18.4. Проведение капиллярного нк

Проведение капиллярного НК включает провероч­ные и основные операции. Проверочные операции вы­полняются перед началом контроля, при введении в про­цесс новых партий расходных материалов (очистителей, пенетрантов и проявителей), замене оборудования (рас­пылительного, осветительного и т.п.)

Проверочные операции капиллярного НК:

• проверка чувствительности используемого пе­нетранта (пенетрантной системы) с помощью тест- объекта типа никельхромовой панели;

• проверка работоспособности и чувствительности всего процесса с помощью тест-объекта типа PSM-5;

• (при флуоресцентном контроле) контроль интен­сивности ультрафиолетового освещения на контроли­руемой поверхности;

• (при флуоресцентном контроле) контроль уровня освещенности в видимом диапазоне на контролируемой поверхности.

Основные операции капиллярного НК:

• подготовка объекта к контролю, включающая стадии грубой очистки (от краски, покрытий, сильных загрязнений, возможно - от дефектоскопических мате­риалов предыдущей операции контроля) и тонкой очи­стки (удаление тонких жировых загрязнений с поверх­ности и, в основном, из несплошностей);

• нанесение пенетранта;

• контакт с пенетрантом (промежуток времени, необходимый для того, чтобы пенетрант проник в капил­ляры). Типовые интервалы контакта с пенетрантом в за­висимости от типа дефекта и температуры окружающей среды даны в табл. 8;

• удаление излишков пенетранта;

• проявление дефектов;

• расшифровка результатов контроля;

• окончательная очистка объекта.

Технологический режим операций контроля (про­должительность, температура, давление) устанавливают в зависимости от используемого набора дефектоскопиче­ских материалов, особенностей объекта контроля и типа искомых дефектов, условий контроля и используемой аппаратуры.

П одготовка объектов к контролю включает очистку контролируемой поверхности от всевозможных загряз­нений, удаление лакокрасочных покрытий, моюших со­ставов и дефектоскопических материалов, оставшихся от предыдущего контроля, а также сушку объекта контроля.

Для предварительной очистки поверхностей приме­няют механическую очистку объекта контроля струей песка, дроби, косточковой крошки, другими диспергиро­ванными абразивными материалами или резанием, в том числе обработку поверхности шлифованием, полирова­нием, шабрением.

Для окончательной очистки контролируемых объек­тов используют следующие виды очисток:

• в парах органических растворителей;

• растворяющую очистку воздействием на объект контроля удаляющих загрязнения водных или органиче­ских растворителей, в том числе посредством струйной промывки, погружения, протирки;

• химическую очистку водными растворами хими­ческих реагентов, взаимодействующих с удаляемыми загрязнениями, не повреждая объект контроля;

• электрохимическую очистку водными раствора­ми химических реагентов с одновременным воздействи­ем электрического тока;

• ультразвуковую очистку органическими раство­рителями, водой или водными растворами химических соединений в ультразвуковом поле с использованием режима ультразвукового капиллярного эффекта. Ультра­звуковой капиллярный эффект - явление аномального увеличения высоты и скорости подъема жидкости в ка­пиллярной полости под действием ультразвука;

• анодно-ультразвуковую очистку водными рас­творами химических реагентов с одновременным воздей­ствием ультразвука и электрического тока;

• тепловую очистку путем прогрева при темпера­туре, не вызывающей недопустимых изменений материа­ла объекта контроля;

• сорбционную очистку смесью сорбента и быст­росохнущего органического растворителя, наносимой на очищаемую поверхность, выдерживаемой и удаляемой после высыхания.

Необходимые способы очистки, их сочетание и тре­буемую чистоту контролируемых поверхностей опреде­ляют в технической документации на контроль. При вы­соком классе чувствительности контроля предпочтитель­ны не механические, а химические и электрохимические способы очистки, в том числе с воздействием на объект контроля ультразвука или электрического тока. Эффек­тивность этих способов обусловлена оптимальным выбо­ром очищающих составов, режимов очистки, сочетанием используемых способов очистки, включая сушку.

При подготовке объекта к контролю в необходимых случаях проводят работы по снятию или компенсации остаточных или рабочих напряжений в объекте, которые влияют на размеры полости искомых дефектов.

При поиске сквозных дефектов в стенках трубопро­водных систем, баллонов, агрегатов и аналогичных объ­ектов, заполненных газом или жидкостью и находящихся под избыточным давлением, полости таких объектов ос­вобождают от жидкости и доводят давление газа в них до атмосферного.

Этап обработки объекта дефектоскопическими ма­териалами заключается в заполнении полостей дефектов индикаторным пенетрантом, удалении его избытка и на­несении проявителя.

Для заполнения дефектов пенетрантом применяют следующие способы:

• капиллярное, самопроизвольное заполнение по­лостей несплошностей индикаторным пенетрантом, на­носимым на контролируемую поверхность смачиванием, погружением, струйно, распылением с помощью сжатого воздуха, хладона или инертного газа;

• вакуумное заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом при давлении в их полостях менее атмосферного;

• компрессионное заполнение полостей несплош­ностей индикаторным пенетрантом при воздействии на него избыточного давления;

• ультразвуковое заполнение полостей несплош­ностей индикаторным пенетрантом в ультразвуковом поле с использованием ультразвукового капиллярного эффекта;

• деформационное заполнение полостей несплош­ностей индикаторным пенетрантом при воздействии на объект контроля упругих колебаний звуковой частоты или статического нагружения, увеличивающего раскры­тие несплошности.

Для выявления сквозных дефектов пенетрант нано­сят на поверхность, противоположную контролируемой.

Температура контролируемого объекта и пенетран­та, а также продолжительность заполнения полостей де­фектов должны быть в пределах, указанных в техниче­ской документации на данный дефектоскопический ма­териал и объект контроля.

Избыток пенетранта удаляют или гасят на контро­лируемой поверхности одним из следующих способов:

• протиранием салфетками с применением в необ­ходимых случаях счищающего состава или растворителя;

• промыванием водой, специальным очищающим составом или их смесями; погружением, струйно или распылением;

• обдуванием струей песка, дроби или другого аб­разивного очищающего материала;

• воздействием на пенетрант гасителем люминес­ценции или цвета.

При использовании водосмываемых индикаторных пенетрантов после удаления излишков пенетранта пе­ред употреблением проявителей любого типа (кроме суспензий на водной основе) мокрую контролируемую поверхность подвергают естественной сушке или суш­ке в потоке воздуха. Допускается протирка чистой тка­нью или ветошью. В отдельных случаях допускает­ся удалять индикаторный пенетрант обдувкой и гашени­ем без предварительной обработки очистителем и водой.

Проявитель наносят следующими способами:

• распылением жидкого проявителя струей возду­ха, инертного газа или безвоздушным методом;

• электрораспылением проявителя в электриче­ском поле струей воздуха или механическим путем;

• путем создания воздушной взвеси порошкооб­разного проявителя в камере, где размещен объект кон­троля;

• нанесением жидкого проявителя кистью, щеткой или заменяющими их средствами;

• погружением объекта контроля в жидкий про­явитель;

• обливанием жидким проявителем;

• электроосаждением проявителя путем погруже­ния в него объекта контроля с одновременным воздейст­вием электрического тока;

• посыпанием порошкообразного проявителя, припудривание или обсыпание объекта контроля;

• наклеиванием ленты пленочного проявителя, прижатием липкого слоя к объекту контроля.

При использовании самопроявляющихся, фильт­рующихся и других подобных индикаторных пенетран­тов проявитель не наносят.

Проявление индикаций дефектов представляет со­бой процесс образования рисунка в местах наличия де­фектов, для чего используют один из способов проявле­ния индикаторных индикаций:

• выдержку объекта контроля на воздухе до мо­мента появления индикаторного рисунка;

• нормированное по продолжительности и темпе­ратуре нагревание объекта контроля при нормальном атмосферном давлении;

• выдержку в нормированном вакууме над по­верхностью объекта контроля.

Обнаружение дефектов представляет собой сочета­ние или отдельное использование способов наблюдения и регистрации индикации.

Способы обнаружения индикации:

• визуальное обнаружение, в том числе с примене­нием оптических или фотографических средств, операто­ром видимой индикации несплошности, выявленной лю­минесцентным, цветным, люминесцентно-цветным и яркостным методами;

• фотоэлектрическое обнаружение и преобразова­ние с применением различных средств косвенной инди­кации и регистрации сигнала видимой индикации не­сплошности;

• телевизионное обнаружение, преобразование в аналоговую или дискретную форму с соответствующим представлением на экран, дисплей, магнитную пленку сигнала от видимой индикации несплошности, выявлен­ной люминесцентным, цветным, люминесцентно­цветным и яркостным методами.

Соблюдение заданной технологической последова­тельности операций:

• соответствие атмосферных условий (температу­ры, влажности, скорости воздуха), требуемым для пра­вильного использования дефектоскопических материалов и аппаратуры;

• соответствие шероховатости поверхности объек­тов контроля требованиям набора дефектоскопических материалов;

• удаление загрязнений с поверхности объектов контроля и обеспечении доступа пенетранта в полости дефектов;

• выявление дефектов конкретных типов;

• условие обучения контролера (дефектоскописта) технологии контроля и получение допуска к работе по выполнению капиллярной дефектоскопии.

Наряду с терминами «порог чувствительности ка­пиллярного неразрушающего контроля», «класс чувстви­тельности капиллярного неразрушающего контроля» и «дифференциальная чувствительность средства капил­лярного неразрушающего контроля» в массовом контро­ле однотипных объектов, например лопаток турбин и компрессоров, находят применение термины «воспроиз­водимость результатов капиллярного неразрушающего контроля» и «сходимость результатов капиллярного не­разрушающего контроля». Основаны они на статистиче­ских методах оценки массового контроля, например, ме­тоде двукратных совпадений, позволяющем сравнитель­но быстро и с малыми затратами оценить как полноту, так и стабильность выявления многочисленных поверх­ностных несплошностей испытуемым процессом контро­ля или материалом по сравнению с образцовыми.

Воспроизводимость результатов капиллярного не­разрушающего контроля отражает близость друг к другу результатов контроля, выполненного различными дефек­тоскопическими материалами в различных условиях, и определяется статистическими методами. Сходимость результатов капиллярного неразрушающего контроля отражает близость друг к другу результатов контроля, полученных в одинаковых условиях одними дефектоско­пическими материалами, и также определяется статисти­ческими методами.

В оспроизводимость результатов капиллярного не­разрушающего контроля вычисляют, пользуясь методом двукратных совпадений, как процентное отношение до­верительного интервала количества индикаций однотип­ных несплошностей, выявленных по их заданному опти­ческому и (или) геометрическому параметру испытуе­мым методом (материалами), к количеству индикаций, выявленных образцовым методом (материалами) на группе объектов, например, лопаток турбин с однотип­ными многочисленными несплошностями (трещинами, порами и т.п.).

Сходимость результатов капиллярного неразру­шающего контроля, пользуясь тем же методом двукрат­ных совпадений, вычисляют аналогичным образом, учи­тывая, что испытуемым методом (материалом) служит один и тот же дефектоскопический материал, используе­мый в одинаковых условиях.

На каждом объекте должно быть не менее пяти не­сплошностей, выявленных ранее по образцовому мате­риалу, а общее их число было бы по возможности боль­ше, например 30... 50.

В оспроизводимость результатов капиллярного не­разрушающего контроля (В) в процентах определяется выражением

где а - доверительный интервал количества совпадаю­щих индикаций, выявленных испытуемым процессом контроля. Совпадающими следует считать индикации, повторно выявленные двукратным контролем. Для воз­можного сокращения объема работы целесообразно ис­пользовать все возможные комбинации для сравнения. Так, для трех контролей одного объекта существует три двукратные сравнительные комбинации, а для четырех контролей - шесть и т.д.; b - число индикаций, выявленных образцовым процессом контроля;

-среднее число совпадающих индикаций из п контролей испытуемым процессом; - погрешность подсчета числа совпадающих индикаций, выявленных испытуемым процессом; t_a(n) - коэффициент Стьюден-

т а, зависящий от числа п проведенных контролей (пол­ных циклов обработки дефектоскопическими методами) и от заданного значения коэффициента надежности кон­троля ;

• средняя квадратическая погрешность подсчета совпа­дающих индикаций по результатам серии контролей ис­пытуемым процессом.

Ниже излагается порядок выполнения вычислений на конкретном примере.

1. Результаты наблюдений индикаторных следов, выявленных испытуемым процессом контроля, записы­вают в таблицу. Принято число контролей п = 3.

2. В ычисляют среднее значение числа совпадающих следов а из трех контролей:

3. Находят погрешность подсчета совпадающих следов при отдельных контролях:

4. Вычисляют квадраты погрешностей отдельных контролей (a1)²:

5. О пределяют среднюю квадратическую погреш­ность подсчета совпадающих следов по результатам се­рии контролей

6. Задаются требуемым значением коэффициента надежности контроля а испытуемым процессом.

Например, принимаем  = 0,95.

7. О пределяют коэффициент Стьюдента t_a(n) для данного числа контролей п = 3 и заданного коэффициен­та надежности  = 0,95:

8. Находят границы доверительного интервала (по­грешность результата подсчета совпадающих следов)

а = 4,30 2,08 = 8,94.

9. Подсчитывают число совпадающих следов

а = 76 ±8,94.

10. Окончательно подсчитывают «воспроизводи­мость результатов капиллярного неразрушающего кон­троля» для испытуемого процесса контроля в сравнении с образцовым.

Допустим, число следов, выявленных образцовым процессом контроля, составляет 73, тогда

Сходимость результатов капиллярного неразрушаю­щего контроля подсчитывают аналогично с учетом исполь­зования одних и тех же дефектоскопических материалов.