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
- Высокая чувствительность обнаружения.
- Широкий спектр контролируемых материалов.
- Проверка деталей сложной геометрической формы.
- Возможность применения разных методик с различной чувствительностью.
- Высокая достоверность и воспроизводимость результатов.
- Простота выполнения при выборочном контроле, и следовательно — дешевизна.
- Высокая производительность при поточном контроле.
Недостатки капиллярного контроля
- Выявляет только поверхностные дефекты.
- Не применим к пористым материалам.
- Контролируемая поверхность требует предварительной очистки от загрязнений, снижающих эффективность контроля.
- Нельзя использовать после операций обработки, снимающих поверхностный слой металла, загрязняющих поверхность и создающих защитное покрытие.
- Отрицательная t° снижает чувствительность метода, контроль высокотемпературных поверхностей (выше 90°) требует применения специальных составов.
- Дефекты с большой шириной раскрытия капиллярными методами могут не выявиться.
- Уменьшение времени контакта с пенетрантами снижает выявляемость дефектов.
- Некоторые материалы (резина и пластмассы) химически не стойки к пенетранту.
- 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:
- Люминесцентный, последующего эмульгирования
- Люминесцентный, удаляемый растворителем
- Люминесцентный, смываемый водой
- Цветной, последующего эмульгирования
- Цветной, удаляемый растворителем
- 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.