Логотип портала Все о коррозии

Обратная связь

okorrozii.com@yandex.ru

Капиллярный контроль

Капиллярный контроль (капиллярная дефектоскопия) - один из распространенных вариантов использования капиллярного неразрушающего контроля.

В контролируемом объекте с помощью капиллярной дефектоскопии выявляют:

  • нахождение поверхностных и сквозные дефектов;
  • их протяженность и направление.

Появление методов дефектоскопии поверхности связано с развитием промышленного производства. В современных условиях оборудование и инструменты изготавливают по металлосберегающим технологиям, а эксплуатируют при больших, часто максимальных нагрузках. В таких условиях именно наличие дефектов в виде трещин на поверхности представляют реальную угрозу разрушения механизма.

Для обнаружения слабых мест и был изобретен пенетрантный метод, особенность которого в том, что его применяют для выявления изъянов исключительно на поверхности материала. Частный случай - обнаружение на контролируемой поверхности сквозных дефектов. Красно-белый капиллярный метод нахождения поверхностных дефектов был запатентован в сороковых годах прошлого века Хельмутом  Клумпфом, работником компании «Юнкерс».

С тех пор пенетрантный метод претерпел ряд усовершенствований (таких как: изменение формы упаковки компонентов, приспособлений для нанесения их на поверхность), но основа метода осталась неизменной.

Методика выполнения капиллярного контроля

Капиллярный контроль качества поверхности включает в себя 5 последовательных этапов.

Этап 1. Первичная очистка.

Контролируемый участок детали должна быть чистый и сухой. Для этого с помощью воды или органических растворителей поверхность очищается от масел, накипи, ржавчины и всех видов покрытий (краски, лака и прочее). Потом поверхность и полости неровностей тщательно просушиваются.

Этап 2. Использование жидкого индикатора для капиллярного контроля.

Чаще всего используется красный пенетрант, который наносят на контролируемый образец используя кисть, распылитель или погружение в ванну. Время взаимодействия образца с пенетрантом от 5 минут до получаса. Рекомендуемая температура от 5 °C до 50 °C.  Поверхностный слой образца должен полностью покрыться и пропитаться цветным индикатором.

Набор капиллярного контроля

Этап 3. Удаление излишка жидкого индикатора.

Это действие осуществляется с помощью салфетки, воды или органического очистителя, который применялся для очистки от загрязнений. Индикатор удаляют только с гладкой поверхности. Из полости дефектов его удалять нельзя.

Затем участок, подвергшийся капиллярному контролю, высушивают, использую теплый воздух (до 50 °C) или ткань без ворса.

Если на поверхности присутствуют дефекты с шириной раскрытия свыше 0,1 мм,  при удалении излишков индикатора дополнительно применяют эмульгатор, который образует с водой желеобразную смесь. Такую смесь, в отличие от жидкого пенетрата, сложнее извлечь из полости.

Этап 4. Использование проявителя.

На высохшую поверхность контролируемого элемента наносят белый проявитель. Его надувают тонким слоем с помощью распылителя или аэрозольного баллончика. Нанесения проявителя с помощью кисти - недопустимо. После «проявления» следует подождать, чтобы получить наиболее достоверный результат. Проявитель растворяет краситель, находящийся в полости дефекта, и за счет диффузии перемещает оставшийся внутри индикатор на поверхность.
Крупные изъяны визуализируются через 5 - 10 минут, а для выявления тонких, мелких недочетов надо ждать до часа. Недостатки будут видны в виде красных участков на белом фоне.

Индикаторные следы в форме разветвленных линий указывают наличие трещин и царапин, а в виде отдельных точек - на поры.

Для работы используют два вида проявителей: смываемые и водостойкие. Смываемый проявитель во время взаимодействия с пенетрантом постоянно увеличивает контур дефекта, «кровоточит». А водостойкий проявитель через одну - две минуты после нанесения высыхает и жестко фиксируется. Полученный контур может быть сфотографирован, отсканирован, т.е. задокументирован.

Для выявления сквозных изъянов на тонкостенных изделиях применяют технологию нанесения пенетранта и проявителя с противоположных сторон. Обычно пенетрантом покрывают внутреннюю полость, а проявитель используют снаружи. Прошедший сквозь изделие краситель будет виден на внешней стороне в слое проявителя.

Этап 5. Контроль качества.

Этап, следующий за «проявлением» - оценка качества поверхности контролируемого элемента. Согласно стандартам, данная операция занимает не более, чем 30 минут. Оценка глубины дефекта соотносится с оттенком красного цвета. Темно-красный цвет указывает на глубокий изъян, а бледно-красный говорит о том, что глубина небольшая.

После окончания проверки проявитель удаляют.

Для защиты персонала, достоверности полученных результатов капиллярную дефектоскопию на предприятиях и лабораториях проводят в специальных кабинах капиллярного контроля. В камере, зависимо от модификации, зачастую можно работать как с обычными цветными, так и флуоресцентными индикаторами. Кроме того, работа в камере позволяет проводить полный цикл операций, соответственно технологии: очистка, нанесение и удаление проникающего вещества, проявление и визуальный осмотр. Некоторое оборудование оснащается автоматическими системами нанесения индикаторов, ультрафиолетовыми лампами.

Кабина для капиллярного контроля

Класс чувствительности пенетрантов, контрольные образцы для капиллярного контроля

Соответственно с ГОСТ 18442-80 класс чувствительности пенетрантов для капиллярного  контроля определяется по размеру выявленных дефектов. Параметром для определения размера неровности считают ширину раскрытия дефекта на поверхности контролируемого образца.

Считают, что первому классу чувствительности соответствует пенетранты, выявляющие ширину раскрытия меньше, чем 1 мкм, второму - от 1 до 10 мкм, третьему - от 10 до 100 мкм, четвертому - от 100 до 500 микрон. Технологический класс чувствительности не нормируется.

В странах Европы чувствительность пенетрантов для капиллярного контроля также разделена на четыре класса, но градация обратная. То есть первый класс чувствительности «низкий», а четвертый - «очень высокий».

Чувствительность отечественных материалов для капиллярной дефектоскопии определяют на контрольных образцах (КО).

Контрольный образец - это титановая или стальная пластина с заданной шероховатостью и нанесенными на нее дефектами (трещинами),  определенных размеров.

Контрольный образец используют для:

  • индикации трещин на контролируемом образце;
  • периодического планового контроля чувствительности пенетрантов;
  • периодического контроля смываемости;
  • определения степени ухудшения качеств пенетратных наборов.

Зарубежным аналогом контрольных образцов являются никелированные пластины с различной толщиной покрытия. Калиброванные дефекты (трещины) наносятся на базовую поверхность, обеспечивая сходные условия для сравнения.

Стандартный набор для выполнения капиллярного контроля

Качество капиллярного контроля при прочих аналогичных условиях определяется свойствами дефектоскопических материалов: пенетранта, очистителя, проявителя. Комплексное применение материалов (в наборе) осуществляемое в определенной последовательности позволяет получить максимально достоверные результаты.

Набор для капиллярной дефектоскопии позволяет обнаружить дефекты на всех типах поверхностей (металл, пластик, керамика).

Набор для капиллярной дефектоскопии обычно включает три компонента:

  • пенетранта (красного);
  • очистителя;
  • проявителя (белого).

Как правило, все составляющие набора - это герметичные аэрозольные баллончики. Такая форма упаковки экономична и удобна для работы и хранения.

К сожалению, пенетранты отечественного производства до недавнего времени не выпускали в аэрозольной упаковке, а производили в виде емкостей с жидкостью.

Достоинства, недостатки и применение капиллярного контроля

Основным достоинством метода капиллярного контроля  является его универсальность. Капиллярный неразрушающий контроль применим для всех видов материалов, таких как: сплавы металлов (магнитные и немагнитные), керамика, стекло, пластмасса и прочее.

К прочим положительным свойства пенетрантного метода относят:

  • возможность применения независимо от формы элемента контроля, геометрии и направления изъянов;
  • возможность выявления микроскопических дефектов с поперечным сечением от 0,1 до 50 микрон и сквозных повреждений на тонкостенных деталях;
  • простота метода и доступность;
  • отсутствие сложной аппаратуры;
  • низкая себестоимость контроля одной единицы продукции;
  • портативность и мобильность метода.

Главный недостаток капиллярного контроля состоит в том, что контролируемая деталь должна иметь определенный уровень шероховатости. Высокий показатель шероховатости делает невозможным использование капиллярной дефектоскопии. В частности, метод не дает точных результатов при проведении контроля незачищенных сварных швов.

Капиллярный неразрушающий контроль востребован на различных этапах производственных процессов. Метод применяют в атомной энергетике, при производстве авиационного и космического оборудования, в судостроении, энергомашиностроении.

Современная наука занята разработкой способов увеличения чувствительности капиллярного контроля методом подбора необходимых параметров на всех технологических этапах дефектоскопии. Созданы новые высокочувствительные наборы материалов для капиллярного контроля,  разработаны методики и приспособления для увеличения показателя чувствительности и  производительности капиллярной дефектоскопии.