Капиллярный метод неразрушающего контроля сварных швов. Капиллярная дефектоскопия сварных соединений

Контроль сварных швов является основным способом определить их качества. Существует несколько технологических контрольных методов, которые сегодня применяются при проверке сварочных швов, основной из них – капиллярный контроль. Он является неразрушающим и включает в себя несколько вариантов проведения данного процесса с использование разных расходных материалов. С его помощью определяются наружные поверхностные и внутренние дефекты или их отсутствие, а также изменения в зоне нагрева двух соединяемых заготовок.

Капиллярным контролем сварных соединений можно выявить практически все дефекты шва: поры, трещины, раковины, прожоги и непровары. Можно определить, как расположен дефект в плане его ориентации к поверхности сварного шва, можно определить размеры изъянов. Капиллярный метод контроля используется при сварке любых металлов (черных и цветных), пластмасс, стекла, керамики и так далее. То есть, это контроль имеет обширную область применения при определении дефектов в сварочных швах.

Суть всего контрольного процесса заключается в том, что, используя специальные жидкости (индикаторы), которые имеют свойство глубоко проникать в любые материалы, если в них есть пустоты, просачиваться сквозь него и появляться на противоположной стороне от места их нанесения. То есть, проникая в тело металла, индикаторные жидкости оставляют следы, по которым и определяются дефекты. Такие следы можно обнаружить визуально, а можно использовать для их определения специальные приборы преобразователи. Все современные методы контроля сварных швов капиллярным способом регламентируются ГОСТами.

Содержание

1. Сущность и область применения метода капиллярной дефектоскопии
2. Классификация методов капиллярной дефектоскопии

• Основные методы контроля
• Комбинированные методы капиллярного контроля

• Технология проведения капиллярной дефектоскопии
• Этапы капиллярного контроля
• Материалы для капиллярного контроля
• Подготовка и предварительная очистка проверяемой поверхности
• Нанесение индикаторной жидкости
• Промежуточная очистка поверхности
• Процесс проявления поверхностных дефектов в сварном шве

• При использовании флуоресцентных индикаторных жидкостей
• При использовании цветных индикаторных жидкостей

Виды

Работа с капиллярным контролем может пойти двумя путями. Первый называется основным и состоит в том, что при работе вы применяете только один метод.

Второй путь называют комбинированным, в нём, как не сложно догадаться, используется несколько видов проверки дефектов. При работе с капиллярным, вы пользуетесь и радиографическим методом.

Эти два вида также имеют свои ответвления. При использовании первого, можно столкнуться с выбором: работать со специальным раствором или выбрать способ, при котором нужна фильтрующая суспензия.

А для выявления результатов проверки существует ещё четыре способа. Ваш выбор может упасть в сторону хроматического или ахроматического способа, а может, вы остановитесь на люминесцентном или люминесцентно-хроматическом методе.

И это всё только о первом виде капиллярного контроля.

В комбинированный метод входит наличие капиллярного контроля, а в связке с ним, могут применять множество других видов проверки. Например, использование магнитного, индукционного, радиографического и других методов.

При любом из этих способов необходимо работать с химическими жидкостями.

А чтобы обнаружить результаты, для каждого отдельного способа нужно применять оборудование, которое подходит под вид применяемого контроля. Для радиографического контроля используют рентгеновское оборудование.

При такой проверке нужно провести капиллярный контроль, а затем пропустить деталь через рентгеновский аппарат и сделать снимок, чтобы найти расположение всех дефектов.

Сущность и область применения метода капиллярной дефектоскопии

Капиллярный контроль сварных соединений применяется для выявления наружных (поверхностных и сквозных) дефектов в сварных швах и прилегающих зонах термического влияния. Такой способ проверки позволяет выявлять такие дефекты, как горячие и холодные трещины в сварных швах, непровары, поры, раковины и некоторые другие.

При помощи капиллярной дефектоскопии можно определить расположение и величину дефекта, а также его ориентацию по поверхности металла. Этот метод применяется как при сварке чёрных металлов, так и при сварке цветных металлов и сплавов. Также его используют при сварке пластмасс, стекла, керамики и других материалов.

Сущность метода капиллярного контроля состоит в способности специальных индикаторных жидкостей проникать в полости дефектов шва. Заполняя дефекты, индикаторные жидкости образуют индикаторные следы, которые регистрируются при визуальном осмотре, или с помощью преобразователя. Порядок капиллярного контроля определяется такими стандартами, как ГОСТ 18442 и EN 1289.

ПВК как вид неразрушающего контроля

Капиллярная дефектоскопия – это метод, основанный на проникновении жидкости с малым поверхностным натяжением внутрь дефектного участка под действием капиллярного эффекта, вследствие этого повышается цветоконтрастность поврежденного участка, по которому можно судить о степени поврежденности соединения.

Данный способ контроля может выявлять:

• холодные и горячие трещины в швах соединения;
• излишнюю пористость сварного шва;
• непровары;
• раковины и др.

Классификация методов капиллярной дефектоскопии

Способы капиллярной проверки подразделяются на основные и комбинированные. Основные подразумевают только капиллярный контроль проникающими веществами. Комбинированные основаны на совместном применении двух или более методов неразрушающего контроля сварных соединений, одним из которых является капиллярный контроль.

Основные методы контроля

Основные методы контроля подразделяются:

1. В зависимости от типа проникающего вещества:

• проверка с помощью проникающих растворов
• проверка при помощи фильтрующих суспензий

1. В зависимости от способа считывания информации:

• яркостный (ахроматический)
• цветной (хроматический)
• люминесцентный
• люминисцентно-цветной.

Комбинированные методы капиллярного контроля

Комбинированные методы подразделяются в зависимости от характера и способа воздействия на проверяемую поверхность. И бывают они:

1. Капиллярно-электростатический
2. Капиллярно-электроиндукционный
3. Капиллярно-магнитный
4. Капиллярно-радиационный метод поглощения
5. Капиллярно-радиационный метод излучения.

Что необходимо иметь для проведения таких работ?

1. Пенетрант. Представляет собой окрашенную жидкость, способную заполнить собой имеющиеся открытые полости, с последующим образованием индикаторного рисунка. В состав пенетранта входит смесь красителя и растворителей, а также керосин и масла, в которые добавлены ПАВ, призванных улучшать проникновение индикаторной жидкости в имеющиеся полости. Если в процессе контроля планируется использование люминесцентного метода, подразумевающий применение ультрафиолетовых облучателей, то вместо красящих пигментов в состав пенетрантов входят люминесцирующие компоненты.
2. Проявитель. Это материал для дефектоскопии, который адсорбирует на своей поверхности пенетрант, оставшийся в полостях, что способствует их более полному выявлению. Всего существует несколько видов проявителей, но особо эффективным и простым в применении считается суспензионный, который можно приобрести на сайте .
3. Очиститель. Необходим для очистки исследуемой поверхности. Представляет собой смесь органических растворителей.
4. Гаситель. Благодаря этому материалу, можно без труда удалить остатки пенетранта, находящиеся вне зоны, подлежащей исследованию.
5. Оборудование и приспособления. В зависимости от способов проведения исследования, в эту группу могут входить пульверизаторы для нанесения пенетранта, оптические приборы, шкафы для сушки, облучатели, испытательные панели и пр.

Все заинтересованные лица набор капиллярной дефектоскопии купить могут, минуя розничные торговые сети, ведь покупка товаров в режиме онлайн теперь считается самым лучшим способом приобретения, а цена приборов и средств контроля приятно порадует всех, кто решил прибегнуть к услугам интернет-магазина .

Технология проведения капиллярной дефектоскопии

До проведения капиллярного контроля проверяемую поверхность необходимо очистить и просушить. После этого на поверхность наносят индикаторную жидкость — панетрант. Эта жидкость проникает в поверхностные дефекты швов и по истечении некоторого времени проводят промежуточную очистку, в ходе которой удаляется излишняя индикаторная жидкость. Далее на поверхность наносят проявитель, который начинает вытягивать индикаторную жидкость из сварных дефектов. Таким образом, на контролируемой поверхности проявляются рисунки дефекта, видимые невооружённым глазом, или при помощи специальных проявителей.

Этапы капиллярного контроля

Процесс контроля капиллярным методом можно разделить на следующие этапы:

1. Подготовка и предварительная очистка
2. Нанесение индикаторной жидкости
3. Промежуточная очистка
4. Процесс проявления
5. Выявление сварочных дефектов
6. Составление протокола в соответствии с результатами проверки
7. Окончательная очистка поверхности

Материалы для капиллярного контроля

Перечень необходимых материалов для проведения капиллярной дефектоскопии дан в таблице:

Индикаторная жидкость

Подготовка и предварительная очистка проверяемой поверхности

При необходимости, с контролируемой поверхности сварного шва удаляют загрязнения, такие как окалина, ржавчина, масляные пятна, краска и др. Эти загрязнения удаляют с помощью механической или химической очистки, или комбинацией этих способов.

Механическую очистку рекомендуется проводить лишь в исключительных случаях, если на контролируемой поверхности находится рыхлая плёнка окислов или имеются резкие перепады между валиками шва, глубокие подрезы. Ограниченное применение механическая очистка получила из-за того, что при её проведении часто поверхностные дефекты оказываются закрытыми в результате затирания, и они не выявляются при проверке.

Химическая очистка происходит с применением различных химических чистящих средств, которые удаляют с проверяемой поверхности такие загрязнения, как краска, масляные пятна и др. Остатки химических реагентов могут реагировать с индикаторными жидкостями и влиять на точность контроля. Поэтому химические вещества после предварительной очистки должны смываться с поверхность водой, или другими средствами.

После предварительной очистки поверхности её необходимо просушить. Просушивание необходимо для того, чтобы на наружной поверхности проверяемого шва не осталось ни воды, ни растворителя, ни каких-либо других веществ.

Нанесение индикаторной жидкости

Нанесение индикаторных жидкостей на контролируемую поверхность может выполняться следующими способами:

1. Капиллярным способом. В этом случае заполнение сварных дефектов происходит самопроизвольно. Жидкость наносится при помощи смачивания, погружения, струёй или распылением сжатым воздухом или инертным газом.
2. Вакуумным способом. При таком способе в полостях дефектов создаётся разряженная атмосфера и давление становится в них меньше, чем атмосферное, т.е. получается своеобразный вакуум в полостях, который всасывает в себя индикаторную жидкость.
3. Компрессионный способ. Этот способ противоположен вакуумному способу. Заполнение дефектов происходит под воздействием на индикаторную жидкость давления, превышающего атмосферное давление. Под большим давлением жидкость заполняет дефекты, вытесняя из них воздух.
4. Ультразвуковой способ. Заполнение полостей дефектов происходит в ультразвуковом поле и использованием ультразвукового капиллярного эффекта.
5. Деформационный способ. Полости дефектов заполняются под воздействием на индикаторную жидкость упругих колебаний звуковой волны или при статическом нагружении, увеличивающем минимальный размер дефектов.

Для лучшего проникновения индикаторной жидкости в полости дефектов, температура поверхности должна быть в пределах 10-50°С.

Промежуточная очистка поверхности

Наносить вещества для промежуточной очистки поверхности следует таким образом, чтобы индикаторная жидкость не удалялась из поверхностных дефектов.

Очистка водой

Избытки индикаторной жидкости могут быть удалены обрызгиванием, или протиранием влажной тканью. При этом, следует избегать механического воздействия на контролируемую поверхность. Температура воды не должна превышать 50°С.

Очистка растворителем

Сначала излишнюю жидкость удаляют при помощи чистой ткани без ворса. После этого поверхность очищают тканью, смоченной растворителем.

Очистка эмульгаторами

Для удаления индикаторных жидкостей используются водочувствительные эмульгаторы или эмульгаторы на основе масел. Перед нанесением эмульгатора необходимо смыть излишки индикаторной жидкости водой и сразу после этого нанести эмульгатор. После эмульгтрования необходимо поверхность металла промыть водой.

Комбинированная очистка водой и растворителем

При таком способе очистки сначала с контролируемой поверхности смывают водой излишнюю индикаторную жидкость, а затем очищают поверхность безворсовой тканью, смоченной растворителем.

Сушка после промежуточной очистки

Для высушивания поверхности после промежуточной очистки можно применить несколько способов:

• вытиранием чистой сухой неволокнистой тканью
• испарением при температуре окружающей среды
• сушкой при повышенной температуре
• сушкой в воздушной струе
• комбинированием вышеперечисленных способов сушки.

Процесс сушки необходимо проводить таким образом, чтобы не происходило высыхания индикаторной жидкости в полостях дефектов. Для этого сушку выполняют при температуре, не превышающей 50°С.

Процесс проявления поверхностных дефектов в сварном шве

Проявитель наносят на контролируемую поверхность ровным тонким слоем. Процесс проявления следует начинать как можно быстрее после промежуточной очистки.

Сухой проявитель

Применение сухого проявителя возможно только с флуоресцентными индикаторными жидкостями. Наносится сухой проявитель напылением или с помощью электростатического распыления. Контролируемые участки должны покрываться однородно, равномерно. Локальные скопления проявителя недопустимы.

Жидкий проявитель на основе водной суспензии

Проявитель наносится однородно при погружении в него контролируемого соединения или разбрызгиванием при помощи аппарата. При использовании метода погружения, для получения наилучших результатов, длительность погружения должна быть как можно короче. После этого контролируемое соединение должно пройти сушку испарением или обдувом в печи.

Жидкий проявитель на основе растворителя

Проявитель наносится распылением на контролируемую поверхность таким образом, чтобы поверхность была равномерно смочена и на ней сформировалась тонкая и однородная плёнка.

Жидкий проявитель в виде водного раствора

Равномерное нанесение такого проявителя достигается помощи погружения в него контролируемых поверхностей, либо при помощи распыления специальными аппаратами. Погружение должно быть кратковременным, в этом случае достигаются наилучшие результат проверки. После этого контролируемые поверхности высушивают испарением или обдувом в печи.

Длительность процесса проявления

Длительность процесса проявления продолжается, как правило, в течение 10-30 мин. В отдельных случаях допускается увеличение длительности проявления. Отсчёт времени проявления начинается: для сухого проявителя сразу после его нанесения, а для жидкого проявителя — сразу после окончания просушивания поверхности.

Основные данные

Для капиллярного контроля соединений применяются специальные жидкости, на этом и основывается весь метод. У этих жидкостей есть и другие названия.

Например, индикаторы или пенетранты. У них есть свои особенности, которые вы должны знать. Одна из таких особенностей это проникание внутрь самых маленьких дефектов и оставление яркого следа после себя.

Этот след можно заметить без какого-либо оборедования, поэтому рабочий может легко вычислить расположение дефектов. При маленьком размере дефекта, иногда используют увеличительную лупу.

Как можно заметить, ничего сложного в применении капиллярного метода нет.

Капиллярным методом вы можете найти много разных дефектов, не просто трещинки, но и прожоги, непроваренные участки.

Все изъяны можно распознать не приобретая при этом дорогие аппараты. Также вы сможете вычислить величину дефектов, и где они точно расположены на всём протяжении соединения.

При этом вы можете проводить контроль разного вида заготовок. Например, металлических, стеклянных или керамических деталей, а также заготовок из искусственного полимера.

Поэтому с таким контролем можно работать в нескольких отраслях и это хорошее качество для производства.

Выявление сварочных дефектов в результате капиллярной дефектоскопии

По возможности, осмотр контролируемой поверхности начинают сразу же после нанесения проявителя или после его высушивания. Но окончательный контроль происходит после завершения процесса проявления. В качестве вспомогательных приборов, при оптическом контроле, применяются увеличительные стёкла, или очки с увеличительными линзами.

При использовании флуоресцентных индикаторных жидкостей

Недопустимо использование фотохроматических очков. Необходимо, чтобы глаза контролёра адаптировались к темноте в испытательной кабине в течение 5 минут, как минимум.

Ультрафиолетовое излучение не должно попадать в глаза контролёра. Все контролируемые поверхности не должны флуоресцировать (отражать свет). Также в поле зрения контролёра не должны попадать предметы, которые отражают свет под воздействием ультрафиолетовых лучей. Можно применять общее ультрафиолетовое освещение для того, чтобы контролёр мог беспрепятственно перемещаться по испытательной камере.

При использовании цветных индикаторных жидкостей

Все контролируемые поверхности осматриваются при дневном, или искусственном освещении. Освещённость на проверяемой поверхности должна быть не менее 500лк. При этом, на поверхности не должно быть бликов из-за отражения света.

Повторный капиллярный контроль

Если есть необходимость в повторном контроле, то весь процесс капиллярной дефектоскопии повторяют, начиная с процесса предварительной очистки. Для этого необходимо, по-возможности, обеспечить более благоприятные условия контроля.

Для повторного контроля допускается применять только такие же индикаторные жидкости, одного и того же производителя, что и при первом контроле. Использование других жидкостей, или таких же жидкостей, но разных производителей, не допускается. В этом случае необходимо выполнить тщательную очистку поверхности, чтобы на ней не осталось следов от прежней проверки.

Преимущества метода:

• Применим для любых видов металла и сплавов, используемых в конструкциях различного назначения: трубопроводы магистральные, резервуары, силосы и др. объекты из металла. Его применяют даже для выявления дефектов на керамических, стеклянных и пластмассовых изделиях.
• Позволяет определить конкретное расположение дефекта и его размеры.
• Относительно дешевый вид неразрушающего контроля.
• Высокая точность и наглядность, в сравнении с некоторыми другими видами дефектоскопии.
• Не требует затратных подготовительных работ.
• Быстрый и безопасный.