ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Машиностроительный

Направление Технологические машины и оборудование

Кафедра Оборудование и технология сварочного производства

Отчёт по лабораторной работе №2

Капиллярный метод контроля сварных швов.

Выполнил: студент гр. 4611

Романов Н.А.

Дата « »__________ 2005 г.

Подпись __________

Проверил:

Филишов Н.Я.

Дата « »__________ 2005 г.

Подпись __________

Томск 2005

Цель работы:

Ознакомление с капиллярными методами контроля сварных швов.

1 КРАТКИЕ ТЕОРИТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1 Основы метода.

Капиллярный контроль основан на проникновении индикаторных жидкостей в капилляры на поверхности объекта контроля и регистрации образующихся следов визуально или с помощь преобразователя. Он предназначен для обнаружения невидимых или слабо видимых невооруженным глазом поверхностных дефектов в объектах контроля, определения их расположения, протяженности (для дефектов типа трещин) и ориентации по поверхности.

Капиллярный метод контроля позволяет контролировать изделия любых размеров и форм, изготовленных практически из любых материалов. Необходимым условием выявления дефектов типа нарушения сплошности материала является наличие полостей, свободных от загрязнений, имеющих выход на поверхность объектов и глубину распространения, значительно превышающую ширину их раскрытия.

Дефекты изделия после подготовки его контролю заполняются индикаторной проникающей жидкостью – пенетрантом. Затем излишки пенетранта удаляются с его поверхности растворителем при сохранении его в полостях дефектов. После этого на контролируемую поверхность наносится проявитель. Пенетрант впитывается проявителем за счет сорбции и диффузии в результате на его поверхности образуется след дефекта, ярко окрашенный или люминесцирующий в ультрафиолетовом свете. Ширина следа дефекта намного превышает его собственный размер. За счет этого оказывается возможным выявлять весьма мелкие дефекты – с раскрытием менее 1 мкм.

В зависимости от способа получения первичной информации различают 3 метода капиллярной дефектоскопии:

• Люминесцентный –ЛКд,

• Цветной– ЦКд,

• Люминесцентно-цветной – ЛЦКд.

Люминесцентный метод основан на регистрации контраста люминесцирующего в ультрафиолетовом излучении видимого индикаторного рисунка на фоне поверхности объекта контроля.

Цветной метод основан на регистрации непосредственно контраста цветного в видимом излучении индикаторного рисунка на фоне поверхности объекта контроля.

Люминесцентно-цветной метод основан на регистрации контраста цветного или люминесцирующего индикаторного рисунка на фоне поверхности объекта контроля в видимом или ультрафиолетовом излучении.

В любом методе капиллярной дефектоскопии различают три способа проявления дефектов:

1. Сорбционный – сухой и мокрый.

2. Растворяющий или диффузионный.

3. Без проявления: а– безпорошковый, б - самопроявляющий.

1.2 Методика контроля

1.2.1 Люминесцентный метод.

Пропитка.

Перед контролем поверхность изделия очищают от шлака и загрязнений. Затем наносят слой индикаторного люминесцирующего пенетранта. В простейшем случае это, например, смесь 15% трансформаторного масла и 85% керосина, дополнительно нагрев, ультразвук, повышенное или пониженное давление.

Очистка.

Через 10-15 минут остатки пенетранта снимаются с поверхности изделия, за исключением полостей дефектов, где он остается.

Проявление

Его осуществляют, нанося сухой сорбент в виде порошка – сухой способ или виде суспензии – мокрый способ.

Проявитель выдерживают для извлечения следов индикаторного раствора – пенетранта из полостей дефектов.

Осмотр при УФ-облучении.

Люминесценция индикаторного раствора, поглощенного сорбентом, дает четкую контрастную картину поверхностных дефектов. Для увеличения чувствительности ЛКд применяют диффузионный способ проявления, при котором люминесцирующий раствор дифундирует в слой специального лакового покрытия.

В беспорошковом способе деталь для проявления погружают в раствор органических кристаллов люминофора.

В самопроявляющем варианте после пропитки деталь нагревают и сама индикаторная жидкость, выходя из полосте и затвердевая, образует следы дефектных полостей.

1.2.2 Цветной метод.

Цветной контроль или метод красок проводят примерно по той же технологии. На очищенную предварительно поверхность детали наносят слой подкрашенной проникающей жидкости. Затем следует выдержка промывка, сушка. Проявление осуществляют порошком или суспензией (например, 300-500 г каолина в 1 л воды или спирта). При просушивании краска («Судан» и др.) окрашивает каолин в красный цвет. Дефекты хорошо видны при осмотре поверхности шва простым глазом или через лупу, а мелкие – в микроскоп.

1.2.3 Люминесцентно-цветной метод.

Метод представляет собой сочетание ЛКд и ЦКд с диффузионным вариантом проявления. Для получения наивысшей чувствительности контроля детали в УФ-свете, а пониженной чувствительности – при дневном свете. Для ЛЦКд применяют комплекты специальных дефектоскопических материалов.

1.3 Дефектоскопические наборы капиллярного контроля.

Дефектоскопические материалы выбирают в зависимости от требований, предъявляемых к объекту контроля, его состояния и условий контроля. Их комплектуют в целевые наборы, в которые входят полностью или частично заменяемые дефектоскопические материалы:

индикаторный пенетрант, обладающий способностью проникать в несплошности объекта контроля и индицировать их;

очиститель от пенетранта, предназначенный для удаления индикаторного пенетранта с поверхности объекта контроля самостоятельно или в сочетании с органическим растворителем или водой;

гаситель пенетранта, используемый для гашения люминесценции или цвета остатков соответствующих индикаторных пенетрантов на поверхности объекта контроля;

проявитель пенетранта, предназначенный для извлечения индикаторного пенетранта из капиллярной полости несплошности с целью образования четкого индикаторного рисунка (следа) и создания контрастирующего с ним фона.

Капиллярный метод контроля позволяет микроскопические поверхностные дефекты на изделиях из практически любых конструкционных материалов. Поэтому для осуществления контроля требуется наличие дефектоскопических средств различной чувствительности.

1.4 Аппаратура капиллярного контроля.

Аппаратура для капиллярной дефектоскопии поразделяется на:

источники ультрафиолетового излучения;

портативные дефектоскопические комплексы;

стационарные лабораторные и цеховые установки;

механизированные дефектоскопические линии массовых производств.

Для выполнения капиллярного контроля в настоящее время широко используются аэрозольные комплекты. Отечественный аэрозольный комплект КД-40ЛЦ предназначен для использования в полевых, цеховых и лабораторных условиях, а так же для повторного заполнения аэрозольных баллонов дефектоскопическими материалами. Осмотр сварных швов в процессе люминесцентного контроля осуществляемся с помощью переносного ультрафиолетового облучателя.

1.5 Оценка качества капиллярного контроля.

Качество капиллярного контроля характеризуется :

– порогом,

– классом чувствительности,

– дифференциальной чувствительность средств контроля.

Порог чувствительности капиллярного неразрушающего контроля – раскрытие несплошности типа единичной трещины определенной длины, выявляемое с заданной вероятностью по заданному геометрическому или оптическому параметрам следа.

Верхнему порогу чувствительности соответствует наименьшее выявляемое раскрытие, нижнему – наибольшее.

Геометрический параметр индикаторного рисунка – отношение среднего значения ширины индикаторного следа к раскрытию выявленной несплошности.

Оптический параметр индикаторного рисунка – отношение среднего значения яркости индикаторного следа к среднему значению яркости фона.

Фон поверхности – бездефектная поверхность, обработанная дефектоскопическими материалами.

Класс чувствительности капиллярного неразрушающего контроля – диапазон значений преимущественного раскрытия несплошности типа единичной трещины определенной длины при заданных условиях, вероятности выявления, геометрическом или оптическом параметрах следа не хуже заданных.

Дифференциальная чувствительность – отношение изменения оптического или геометрического параметра индикаторного следа к вызывающему его изменению раскрытия при неизменной глубине и длине несплошности типа единичной трещины.

Экспериментальная часть

а) пора в месте окончания сварки (кратере) диаметром около 0.3 – 0.4 мм;

б) пора на самом валике. Диаметр около 0.1 – 03 мм;

в) подрез длиной около 2 мм.

На пластине обнаружено скопление пор на протяжении ½ шва. Они имеют разнообразную протяженность и глубину.

Внешний вид дефектов представлен на рис. 1.

а)

б)

Рисунок1. – а)киросиновый метод б)цветной метод .

Вывод: В ходе данной лабораторной работы изучили капиллярные методы контроля сварных швов. Был произведен контроль двух соединений различного вида – трубы и пластины. С помощью капиллярного метода контроля обнаружили на сварных соединениях целый ряд дефектов. Капиллярный метод контроля прост, удобен для использования в полевых условиях. Однако он не определяет глубины дефектов. Как видно из рис.1 аргонно – дуговая сварка обеспечивает более низкую вероятность образования дефектов, чем ручная дуговая сварка. Большое количество дефектов в шве, выполненного на пластине, говорит о низкой квалификации сварщика, его выполнявшего.