Контроль проникающими веществами

Капиллярный метод неразрушающего контроля

Капиллярный метод неразрушающего контроля основан на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полости поверхностных и сквозных несплошностей и регистрации образующихся индикаторных следов визуально или инструментальным способом.

Применение капиллярного метода регламентируется ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий. Капиллярные методы».

В зависимости от способа получения первичной информации различают методы яркостной (Я), цветной (Ц), люминисцентной (Л) и люминисцентно-цветной (ЛЦ) дефектоскопии. Чувствительность методов определяется размерами минимально выявляемых дефектов. В табл. 1. приведены данные для люминисцентной и цветной капиллярной дефектоскопии.

 

Таблица 1. Минимально выявляемые дефекты

 

Метод	Размеры дефекта
ширина, мкм	глубина, мкм	длина, мм
Люминесцентный	10...30	100...300	2...3
Цветной	5...10	40...50	2...3

Процесс капиллярного контроля представлен на рис. 17.

1 операция: очистка поверхности изделия 1 и области дефекта 2 от загрязнения и обезжиривание.

2 операция: пропитка дефектов индикаторной жидкостью (пенетрантом).

3 операция: удаление с поверхности избытка пенетранта.

4 операция: нанесение на поверхность специальных порошков – проявителей 4. Пенетрант в дефекте пропитывает проявитель и образует следы 5 на поверхности.

Рисунок 17. Последовательность операций при капиллярном контроле:
a - дефект в изделии; б - нанесение пенетранта; в - удаление пенетранта с поверхности П; г - нанесение проявителя и проявление; 1 - изделие; 2 - дефект; 3 - пенетрант; 4 - проявитель; 5 - след дефекта

 

В зависимости от свойств пенетранта след или имеет светлый тон на темной поверхности, или темный фон на светлой поверхности, или яркую окраску, или светится при ультрафиолетовом облучении. Полученный след анализируют визуально или фиксируют оптическим методом (фотографирование, съемка на видеокамеру и др.). После дефектоскопии поверхность очищают.

Капиллярным методом контролируют изделия из металлов (в основном, неферромагнитных), неметаллических материалов и композитные изделия любой конфигурации. Контроль капиллярным методом проводят до ультразвукового или магнитопорошкового метода. Им обнаруживают только выходящие на поверхность дефекты.

Капиллярным методом контролируют основной металл и сварные соединения в деталях из нержавеющей стали, алюминия, титана, магния и других цветных металлов.

Течеискание

Течеискание – это вид испытаний на герметичность, основанный на регистрации веществ, проникающих через течи (ГОСТ 26790-85).

Течеискание относится к неразрушающему контролю проникающими веществами.

В зависимости от применяемой оснастки различают камерный и бескамерный способы контроля герметичности.

При бескамерном способе внутри изделия создают избыточное давление или вакуум, а вне изделия давление равно атмосферному.

При камерном способе изделие помещается в специальную камеру.

Контроль герметичности может быть 100%-ный, выборочный групповой и выборочный единичный.

Основные инициирующие функции выполняет пробное вещество, проникновение которого через течь обнаруживается в процессе контроля. В качестве пробных веществ, как правило, применяются газы с малым молекулярной массой, инертные газы, не взаимодействующие с материалом объекта и веществом внутри него.

Методы контроля герметичности разделяют на три группы, в зависимости от вида применяемых пробных веществ:

1) гидравлические (или жидкостные), когда в качестве индикаторного вещества используется жидкость (например, масло, вода, керосин);

2) газо-гидравлические, когда в качестве пробного вещества используется газ (например, воздух), а жидкость играет роль вспомогательной среды при определении места утечки газа.

3) газовые, когда в качестве индикаторного вещества используется газ (аргон, гелий, воздух и др.).

К гидравлическим методам относят:

- гидростатический;

- пузырьковый;

- капиллярный.

Гидростатический метод основан на регистрации параметров индикаторной жидкости, проникающей под давлением в сквозные дефекты изделия. При этом методе в изделие заливают жидкость и создают избыточное давление. После определенной выдержки производится осмотр, герметичность определяется по наличию капель на контролируемой поверхности.

При капиллярном методе, для лучшей индикации утечек, на наружную поверхность контролируемого изделия предварительно наносят равномерный слой меловой обмазки и высушивают. На меловой обмазке пятна керосина или масла наиболее заметны. Оптимальное время выдержки – 10 – 15 мин.

При пузырьковом методе контролируемое изделие заполняют воздухом или азотом под избыточным давлением. На наружную поверхность наносят жидкое индикаторное вещество. При наличии течей газ, проникая наружу, образует в ней пузырьки. В качестве индикаторной жидкости применяют пенные эмульсии.

При газо-гидравлическом методе в проверяемом изделии создается избыточное давление и оно погружается в ванну с жидкостью. Определяя диметр пузырьков газа, время от их появления до отрыва, подсчитывают ориентировочно величину утечки газа. Для повышения точности метода время проверки доводят до 30 мин.

Из газовых методов широко применяются:

- манометрический;

- ионизационный;

- масс-спектрометрический.

Манометрический метод основан на изменении величины давления в контролируемой емкости вследствие утечки газа через дефекты.

Ионизационный метод основан на определении концентрации пробного газа в газе-носителе с помощью ионизационного детектора. В качестве пробного газа используют гелий, водород, метан. При поиске течей в вакууме применяют ионизационный вакууметр. Сканируя им по поверхности изделия, определяют место и величину течи пробного газа из емкости.

Масс-спектрометрический метод является одним из наиболее чувствительных и универсальных при контроле герметичности конструкций.

Он основан на регистрации ионов индикаторного газа (гелия), попавшего в вакуумную камеру течеискателя через сквозные дефекты объекта.