Капиллярные методы контроля

Капиллярные методы контроля (КМК) основаны на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полости несплошностей материала контролируемого объекта (КО) и регистрации образующихся индикаторных следов визуально или с помощью преобразователя. Метод позволяет обнаруживать поверхностные и сквозные дефекты, которые не могут быть обнаружены при визуальном контроле. Такой контроль требует значительных затрат времени, особенно при выявлении слабораскрытых дефектов, что требует тщательного осмотра поверхности с применением дополнительных средств увеличения.

Основная область применения КМК — контроль изделий из немагнитных материалов (стали аустенитного класса, сплавы на основе Ti, Al, Си, Mg и др.), а также изделий из керамики, металлокерамики, стекла, пластмасс и синтетических материалов.

КМК позволяют выявить шлифовочные, усталостные и термические трещины, волосовины, закаты, пористость материала и другие поверхностные дефекты на изделиях практически любой формы. Они также могут быть использованы для выявления межкристаллитной коррозии, растрескивания поверхности изделия и качество нанесенного на него покрытия.

Контроль с использованием КМК можно применять и для выявления сквозных несплошностей, например, для контроля сварных швов при изготовлении емкостей.

КМК существенно облегчают контроль в тех случаях, когда размеры поверхностных дефектов таковы, что их невозможно выявить невооруженным глазом. Использование оптических приборов незначительно повышает надежность контроля, так как незначительная контрастность изображения и малое поле зрения при больших увеличениях заметно затрудняет процесс контроля.

Высокая чувствительность КМК и их простота позволяют использовать их не только в качестве самостоятельных методов контроля, но и для подтверждения и уточнения месторасположения и размеров дефектов, обнаруженных другими методами (например, ультразвуковым, магнитным, и др.).

Процесс капиллярного контроля состоит из следующих основных операций (рис. 6.1):

• а) очистка поверхности 1 контролируемого объекта (КО) и полости дефекта 2 от посторонних частиц, жира, масел и т. п. путем их механического удаления и растворения очистителем. Это обеспечивает хорошую смачиваемость поверхности КО индикаторной жидкостью и возможность проникновения ее в полость дефекта;
• б) нанесение на поверхность КО индикаторной жидкости 3. Для этого она должна хорошо смачивать материал КО и проникать в дефекты в результате действия капиллярных сил. По этому признаку метод называют капиллярным, а индикаторную жидкость — индикаторным пенетрантом или просто пенетрантом',
• в) удаление с поверхности КО излишков пенетранта таким образом, чтобы сохранить его в полости дефектов. Для удаления используют специальные жидкости, обладающие свойствами диспергирования и эмульгирования, — очистители-,
• г) обнаружение пенетранта в полости дефекта. Это делается либо визуально, либо с помощью специальных устройств — преобразователей. В первом случае на поверхность КО наносят специальные вещества — проявители 4, извлекающие пенетрант из полости дефекта за счет явлений сорбции и диффузии. Сорбционный проявитель — сорбент — имеет вид либо тонкодисперсного порошка, либо суспензии.

Пенетрант поглощается тонким слоем сорбента и образует следы индикации 5, которые являются результатом взаимодействия пенетранта с сорбентом. Эти следы индикации обнаруживают визуально. Различают яркостный или ахроматический метод, в котором индикации имеют более темный цвет по сравнению с сорбентом, как правило, имеющим белый цвет; цветной метод, когда пенетрант имеет яркий оранжевый или красный цвет, и люминисцентный метод, когда пенетрант содержит в своем составе люминофорные вещества, которые высвечивают под действием ультрафиолетового облучения.

В завершение контроля производится очистка поверхности КО от сорбента.

Дефектоскопические материалы обозначают индексами: индикаторный пенетрант — «И», очиститель — «М», проявитель — «П». После буквенного обозначения следуют цифры или дополнительные индексы, определяющие особенность применения данного материала.

Рис. 6.1. Основные операции при капиллярной дефектоскопии.