Капиллярный контроль красителя

Капиллярный контроль ( DP ), также называемый контролем проникновения жидкости ( LPI ) или дефектоскопией ( PT ), представляет собой широко применяемый и недорогой метод контроля, используемый для проверки поверхностных дефектов во всех непористых материалах (металлах, пластиках, или керамика). Пенетрант можно наносить на все цветные и черные материалы, хотя для черных компонентов магнитопорошковый контроль из- вместо этого часто используется за его возможности обнаружения под поверхностью. LPI используется для обнаружения дефектов поверхности литья, ковки и сварки, таких как микротрещины, поверхностная пористость , утечки в новых продуктах и усталостные трещины на находящихся в эксплуатации компонентах.

История

Метод масла и путассы, использовавшийся в железнодорожной отрасли в начале 1900-х годов, был первым признанным применением принципов пенетранта для обнаружения трещин. В методе масла и белил для очистки использовался масляный растворитель с последующим нанесением покрытия белилами или мелом, которое впитывало масло из трещин, обнажая их расположение. Вскоре в жидкость добавили краситель. К 1940-м годам флуоресцентный или видимый краситель добавляли в масло, используемое для проникновения в тестируемые объекты.

Опыт показал, что температура и время выдержки имеют важное значение. Это положило начало практике письменных инструкций для обеспечения стандартных и единообразных результатов. Использование письменных процедур эволюционировало, что дает инженерам-конструкторам и производителям возможность получать результаты высокого стандарта от любого должным образом обученного и сертифицированного специалиста по капиллярному тестированию.

Принципы

DPI основан на капиллярном действии , при котором жидкость с низким поверхностным натяжением проникает в чистые и сухие поверхности, разрушая неоднородности. Пенетрант можно наносить на испытуемый компонент путем погружения, распыления или нанесения кистью. По истечении достаточного времени проникновения излишки пенетранта удаляются и наносится проявитель. Проявитель помогает вытянуть пенетрант из дефекта так, чтобы невидимая индикация стала видимой контролеру. Проверка проводится под ультрафиолетовым или белым светом, в зависимости от типа используемого красителя – флуоресцентного или нефлуоресцентного (видимого).

Этапы проверки

Ниже приведены основные этапы контроля проникающими жидкостями:

1. Предварительная очистка:

Испытуемая поверхность очищается от грязи, краски, масла, смазки и любой рыхлой окалины, которая может либо препятствовать проникновению пенетранта в дефект, либо вызывать нерелевантные или ложные показания. Методы очистки могут включать растворители , щелочную очистку, обезжиривание паром или струйную очистку. Конечная цель этого шага — чистая поверхность, где все имеющиеся дефекты открыты, суха и свободна от загрязнений. Обратите внимание, что если используется пескоструйная обработка, она может «обработать» небольшие несплошности в детали, и в качестве постструйной обработки рекомендуется использовать ванну травления.

2. Применение пенетранта:

Затем пенетрант наносится на поверхность испытуемого объекта. Пенетрант обычно представляет собой подвижную жидкость яркого цвета с высокой смачивающей способностью. ^[1] Пенетранту дается «время выдержки», чтобы впитаться в любые дефекты (обычно от 5 до 30 минут). Время выдержки в основном зависит от используемого пенетранта, испытуемого материала и размера искомых дефектов. Как и ожидалось, более мелкие дефекты требуют более длительного времени проникновения. Из-за их несовместимости следует соблюдать осторожность и не наносить пенетранты на основе растворителя на поверхность, которая будет проверена с помощью водосмываемого проявителя.

3. Удаление излишков пенетранта:

Затем излишки пенетранта удаляются с поверхности. Метод удаления зависит от типа используемого пенетранта. Обычным выбором являются водосмываемые, удаляемые растворителем, липофильные постэмульгируемые или гидрофильные постэмульгируемые покрытия. Эмульгаторы представляют собой самый высокий уровень чувствительности и химически взаимодействуют с маслянистым пенетрантом, удаляя его с помощью водяного распыления. При использовании средства для удаления растворителя и безворсовой ткани важно не распылять растворитель непосредственно на проверяемую поверхность, поскольку это может удалить пенетрант с дефектов. Если избыток пенетранта не будет удален должным образом, после нанесения проявителя он может оставить фон в обработанной области, который может маскировать признаки или дефекты. Кроме того, это также может привести к ложным показаниям, серьезно затрудняющим проведение надлежащей проверки. Кроме того, удаление избыточного пенетранта производится в одном направлении, вертикально или горизонтально, в зависимости от обстоятельств.

4. Заявление разработчика:

После удаления излишков пенетранта на образец наносится белый проявитель. Доступно несколько типов проявителя, в том числе: неводный влажный проявитель , сухой порошок, водосуспендируемый и водорастворимый. Выбор проявителя определяется совместимостью пенетранта (нельзя использовать водорастворимый или суспендируемый проявитель с водосмываемым пенетрантом), а также условиями контроля. При использовании неводного влажного проявителя (NAWD) или сухого порошка образец необходимо высушить перед нанесением, тогда как растворимые и суспендированные проявители наносятся на деталь, еще влажную после предыдущего этапа. NAWD коммерчески доступен в аэрозольных баллончиках, и в нем может использоваться ацетон , изопропиловый спирт или пропеллент, представляющий собой комбинацию этих двух веществ. Проявитель должен образовать на поверхности полупрозрачное ровное покрытие.

Проявитель вытягивает пенетрант из дефектов на поверхность, образуя видимую индикацию, обычно известную как вытекание. Любые области, которые кровоточат, могут указывать на расположение, ориентацию и возможные типы дефектов на поверхности. Интерпретация результатов и характеристика дефектов по обнаруженным показаниям может потребовать некоторой подготовки и/или опыта [размер показаний не является фактическим размером дефекта].

5. Проверка:

Инспектор будет использовать видимый свет соответствующей интенсивности ( 100 фут-свечей или 1100 люкс обычно ) для видимого проникающего красителя. Ультрафиолетовое (УФ-А) излучение достаточной интенсивности (обычно 1000 микроватт на квадратный сантиметр) наряду с низким уровнем окружающего освещения (менее 2 фут-свечей) для флуоресцентных проникающих исследований. Осмотр тестируемой поверхности следует проводить через 10–30 минут проявления и зависит от используемого пенетранта и проявителя. Эта временная задержка позволяет осуществить действие блоттинга. Инспектор может наблюдать за образцом на предмет формирования показаний при использовании видимого красителя. Также хорошей практикой является наблюдение за признаками по мере их формирования, поскольку характеристики истечения составляют значительную часть интерпретации характеристик дефектов.

6. Пост-очистка:

Испытуемую поверхность часто очищают после проверки и регистрации дефектов, особенно если запланированы процессы нанесения покрытия после проверки.

Преимущества и недостатки

Основными преимуществами DPI являются скорость проведения теста и низкая стоимость. К недостаткам относятся обнаружение только поверхностных дефектов, раздражение кожи, а проверка должна проводиться на гладкой чистой поверхности, с которой можно удалить излишки пенетранта до проявления. Проведение испытания на шероховатых поверхностях, таких как сварные швы, затруднит удаление излишков пенетранта и может привести к ложным показаниям. Если нет другого варианта, здесь следует рассмотреть водосмываемый пенетрант. Кроме того, на некоторых поверхностях невозможно добиться достаточно большого цветового контраста, иначе краситель испачкает заготовку. ^[2]

Оператору требуется ограниченное обучение, хотя опыт весьма ценен. Правильная очистка необходима для того, чтобы гарантировать, что поверхностные загрязнения удалены, а все имеющиеся дефекты чистые и сухие. Было доказано, что некоторые методы очистки вредны для чувствительности теста, поэтому может потребоваться кислотное травление для удаления смазывания металла и повторного открытия дефекта. ^[3]

Капиллярный контроль может применяться только к непористым материалам.

Стандарты

Международная организация по стандартизации (ISO)

ISO 3059, Неразрушающий контроль. Испытание на проникновение и испытание магнитными частицами. Условия наблюдения.
ISO 3452-1, Неразрушающий контроль. Пенетрантное тестирование. Часть 1. Общие принципы
ISO 3452-2, Неразрушающий контроль. Пенетрантный контроль. Часть 2. Испытание проникающих материалов.
ISO 3452-3, Неразрушающий контроль. Пенетрантный контроль. Часть 3. Эталонные образцы для испытаний.
ISO 3452-4, Неразрушающий контроль. Пенетрантный контроль. Часть 4. Оборудование.
ISO 3452-5, Неразрушающий контроль. Пенетрантный контроль. Часть 5. Пенетрантный контроль при температурах выше 50 °C.
ISO 3452-6, Неразрушающий контроль. Пенетрантный контроль. Часть 6. Пенетрантный контроль при температуре ниже 10 °C.
ISO 10893-4: Неразрушающий контроль стальных труб. Капиллярный контроль бесшовных и сварных стальных труб на предмет выявления поверхностных дефектов.
ISO 12706, Неразрушающий контроль. Пенетрантный контроль. Словарь.
ISO 23277, Неразрушающий контроль сварных швов. Капиллярный контроль сварных швов. Уровни приемки.

Европейский комитет по стандартизации (CEN)

EN 1371–1, Литейное производство. Капиллярный контроль. Часть 1. Отливка под давлением, в песок, под действием силы тяжести и под низким давлением.
EN 1371–2, Литье. Капиллярный контроль. Часть 2. Отливки по выплавляемым моделям.
EN 2002–16, Аэрокосмическая серия. Металлические материалы; методы испытаний. Часть 16. Неразрушающий контроль, проникающий контроль.
EN 10228–2, Неразрушающий контроль стальных поковок. Часть 2. Пенетрантный контроль.

ASTM Интернешнл (ASTM)

ASTM E 165, Стандартная практика капиллярного контроля для общей промышленности
ASTM E 1417, Стандартная практика контроля проникновения жидкости

Американское общество инженеров-механиков (ASME)

Нормы ASME по котлам и сосудам под давлением, раздел V, ст. 6. Исследование пенетранта жидкостью
Нормы ASME по котлам и сосудам под давлением, раздел V, ст. 24 Стандартный метод испытаний на проникновение жидкостей SE-165 (идентичен ASTM E-165)

См. также

Ссылки

^ «Поверхностная энергия» . Архивировано из оригинала 15 мая 2003 г.
^ Кохан, Энтони Лоуренс (1997), Руководство оператора котла (4-е изд.), McGraw-Hill Professional, стр. 240, ISBN 978-0-07-036574-2 .
^ «Методы неразрушающего контроля: Пенетрант» .

Внешние ссылки

Испытание жидких и магнитных частиц на уровне 2 , Международное агентство по атомной энергии, 2000 г.
[1] - технические отчеты, обобщающие результаты исследований в области флуоресцентного проникающего контроля.
[2] - статья о том, как провести чувствительную видимую капиллярную дефектоскопию.
Капиллярный контроль жидкости на NDTWiki.com - Пенетрант на красителе на профессиональной вики по неразрушающему контролю (NDTWiki.com)
Видео о контроле цветных дефектов , Университет прикладных наук Карлсруэ
[3] Высокотехнологичные поставки проникающих жидкостей

[1] «Поверхностная энергия» . Архивировано из оригинала 15 мая 2003 г.

[2] Кохан, Энтони Лоуренс (1997), Руководство оператора котла (4-е изд.), McGraw-Hill Professional, стр. 240, ISBN 978-0-07-036574-2 .

[3] «Методы неразрушающего контроля: Пенетрант» .

[1]

[2]

[3]

Базы данных авторитетного контроля
Международный	БЫСТРЫЙ
Национальный	Испания Германия Соединенные Штаты Япония