Сущность метода капиллярного контроля

Капиллярный метод неразрушающего контроля (ГОСТ 18 442−80) основан на капиллярном проникновении внутрь дефекта индикаторной жидкости, хорошо смачивающей материал объекта контроля (ОК) с последующей регистрацией индикаторных следов.

Капиллярный метод контроля пригоден для выявления несплошностей с поперечными размером 0,1−500 мкм, в том числе сквозных, на поверхности черных и цветных металлов, сплавов, керамики, стекла и т. п. Широко применяется для контроля целостности сварного шва.

Красящий пенетрант наносится на поверхность ОК. Благодаря особым качествам, которые обеспечиваются подбором определенных физических свойств пенетранта: поверхностного натяжения, вязкости, плотности, он, под действием капиллярных сил, проникает в мельчайшие дефекты, имеющие выход на поверхность объекта контроля. Проявитель, наносимый на поверхность объекта контроля через некоторое время после осторожного удаления с поверхности пенетранта, растворяет находящийся внутри дефекта краситель и за счет диффузии «вытягивает» оставшийся в дефекте пенетрант на поверхность объекта контроля. Имеющиеся дефекты видны достаточно контрастно. Индикаторные следы в виде линий указывают на трещины или царапины, отдельные точки — на поры.

Процесс обнаружения дефектов капиллярным методом разделяется на 5 стадий.

• 1 стадия — предварительная очистка поверхности. Чтобы краситель мог проникнуть в дефекты на поверхности, ее предварительно следует очистить водой или органическим очистителем. Все загрязняющие вещества (масла, ржавчина, и т. п.) любые покрытия (ЛКП, металлизация) должны быть удалены с контролируемого участка. После этого поверхность высушивается, чтобы внутри дефекта не оставалось воды или очистителя.
• 2 стадия — нанесение пенетранта. Пенетрант, обычно красного цвета, наносится на поверхность путем распыления, кистью или погружением ОК в ванну, для хорошей пропитки и полного покрытия пенетрантом. Как правило, при температуре 5−50°С, на время 5−30 мин.
• 3 стадия — удаление излишков пенетранта. Избыток пенетранта удаляется протиркой салфеткой, промыванием водой. Или тем же очистителем, что и на стадии предварительной очистки. При этом пенетрант должен быть удален с поверхности, но никак не из полости дефекта. Поверхность далее высушивается салфеткой без ворса или струей воздуха. Используя при этом очиститель есть риск вымывания пенетранта и неправильной его индикации.
• 4 стадия — нанесение проявителя. После просушки сразу же на ОК наносится проявитель, обычно белого цвета, тонким ровным слоем.
• 5 стадия — контроль. Инспектирование ОК начинается непосредственно после окончания процесса проявки и заканчивается согласно разным стандартам не более, чем через 30 мин. Интенсивность окраски говорит о глубине дефекта, чем бледнее окраска, тем дефект мельче. Интенсивную окраску имеют глубокие трещины. После проведения контроля проявитель удаляется водой или очистителем.

Наиболее удобны распылители, например аэрозольные баллоны. Можно наносить проявитель и окунанием. Сухие проявители наносятся в вихревой камере, либо электростатически. После нанесения проявителя следует выждать время от 5 мин для крупных дефектов, до 1 часа для мелких дефектов. Дефекты будут проявляться, как красные следы на белом фоне.

Сквозные трещины на тонкостенных изделиях с помощью капиллярного контроля можно обнаруживать, нанося проявитель и пенетрант с разных сторон изделия. Прошедший насквозь краситель будет хорошо виден в слое проявителя.

Согласно ГОСТ 18 442–80 класс чувствительности капилярного контроля определяется в зависимости от размера выявляемых дефектов. В качестве параметра размера дефекта принимается поперечный размер дефекта на поверхности объекта контроля — так называемая ширина раскрытия дефекта. Нижний порог чувствительности, т. е. минимальная величина раскрытия выявленных дефектов ограничивается тем, что весьма малое количество пенетранта; задержавшееся в полости небольшого дефекта, оказывается недостаточным, чтобы получить контрастную индикацию при данной толщине слоя проявляющего вещества. Существует также верхний порог чувствительности, который определяется тем, что из широких, но неглубоких дефектов пенетрант вымывается при устранении излишков пенетранта на поверхности. Установлено 5 классов чувствительности (по нижнему порогу) в зависимости от размеров дефектов (табл.1).

Таблица 1.

За рубежом установлены другие шкалы чувствительности пенетрантов. Например, в немецком промышленном стандарте DIN 54 152, чувствительность пенетрантов также разделяется на четыре класса, но шкала чувствительности обратная (табл.2).

Таблица 2.

Чувствительность дефектоскопических материалов определяется на контрольных образцах, т. е. на пластинах определенной шероховатости с заранее нанесенными на них нормированными трещинами. Это, как правило, стальные, алюминиевые или титановые пластины. С помощью контрольных образцов можно судить о возможностях того, или иного набора; степени ухудшения свойств с течением времени; правильности применяемых методик.