Дефектоскопия

 Для просвечивания  необходимо, чтобы были доступны  обе поверхности, а для прозвучивания  достаточно одной. При помощи  ультразвука можно выявить в  стальных деталях толщиной более метра такие опасные дефекты, как трещины, в то время как рентгено-графированием выявление мелких флокенов и трещин возможно лишь при толщине стенки не более 10—15 мм Контроль просвечиванием требует принятия значительных мер безопасности, в то время как работа на ультразвуковых дефектоскопах совершенно безопасна.   

 В процессе  прокатки и ковки пустоты и  засоры в металле вытягиваются, располагаясь параллельно плоскости  деформации. При этом величина  раскрытия дефектов значительно  уменьшается и в большинстве случаев не превышает десятой доли миллиметра. Это в большой степени затрудняет просвечивание деформированного металла. Более распространено просвечивание литых деталей, имеется возможность обнаружить усадочные раковины и засоры в деталях толщиной до нескольких сот миллиметров; из-за крупнозернистой структуры и плохого качества поверхности применение ультразвука в этом случае затруднено.   

 Для контроля  сварных соединений применяют  магнитные и капиллярные методы, методы просвечивания и ультразвуковую  дефектоскопию. Наибольшее распространение для контроля ответственных сварных конструкций получила рентгенография. Чувствительность этого метода, определяемая по эталонам чувствительности с канавками, находится в пределах 1—6%. Такая чувствительность обеспечивает достаточно надежное выявление газовых пор, неметаллических включений и не-проваров при толщине шва до 20—30 мм.    

 С помощью  рентгенографии можно выявить  только те трещины, которые  имеют размеры в пределах чувствительности  метода, и их направление составляет небольшой угол с направлением лучей. Например, поперечная тонкая трещина в шве, наполовину его глубины и более, не выявится, если угол между ее плоскостью и осью луча будет более 40°.   

 Стыковые  сварные соединения условно можно  разбить на три диапазона: толщиной до 10 мм, от 10 до 30—50 мм и свыше 30—50 мм. Контроль соединений толщиной до 10 мм ультразвуком затруднен. При таких толщинах значительными преимуществами обладают рентгенография и гаммаграфия с использованием источников с мягким излучением. При этом удается выявить почти все дефекты сварного соединения. Просвечивать сварные соединения толщиной' свыше 30—50 мм целесообразно лишь в тех случаях, когда они не могут быть проконтролированы ультразвуком. В большинстве случаев такие толщины целесообразнее контролировать ультразвуком. Сварные соединения толщиной от 10 до 30—50 мм в большинстве случаев оказывается целесообразным контролировать ультразвуком, дублируя просвечиванием контроль мест с несплошностями, допустимость которых вызывает сомнение. Причем, если при просвечивании несплошность не выявлена, наиболее вероятно, что в детали имеется трещина. Чем меньше размер недопустимых несплошностей, тем целесообразнее применение ультразвука.

6. Капиллярные методы  дефектоскопии.   

 Капиллярные  методы получили большое распространение. Герметичность сварных или клепаных соединений издавна проверяют при помощи керосина. Одну сторону сварного шва, более доступную для осмотра, окрашивают меловым раствором с последующей просушкой. Затем противоположную сторону шва обильно смачивают керосином. Так как керосин обладает способностью проникать в мельчайшие поры металла, то при наличии даже незначительной неплотности на стороне шва, окрашенной мелом, обнаруживаются пятна керосина.   

 Капиллярный  метод применяется также для  обнаружения несквозных несплошностей:  трещин, микропористости и т. д.  Если деталь с такой несплошностью погрузить в жидкость-проникатель или нанести ее на деталь кистью, то благодаря капиллярным силам жидкость проникнет в трещину (фиг. 15, а).   

 Затем жидкость  удаляют струёй воды (фиг. 15,6, в). Деталь  сушат. Таким образом, проникатель удаляют с поверхности детали, и он остается лишь в трещинах.   

 На сухую  деталь наносят специальный порошок-проявитель (фиг. 15, г). Он действует как промокательная  бумага, вытягивая проникатель из  трещины и образуя над ней  полосу, значительно более широкую, чем раскрытие трещины (фиг. 15, д).   

 Чтобы улучшить  видимое изображение дефекта  в проникателе растворяют яркий  красителель. Такой метод получил  название цветной дефектоскопии.  После нанесения суспензии деталь  просушивают. На ней образуется плотно прилегающий к поверхности детали рыхлый слой проявителя, хорошо впитывающего (абсорбирующего) проникатель из несплошностей. Несколько менее трудоемок люминесцентный метод контроля. При контроле этим методом в проникателе растворяют не краситель, а люминесцирующее вещество. Такое вещество светится, если его облучать, например, ультрафиолетовым светом.   

 Деталь выдерживают  несколько минут, после чего . стряхивают с нее проявитель. За это время проявитель впитывает  (абсорбирует) проникатель из  трещин и налипает возле них. Обработанную таким образом деталь освещают ультрафиолетовым светом и осматривают. Так как наш глаз не воспринимает отраженного от детали ультрафиолетового света, ее поверхность выглядит темной. На темной поверхности ярко светится голубовато-синим светом проникатель, выступивший в местах несплошностей (фиг. 16).   

 Капиллярными  методами могут быть выявлены  дефекты на любых непористых  материалах: алюминии, магнии, пластмассе  и т. д. (если они не заполнены  каким-либо веществом). Могут быть выявлены трещины шириной от 0,05 до 0,01 мм и глубиной от 0,2 до 0,03 мм, пористость, микрорыхлоты в магниевых отливках и т. д. Чувствительность зависит от применяемых проникателей, проявителей и методики проведения контроля.    

 Существует  много различных вариантов капиллярной дефектоскопии, однако все они содержат следующие основные этапы: 
1 подготовка объектов к контролю; 
2 обработка объекта дефектоскопическими материалами; 
3 проявление дефектов; 
4 обнаружение дефектов и расшифровка результатов контроля; 
5 окончательная очистка объекта.   

 Технологические  режимы операций контроля (продолжительность,  температуру, давление, интенсивность  внешних физических воздействий)  устанавливают в зависимости  от требуемого класса чувствительности, используемого набора дефектоскопических материалов, особенностей объекта контроля и типа искомых дефектов, условий контроля и применяемой аппаратуры.

6.1 Подготовка изделий  к контролю   

 Подготовка  объектов к контролю включает  очистку контролируемой поверхности  и полостей дефектов от всевозможных загрязнении, лакокрасочных покрытии, моющих составов и дефектоскопических материалов, оставшихся от предыдущего контроля, а также сушку контролируемой поверхности и полостей дефектов.

Рассмотрим способы  очистки контролируемой поверхности.

1. Механическая - Очистка поверхности объекта контроля струёй песка, дроби, косточковой крошки, другими диспергированными абразивными материалами или резанием, в том числе обработка поверхности шлифованием, полированием, шабровкой. 
2. Паровая - Очистка в парах органических растворителей 
3. Растворяющая - Очистка воздействием на объект контроля удаляющих загрязнения водяных или органических растворителей, в том числе посредством струйной промывки, погружения и протирки. 
4. Химическая - Очистка воздействием на объект контроля удаляющих загрязнения водяных или органических растворителей, в том числе посредством струйной промывки, погружения и протирки 
5. Электрохимическая - Очистка водными растворами химических реагентов с одновременным воздействием электрического тока 
6. Ультразвуковая - Очистка органическими растворителями, водой или водными растворами химических соединений в ультразвуковом поле с использованием режима ультразвукового капиллярного эффекта (увеличение глубины и скорости проникновения жидкости в капиллярные полости под действием ультразвука). 
7. Анодно-ультразвуковая - Очистка водными растворами химических реагентов с одновременным воздействием ультразвука и электрического тока 
8. Тепловая - Очистка прогревом при температуре, не вызывающей недопустимых изменений материала объекта 
9. Сорбционная - Очистка смесью сорбента и быстросохнущего органического растворителя, наносимой на очищаемую поверхность, выдерживаемой и удаляемой после высыхания

6.2 Нанесение пенетранта

В настоящее  время известно несколько способов заполнения полостей дефектов индикаторными пенетрантами.

1. Капилярное - Самопроизвольное заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом, наносимым на контролируемую поверхность смачиванием, погружением, струйно, распылением с помощью сжатого воздуха, хладона или инертного газа 
2. Вакуумное - Заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом при давлении в их полостях менее атмосферного 
3. Компрессионное - Заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом при воздействии на него избыточного давления 
4. Ультразвуковое - Заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом в ультразвуковом поле с использованием ультразвукового капиллярного эффекта 
5. Деформационное - Заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом при воздействии на объект контроля упругих колебаний звуковой частоты или статического нагружения, увеличивающего раскрытие несплошиости 
6. Магнитное или электромагнитное - Заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом, обладающим магнитными свойствами при воздействии магнитного или электромагнитного полей

6.3 Удаление пенетранта  с поверхности  изделия   

 Индикаторный  пенетрант после пропитки необходимо  полностью удалять с поверхности  изделия. При его неполном удалении на поверхности образуется фон, который снижает достоверность контроля, а в некоторых случаях не позволяет выявить дефекты. Однако следует иметь в виду, что чрезмерно интенсивная обработка при удалении пенетранта также отрицательно сказывается на качестве контроля, так как при этом частично удаляется пенетрант из полостей дефектов. В капиллярной дефектоскопии применяются следующие способы удаления индикаторного пенетранта с поверхности контролируемого изделия.

1. Протиранием - Удаление индикаторного пенетранта салфетками с применением в необходимых случаях очищающего состава или растворителя 
2. Промыванием - Удаление индикаторного пенетранта водой, специальным очищающим составом или их смесями, погружением, струйно или распылением потоком 
3. Обдуванием - Удаление индикаторного пенетранта струёй песка, дроби, косточковой крошки древесных опилок или другого абразивного очищающего материала или сжатым воздухом 
4. Гашением - Устранение мешающего влияния пенетранта воздействием на него с поверхности гасителя люминесценции или цвета 
5. Промыванием в ультразвуковом поле - Удаление индикаторного пенетранта путем погружения изделий в очищающий состав или жидкость и возбуждения в этой жидкости ультразвуковых колебании

6.4 Нанесение проявителя.

1. Распылением - Нанесение жидкого проявителя струёй воздуха, инертного газа или безвоздушным методом 
2. Электрораспылением - Нанесение проявителя в электрическом поле обычно с распылением его струёй воздуха, механическим путем 
3. Воздушной взвесью - Нанесение порошкообразного проявителя путем создания его воздушной взвеси в камере, где размещен объект контроля 
4. Кистевое - Нанесение жидкого проявителя кистью, щеткой или заменяющими их средствами 
5. Погружением - Нанесение жидкого проявителя кратковременным погружением в него объекта контроля 
6. Обливанием - Нанесение жидкого проявителя обливанием 
7. Электроосаждением - Нанесение проявителя погружением в него объекта контроля с одновременным воздействием электрического тока 
8. Посыпанием - Нанесение порошкообразного проявителя припудриванием или обсыпанием объекта контроля 
9. Наклеиванием - Нанесение ленты пленочного проявителя прижатием липкого слоя к объекту контроля

6.5 Проявление дефектов   

 Проявление  следов дефектов представляет  собой процесс образования рисунка  в местах наличия дефектов. В дефектоскопии широко используются в основном три типа проявителей: сухой порошок, суспензия, например суспензия мела в воде или спирте, и проявитель типа краски ПР-1.

1. Временное - Нормированная по продолжительности выдержка объекта контроля на воздухе до момента появления индикаторного рисунка 
2. Тепловое - Нормированное по продолжительности и температуре нагревание объекта контроля при нормальном атмосферном давлении 
3. Вакуумное - Выдержка в нормированном вакууме над поверхностью объекта контроля 
4. Вибрационное - Упруго-деформационное воздействие на объект посредством вибрации, циклического или повторно статического его нагружения 
5. Ультразвуковое - Выдержка объекта с одновременным воздействием на него ультразвуковых колебании 
6. Магнитное или элктромагнитное - Выдержка объекта в магнитном или электромагнитном полях при использовании пенетрантов, обладающих магнитными свойствами, например приготовленных на основе магнитной жидкости    

 В зависимости  от требуемой чувствительности  и свойств проявителя время проявления может варьироваться в диапазоне от 5 до 45 мин. Для сокращения времени проявления используют различные методы интенсификации этого процесса: подогрев изделий (тепловое проявление), вакуумирование объема над изделием (вакуумное проявление), воздействие вибрациями и ультразвуковыми колебаниями на изделие.