ПВК

Капиллярный контроль проводят согласно ГОСТ 18442–80. При капиллярном контроле используют капиллярные дефектоскопические материалы (рис. 21) – индикаторную жидкость (пенетрант), очищающую жидкость (очиститель) и проявитель (проявляющую краску, порошок или суспензию).

Аэрозольный комплект дефектоскопических материалов

Для выявления дефектов на предварительно очищенную поверхность контролируемого изделия (рис. 22, а) наносят окрашенную, желательно в ярко – красный цвет или люминесцирующую в лучах ультрафиолета смачивающую жидкость – пенетрант (рис. 22, б). Под действием капиллярных сил жидкость проникает в полость дефекта, после чего ее удаляют с поверхности изделия (рис. 22, в). При этом из трещин и других дефектов эта жидкость, удерживаемая капиллярными силами, практически не удаляется.

Затем наносят белую проявляющую краску, либо проявитель в виде сухого порошка или суспензии, на фоне которого через некоторое время образуется красный или люминесцирующий рисунок, указывающий форму и место расположения несплошности (рис. 22, г). Изображение, образованное пенетрантом в слое проявителя в месте расположения дефекта и подобное форме его сечения у выхода на поверхность контролируемого объекта, называют – индикаторным следом (рисунком).

Этапы капиллярного контроля:

а) подготовка контролируемой поверхности и полости дефектов от всевозможных загрязнений
б) контрольная жидкость заполнила полость трещины
в) жидкость удалена с поверхности, но осталась внутри трещины
г) на поверхность объекта контроля нанесен проявитель, над трещиной образован индикаторный рисунок

Метод позволяет констатировать факт наличия дефекта вплоть до тысячной части миллиметра, что дает ему преимущество, и делает его одним из самых чувствительных методов неразрушающего контроля. Таким образом, капиллярный контроль – это метод неразрушающего контроля, основанный на проникновении смачивающей индикаторной жидкости в поверхностные несплошности контролируемого объекта и ее извлечения проявителем из несплошностей с целью образования индикаторных изображений дефектов, обнаружение которых происходит благодаря дефектоскопистам.

Современная дефектоскопия проведения капиллярного контроля рассчитана на температурный режим от – 40°С до + 40°С и относительной влажности воздуха не более 90%.

В соответствии с ГОСТ 31385–2016 капиллярный метод контроля проводят с цветным (хроматическим) способом получения первичной информации, применяемым по ГОСТ 18442–80 по 4–му классу чувствительности (табл. 16). Контроль капиллярным методом проводят после проведения визуально измерительного контроля, в объеме, предусмотренной таблицей.

Интерпретация выявленных изображений

Осмотр изделий при капиллярном контроле выполняют в три этапа:

1. Визуальный осмотр для оценки качества нанесения проявителя;
2. Общий осмотр поверхности для обнаружения рисунка дефектов;
3. Анализ индикаторных рисунков выявленных дефектов

Если состояние проявителя в зонах контроля затрудняет рассмотрение индикаторного рисунка, изделие промывают и повторяют все технологические операции. При удовлетворительном качестве нанесения проявителя выполняют общий осмотр контролируемой поверхности или невооруженным глазом, или применяя лупу до 7–кратного увеличения. Целью осмотра является обнаружение окрашенного или люминесцирующего индикаторного рисунка.

Виды дефектов определяют по характеру их индикаторных следов, которые можно разделить на три группы

Виды дефектов

а) рассеянные точки или звездочки: поры, язвенные коррозии, выкрашивание или эрозия материала
б) скопления отдельных коротких линий, сетки, различные полосы: трещины, коррозионное растрескивание материалов
в) сплошные или прерывистые линии различной конфигурации: шлифовочные, усталостные или закалочные трещины, волосовины, непропаи, оксидные пленки и другие подобные дефекты

Далее приведены наиболее встречающиеся дефекты, обнаруживаемые капиллярным методом контроля 

Примечание: Вогнутость, как и смещение кромок, капиллярным методом контроля выявить невозможно.

Некоторые индикаторные рисунки будут выцветать и даже исчезать с течением времени. Это было обычным явлением при ранее используемых цветных пенетрантах, которые содержали малую концентрацию красителя. При предельно толстом покрытии суспензированного в воде или в растворителе проявителя будут появляться индикаторные рисунки, которые будут выцветать в слое проявителя.

Индикаторные рисунки, которые могут быть перепроявлены, обычно индицируют большую несплошность, в которой содержится некоторое количество пенетранта. Тонкая трещина может содержать такое малое количество пенетранта, что он не может быть повторно выявлен.

На стабильность индикаторных рисунков влияет много факторов, среди них наиболее значительными являются:

• способы предварительной очистки (следы кислот или щелочей на поверхности деталей могут обесцветить красители);
• тип пенетранта и его система окраски;
• технологический процесс контроля (например, способ удаления пенетранта);
• температура (высокая температура, слишком длительная сушка);
• тип проявителя;
• концентрация эмульгатора и полная продолжительность его контакта с поверхностью объекта контроля (например, переэмульгирование).

Различают протяженные и округлые индикаторные следы

В нормах, спецификациях для оценки индикации разделены на две группы:

Протяженный индикаторный след (рис. 24, а) характеризуется отношением максимальной длины к максимальной ширине более трех: Lmаx / Bmаx > 3 (трещины, несплавления, закаты, подрезы, резкие западания наплавленного металла, заковы, близко расположенные поры и тд).

Округлый индикаторный след (рис. 24, б) характеризуется отношением максимальной длины к максимальной ширине, равным или менее трех: Lmаx / Bmаx ≤ 3 (поры (микропоры) и их скопления, свищи, рыхлоты и тд).

Обнаруженный индикаторный рисунок анализируют. В результате анализа контролер должен установить действительное наличие дефекта, его характер и размеры.

Отдельные, объемные, поверхностные поры вмещают достаточное количество пенетранта и по истечении времени пенетрации образуют большие округлые индикации. Так же могут выглядеть индикации глубоких (объемных) трещин. У некоторых несплошностей индикации выглядят, по окончании времени проявления, по – другому (другой тип или форма), чем в начале проявочного времени. Поэтому лучше в начале проявления оценить наличие или характер дефекта. Спорные места очистить, затем снова нанести проявитель, остаточный пенетрант уже образует более слабые индикации, что позволяет лучше определить вид дефекта. В сомнительных случаях, контроль произвести повторно – полным циклом.

Считается, не всегда правильно, что округлые индикации соответствуют круглым несплошностям (рис. 25), оценка таких дефектов менее строгая, чем протяженных, потому что они являются менее критическими для прочности материала.

Пример одного и того–же дефекта в металлическом листе:
а) округлая капиллярная индикация
б) сформированные сетчатые валики порошка над дефектом

Полученная индикация одного и того–же дефекта «разветвленная шлифовочная трещина», выявленная ПВК и МК дает безусловное лидерство МК, картинка более информативная, дающая право на объективную оценку (интерпретацию) выявленного дефекта. Индикаторный след полученный капиллярным методом, более субъективен, может быть расценен малоопытным специалистом как дефект подобный поре, т.к. имеет округлую форму.

Примеры комплектов дефектоскопических материалов

Широкое применение для капиллярного контроля, нашли комплекты от ведущих фирм производителей (табл. 19): СHЕMЕTЕLL, HЕLLING, SHЕRWIN, MAGNAFLUX, MR СHЕMIЕ, ОVЕRСHЕK, KARL–DЕUTSСH, КЛЕВЕР, ИНВОТЕКС, адаптированые для Российского климата и имеют положительные заключения от ведущих материаловедческих институтов «НИКИМТ–Атомстрой и ЦНИИ «Прометей».

Примечание:

1. Дефектоскопические наборы (комплекты) могут быть использованы для контроля по III и IV классам чувствительности.
2. Материалы представлены в виде аэрозольной металлической упаковки, объемом от 300 до 500 мл. с широким рабочим, температурным диапазаном.
3. Замена (пенетранта, очистителя или проявителя) внутри комплета другими материалами производителей – недопустима.
4. Индикаторные жидкости традиционно красного цвета, не вызывающие коррозию металла.
5. Время проникновения пенетранта в полость дефекта от 5 до 30 мин в зависимости от условий контроля и состава материала.
6. В целях безопасности избегать контакта с кожей. В случае попадания в глаза обильно промыть проточной водой.
7. Срок годности материалов от 3 до 5 лет (дата указана на упаковках и в сертификатах качества).

В соответствии с ГОСТ 31385–2016 контроль пробой "мел – керосин" проводят до сварки шва с внутренней стороны уторного шва (соединения стенки с днищем).

Капиллярный метод может быть использован в целях течеискания. Для этого поверхность стенки объекта порывают проявителем (на основе мела или каолина), а другую (противоположную) – пенетрантом. Если в данной зоне имеется сквозной дефект (течь), индикаторная жидкость через некоторое время проникнет сквозь него в проявитель и вызовет на противоположной поверхности различимый ахроматический след (рис. 25), который обнаруживается в видимом излучении на белом фоне непропитанного пенетрантом проявителя.

Ахроматический индикаторный след дефекта.

Способ относительно прост, также называют меловой или керосино – меловой пробой, т.к. в качестве индикаторной жидкости чаще всего используется керосин (для улучшение цветовой восприимчивости керосин допускается подкрашивать).

В сфере неразрушающего контроля метод относительно прост, не требует ни высокой квалификации в области диагностики ни затрат на привлечение специалистов, ни расходов на средства контроля и в то же время позволяет своевременно, на этапе изготовления, обнаружить нарушение герметичности шва и принять меры по устранению дефектных мест.

Метод нашел широкое применение в контроле герметичности сварных швов резервуаров, топливных систем, баллонов и т.д.

Этапы капиллярного контроля

Условия контроля, включающие подготовку к контролю и настройку:

1. Выбор дефектоскопических материалов производится в соответствии с действующим НТД, не ниже IV класса чувствительности и рабочей температурой от +10°С.
2. Ознакомиться с результатами предшествующего контроля. Убедиться в безопасности производимых работ. Проверить наличие контроледоступности и контролепригодности. Оборудование и вспомогательные инструменты должны иметь соответствующие сертификаты качества и действующие сведения о поверках (калибровках).
3. Контролируемая зона включает в себя сварной шов и прилегающие к нему участки основного металла шириной 20 мм. по обе стороны от шва. Контролируемая поверхность должна быть очищена от грязи, лакокрасочного покрытия, брызг металла и прочих загрязнений. Профилометром (или по образцам шероховатости) – произвести замер шероховатости контролируемой поверхности, которая должна быть не хуже Rz 25 мкм. Психрометром – измерить относительную влажность воздуха, которая должна быть не более 90%. Освещение на участке контроля должно быть комбинированным не менее 500 лк., которое измеряется Люксметром. Термометром измерить температуру окружающего воздуха, допустимым является диапазон от +5 до +40°С. Пирометром – проверить температуру металла контролируемой поверхности, которая должна быть не выше +40°С.
4. Проверка качества набора дефектоскопических материалов. Для начала убедиться в пригодности образцов (контрольный и арбитражный) к работе (наличие действующей калибровки и отсутствие механических, а также коррозионных повреждений).
5. Проверить срок годности дефектоскопических материалов (соответствующая отметка на аэрозольных баллонах) ни один материал из набора не должен быть просрочен. Очистить поверхность рабочего образца при помощи входящего в набор дефектоскопических материалов очистителя и безворсовой обтирочной ткани (бязевого типа).
6. Нанести на поверхность контрольного образца пенетрант из комплекта дефектоскопических материалов с расстояния от распылительной головки примерно в 300 мм. Выдержать пенетрант на поверхности контрольного образца 10 – 15 мин, не допуская его высыхания (для чего каждые 2 мин. повторять нанесение пенетранта на образец).
7. Удалить избыток пенетранта с поверхности образца тканью, смоченной в очистителе. Затем участок протереть сухой, желательно белого цвета, безворсовой тканью, убедиться в должном качестве удаления – ткань не должна быть окрашенной и влажной. Очиститель распылять и поливать на поверхность объекта контроля запрещается.
8. Предварительно встряхнув аэрозольный баллон 2 – 3 мин. с целью перемещивания содержимого, нанести на контролируемую поверхность проявитель. Распыление производить с расстояния примерно 300 мм. Начинать распыление нужно в стороне от контролируемого участка, плавно переходя на контролируемую поверхность, не допуская наплывов проявителя (что может локально увеличивать его слой). Проявитель наносить тонким ровным слоем без подтеков и проблесков непокрытого металла, лучше нанести 2 – 3 тонких слоя чем один толстый. Осмотреть поверхность рабочего образца сразу после высыхания проявителя (до 5 мин.) и через 15 – 20 мин. Проверить соответствие полученной индикации с паспортом на образец. Если индикации совпадают, можно приступить к контролю. В противном случае повторить процедуру с задействованием арбитражного образца. При получении неудовлетворительного (отрицательного результата) заменить комплект дефектоскопических материалов. Приступить непосредственно к контролю.
9. Обезжирить контролируемую поверхность входящем в набор материалов очистителем. Контролируемая поверхность после обезжиривания должна быть осушена струей чистого сухого воздуха с температурой 50 – 80°С.
10. Промежуток времени между окончанием подготовки объекта к контролю и нанесением индикаторного пенетранта не должен превышать 30 мин. В течение этого времени должна быть исключена возможность конденсации атмосферной влаги и контролируемой поверхности, а также попадание на нее различных жидкостей и загрязнений.

Подробные указания по выполнению контроля

Пенетрант следует наносить на контролируемую зону аэрозольным распылением, пример в 5 – 6 слоев, с расстояния от распылительной головки баллона до контролируемой поверхности примерно 300 мм. Выдержать пенетрант на поверхности не менее 10 мин. не допуская его высыхания (для чего каждые 2 мин. повторять нанесение пенетранта на контролируемую поверхность).

Этап удаления избыточного количества пенетранта с поверхности объекта контроля идентичен процедуре по проверке работоспособности материалов на контрольном образце. По истечении времени избыток индикаторной жидкости удалить с поверхности тканью смоченной в очистителе, затем участок протереть сухой, желательно белого цвета, безворсовой тканью, убедиться в должном качестве удаления – ткань не должна быть окрашенной и влажной. Время контакта очищающей жидкости с пенетрантом является критичным и оказывает существенное влияние на результат контроля, поэтому время удаления следует максимально минимизировать, при этом распылять и поливать очиститель на поверхность объекта контроля запрещено

Проявитель следует наносить на контролируемую поверхность немедленно после удаления пенетранта, предварительно встряхнув баллон 2 – 3 мин. с целью восстановить взвешенное состояние частиц дисперсной фазы. Распыление производить с расстояния 250 – 300 мм. от контролируемой поверхности. Начинать распыление нужно в стороне от контролируемого участка, плавно переходя на контролируемую поверхность, не допуская наплывов проявителя (что может локально увеличивать его слой). Проявитель наносить тонким ровным слоем без подтеков и проблесков непокрытого металла, лучше нанести 2 – 3 тонких слоя чем один толстый. Распыление следует закончить, направив струю проявителя в сторону от объекта.

Последующие операции после контроля:

Осмотр контролируемой поверхности следует проводить через 20–30 мин. после высыхания проявителя. В случаях, вызывающих сомнение при осмотре контролируемой поверхности, следует использовать лупу 5 или 10–кратного увеличения. Обращать внимание на конфигурацию, цвет, контраст с фоном, место расположения, направление распространения и другие признаки дефектов.

Индикаторные следы дефектов подразделяются на две группы – протяженные и округлые: протяженный индикаторный рисунок характеризуется отношением длины к ширине больше 3, округлый – отношением длины к ширине равном или меньше 3.

Отметить дефектные участки специальным цветным карандашом, результат контроля занести в протокол, дефектограмму.