Дефектоскопические материалы

Контроль изделий осуществляют с помощью дефектоскопических материалов, представляющих собой комплекты, компонентами каждого из которых являются индикаторный пенетрант (И), очищающая жидкость (М или О) и проявитель (П).

Индикаторная жидкость (пенетрант) – это окрашенная жидкость, предназначенная для заполнения полостей открытых поверхностных дефектов и последующего образования индикаторного рисунка. Жидкость представляет собой раствор или суспензию красителя в смеси органических растворителей, керосина, масел с добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ), снижающих поверхностное натяжение воды, находящейся в полостях дефектов и улучшающих проникновение пенетрантов в эти полости.

Индикаторные пенетранты приготавливают при температуре не выше 60 º С.

В качестве основы пенетрантов широко применяют бензол, керосин, скипидар, ксилол и другие вещества, трудно смываемые водой. Оптимальными для применения считают проникающие жидкости, имеющие коэффициент поверхностного натяжения s = 26...28 мН/м и динамическую вязкость h _ж = 1...2 мПа· с.

При цветной дефектоскопии применяют жирорастворимые темно-красные красители (5С, Ж, родамин), а при люминесцентно - цветной – краситель родамин С.

Очищающая жидкость (очиститель) предназначена для удаления пенетрантов с поверхности изделий в процессе контроля. Чаще всего применяют воду с добавками ПАВ, кальцинированной соды, а также органические растворители, масло керосиновые смеси и другие жидкости.

Проявитель позволяет, с одной стороны, извлекать пенетрант из полостей дефектов и образовывать индикаторные рисунки, а с другой, создавать на поверхности изделия фон, облегчающий рассмотрение этих рисунков. Проявители применяют в виде порошков, суспензий, красок или пленок. Обычно в качестве проявителей применяют такие порошки и их смеси, как оксид магния, силикагель, белая сажа, мел, каолин, тальк, маршаллит и др. Эти же порошки входят в состав суспензий на основе воды, ацетона, спирта, бензина и других жидкостей. В цветной дефектоскопии получили широкое распространение оксид цинка и титановые белила, а для люминесцентного контроля – оксид магния. Проявляющие краски и пленки содержат тонкодисперсные вещества, поглощающие проникающую жидкость; такие проявители применяют для контроля изделий сложной формы.

Дефектоскопические комплекты обычно выбирают, исходя из требуемой чувствительности контроля, его производительности, условий проведения, стабильности качества дефектоскопических материалов, а также химической инертности в отношении объекта контроля. Обычно применяют нетоксичные или малотоксичные негорючие и коррозионно-безопасные материалы. Высокочувствительные комплекты (класc Ι) позволяют выявлять дефекты с раскрытием до 1 мкм, комплекты средней чувствительности (класс Ι Ι) – с раскрытием от 1 до 10 мкм, пониженной чувствительности (класс Ι Ι Ι) – с раскрытием от 10 до 100 мкм, Ι V класс – с раскрытием от 100 до 500 мкм, технологический класс – не нормируется (т.е. что обнаружено).

 

Таблица 1.1. Классы чувствительности

Класс чувствительности	Наименование	Раскрытие
I	высокочувствительный	до 1 мкм
II	средней чувствительности	от 1 мкм до 10 мкм
III	пониженной чувствительности	от 10 мкм до 100 мкм
IV	низкой чувствительности	от 100 мкм до 500 мкм
	технологический	не нормируется

 

Дефектоскопические материалы укомплектовывают в наборы, которые представляют собой взаимозависимое целевое сочетание дефектоскопических материалов: индикаторного пенетранта, проявителя, очистителя, приведенные в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Примеры наборов дефектоскопических материалов

 

Комплект	Назначение	Раствор	Компоненты	Количество
Ц-II-217. П115. М204	Контроль точечных поверхностей	Индикаторная жидкость И217	Бензин Скипидар А Нориол А Жирорастворимый краситель Ж	300 мл 600 мл 100мл 10 г/л
Очиститель М204	Эмульгатор ОП-7 Вода	10 г/л 1 л
Проявитель П115	Этиловый спирт Вода Каолин	500 мл 500 мл 350 г
Ц-III-И227. П115. М204	Контроль кованных (штампованных) поверхностей	Индикаторная жидкость И227	Керосин Бензин Скипидар А Жирорастворимый краситель Ж Жирорастворимый краситель 5С	200 мл 300 мл 500 мл 5 г/л 5 г/л
Очиститель М204	Эмульгатор ОП-7 Вода	10 г/л 1 л
Проявитель П115	Этиловый спирт Вода Каолин	500 мл 500 мл 350 г
Ц-II-ДК-6 ДАК-6	Контроль стали, цветных сплавов на основе Аl	Индикаторная жидкость И6	Бензин Ксилол Скипидар Жирорастворимый краситель Ж Жирорастворимый краситель 5С	470 мл 30 мл 500 мл 5 г 5 г
Проявитель П4	Этиловый спирт Каолин	1000 мл 350 г
Очиститель М2	Этиловый спирт	–

Последовательность приготовления растворов:

И217. Краситель Ж растворяется в смеси скипидара и люминофора «Нориол А» при перемешивании и подогреве на водяной бане с температурой около 50 º С не менее 30 мин. К полученному раствору добавляется бензин. После достижения комнатной температуры раствор профильтровать.

И227. Краситель Ж растворяется в скипидаре, краситель 5С – в смеси керосина и бензина. Растворение красителей производится при перемешивании и подогреве на водяной бане с температурой 40 º С. Полученные растворы сливаются вместе. После достижения комнатной температуры раствор профильтровать.

М204. Эмульгатор растворить в воде при перемешивании.

П115. Каолин перемешать со спиртом до однородной массы, затем при перемешивании добавить воду.

Запись набора материалов расшифровывается следующим образом: римская цифра обозначает класс чувствительности; первая цифра индекса у индикаторного пенетранта И – метод контроля
(1 – люминесцентный, 2 – цветной); вторая и третья цифры – номер по порядку (при данном методе контроля); первая цифра у индекса очистителя М и проявителя П обозначает применимость по наиболее высокому классу чувствительности, вторая и третья цифры – номер по порядку. Буква Н (после обозначения индикаторного пенетранта) указывает на способ контроля набором данного состава в режиме накопления красителя.

Часто дефектоскопические материалы применяют в виде наборов аэрозолей (Magnaflux, Namicon и т.п.) – тонких распределений мельчайших частиц твердого или жидкого вещества в газе. Дефектоскопические материалы в виде аэрозолей длительное время сохраняют свои свойства и всегда готовы к применению. Кроме того, при использовании исключаются их потери, так как они не высыхают и не проливаются. В аэрозольный дефектоскопический комплект обычно входят баллоны с пенетрантом, очищающей жидкостью и проявителем. Аэрозольные комплекты применяют при контроле различных изделий.

Дефектоскопические материалы следует проверять на контрольных образцах при проведении контроля.

Оценку качества дефектоскопических материалов производят в связи с тем, что с течением времени их физико-химические и технологические свойства могут измениться. К параметрам качества дефектоскопических материалов, подлежащие контролю, относятся:

- вязкость;

- температура воспламенения;

- характеристика взрывоопасности;

- коррозионное воздействие;

- светостойкость и стойкость к УФ-излучению;

- стойкость при хранении;

- время сушки;

- санитарно-гигиенические свойства;

- выявляемость дефектов.

 

Рис. 1.3. Карта выбора средств Bycotest для цветного метода капиллярного контроля

 

Качество материалов оценивают или по их отдельным свойствам, или комплексно по эффективности выявления дефектов. Оценка отдельных свойств более проста, хотя и не полностью характеризует дефектоскопические качества материалов. Комплексная оценка отражает конечные результаты контроля, т.к. позволяет оценить как проникающую способность пенетрантов, так и выявляемость дефектов. При комплексной проверке материалов одновременно исследуют свойства пенетранта, очистителя и проявителя в условиях, приближенных к условиям дефектоскопии реальных изделий. Комплексную проверку осуществляют с помощью стандартных (контрольных) образцов. Для определения свойств пенетранта можно еще использовать и тест–панель. Тест–панель PSM-5 используется для определения основных изменений, снижающих чувствительность пенетрантной системы, в частности:

1. состава пенетрантного масла, т.е. уровень его загрязнения;

2. состав эмульгатора, т.е. уровень его загрязнения;

3. недосмыв или пересмыв гидрофильных эмульгаторов;

4. время контакта пенетранта, т.е. выбрано оно слишком большим или слишком коротким;

5. концентрацию проявителя;

6. контактное время эмульгатора, т.е. выбрано оно слишком большим или слишком коротким;

7. время проявления: критерием является плохая различимость, если время выбрано слишком коротким;

8. смываемость в зависимости от давления воды, температуры и т.д.;

9. температура сушки (слишком высокая или слишком низкая).

Тест–панель PSM-5 способна показать любое изменение в пенетрантной системе.