Дефектоскопических материалов

Прежде чем приступить к работе, дефектоскопист должен убедиться, что дефектоскопические материалы хорошего качества и удовлетворяют всем необходимым требованиям. Для этого существуют образцы для испытаний средств капиллярного контроля - контрольные образцы. Они предназначенные для проверки дефектоскопических материалов, вспомогательных средств и технологических процессов в целом. В качестве нормируемых свойств могут быть: наличие несплошностей определенного раскрытия, глубины и протяженности.

Каждый контрольный образец должен иметь паспорт, в котором указываются размеры поверхностных трещин, а также приведены фотографии и эскизы индикаторных следов в ультрафиолетовом излучении или видимом свете. Следует также указать набор дефектоскопических материалов, с помощью которых проводился контроль. Наличие паспорта на контрольный образец является обязательным. Паспорт оформляется службой неразрушающего контроля предприятия.

Для проверки качества пенетрантов и проявителей образцы с дефектами подвергают контролю, а индикаторный рисунок выявленных трещин сравнивают с рисунком, зафиксированным на фотографии или эскизе образца при контроле заведомо хорошими материалами. При анализе рисунка учитывают полноту выявления трещин, контрастность и яркость их рисунка, а также состояние фона образца. При хорошем качестве составов отношение суммарной длины выявленных трещин к длине трещин, имеющихся на образце, должно составлять не менее 95%. При экспресс-проверках дефектоскопических материалов длину индикаторных рисунков не измеряют, а визуально их сравнивают.

При проверке дефектоскопических материалов применяют не менее двух образцов с трещинами одинакового характера и примерно равных размеров. Первый (его называют рабочим образцом) применяют постоянно, а второй (арбитражный) используют при неудовлетворительном выявлении трещин на рабочем образце. Если при этом на арбитражном образце трещины также не выявляются, то дефектоскопические материалы признают негодными к употреблению. Удовлетворительное выявление трещин на арбитражном образце свидетельствует о том, что рабочий образец загрязнен и подлежит очистке или замене.

Форму, материал и технологию изготовления образцов выбирают таким образом, чтобы обеспечить стабильность размеров трещин и свойств материала в течение установленного срока их службы, а также стойкость образцов против коррозии при воздействии дефектоскопических материалов. Образцы должны иметь чистую поверхность, полости трещин также должны быть свободными от загрязнений.

Образцы должны подвергаться поверке, не реже одного раза в год.

Контрольные образцы бывают двух видов: натурные и имитаторы. Первые представляют собой объект контроля с естественными дефектами определенных размеров. Трещины в контрольных образцах получают различными способами: подвергая в гальванические покрытия термической обработке, шлифованием, различным видам деформирования. В имитаторах трещину заменяют зазором.

Широкое распространение получили стальные азотированные контрольные образцы, характеризующиеся высокой устойчивостью против коррозии и стабильностью размера трещин в течение сравнительно длительного времени. Такие образцы описаны в ГОСТ 23349-78 «Контроль неразрушающий. Дефектоскопы капиллярные. Общие технические требования и методы испытания», Приложение 2. Они изготавливаются следующим образом (Образец №1):

1. Образец изготавливают из листовой стали ЭИ-962 (1Х12Н2ВМФ) размером 30x70x3 мм. Допускается применение азотируемой стали.

2. Полученную заготовку рихтуют и шлифуют на глубину 0,1 мм с одной рабочей стороны.

3. Заготовку азотируют на глубину 0,3 мм без последующей закалки.

4. Рабочую сторону шлифуют на глубину 0,02-0,05 мм. Параметр шероховатости поверхности Ra≤40 мкм по ГОСТ 2789-73.

5. Образец помещают в специальное приспособление, приведенное в ГОСТ 23349-84, приспособление устанавливают в тиски и плавно зажимают до появления характерного хруста азотированного слоя.

6. Ширину трещин измеряют на микроскопе.

При изготовлении других образцов (например, Образец №2 по ГОСТ 23349-84) заготовку растягивают в разрывной машине.

На рис. 4.1 показан контрольный образец, на котором трещины получены при растяжении в разрывной машине пластины из нержавеющей стали.

Рис. 4.1. Контрольный образец, на котором дефекты получены растяжением

в разрывной машине: 1 - образец, 2 - трещины в виде линий.

Трещины на других контрольных образцах получают путем термообработки. На рис. 4.2 приведен увеличенный рисунок трещин на американском образце АСМТ/АSМЕ V6, где трещины имеют термоударное происхождение. Образец представляет собой дюралевую пластинку 50x80. Посредине пластинка имеет канавку, сделанную фрезой. Наличие канавки позволяет оценивать не только способность дефектоскопических наборов к обнаружению дефектов, но и сравнивать разные наборы. Если экраном по канавке разделить образец на две части и каждую из них независимо обрабатывать разными дефектоскопическими наборами, то после проявления хорошо видна разница между наборами.

Такие образцы длительное время используются в странах, где применяют стандарт АСМТ. Они сравнительно недорогие по сравнению с хромо-никелевыми.

Обычно контрольный образец пригоден к использованию не более 15-20 раз, после чего трещины засоряются остатками дефектоскопических материалов, поэтому их рекомендуется чистить разными способами не позже чем через час после контроля. Например, образец промывают и выдерживают в течение 1 - 2 часов в ванне с обезвоженной легколетучей жидкостью (бензином или ацетоном), а затем сушат на воздухе или в сушильном шкафу. После длительного применения образцы необходимо периодически промывают в растворителе с применением ультразвука.

Рис. 4.2. Увеличенный рисунок следа дефекта, полученного термоударом на

образце AСMT/ ASME V6 (США).

Если контрольный образец после очистки не соответствует паспортным данным, его следует заменить новым.

Образцы используют не только для проверки качества одного из дефектоскопических материалов или одной из операций технологии контроля. Натурные образцы позволяют оценить эффективность того или иного метода контроля в целом, провести сравнение дефектоскопических свойств не только отдельных веществ, но и наборов материалов. Образцы используют для отработки технологии контроля (времени пропитки, проявления), для определения нижнего порога чувствительности способа капиллярного контроля, при аттестации дефектоскопистов и т.д.

В обязательном случае контролю на пригодность следует подвергать новые неизвестные наборы, свежеприготовленные дефектоскопические материалы; а для уже известных, проводить его не реже одного раза в неделю.

Европейский стандарт EN 571 - 3 рекомендует образец в виде пластины из нержавеющей стали 50x150 мм с хромо-никелевым покрытием, на котором сделано пять дефектов в виде "жучков", полученных путем термоударного деформирования (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Образец Европейского стандарта с никель-хромовым покрытием и с разной шероховатостью зон: 1 - образец, 2- дефекты паукообразные, полученные ударной деформацией.

В имитаторах дефектов трещина в материале заменена зазором в специальных устройствах со всеми вытекающими отсюда отличиями. Хотя детали, создающие щели, хорошо пришлифованы, они плохо воспроизводят условия реальных трещин. Схема одного из имитаторов плоско-кольцевого типа приведена на рис.4.4.

Имитаторы могут быть разборными или неразборными. Разборный имитатор состоит из болта с гайкой и двух втулок, между которыми с целью имитации дефекта размещается шайба со срезанным сегментом. Втулки стягиваются с моментом от 40 до 400 Нм.

Для имитации несплошностей могут применяться плитки Иогансона. Они шлифуются с одной стороны до полного снятия закругленных кромок. Подготовка имитатора состоит в тщательной промывке эталонных плиток, защемлении листа фольги толщиной 0,01 - 0,005 мм и сжатии плиток в струбцине с винтом. Для имитации тупиковых трещин стыки плиток промазываются клеем.

Рис. 4.4. Схема разборного плоско-кольцевого имитатора дефектов:

1,2 - втулки, образующие между торцами капиллярную щель; 3 - стяжной болт; 4,6 - шайбы;

5 - гайка; А - капиллярная щель

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ГЛАВЕ 4

1. Что относят к основным техническим средствам капиллярного контроля?

2. Какие устройства относятся к приборам капиллярного контроля?

З. Что относится к вспомогательным средствам капиллярного контроля?

4. Что называют капиллярным дефектоскопом?

5. Какое освещение применяется при проведении цветного или яркостного контроля?

6. Какое освещение применяется при проведении люминесцентного контроля?

7. Какова должна быть интенсивность ультрафиолетового света для обнаружения дефектов при люминесцентным контроле по первому классу чувствительности?

8. Какие виды ультрафиолетовых облучателей используются в капиллярно контроле?

9. Какова длина волны, которая используется для возбуждения люминесценции?

10. За какое время глаз приобретает максимальную чувствительность при переходе от дневного света в затемненное помещение?

11. Какой цвет видимого диапазона легче обнаруживается глазом при условии одинаковой яркости всех цветов?

12. Какие виды дефектоскопических установок используются в капиллярном контроле?

13. Для чего в капиллярной дефектоскопии используются контрольные образцы и требования, предъявляемые к ним?

14. Какие сведения должны быть указаны в паспорте на контрольный образец?

15. С учетом каких требований выбирают форму, материал и технологию изготовления контрольных образцов?

16. Какие основные виды образцов применяются в капиллярной дефектоскопии?

17. Каков принцип работы имитаторов дефектов?

18. Какая периодичность контроля качества дефектоскопических материалов?

19. Какое количество раз можно использовать контрольный образец?

20. Как определяется качество дефектоскопических материалов?