Капиллярной дефектоскопии

1. Капиллярная конденсация влаги обусловлена зависимостью давления паров, насыщающих пространство, от формы поверхности и степени кривизны мениска жидкости, над которым уста-

мениска, а потенциал адсорбционных сил, как показывают соответствующие расчеты, обратно пропорционален кубу радиуса. Поэтому если в широких капиллярах преобладает капиллярная конденсация влаги, то в тонких капиллярах преобладает эффект действия адсорбционного поля.

Капиллярная конденсация влаги обусловлена тем, что упругость паров над поверхностью жидкости зависит от кривизны мениска. Если сравнить давление насыщенных паров над плоской, выпуклой и вогнутой поверхностями воды, то оказывается,, что наибольшим оно будет над выпуклой поверхностью, а наименьшим — над вогнутой поверхностью. В случае вогнутого мениска упругость насыщенного водяного пара над ним значительно отличается от упругости паров воды над плоской поверхностью. Так, на воздухе при 15° С и давлении 0,1 Мн/м2 упругость насыщенного пара над плоской поверхностью равна 1,7 кн/м2 и конденсация происходит при 100%-ной относительной влажности; над мениском с радиусом кривизны 1,2- 10~6 мм упругость паров воды уменьшается до 667 н/м2 и конденсации паров воды происходит при 39%-ной относительной влажности.

давать яркое характерное свечение под действием невидимых глазом ультрафиолетовых лучей с длиной световых волн 200...400 нм (глаз человека видит свет в диапазоне длин волн 400.. .800 нм). Освещение детали ультрафиолетовыми лучами с невидимыми поверхностными дефектами, полость которых заполнена раствором люминофора, позволяет выявлять их по яркому свечению индикаторного вещества на темном нелюминесцирующем фоне поверхности детали. Эффект регистрации малых поверхностных дефектов усиливается с помощью проявителей, которые способствуют извлечению пенетрантов из полости дефекта. Данное извлечение достигается за счет особых молекулярных и сорбционных свойств проявителей. Отдельные виды сорбции— абсорбция, адсорбция, хемосорбция, капиллярная конденсация — реализуются под действием молекулярных сил притяжения, зависящих от физических свойств сорбента и его химической природы, определяемых поверхностными силами. В возникающее силовое поле попадают молекулы пенетрантов.

кусственно повышается свето- и цве-токонтрастность дефектного участка относительно неповреждённого. КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ - поверхностные явления на границе раздела жидкости с др. средой (газом, др. жидкостью или тв. телом), связанные с искривлением её поверхности; обусловлены действием сил поверхностного натяжения. Наиболее распро-стран. К.я. - всасывание (поднятие) жидкостей в узкие трубки (капилляры) или поры со смачиваемыми стенками с образованием вогнутого мениска и выталкивание (опускание) тех же жидкостей из несмачиэаемых капилляров (пор) с образованием выпуклого мениска; вызваны возникновением на искривл. поверхности жидкости т.н. капиллярного давления (см. Лапласа закон). Др. пример К.я.: конденсация пара в капиллярах и микротрещинах смачиваемых пористых тел (капиллярная конденсация), обусловленная понижением давления насыщенного пара над вогнутым мениском жидкости (по сравнению с плоской поверхностью); объясняет гигроскопичность пористых материалов. К.я. определяют условия образования новой фазы (испарения, кипения, кристаллизации и др.) и играют важную роль в технике (напр., в процессе сушки).

явления вызываются добавочным, т. н. к а п и л-лярным давлением ра, создаваемым поверхностным натяжением на искривлённой поверхности (мениске) жидкости в капилляре. По закону Лапласа р„ = 2з/г, где г — средний радиус кривизны поверхности жидкости. В круглом капилляре радиуса г„ высота h подъёма жидкости, смачивающей стенки (см. Смачивание), и высота опускания не смачивающей (см. рис.) определяются ф-лой Жюрена: /i = 2acos9/rl)g(p1 — pz), где g — ускорение свободного падения, р, и р2 — плотности жидкости и её пара, 6 — краевой угол. К. я. определяют условия образования зародышевой конденсации, кипения, кристаллизации и играют важную роль в технике (напр., в процессах сушки). Понижение давления пара над вогнутой поверхностью жидкости обусловливает конденсацию пара в порах смачиваемых пористых тел (капиллярная конденсация), чем, напр., объясняется гигроскопичность.

давать яркое характерное свечение под действием невидимых глазом ультрафиолетовых лучей с длиной световых волн 200...400 им (глаз человека видит свет в диапазоне длин волн 400... 800 нм). Освещение детали ультрафиолетовыми лучами с невидимыми поверхностными дефектами, полость которых заполнена раствором люминофора, позволяет выявлять их по яркому свечению индикаторного вещества на темном нелюминесцирующем фоне поверхности детали. Эффект регистрации малых поверхностных дефектов усиливается с помощью проявителей, которые способствуют извлечению пенетрантов из полости дефекта. Данное извлечение достигается за счет особыхмолекулярных и сорбционных свойств проявителей. Отдельные виды сорбции— абсорбция, адсорбция, хемосорбция, капиллярная конденсация — реализуются под действием молекулярных сил притяжения, зависящих от физических свойств сорбента и его химической природы, определяемых поверхностными силами. В возникающее силовое поле попадают молекулы пенетрантов.

проводимость растет. До относительной влажности 30 % рост проводимости объясняется адсорбцией, от 30 до 80 % дополнительное влияние оказывает капиллярная конденсация. Присутствие загрязнений увеличивает проводимость на несколько порядков. Поэтому переход от явления капиллярной конденсации к интересующей

Примем для упрощения расчета, что при истечении паров ингибитора через упаковку соблюдены следующие условия: отсутствует капиллярная конденсация паров воды и ингибитора в структуре бумаги и на поверхности металла, т. е. бумага и металл остаются сухими; пары ингибитора не сжимаются в замкнутом объеме упаковки, а также при истечении в капиллярах и порах упаковочного материала; при истечении паров ингибитора число Рейнольдса не превышает 2500, т. е. течение паров носит ламинарный характер.

Таким образом, при прочих равных условиях термодинамически наиболее вероятно образование зародыша в вогнутостях твердого тела. Если допустить, что Др(/?) < Др(6) , то во впадинах может конденсироваться ненасыщенный пар (капиллярная конденсация).

Давление насыщенного пара над мениском капилляра с радиусом 4,83- 10~7 см на 20% ниже давления насыщенного пара над плоской поверхностью. По этой причине имеет место капиллярная конденсация в порах строительных материалов при давлениях, которые меньше насыщающих.

При капиллярной дефектоскопии контролеры соприкасаются с токсичными веществами. Во избежание вредных последствий все работы по контролю изделий цветным методом должны проводиться в спецодежде. Рабочие места для контроля капиллярным методом должны быть оборудованы приточно-вы-тяжной вентиляцией и местными вытяжками не менее чем с трехкратным обменом воздуха. При капиллярной дефектоскопии необходимо предусмотреть меры пожарной безопасности. Горючие вещества необходимо хранить в специальных металлических ящиках; на рабочих местах должны находиться средства огнетуше-ния.

нефтеперерабатывающего и нефтехимического оборудования предписывают использование в качестве основных методов ультразвуковой и капиллярной дефектоскопии, а остальные методы рассматривают как дополнительные.

Минимально выявляемые дефекты при капиллярной дефектоскопии

24450-80), капиллярный контроль (ГОСТ 24522-80), акустический контроль (ультразвуковая дефектоскопия и толщинометрия, метод акустической эмиссии), радиационные методы (рентгеновский, гамма- и бета-излучением). Например, руководящие документы по оценке текущего состояния нефтеперерабатывающего и нефтехимического оборудования предписывают использование в качестве основных методов ультразвуковой и капиллярной дефектоскопии, а остальные методы рассматривают как дополнительные [60, 61].

Метод люминесцентной (капиллярной) дефектоскопии оказался особенно удобным для контроля многих деталей из немагнитных сталей и сплавов, например лопаток турбины ГТД.

В зависимости от применяемого пенетранта и способу выявления контрастных рисунков различают три метода капиллярной дефектоскопии: люминесцентный, цветной, смешанный.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ — метод капиллярной дефектоскопии, при к-ром для определения дефектов пользуются спец. индикаторными веществами (пенетрантами), составляемыми на основе люминофоров (керосина, нуриола и др.). Проявителем в этом случае служит белый порошок — окись магния, тальк и т. д.

Наборы наиболее распространенных отечественных материалов для капиллярной дефектоскопии .... 151

Автоматизация обработки изо-'бражений в капиллярной дефектоскопии......... 177

Специализированные составы, предназначенные для выявления поверхностных дефектов методами капиллярной дефектоскопии, имеют следующие условные групповые обозначения.

Наборы наиболее распространенных отечественных материалов для капиллярной дефектоскопии