26.Метод искусственных баз и капиллярные методы

+++++++++++Ушаков В.М. книга: Неразрушающий контроль, и диагностика, 2006++++++++++++

Основным объектом поиска при капиллярном контроле являются трещины, имеющие выход на поверхность. Капиллярный метод контроля основан на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полость несплошности материала и регистрации образующихся индикаторных следов визуального или с помощью приборов. Метод позволяет обнаружить поверхностные и сквозные несплошности, которые могут быть обнаружены также при визуальном контроле.

Преимущество капиллярного метода контроля КМК - в многократном ускорении процесса контроля. Обнаружение сквоз­ных несплошностей входит в задачу методов течеискания. В методах течеиска­ния, наряду с другими способами, используют КМК причем инди­каторную жидкость наносят с одной стороны стенки объекта контроля (ОК), а реги­стрируют с другой. Основными докумен­тами, регламентирующими применение КМК, являются ГОСТ 18442 — 80, 28369 — 89 и 24522 — 80.

В зависимости от первичного информационного параметра они делятся на:

- Цветной метод, где регистрируется цветной контраст индикаторной жидкости или газа и фона поверхности детали.

- Люминесцентный метод, где регистрируются параметры индикаторной жидкости проникающей в полости дефекта при облучении её ультрафиолетовыми лучами.

- Люминесцентно-цветовой метод, где регистрируются параметры индикаторной жидкости, проникающей в полость дефекта в видимом свете или при облучении её ультрафиолетовыми лучами.

- Метод фильтрующих частиц, включающий регистрацию яркости или цвета компонентов в зоне дефекта на поверхности контрастирующего объекта.

- Яркостной метод, где регистрируется яркость контраста индикаторной жидкости или газа и фона поверхности детали. Так на контрастирующую поверхность наносится жидкость с большой смачивающей способностью и большим капиллярным давлением, которое заставляет жидкость проникать в мельчайшие трещины и поры.

Процесс капиллярного контроля состоит из следующих ос­новных операций (рис.):

• очистка поверхности 1 ОК и полости несплошности 2 от загрязнений, жира и т. д. путем их механического удаления и растворения. Этим обеспечивается хорошая смачиваемость всей поверхности ОК индикаторной жидкостью и возможность про­никновения ее в полость несплошности;

• пропитка несплошности индикаторной жидкостью 3. Для этого она должна хорошо смачивать материал изделия и прони­кать в несплошности в результате действия капиллярных сил. По этому признаку метод называют капиллярным, а индикатор­ную жидкость — индикаторным пепетрантом или просто пе-нетрантом (от лат. penetro — проникаю, достаю);

• удаление с поверхности изделия излишков пенетранта, при этом пенетрант в полости несплошностей сохраняется. Для удаления используют эффекты диспергирования и эмульгирова­ния с помощью специальных жидкостей — очистителей;

• обнаружение пенетранта в полости несплошностей. Как уже отмечено, это делают чаще визуально, реже — с помощью специальных устройств-преобразователей. В первом случае на поверхность наносят специальные вещества-проявители 4, из­влекающие пенетрант из полости несплошностей за счет явле­ний сорбции или диффузии. Сорбционный проявитель имеет вид порошка или суспензии. Пенетрат пропитывает весь слой проявитиля и образует следы (индикации) 5 на его наружной поверхности. Эти индикации обнаруживают визуально.

Рис. Основные операции при капиллярной дефктоскопии

Метод искусственных баз (+++старые лекции+++)

Метод искусственных баз заключается в том, что на поверхности, износ которой исследуется, наносят углубление в виде пирамиды или дугообразной лунки (рис. а и б). Этот метод может быть применен для измерения износа только тех деталей, на поверхности которых допускается нанесение углубления.

Рис. Схема измерения износа методом искусственных баз

Ось углубления должна быть направлена нормально к поверхности износа. По уменьшению размеров периметра углубления судят о величине износа. Углубление наносят вдавливанием алмазной четырехгранной пирамиды, которая применяется для измерения твердости. При измерении износа более мягких металлов можно применять пирамиды из твердых сплавов или стальные закаленные пирамиды. Точность метода лунок в пределах ±1-2 мкм, а в отдельных случаях ±0,5 мкм.

Величина линейного износа по отпечатку пирамида (рис.,а):

U=h₀-h₁=1/m(α₀-α₁), где m-коэффициент пропорциональности. Для алмазной призмы с двугранным углом при вершине α = 136°, m=7, тогда u=(α₀-α₁)/7.

Следует измерять диагональ, расположенную перпендикулярно к направлению скольжения, так как в направлении скольжения образуются риски износа, которые могут затруднить определение конца диагонали.

В практике наиболее широко применяется нанесение дугообразной лунки вращающимся резцом (рис.,б). Если резец хорошо заточен, почти полностью исключается местное выпучивание металла по периметру лунки, что неизбежно при вдавливании пирамиды в металл.

Глубина лунки h связана с ее длиной l зависимостю:

h=l²/8(1/r+1/R), где r-радиус, описываемый вершиной резца;

R-радиус цилиндрической поверхности, на которой наносится лунка (“-” для вогнутой поверхности, “+” для выпуклой поверхности, R=∞ - для плоскости)