Принципы капиллярного контроля

Капиллярный контроль основан на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полости дефектов, выходящих на поверхность контролируемого объекта, и регистрации следов дефектов (визуально или с помощью приборов), которые создает извлеченная из полостей дефектов индикаторная жидкость.

След дефекта представляет собой индикаторный рисунок (изображение), образованный индикаторной жидкостью в месте расположения дефекта и подобное форме его сечения у выхода на поверхность объекта контроля. Обычно след по величине значительно больше раскрытия (ширины) дефекта на поверхности, что и позволяет уверенно обнаруживать невооруженным глазом его место расположения. Несомненным достоинством капиллярного контроля является то, что с его помощью можно не только обнаружить поверхностные и сквозные дефекты, но по их расположению, протяженности, форме и ориентации по поверхности можно получить ценную информацию о характере дефекта и даже некоторых причинах его возникновения (концентрация напряжений, несоблюдение технологии и пр.).

Основные понятия

Суть капиллярного контроля заключается в проникновении индикаторной жидкости под действием капиллярных сил в дефект (трещину, пору и т.п.) и последующем извлечении ее из дефекта (также под действием капиллярных сил) с целью получения информации об этом дефекте (ширине Н, глубине l, и т.д.) и, в конечном итоге, об опасности этого дефекта для безаварийной работы всего узла и механизма в целом.

Основные операции капиллярного контроля можно представить с помощью рис. 1.1, где схематически изображена деталь 1 с дефектом 2, имеющим выход на поверхность П. Чтобы выявить дефект, на поверхность детали наносится индикаторная жидкость (пенетрант) 3, которая заполняет трещину под действие капиллярных сил (рис. 1.1, б).

а б в г

Рис. 1.1. Последовательность операций при капиллярной дефектоскопии:

а - 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.

Индикаторным пенетрантом (пенетрант от английского "penetrante" - проникать) называют капиллярный дефектоскопический материал, обладающий способностью проникать в несплошности объекта контроля и индицировать эти несплошности. Пенетранты содержат красящие вещества (цветной метод) или люминесцирующие добавки (люминесцентный метод), или их комбинацию. Добавки позволяют отличать пропитанную этими веществами область слоя проявителя над трещиной от основного (чаще всего белого) сплошного без дефектов материала объекта (фон).

Следующая операция - удаление пенетранта с поверхности изделия П. Если пенетрант остается на бездефектной поверхности, он даст ложную информацию, как будто на поверхности есть трещина или другой дефект. Но главное, чтобы пенетрант 3 остался в трещине 2. Затем на поверхность П, с которой удален излишек пенетран­та, наносится проявитель 4 (рис. 1.1, г). Капиллярные силы проявителя 4 извлекают пенетрант 3 из трещины 2 в слой проявителя 4, который окрашивает часть белого проявителя над дефектом (след дефекта) 5, что и позволяет обнаруживать дефект 2 под слоем проявителя 4.

Проявителем называют дефектоскопический материал, предназначенный для извлечения пенетранта из капиллярной несплошности с целью образования четкого индикаторного рисунка и создания контрастирующего с ним фона. Т.е. роль проявителя в капиллярном контроле заключается с одной стороны в том, чтобы он извлекал пенетрант из дефектов за счет капиллярных сил, с другой стороны - проявитель должен создать контрастный фон на поверхности контролируемого объекта, чтобы уверенно выявлять окрашенные или люминесцирующие индикаторные следы дефектов. При правильной технологии проявления ширина следа в 10 - 20 и более раз может превосходить ширину дефекта, а яркостной контраст возрастает на 30 - 50%. Этот эффект увеличения позволяет опытным специалистам даже невооруженным глазом выявлять очень маленькие трещины.

Физические аспекты процессов, происходящих при нанесении и удалении дефектоскопических материалов, изложены в главе 2 "Физические основы капиллярного контроля". Дефектоскопические материалы описаны в главе 3 "Дефектоскопические материалы капиллярного контроля". Технологические приемы изложены в главе 4 "Технология капиллярно­го контроля".