji ciekłych. Umożliwia to wprowadzenie ich do płynnych penetrantów. Wskazanie opiera się na rejestracji widma absorpcyjnego w wzbudzającym polu elektromagnetycznym radiospektroskopu. Czułość tych przyrządów jest bardzo wysoka, umożliwiają wykrycie nagromadzenia 1012 cząstek paramagnetycznych i więcej. W ten sposób rozwiązany został problem obiektywnych i bardzo czułych sposobów wskazania do wykrywania wad kapilarnych.

Zadania
9.1. Oblicz i porównaj maksymalną głębokość wypełnienia penetrującego kapilary szczelinowej ze ścianami równoległymi i nierównoległymi. Głębokość kapilarna ja 0=10 mm, szerokość ujścia b=10 µm, penetrant na bazie nafty o σ=3×10-2N/m, cosθ=0,9. Akceptuj ciśnienie atmosferyczne R a-1,013×105 Pa. Wypełnienie dyfuzyjne jest ignorowane.
Decyzja. Głębokość wypełnienia kapilary o ścianach równoległych obliczamy ze wzorów (9.3) i (9.5):

Rozwiązanie ma za zadanie wykazać, że ciśnienie kapilarne wynosi około 5% atmosferyczne, a głębokość napełniania wynosi około 5% całkowitej głębokości kapilarnej.
Wyprowadźmy wzór na wypełnienie szczeliny powierzchniami nierównoległymi, który ma kształt trójkąta w przekroju. Z prawa Boyle'a-Mariotte'a znajdujemy ciśnienie powietrza sprężonego na końcu kapilary R w:

gdzie b1 jest odległością między ścianami na głębokości 9,2. Z zestawu należy obliczyć wymaganą liczbę materiałów defektoskopowych zgodnie z pozycją 5 tabeli. 9.2 i czas wykonania powłoki antykorozyjnej CMC na wewnętrznej powierzchni reaktora. Reaktor składa się z części cylindrycznej o średnicy D=4m, wysokości H=12m z półkulistym dnem (przyspawanym do części cylindrycznej i tworzącym korpus) i pokrywy oraz czterech dysz o średnicy d=400 mm, długość h=500 mm. Przyjmuje się, że czas nałożenia dowolnego materiału defektoskopowego na powierzchnię wynosi τ=2 min/m2.

Decyzja. Oblicz obszar kontrolowanego obiektu według elementów:
cylindryczny S1=πD2Н=π42×12=603,2 m2;
część
spód i pokrywa S2=S3=0,5πD2=0,5π42=25,1 m2;
dysze (każda) S4=πd2h=π×0,42×0,5=0,25 m2;
powierzchnia całkowita S=S1+S2+S3+4S4=603,2+25,1+25,1+4×0,25=654,4 m2.

Biorąc pod uwagę, że kontrolowana powierzchnia napawania jest nierówna, położona głównie w pionie, akceptujemy zużycie penetrantu q=0,5 l/m2.
Stąd wymagana ilość penetrantu:
Qp = S q\u003d 654,4 × 0,5 \u003d 327,2 litra.
Biorąc pod uwagę ewentualne ubytki, ponowne oględziny itp. przyjmujemy, że wymagana ilość penetrantu to 350 litrów.
Wymagana ilość wywoływacza w postaci zawiesiny to 300 g na 1 litr penetrantu, stąd Qpr=0,3×350=105 kg. Środek czyszczący jest wymagany 2...3 razy więcej niż penetrant. Przyjmujemy średnią wartość - 2,5 razy. Tak więc Qoch \u003d 2,5 × 350 \u003d 875 litrów. Płyn (np. aceton) do czyszczenia wstępnego wymaga około 2 razy więcej niż Qoch.
Czas sterowania obliczany jest z uwzględnieniem faktu, że każdy element reaktora (obudowa, pokrywa, odgałęzienia) jest sterowany oddzielnie. Ekspozycja, tj. czas kontaktu obiektu z każdym materiałem defektoskopowym jest przyjmowany jako średnia z norm podanych w § 9.6. Największe narażenie na penetrant - średnio t n=20 min. Narażenie lub czas spędzony w kontakcie z innymi materiałami do wykrywania wad jest mniejszy niż z penetrantem i można go zwiększyć bez uszczerbku dla skuteczności kontroli.
Na tej podstawie akceptujemy następującą organizację procesu kontroli (nie jest to jedyna możliwa). Korpus i pokrywa, gdzie kontrolowane są duże powierzchnie, podzielone są na sekcje, dla których czas nałożenia dowolnego materiału defektoskopowego jest równy t uch = t n = 20 min. Wtedy czas aplikacji dowolnego materiału defektoskopowego będzie nie krótszy niż ekspozycja dla niego. To samo dotyczy czasu wykonania operacji technologicznych niezwiązanych z materiałami defektoskopowymi (suszenie, inspekcja itp.).
Powierzchnia takiej działki Sch = tch/τ = 20/2 = 10 m2. Czas kontroli elementu o dużej powierzchni jest równy liczbie takich obszarów, zaokrąglonej w górę, pomnożonej przez t uch = 20 min.
Dzielimy obszar ciała na (S1 + S2) / Takie \u003d (603,2 + 25,1) / 10 \u003d 62,8 \u003d 63 sekcje. Czas potrzebny do ich kontroli to 20×63 = 1260 min = 21 godz.
Dzielimy obszar pokrycia na S3 / Takie \u003d 25, l / 10 \u003d 2,51 \u003d 3 sekcje. Czas kontroli 3×20=60 min = 1 godzina.
Jednocześnie sterujemy dyszami, tzn. wykonując dowolną operację technologiczną na jednej, przechodzimy na drugą, po czym wykonujemy również kolejną operację itp. Ich łączna powierzchnia 4S4=1 m2 jest znacznie mniejsza niż powierzchnia jednego obszaru kontrolowanego. Czas kontroli jest określany głównie przez sumę średnich czasów ekspozycji dla poszczególnych operacji, jak dla małego produktu w § 9 ust. 6, plus stosunkowo krótki czas na nałożenie materiałów defektoskopowych i kontrolę. W sumie będzie to w przybliżeniu równa 1 godzinie.
Całkowity czas kontroli to 21+1+1=23 h. Zakładamy, że kontrola będzie wymagała trzech 8-godzinnych zmian.

NIEZAWODNA KONTROLA. Książka. I. Pytania ogólne. Kontrola penetracyjna. Gurwicz, Ermołow, Sazhin.

Możesz pobrać dokument

kontrola kapilarna. Wykrywanie wad kolorystycznych. Metoda kapilarna badań nieniszczących.

_____________________________________________________________________________________

Wykrywanie wad kapilarnych- metoda wykrywania wad polegająca na wnikaniu niektórych środków kontrastowych w powierzchnię wadliwych warstw kontrolowanego produktu pod działaniem ciśnienia kapilarnego (atmosferycznego), w wyniku późniejszej obróbki z wywoływaczem, kontrast światła i koloru wadliwego powierzchnia zwiększa się w stosunku do nieuszkodzonej, z określeniem ilościowego i jakościowego składu uszkodzeń (do tysięcznych części milimetra).

Istnieją luminescencyjne (fluorescencyjne) i kolorowe metody wykrywania wad kapilarnych.

Zasadniczo, zgodnie z wymaganiami technicznymi lub warunkami, konieczne jest wykrycie bardzo małych defektów (do setnych części milimetra) i po prostu niemożliwe jest ich zidentyfikowanie gołym okiem normalnym oględzinami. Zastosowanie przenośnych przyrządów optycznych, takich jak lupa powiększająca czy mikroskop, nie pozwala na wykrycie uszkodzeń powierzchniowych spowodowanych niedostateczną widocznością wady na tle metalowym oraz brakiem pola widzenia przy wielokrotnych powiększeniach.

W takich przypadkach stosuje się metodę kontroli kapilarnej.

Podczas badania kapilarnego substancje wskaźnikowe wnikają we wgłębienia powierzchni oraz poprzez defekty w materiale badanych obiektów, w wyniku czego powstałe linie lub punkty wskaźnikowe są rejestrowane wizualnie lub za pomocą przetwornika.

Kontrola metodą kapilarną odbywa się zgodnie z GOST 18442-80 „Kontrola nieniszcząca. metody kapilarne. Ogólne wymagania."

Podstawowym warunkiem wykrycia wad takich jak nieciągłość materiału metodą kapilarną jest obecność ubytków wolnych od zanieczyszczeń i innych substancji technicznych, które mają swobodny dostęp do powierzchni obiektu i kilkukrotnie większą głębokość niż szerokość ich otwarcia przy wyjściu. Środek czyszczący służy do czyszczenia powierzchni przed nałożeniem penetrantu.

Cel inspekcji kapilarnej (defektoskopia kapilarna)

Defektoskopia kapilarna (kontrola kapilarna) przeznaczona jest do wykrywania i kontroli powierzchni oraz przez defekty niewidoczne lub słabo widoczne gołym okiem (pęknięcia, pory, brak penetracji, korozja międzykrystaliczna, muszle, przetoki itp.) w kontrolowanych produktach, określając ich konsolidacja, głębokość i orientacja na powierzchni.

Zastosowanie kapilarnej metody badań nieniszczących

Kapilarna metoda kontroli znajduje zastosowanie w kontroli obiektów o dowolnych wymiarach i kształtach, wykonanych z żeliwa, metali żelaznych i nieżelaznych, tworzyw sztucznych, stali stopowych, powłok metalowych, szkła i ceramiki w energetyce, technice rakietowej, lotnictwie, metalurgia, przemysł stoczniowy, chemiczny, w budowie reaktorów jądrowych, w budowie maszyn, motoryzacji, elektrotechnice, odlewnictwie, medycynie, tłoczeniu, oprzyrządowaniu, medycynie i innych gałęziach przemysłu. W niektórych przypadkach ta metoda jest jedyną metodą określania przydatności technicznej części lub instalacji i ich dopuszczenia do pracy.

Defektoskopia kapilarna jest również stosowana jako nieniszcząca metoda badań obiektów wykonanych z materiałów ferromagnetycznych, jeżeli ich właściwości magnetyczne, kształt, rodzaj i lokalizacja uszkodzenia nie pozwalają na osiągnięcie czułości wymaganej przez GOST 21105-87 metodą magnetyczno-proszkową lub metoda badania magnetyczno-proszkowego nie może być stosowana zgodnie z technicznymi warunkami eksploatacji obiektu.

Systemy kapilarne są również szeroko stosowane do kontroli szczelności, w połączeniu z innymi metodami, podczas monitorowania krytycznych obiektów i obiektów w eksploatacji. Głównymi zaletami metod defektoskopii kapilarnej są: prostota obsługi podczas badania, łatwość obsługi urządzeń, szeroka gama badanych materiałów, w tym metali niemagnetycznych.

Zaletą defektoskopii kapilarnej jest to, że za pomocą prostej metody sterowania można nie tylko wykryć i zidentyfikować defekty powierzchniowe i poprzez defekty, ale także uzyskać pełną informację o charakterze uszkodzenia, a nawet niektórych przyczynach ich powstawania (stężenie napięć zasilających, nieprzestrzeganie przepisów technicznych podczas produkcji itp.).

Jako płyny rozwijające stosuje się luminofory organiczne - substancje, które mają jasne promieniowanie wewnętrzne pod działaniem promieni ultrafioletowych, a także różne barwniki i pigmenty. Wady powierzchniowe są wykrywane za pomocą środków, które pozwalają na usunięcie penetrantu z wnęki ubytku i wykrycie na powierzchni kontrolowanego produktu.

Urządzenia i sprzęt stosowany w kontroli kapilarnej:

Zestawy do wykrywania wad kapilarnych Sherwin, Magnaflux, Helling (środki czyszczące, wywoływacze, penetranty)
. Pistolety natryskowe
. Pneumohydrogun
. Źródła światła ultrafioletowego (lampy ultrafioletowe, iluminatory).
. Panele testowe (panel testowy)
. Próbki kontrolne do wykrywania wad kolorystycznych.

Parametr „czułość” w kapilarnej metodzie wykrywania wad

Czułość kontroli kapilarnej to zdolność do wykrywania nieciągłości o danej wielkości z określonym prawdopodobieństwem przy zastosowaniu określonej metody, technologii kontroli i systemu penetrującego. Według GOST 18442-80 klasa czułości kontroli jest określana w zależności od minimalnej wielkości wykrytych defektów o wielkości poprzecznej 0,1 - 500 μm.

Metody inspekcji kapilarnej nie gwarantują wykrycia defektów powierzchni przy wielkości otworu powyżej 500 µm.

Klasa czułości Szerokość otwarcia wady, µm

II Od 1 do 10

III Od 10 do 100

IV Od 100 do 500

technologiczne Nie standaryzowane

Podstawy fizyczne i metoda metody kontroli kapilarnej

Metoda kapilarna badań nieniszczących (GOST 18442-80) opiera się na penetracji substancji wskaźnikowej w defekt powierzchni i ma na celu wykrycie uszkodzeń, które mają swobodne wyjście na powierzchnię badanego przedmiotu. Metoda wykrywania defektów barwnych jest odpowiednia do wykrywania nieciągłości o wielkości poprzecznej 0,1 - 500 mikronów, w tym poprzez defekty, na powierzchni ceramiki, metali żelaznych i nieżelaznych, stopów, szkła i innych materiałów syntetycznych. Znalazł szerokie zastosowanie w kontroli integralności zrostów i spoin.

Kolorowy lub barwiący penetrant nakłada się za pomocą pędzla lub spryskiwacza na powierzchnię badanego obiektu. Ze względu na szczególne właściwości, które są zapewniane na etapie produkcji, dobór właściwości fizycznych substancji: gęstości, napięcia powierzchniowego, lepkości, penetrantu pod działaniem ciśnienia kapilarnego, wnika w najmniejsze nieciągłości, które mają otwarte wyjście do powierzchnia kontrolowanego obiektu.

Wywoływacz, nałożony na powierzchnię badanego obiektu w stosunkowo krótkim czasie po starannym usunięciu nieprzyswajalnego penetrantu z powierzchni, rozpuszcza barwnik znajdujący się wewnątrz ubytku i dzięki wzajemnemu wnikaniu w siebie „wypycha” pozostały penetrant w wadzie na powierzchni badanego obiektu.

Istniejące wady są widoczne dość wyraźnie i kontrastowo. Ślady wskaźnikowe w postaci linii wskazują na pęknięcia lub rysy, poszczególne kolorowe kropki wskazują na pojedyncze pory lub wyjścia.

Proces wykrywania wad metodą kapilarną podzielony jest na 5 etapów (przeprowadzenie kontroli kapilarnej):

1. Wstępne czyszczenie powierzchni (użyj środka czyszczącego)
2. Aplikacja penetrantu
3. Usunięcie nadmiaru penetrantu
4. Stosowanie programisty
5. Kontrola

kontrola kapilarna. Wykrywanie wad kolorystycznych. Metoda kapilarna badań nieniszczących.

Metody kontroli kapilarnej opierają się na wnikaniu cieczy do ubytków i jej adsorpcji lub dyfuzji z ubytków. W takim przypadku występuje różnica koloru lub poświaty między tłem a powierzchnią nad defektem. Metody kapilarne służą do określania defektów powierzchniowych w postaci pęknięć, porów, linii włosów i innych nieciągłości na powierzchni części.

Kapilarne metody wykrywania wad obejmują metodę luminescencyjną i metodę malowania.

W metodzie luminescencyjnej badane powierzchnie są oczyszczane z zanieczyszczeń i pokrywane sprayem lub pędzlem z płynem fluorescencyjnym. Jako takie płyny mogą być: nafta (90%) z autolem (10%); nafta (85%) z olejem transformatorowym (15%); nafta (55%) z olejem silnikowym (25%) i benzyną (20%).

Nadmiar płynu usuwa się, wycierając kontrolowane obszary szmatką nasączoną benzyną. Aby przyspieszyć uwalnianie płynów fluorescencyjnych we wnęce ubytku, powierzchnię części zapyla się proszkiem o właściwościach adsorpcyjnych. Po 3-10 minutach od zapylenia kontrolowany obszar oświetla się światłem ultrafioletowym. Defekty powierzchni, w które przedostała się ciecz luminescencyjna, stają się wyraźnie widoczne dzięki jasnej, ciemnozielonej lub zielono-niebieskiej poświacie. Metoda pozwala na wykrycie pęknięć o szerokości do 0,01 mm.

Podczas kontroli metodą farb spawany szew jest wstępnie oczyszczany i odtłuszczany. Na oczyszczoną powierzchnię złącza spawanego nakłada się roztwór barwnika. Jako ciecz penetrująca o dobrej zwilżalności stosuje się farby czerwone o następującym składzie:

Płyn nakłada się na powierzchnię za pomocą pistoletu natryskowego lub pędzla. Czas impregnacji - 10-20 min. Po tym czasie nadmiar płynu ściera się z powierzchni kontrolowanego obszaru szwu szmatką nasączoną benzyną.

Po całkowitym odparowaniu benzyny z powierzchni części, nakłada się na nią cienką warstwę białej mieszaniny wywołującej. Biała wywoływana farba przygotowywana jest z kolodionu w acetonie (60%), benzenie (40%) i gęstej bieli cynkowej (50 g/l mieszanki). Po 15-20 minutach w miejscach ubytków na białym tle pojawiają się charakterystyczne jasne paski lub plamy. Pęknięcia są wykrywane jako cienkie linie, których stopień jasności zależy od głębokości tych pęknięć. Pory występują w postaci punktów o różnej wielkości, a korozja międzykrystaliczna w postaci drobnej sieci. Bardzo małe defekty są obserwowane pod lupą o 4-10-krotnym powiększeniu. Pod koniec kontroli białą farbę usuwa się z powierzchni wycierając część szmatką nasączoną acetonem.