Капиллярный способ проверки сварных швов

Капиллярный контроль сварных соединений

Дефектоскопия сварных швов — обязательный этап после любой коммерческой сварки. Для тех, кто не знает, поясним. Дефектоскопия — поиск в сварном шве скрытых от глаз дефектов с применением специальных приборов или жидкостей. Один из недорогих способов дефектоскопии — капиллярный контроль сварных соединений.

Главное преимущество капиллярного контроля — он не разрушает металл и не изменяет его качественные характеристики. К тому же, такой контроль не требует дополнительного обучения сотрудников, поскольку он очень прост в применении и расшифровке. Но, несмотря на это, у капиллярного контроля есть свои особенности, которые нужно учитывать. О них мы и расскажем в этой статье. Также вы узнаете, какова сущность и технология капиллярного контроля.

Общая информация

Капиллярный контроль сварных швов — метод контроля качества, суть которого заключается в применении специальных жидкостей. Их еще называют индикаторами или пенетрантами. Такие жидкости обладают особыми свойствами. Они способны проникать в самые мелкие трещинки, оставляя при этом следы яркого цвета. Следы хорошо заметны невооруженным глазом, так что сварщик без труда может определить точное местоположение дефекта. Если дефекты очень маленькие, то можно использовать увеличительные лупы. Подобные методы контроля сварных швов эффективны и просты в использовании.

Используя капиллярный метод контроля можно обнаружить многие дефекты: начиная от трещин и пор, заканчивая прожогами и непроварами. Словом, все основные дефекты можно увидеть, не используя при этом дорогостоящего оборудования. Также можно узнать физические размеры дефекта и его точное местоположение.

Капиллярный контроль применим ко многим материалам, будь то черный или цветной металл, различные искусственные полимеры (например, пластмасса или полипропилен), стекло и даже керамика. Так что область применения действительно большая, капиллярный контроль может найти себе применение во многих отраслях.

Разновидности капиллярного контроля

Существует две разновидности капиллярного контроля: основной и комбинированный. Основной метод заключается в том, что вы используете только технологию капиллярного контроля и ничего более. А при комбинированном методе капиллярный контроль может использоваться до любого другого контроля. Например, радиографического.

Эти методы в свою очередь имеют свои разновидности. В основном методе капиллярного контроля можно использовать либо специальный раствор, либо фильтрующую суспензию. А чтобы обнаружить результаты контроля, можно использовать хроматический, ахроматический, люминесцентный или люминесцентно-хроматический способ. Все этого относится к основному методу.

В комбинированном методе всегда используется капиллярный контроль, а также магнитный, индукционный, радиографический или любой другой метод контроля качества. Во всех этих способах нужно применять специальные жидкости, но для обнаружения результатов контроля используются приборы, характерный для каждого отдельного типа контроля качества. Например, в радиографическом методе таким прибором будет рентгеновский аппарат. В таком случае деталь сначала подвергают капиллярному контролю, а затем делают рентгеновский снимок, чтобы точно обнаружить, где располагаются дефекты.

Технология

Выше мы писали, что метод капиллярного контроля очень простой, и это правда. Сейчас мы вам подробно расскажем, как провести такой контроль. Вы сможете повторить его самостоятельно.

Для начала очистите поверхность шва. Это можно сделать с помощью любого растворителя. На поверхности не должны быть грязи, пятен от краски или от масла. Также просушите деталь, можно сделать это естественным образом на свежем воздухе. Также рекомендуем зачистить металл металлической щеткой или наждачкой. Так вы точно удалите все загрязнения и лишние вкрапления.

Но здесь есть один нюанс. Использовать щетку или наждачку нужно только в том случае, если поверхность металла неровная или пористая. Если металл относительно ровный и гладкий, то лучше ограничиться растворителем. В противном случае вы просто затрете наружные дефекты и не сможете потом обнаружить их при проведении контроля.

Далее нужно нанести пенетрант на поверхность шва. Есть несколько методов нанесения, о них мы поговорим позже. Скажем лишь, что самый простой метод — нанесение прямо из баллончика, с помощью кисти и погружение детали в емкость с пенетрантом. В последнем случае деталь нужно выдержать в жидкости от 5 минут и выше. Затем нужно удалить с поверхности излишки пенетранта. О том, как это сделать, мы тоже подробно рассказываем далее.

После того, как мы нанесли пенетрант, а затем убрали его излишки, нужно деталь просушить. После просушки нанесите на поверхность металла проявитель. Все готово. Согласитесь, ничего сложного. Так что можете приобрести баллончики с пенетрантом и проявителем, чтобы поэкспериментировать у себя в гараже. Поверьте, результата вас приятно удивит. Возможно, вы всегда считала свою сварку идеальной. Но только благодаря контролю получите по-настоящему объективную картину.

Обращаем ваше внимание, что к покупке пенетрантов нужно отнестись серьезно. Сейчас в магазинах появилось много дешевых жидкостей от неизвестных производителей, которые в лучше случае просто не дают должного результата, а в худшем — могут быть взрывоопасными или опасными для здоровья. Не экономьте на жидкостях для капиллярного контроля, они и так стоят не очень дорого по сравнению с другими способами контроля качества. Самый удобный формат жидкости — это, конечно, в баллончиках. Они равномерно распыляются на поверхность металла, что очень удобно. Рекомендуем новичкам именно жидкости в баллончиках.

Также капиллярная дефектоскопия может проводиться с помощью флуоресцентных пенетрантов. Это пенетранты, которые светятся в темноте. Для наблюдения за результатом не нужно использовать специальные очки, достаточно просто осмотреть деталь в затемненном помещении. При этом нужно использовать ультрафиолетовые лампы. В самом помещении не должно быть никаких посторонних предметов, которые могут отсвечивать.

Если используются обычные цветные пенетранты, то можно проводить осмотр детали и при дневном свете. Но мы все же рекомендуем использовать специальные яркие лампы.

Способы нанесения жидкостей

Выше мы упоминали, что пенетранты можно наносить с помощью аэрозольного баллончика или кисти. Это, пожалуй, самый примитивный и простой способ нанесения жидкости на контролируемую поверхность металла. В таких случаях жидкость сама распределяется по вглубь металла. Чтобы добиться лучших результатов можно погрузить деталь в емкость, наполненную пенетрантом. Температура пенетранта может быть от 5 до 50 градусов по Цельсию, так что можно проводить контроль даже на улице.

Но это не единственные методы нанесения жидкостей. Существуют и более продвинутые. Например, компрессионный метод, когда пенетрант подается на шов под определенным давлением. Благодаря давлению жидкость быстрее и эффективнее проникает вглубь металла. А сам контроль дает лучшие результаты по сравнению с простыми методами нанесения.

Также существует абсолютно противоположный способ нанесения жидкостей — вакуумный. Этот способ дорогостоящий, но очень эффективный. Деталь нужно поместить в вакуумную камеру и лишают ее воздуха. В результате в местах, где есть скрытые дефекты, давление сильно падает. Далее наносится жидкость, которая тут же заполняет все дефектные полости. Способ не из простых и дешевых, так что применяется в случаях, когда нужно добиться высокого качества шва и нет возможности использовать другие методы контроля.

Также можно использовать звуковые или ультразвуковые волны, которые будут воздействовать на жидкости, вгоняя их глубоко в металл. Но нужно учитывать, что такой метод деформирует дефекты, так что применяется он крайне редко.

Способы очистки

Как вы помните из технологии, после нанесения пенетранта и его выдержки нужно удалить излишки. Самый простой способ сделать это — смочить теплой водой мягкую тряпку или губку для мытья посуды и протереть ею поверхность шва. Такой способ самый экономный, не очень эффективный.

Вместо воды можно использовать растворитель. Но перед этим поверхность детали нужно как следует просушить. Этот способ очистки куда лучше тряпки с водой, но все равно недостаточно эффективен. Мы рекомендуем комбинировать протирание водой и протирание растворителем. Если вы готовы потратиться, то можете использовать специальные очистители в баллончиках. Они отлично справляются со своей задачей.

После очистки деталь нужно снова высушить. Если время позволяет, то оставьте деталь на свежем воздухе на некоторое время. Но не оставляйте на солнцепеке. Если времени мало и нет никаких приборов, то можно просто хорошо протереть тряпкой без ворса. Если в вашем распоряжении есть фен, то можете удалить влагу таким способом. Он самый эффективный и быстрый.

Способы нанесения проявителя

Итак, мы разобрались, как правильно наносить пенетрант и очищать деталь от ее излишков. Но что насчет проявителя? Ведь от него во многом зависит конечный результат. Здесь метод нанесения не так важен, как в случае с пенетрантом. Важнее выбрать подходящий тип проявителя и нанести его на очищенную и высушенную поверхность.

Проявители бывают разные. Есть сухие, их не очень удобно наносить, они используются только в сочетании с флуоресцентными пенетрантами. Стоят недешево. Используются редко, понятно, по каким причинам. Но результат контроля отличный.

Второй вид — жидкий проявитель. Может быть изготовлен с применением разных основ. Самый популярный — жидкий на основе водной суспензии. Можно наносить разными способами: и распылять, и замачивать в емкости. Если решите использовать емкость, то погружение должно быть кратковременным. За ним должна следовать просушка с применением специального фена.

Также есть жидкий проявитель на основе веществ, сходных по свойствам с растворителями. Недорогие и вполне эффективные, наносятся равномерным слоем с помощью распыления. Больше нечего добавить.

Проявлять нужно около 10-20 минут. Если результат не достигнут, то можно добавить еще минут 10 к основному времени.

Повторный контроль

В процессе капиллярного контроля могут произойти многие ситуации, из-за которых результат контроля будет неудовлетворительным. Например, вы решили погрузить деталь в емкость с пенетрантом, но выдержали меньше времени, чем должны были. И произошло это не по вашей вине. Или же вы случайно допустили ошибку при выполнении технологии капиллярного контроля. В таких случаях новички часто спрашивают: «Можно ли провести повторный контроль?». Наш ответ: да, можно.

Самое главное — хорошо очистить металл от остатков пенетранта и проявителя. Также используете те же жидкости, не нужно брать жидкости другого производителя. Соблюдая эти простые правила, вы сможете провести повторный контроль, который может оказаться куда успешнее предыдущего.

Вместо заключения

Капиллярный метод контроля сварных соединений очень простой, при этом экономически выгодный и вполне эффективный. Поэтому данный метод контроля качества используется повсеместно. Вы наверняка встретите баллончик с пенетрантом как в цеху крупного завода, так и в гараже у домашнего мастера.

Конечно, с помощью такого метода можно обнаружить далеко не все возможные дефекты, скрытые от глаз сварщика. Но если вы в полевых условиях или высокое качество шва не так уж важно, то можно ограничиться и капиллярным контролем. Также капиллярный контроль незаменим в маленьких частных мастерских, где прибыль небольшая и экономическая сторона вопроса играет главную роль. А вы использовали в своей практике капиллярный метод контроля качества швов? Расскажите об этом в комментариях ниже. Не забывайте делиться этой статьей в социальных сетях. Желаем удачи в работе!

Источник

Капиллярный метод неразрушающего контроля сварных швов. Капиллярная дефектоскопия сварных соединений

Содержание

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.

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.

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:

Флуоресцентные цветные жидкости

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.

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.

Схема проведения капиллярного контроля

Согласно EN571-1, основные стадии капиллярного контроля представлены на схеме:

Видео на тему: «Капиллярная дефектоскопия сварных швов»

Источник