Основная информация и области применения

Капиллярный контроль (КК) — метод неразрушающего контроля, основанный на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей (пенетрантов) в полости поверхностных и сквозных несплошностей материала объекта контроля.

  Основные принципы метода

   Процесс капиллярного контроля может быть разделен на три основных стадии: нанесение на контролируемую поверхность проникающей индикаторной жидкости (пенетранта), удаление излишков пенетран-та с поверхности и проявление индикаций. При проведении капиллярного контроля используют комплект дефектоскопических материалов, включающий: пенетрант, очиститель, проявитель, причем эти материалы взаимозависимы.

Индикаторный пенетрант проникает в открытые с поверхности пустоты и остается там, в то время как излишек пенетранта удаляется с поверхности объекта контроля с помощью различных очистителей. После этого индикаторный пенетрант, оставшийся в несплошности, извлекается оттуда наносимым на поверхность проявителем с образованием индикаторного рисунка, который заметен гораздо лучше, чем сама несплошность.

В качестве проникающих веществ используются цветные и люминесцентные пенетранты. Процессу контроля должна предшествовать стадия подготовки поверхности с использованием процедур очистки. Проявившиеся индикации должны быть верно оценены, а контролируемые детали после завершения контроля полностью очищены от остатков дефектоскопических материалов.

  Преимущества капиллярного контроля

  1. Высокая чувствительность обнаружения.
  2. Широкий спектр контролируемых материалов.
  3. Проверка деталей сложной геометрической формы.
  4. Возможность применения разных методик с различной чувствительностью.
  5. Высокая достоверность и воспроизводимость результатов.
  6. Простота выполнения при выборочном контроле, и следовательно — дешевизна.
  7. Высокая производительность при поточном контроле.

  Недостатки капиллярного контроля

  1. Выявляет только поверхностные дефекты.
  2. Не применим к пористым материалам.
  3. Контролируемая поверхность требует предварительной очистки от загрязнений, снижающих эффективность контроля.
  4. Нельзя использовать после операций обработки, снимающих поверхностный слой металла, загрязняющих поверхность и создающих защитное покрытие.
  5. Отрицательная t° снижает чувствительность метода, контроль высокотемпературных поверхностей (выше 90°) требует применения специальных составов.
  6. Дефекты с большой шириной раскрытия капиллярными методами могут не выявиться.
  7. Уменьшение времени контакта с пенетрантами снижает выявляемость дефектов.
  8. Некоторые материалы (резина и пластмассы) химически не стойки к пенетранту.
  9. Качество проведения контроля зависит от квалификации исполнителя.

  Области применения капиллярного контроля

   Капиллярный контроль — один из наиболее широко используемых в промышленности методов неразрушающего контроля. Его применяют для обнаружения невидимых или слабовидимых невооруженным глазом поверхностных дефектов в объектах любых размеров и форм, изготовленных из металлических или других любых твердых непористых материалов. Этот метод позволяет выявлять дефекты производственно-технологического и эксплуатационного происхождения, любой геометрии размером около 1 мкм и более.

  Регламентирующие документы

  • ГОСТ 18442-80   Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования.
  • ГОСТ 24522-80   Контроль неразрушающий капиллярный. Термины и определения.
  • ГОСТ 23349-78   Дефектоскопы капиллярные. Общие технические требования и методы испытаний.
  • ГОСТ 26182-84   Контроль неразрушающий. Люминесцентный метод течеискания.
  • MIL-I-25135E   Дефектоскопические материалы, капиллярные. Военные технические условия.
  • QPL-AMS-2644   Перечень сертифицированной продукции.
  • ASTM E165   Стандартная методика контроля материалов капиллярным методом.
  • ASTM Е 1417   Типовые процедуры капиллярного контроля.
  • EN ISO 3452-2   Неразрушающий контроль. Капиллярный контроль. Часть 2: Испытание проникающих жидкостей.
  • EN ISO 3452-3   Неразрушающий контроль. Капиллярный контроль. Часть 3: Эталонные испытательные образцы.
  • EN ISO 3452-4   Неразрушающий контроль. Капиллярный контроль. Часть 4: Оборудование.
  • EN 571-1   Капиллярный контроль. Общие принципы.
  • 54152   Неразрушающий контроль. Проникающий метод. Контроль испытательных сред

  Классификация капиллярных методов и пенетрантов

По ГОСТ 18442-80 основные капиллярные методы и пенетранты классифицируются как:

  • Люминесцентный;
  • Цветной;
  • Люминесцентно-цветной;
  • Яркостный (ахроматический).

В зависимости от технологических признаков пенетранты подразделяются на:

  • Удаляемые органическими растворителями;
  • Водосмываемые;
  • Водосмываемые после воздействия очистителя или поверхностно-активных веществ;
  • Нейтрализуемые гашением люминесценции или цвета.

Военные технические условия MIL-I-25135E подразделяют пенетрантные системы (пенетрант эмульгатор) следующим образом:

  • Тип I — с люминофором
  • Тип II — с красителем
  • Тип III — с красителем и люминофором (два способа обнаружения)
  • Метод А — смываемые водой
  • Метод В — последующего эмульгирования с помощью липофильного эмульгатора
  • Метод С — удаляемые растворителем (органосмываемые)
  • Метод D — последующего эмульгирования с помощью гидрофильного эмульгатора.

  Чувствительность капиллярного контроля

  По ГОСТ 18442-80 класс чувствительности контроля определяется в зависимости от минимального размера выявленных дефектов.

Класс чувствительности Минимальный размер (ширина раскрытия) дефектов, мм
I Менее 1
II От 1 до 10
III От 10 до 100
IV От 100 до 500

  Военные технические условия MIL-I-25135E и AMS-2644

Уровни чувствительности пенетрантных систем определяются следующим образом:

  • Уровень чувствительности 1/2 — ультранизкая
  • Уровень чувствительности 1 — низкая
  • Уровень чувствительности 2 — средняя
  • Уровень чувствительности 3 — высокая
  • Уровень чувствительности 4 — сверхвысокая

   Для пенетрантных систем типа II и III (с красителем) нет классификации по уровням чувствительности. Нумерация уровней (классов) чувствительности по MIL-I-25135E и AMS-2644 и по ГОСТ 18442-80 не совпадает, по американскому стандарту уровень 1 — низкий, по российскому ГОСТ класс чувствительности I — самый высокий.

Оценку уровня чувствительности дефектоскопических материалов по MIL-I-25135E осуществляют путем сравнения результатов квалификационных испытаний с показателями соответствующих эталонных материалов по количеству и яркости индикаторных следов выявленных дефектов на испытательных панелях, имеющихся в квалификационном органе.

Пенетрантные системы (пенетрант — эмульгатор) по чувствительности, определяемой наименьшим размером уверенно выявляемого дефекта можно расположить в порядке уменьшения чувствительности следующим образом:

  1. Люминесцентный, последующего эмульгирования
  2. Люминесцентный, удаляемый растворителем
  3. Люминесцентный, смываемый водой
  4. Цветной, последующего эмульгирования
  5. Цветной, удаляемый растворителем
  6. Цветной, смываемый водой

   Стоимость материалов непосредственно связана с чувствительностью системы, и использование более высокой чувствительности, чем требуется, приводит к ненужному увеличению затрат. При проверке функционирования всей технологической системы капиллярного контроля часто используется универсальный тест-образец Z-5 (PSM-5), известный также как панель ТАМ.

Эти тест-образцы не являются средством определения чувствительности, их нельзя использовать для сравнения чувствительности различных пенетрантов. Они являются средством проверки технологии капиллярного контроля по соответствующему классу чувствительности и могут быть использованы применительно только к одной пенетрантной системе.