Капиллярный метод неразрушающего контроля

Капиллярный метод неразрушающего контроля основан на капиллярном проникновении индикаторной жидкости (пенетранта) в поверхностные дефекты (трещины, поры и пр.) с последующей регистрацией индикаторных следов визуальным способом или с помощью преобразователя.
Метод капиллярного контроля позволяет обнаруживать поверхностные дефекты независимо от вида, материала и конфигурации поверхности. Другие методы неразрушающего контроля, при учете вышеназванных условий, применимы лишь условно.

Капиллярный контроль - основные понятия, термины, определения:

Этот вид контроля позволяет диагностировать объекты любых размеров и форм, изготовленные из черных и цветных металлов и сплавов, пластмасс, стекла, керамики, а также других твердых неферромагнитных материалов.

Капиллярный контроль применяют также для объектов, изготовленных из ферромагнитных материалов, если их магнитные свойства, форма, вид и местоположение дефектов не позволяют достичь требуемой чувствительности магнитопорошковым методом или магнитопорошковый метод контроля не допускается применять по условиям эксплуатации объекта.

Капиллярный контроль применяется также при течеискании и, в совокупности c другими методами, при мониторинге ответственных объектов и объектов в процессе эксплуатации.

Достоинствами капиллярных методов дефектоскопии являются: простота операций контроля, несложность оборудования, применимость к широкому спектру материалов, в том числе к немагнитным металлам.

Капиллярные методы дефектоскопии широко и успешно применяются во многих отраслях машиностроения, строительства, на транспорте.
Несомненным достоинством капиллярного метода является то, что с его помощью можно не только обнаружить поверхностные и сквозные дефекты, но и получить по их расположению, протяженности, форме и ориентации по поверхности ценную информацию о характере дефекта и даже некоторых причинах его возникновения (концентрация напряжений, несоблюдение технологии и пр.).

В качестве индикаторных жидкостей применяют органические люминофоры - вещества, дающие яркое собственное свечение под действием ультрафиолетовых лучей, а также различные красители. Поверхностные дефекты выявляют с помощью средств, позволяющих извлекать индикаторные вещества из полости дефектов и обнаруживать их присутствие на поверхности контролируемого изделия.

Капилляр, выходящий на поверхность объекта контроля только с одной стороны, называют поверхностной несплошностъю, а соединяющий противоположные стенки объекта контроля, - сквозной. Если поверхностная и сквозная несплошности являются дефектами, то допускается применять вместо них термины «поверхностный дефект» и «сквозной дефект». Изображение, образованное пенетрантом в месте расположения несплошности и подобное форме сечения у выхода на поверхность объекта контроля, называют индикаторным рисунком, или индикацией. Применительно к несплошности типа единичной трещины вместо термина «индикация» допускается применение термина «индикаторный след». Глубина несплошности - размер несплошности в направлении внутрь объекта контроля от его поверхности. Длина несплошности - продольный размер несплошности на поверхности объекта. Раскрытие несплошности - поперечный размер несплошности у ее выхода на поверхность объекта контроля.

Необходимым условием надежного выявления капиллярным методом дефектов, имеющих выход на поверхность объекта, является относительная их не загрязнённость посторонними веществами, а также глубина распространения, значительно превышающая ширину их раскрытия (минимум 10/1).

Различают максимальную, минимальную и среднюю глубину, длину и раскрытие несплошности. Если не требуется заранее оговаривать, какое из указанных значений размеров имеется в виду, то для исключения недоразумений следует принять термин «преимущественный размер». Для несплошностей типа округлых пор раскрытие равно диаметру несплошности на поверхности объекта.
Чувствительность дефектоскопических материалов, качество промежуточной очистки и контроль всего капиллярного процесса определяются на контрольных образцах, т.е. на металлических определенной шероховатости с нанесенными на них нормированными искусственными трещинами (дефектами).

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

Пенетрантом (пенетрант от английского penetrate - 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 останется 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, г). Капиллярные силы проявителя 4извлекают 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. Таким образом, 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 яркостный контраст возрастает на 30 ... 50 %. Этот эффект увеличения позволяет опытным специалистам даже невооруженным глазом выявлять очень маленькие трещины.

Последовательность операций при капиллярном контроле:

Все методы капиллярного неразрушающего контроля по характеру взаимодействия проникающих пенетрантов с объектом контроля рассматриваются как молекулярные, что не указывается в определениях для сокращения.
Капиллярные методы подразделяют на основные, использующие капиллярные явления, и комбинированные.

Основные капиллярные методы контроля подразделяют в зависимости от типа проникающего вещества на следующие:

Метод проникающих растворов - жидкостный метод капиллярного неразрушающего контроля, основанный на использовании в качестве проникающего вещества жидкого индикаторного раствора.

Метод фильтрующихся суспензий - жидкостный метод капиллярного неразрушающего контроля, основанный на использовании в качестве жидкого проникающего вещества индикаторной суспензии, которая образует индикаторный рисунок из отфильтрованных частиц дисперсной фазы.

Капиллярные методы в зависимости от способа выявления индикаторного рисунка подразделяют на:

• люминесцентный, основанный на регистрации контраста люминесцирующего в длинноволновом ультрафиолетовом излучении видимого индикаторного рисунка на фоне поверхности объекта контроля;
• контрастный (цветной), основанный на регистрации контраста цветного в видимом излучении индикаторного рисунка на фоне поверхности объекта контроля.

Области применения:

• Авиастроение;
• Металлургия; 
• Строительство ядерных реакторов; 
• Автомобилестроение;
• Электротехника;
• Машиностроение ;
• Литейное производство;
• Штамповка;
• Приборостроение;
• Кораблестроение;
• Медицина.

• Легированные стали;
• Чугун;
• Металлические покрытия;
• Пластмассы;
• Сварочные соединения;
• Изделия порошковой металлургии;
• Цветные металлы;
• Стеатит;
• Керамика* и др. синтетические материалы.

*проверить на пригодность

• люминесцентно-цветной, основанный на регистрации контраста цветного или люминесцирующего индикаторного рисунка на фоне поверхности объекта контроля в видимом или длинноволновом ультрафиолетовом излучении;
• яркостный, основанный на регистрации контраста в видимом излучении ахроматического рисунка на фоне поверхности объекта контроля.

Комбинированные методы капиллярного НК сочетают два или более различных по физической сущности методов неразрушающего контроля, один из которых обязательно жидкостный. Комбинированные капиллярные методы контроля подразделяют в зависимости от характера физических нолей (излучений) и особенностей их взаимодействия с контролируемым объектом: 

Капиллярно-электростатический метод основан на обнаружении индикаторного рисунка, образованного скоплением электрически заряженных частиц у поверхностной или сквозной несплошности неэлектропроводящего объекта, заполненного ионогенным пенетрантом.

Капиллярно-электро-индуктивный метод основан на электроиндуктивном обнаружении электропроводящего индикаторного пенетранта в поверхностных и сквозных несплошностях неэлектропроводящего объекта. 

Капиллярно-магнитопорошковый метод основан на обнаружении комплексного индикаторного рисунка, образованного пенетрантом и ферромагнитным порошком, при контроле намагниченного объекта. 

Жидкостный капиллярно-радиационный метод излучения основан на регистрации ионизирующего излучения соответствующего пенетранта в поверхностных и сквозных несплошностях. 

Капиллярно - радиационный метод поглощения на регистрации поглощения ионизирующего излучения соответствующим пенетрантом в поверхностных и сквозных несплошностях объекта контроля.

В силу сложности реализации, высокой стоимости материалов, в ряде случаев опасности материалов для здоровья персонала (методы с использованием ионизирующего излучения), вышеописанные комбинированные методы не нашли широкого применения в промышленности и в основном известны как экспериментальные.
В основном в капиллярной дефектоскопии след дефекта представляет собой индикаторный рисунок (изображение), образованный индикаторной жидкостью в месте расположения несплошности и подобный форме сечения несплошности у выхода на поверхность объекта контроля. Обычно след по величине значительно больше раскрытия (ширины) несплошности на поверхности, что и позволяет уверенно обнаруживать невооруженным глазом места расположения дефектов.

Последовательность операций при флуоресцентном капиллярном контроле:

Назначение
Цветной капиллярный метод неразрушающего контроля применяется для обнаружения поверхностных дефектов (щелей, пор и пр.) в металлах, а также во многих видах пластиков и керамик. Широко применяется для контроля целостности сварного шва.

Особенности
Дефекты проявляются в виде красных "следов" на белом фоне. В результате проведения цветного контроля дефекты обнаруживаются в виде ярких четких красных линий на белом фоне. Сам же процесс обычно делят на 3 этапа.
1-ый этап состоит в нанесении жидкого красного Пенетранта, который проникает в поверхностные дефекты.
2-ой этап - удаление излишков Пенетранта с поверхности объекта контроля.
3-ий этап - нанесение проявителя, содержащего белое пигментное вещество, способствующее "вытягиванию" Пенетранта из дефектов и одновременно служащее для повышения контрастности.

Капиллярный контроль  

Капиллярный метод неразрушающего контроля основан на капиллярном проникновении индикаторной жидкости (пенетранта) в поверхностные дефекты (трещины,поры и пр.) с последующей регистрацией индикаторных следов визуальным способом или с помощью преобразователя.  

Дефектоскопические системы   Met-L-Chek, Standard Chek, Nord-Test. Позволяют выявлять дефекты с раскрытием до тысячных долей миллиметра (µm).   Необходимое условие контроля:  дефекты должны выходить на поверхность. Системы применяются также для  контроля герметичности.

Исследование пригодности средств контроля производится в соответствии с:

• AMS 2644 

• AMS 2647 

• DIN EN ISO 3452-2 (3)

• ASME 

Метод капиллярного контроля позволяет обнаруживать поверхностные дефекты независимо от вида материала и конфигурации поверхности. Другие методы неразрушающего контроля , при учете вышеназванных условий, применимы лишь условно.  

Последовательность операций при капиллярном контроле 

Предварительная очистка:

1. Механически, щеткой

2. Струйным методом

3. Обезжиривание горячим паром

4. Очистка растворителем 

Предварительная сушка.  

Нанесение пенетранта: 

1. Погружением в ванну

2. Нанесение кистью

3. Нанесение из аэрозоли/распылителя

4. Нанесение электростатическим способом 

Промежуточная очистка:

1. Пропитанной водой не ворсистой тканью или губкой

2. Пропитанной водой кистью

3. Сполоснуть водой

4. Пропитанной специальным растворителем не ворсистой тканью или губкой 

Сушка: 

1. Высушить на воздухе

2. Протереть не ворсистой тканью 

3. Обдуть чистым, сухим воздухом 

4. Высушить теплым воздухом  

Нанесение проявителя:

1. Погружением (проявитель на водной основе)

2. Нанесение из аэрозоли/ распылителя (проявитель на спиртовой основе)

3. Электростатическое нанесение (проявитель на спиртовой основе)

4. Нанесение сухого проявителя (при сильной пористости поверхности) 

Проверка поверхности и документирование: 

1. Контроль при дневном или искусственном освещении мин. 500 Lux (EN 571-1/EN 3059)  При использовании флуор.пенетранта Освещение: < 20 Lux  Интенсивность УФ:1000µW/cm 

2. Документация на прозрачной пленке

3. Фотооптическое документирование

4. Документирование с помощью фото-или видеосъемки

Контрастный (красно-белый)метод  

Области применения:

• Авиастроение;
• Металлургия;
• Строительство ядерных реакторов; 
• Машиностроение;
• Литейное производство;
• Штамповка;
• Приборостроение;
• Кораблестроение;
• Медицина;
• Автомобилестроение;
• Электротехника.

Работа с материалами:

• Легированные стали;
• Чугун, металлические покрытия;
• Пластмассы;
• Сварочные соединения;
• Изделия порошковой металлургии;
• Цветные металлы;
• Стеатит;
• Керамика * и др.синтетические материалы.

 *проверить на пригодность 

MET-L-Chek, Standart- Chek и Nord-Test 

Применяются в диапазоне температур от -5С° до + 50С°. При низких температурах (от -5 С° до + 10С° ) необходимо увеличить время проникновения. Необходимо учитыватьособенные спецификации согласно DIN EN ISO 3452 часть 2и EN 571 часть 

Для проведения капиллярного контроля при более высоких температурах (от +10С до + 175 С) разработан  „Super-Chek“.   

MET-L-Chek проверен и допущен согласно DIN EN ISO 3452-2,  EN 571, KWU  и

Соответствуют требованиям: Lloyd's Register of Shipping,  Bureau Veritas,  Bureau Central Hollandais, Germanischer Lloyd,  MIL-I-25135/QPL-25135,  AMS 2644, ASME Boiler and Pressure Vessel,  ASTM E-165,  ASTM-E1417 сертифицирован NAVSEA 250-1500-1, RDT и EdF, RCC-М 

Standart- Chek и Nord-Test проверены и допущены согласно: DIN EN ISO 3452-2,  EN 571, KWU  и соответствуют требованиям Lloyd's Register of Shipping,  Bureau Veritas,  Bureau Central Hollandais, Germanischer Lloyd,  MIL-I-25135/QPL-25135,  AMS 2644, ASME Boiler and Pressure Vessel,  ASTM E- 165,  ASTM-E1417. Содержание серы определено согласно ASTM D 516-88, определение содержания галогенов (хлор и фтор) произведено согласно ASTM E 165-91,приложение 2, метод A и  ASTM E 165-91,приложение 3.  

Предлагаемый дефектоскопический набор NORD-TEST имеет заключения ведущих отраслевых материаловедческих организаций атомной и кораблестроительной Промышленности МФ НИКИМТ “ЭКСПЕРТ-ЦЕНТР”, ЦНИИКМ “Прометей” о Возможности использования по I, II и III классам чувствительности. На продукцию получено Гигиеническое заключение Центра Государственного Санитарно-Эпидимеологического Надзора о допустимости ее использования на территории РФ. Все продукты не содержат галогенных растворителей CFC и FCFC

Для чего проводят капиллярный контроль?

Методика капиллярного неразрушающего контроля основывается на том, что индикаторная жидкость проникает в дефектные области. После специалисты регистрируют следы индикатора различными способами, например, визуально.

С помощью капиллярного контроля проникающими веществами можно обнаружить любые поверхностные повреждения независимо от таких показателей, как:

• материал (стекло, керамика, черные и цветные металлы и др.);
• конфигурация поверхности;
• вид дефекта (поверхностный или сквозной).

Этим методом можно исследовать любые объекты неразрушающего контроля, их форма, размер и материал никак не влияет на процесс. Он также используется при течеискании. Особенность капиллярного контроля в том, что его можно применить для диагностики объектов из ферромагнитных материалов. У этого метода высокий уровень чувствительности.

Где заказать проведение капиллярного контроля?

Если вам необходимо провести капиллярный контроль по ГОСТУ для поиска поверхностных дефектов на объекте, то стоит обратиться в компанию «Веско». Достоинства этой методики заключаются в том, что процесс легко контролировать, необходимые инструменты просты в обращении, пригодны для широкого спектра материалов. Специалисты компании проведут капиллярный метод контроля по всем правилам, они обнаружат не только поверхностные, но и сквозные дефекты, сделают комплексный анализ повреждения объекта, соберут всю необходимую информацию о характере и причинах появления дефекта.

Сотрудники компании «Веско» имеют солидный опыт в своей сфере деятельности, что гарантирует высокое качество выполнения поставленной задачи. Для проведения капиллярного контроля они используют люминофоры органического происхождения. Именно у этих веществ высокий уровень чувствительности — 0,1 мкм. После в ход идут средства, которые извлекают индикатор из полости обнаруженного дефекта.

Одно из условий получения точных результатов при применении капиллярного метода неразрушающего контроля — это отсутствие загрязняющих веществ на поверхности исследуемого объекта. Допускается небольшая загрязненность, которая не помешает поиску повреждений.

В компании «Веско» можно заказать капиллярный контроль объекта по выгодной цене. Для этого необходимо оставить заявку на сайте.