Выявления поверхностных

При выявлении поверхности зерна максимальная глубина резкости больше, чем при выявлении границ зерен. Поверхность зерна вследствие «террасы», образующейся при химическом взаимодействии, оказывается шероховатой. При вращении образца, протравленного для выявления поверхности зерна, каждый кристалл с изменением угла падения света к его оси достигает наивысшей или наинизшей степени освещения. Такой вид отражения обозначен Чохральским [4] как «периодическое отражение». Это явление зависит в первую очередь от того, в каком направлении кристалл рассечен плоскостью шлифа и является ли положение оси и плоскости кристалла благоприятным для химического взаимодействия с реактивом.

Кеперник предложил [18], что это травление (как способ выявления поверхности зерна) основано на преломлении световых лучей медной пленкой или на отражении кристаллической структуры материала, которая передается пленке. Явление периодического отражения при травлении было обнаружено Борхард в 1944 г., которая также провела первые исследования штрихового травления. Борхард наблюдала при травлении шлифов сплавов А1— Си — Mg характерные сетки и блики на плоскости зерна, признанные за периодическое отражение. Эти сетки и штрихи возникают во время сушки при усадке медного осадка, который, пока он влажный, покрывает плоскость шлифа коричневым налетом. Штриховка тесно связана с кристаллическим строением фаз, расположенных под осадком. После подробного исследования, которое проводилось с целью использования штрихового травления для определения ориентации, по Кострону [19], было установлено, что между травлением для выявления поверхности зерен, например сплавов А1 — Си — Mg, по Келлеру [20], и штриховым травлением имеется характерное различие. У зерен, остающихся при выявлении их поверхности относительно светлыми, проявляется отчетливая картина штрихов.

Одним из известных средств травления поверхности зерна, особенно для феррита, является персульфат аммония, который впервые был предложен в 1915 г. Чох-ральским [10] как травитель для железа и стали. Этот реактив дает лучшие результаты при макротравлении, чем при микротравлении. Его растворяющее действие, как и других персульфатов, например персульфата калия, объясняется разложением на сульфат калия, серную кислоту и кислород. При применении персульфата аммония образуется азотная кислота, которая оказывает сильное растворяющее и оксидирующее действие. Персульфат аммония широко применяют для выявления поверхности зерен многих металлов. При микротравлении его заменяют нейтральным раствором хлорида железа, который является хорошим травителем поверхности зерна.

Окрашивающее травление применяют для выявления поверхности зерен, при этом на шлифе образуется окрашивающая тонкая пленка осадка.

Выявление зерен феррита и определение их размеров важно для изучения механических свойств материала. Дополнительно различными методами можно изучать ориентировку зерен феррита. Для исследования феррита могут быть применены следующие методы: травление границ зерен; травление для выявления поверхности зерен; выявление фигур травления; «штриховое» травление; выявление субструктуры.

Если последовательное травление начинается с выявления поверхности зерна, то при травлении богатые фосфором участки темнеют. При использовании для выявления фосфора осветляющих реактивов картина травления искажается из-за окрашенной поверхности зерна. Поэтому при использовании светлого травления лучше начинать ряд с выявления границ зерен. При этом предпочтительным является травление тиосульфатом натрия и по способу Мэлитта, а также идентификационное выявление цементита (карбида), нитрида или фосфора.

Травитель 3 [25 мл НС1; 8 г РеС13; 100 мл Н2О или 100 мл спирта]. Солянокислые растворы хлорного железа относятся к самым распространенным реактивам (рис. 67). Их применяют как для травления меди, так и ее сплавов, но в зависимости от способа травления они оказывают различное действие. Травление погружением применяют для выявления поверхности зерен, рассматриваемых затем при малых увеличениях. При больших увеличениях эти поверхности выглядят слишком шероховатыми. При применении спиртового раствора четче проявляется периодическое отражение. Продолжительность травления составляет около 30 с.

Травитель 5 [8 г CuNH4Cl2 + NH4OH; 100 м/?Н,О]. Аммиачный раствор хлористоаммиачной меди является одним из лучших и наиболее применяемых реактивов для выявления поверхности зерен, несмотря на то, что поверхности зерен в этом случае выглядят не совсем гладкими. В раствор, который, как правило, составляют в соотношении 1 : 12 или 1 : 24, добавляют аммиак до тех пор, пока образовавшийся осадок снова не растворится.

Описанный раствор 5 наряду с некоторыми реактивами, при травлении которыми образуется осадок, является лучшим и наиболее применяемым травителем для выявления поверхности зерен (рис. 69). Продолжительность травления этим реактивом составляет —15—30с. Применение спиртового раствора дает неудовлетворительные результаты; но его можно разбавлять водой.

Травитель 19 [50 мл НМО3; 50 мл Н2О]. Разбавленная азотная кислота протравливает медь очень равномерно, так что периодическое отражение проявляется слабо. Контрастность выявления поверхности зерен можно усилить повторным травлением и полированием. Продолжительность травления равна 15—30 с. Этот реактив применяют очень редко.

пероксида водорода (3 %-ной) — травление осуществляют свежесоставленным раствором. ' Травитель 22 [10 мл NH4OH; 200 мл 3%-ной Н2О2]. При травлении этим раствором достигают хорошего выявления поверхности зерен при продолжительности воздействия около Юс.

Готовые сварные и паяные соединения в зависимости от назначения и ответственности конструкции подвергают приемочному контролю: внешнему осмотру для выявления поверхностных дефектов и обмеру сварных швов; испытаниям на плотность, магнитному контролю, просвечиванию рентгеновским и гамма-излучением, ультразвуком для выявлений внутренних дефектов.

В накладных дефектоскопах катушка располагается непосредственно на объекте (рис. 5.29, в). Дефектоскопы накладной системы применяют для выявления поверхностных дефектов плоских объектов, а также когда требуется высокая чувствительность. Переносные приборы ДИМ служат для контроля качества поверхностен деталей из алюминиевых и жаропрочных сталей. Приборы ВД-40Н, ВД-4Ш имеют накладные, преобразователи, вращающиеся вокруг объекта. Они предназначены для контроля изделии из сталей, а также цветных металлов и сплавов.

Для выявления поверхностных дефектов в электропроводящих ферромагнитных и неферромагнитных металлах применяются вихретоковые методы. Вихретоковые методы успешно применяются для выявления в оборудовании, изготовленном из нержавеющих сталей и биметаллов, зон, пораженных межкристаллитной коррозией. Одним из перспективных направлений широкого применения вихретоковых методов является контроль труб теплообменников с помощью внутренних проходных вихретоковых преобразователей [44].

ВТД с накладными преобразователями используют как для автоматического, так и для ручного контроля. Дтш контроля линейно-прогаженных объектов круглого сечения (прутки, трубы) применяют сканирующие дефектоскопы с вращающимися вокруг объекта накладными ВТП. Сканирующий дефектоскоп состоит из сканирующего механизма с блоком ВТП и электронного блока. При осевом перемещении объекта контроля блок ВТП описывает винтовую линию вокруг его поверхности. Скорость перемещения объекта определяется скоростью вращения вихре-токовых преобразователей, их числом и шириной зоны контроля каждого из них. Имеется дополнительный канал измерения расстояния между преобразователем и поверхностью детали. Сигнал, полученный одной из измерительных обмоток и несущий информацию, в основном о величине зазора, обрабатывается в этом канале и служит коэффициентом передачи основного измерительного канала. Таким образом сохраняется неизменной чувствительность дефектоскопа при изменениях зазора, что позволяет выявлять дефекты при увеличении зазора до 2 мм. Сканирующие дефектоскопы предназначены для выявления поверхностных дефектов в изделиях из ферромагнитных и слабомагнитных сталей, а также из цветных металлов и сплавов. Дефектоскоп ВМД-ЗОН с накладными вращающимися магнитными и вихретоковыми преобразователями применяется для контроля труб нефтяного и другого сортамента диаметром 42 - 520 мм (рисунок 3.4.16). Поля рассеяния в зоне дефекта, создаваемые за счет постоянной

му преобразователю, который дает продольные волны. При выборе типа волны следует иметь в виду, что применение поперечных волн при контроле предпочтительнее, так как их длина при одинаковой частоте УЗК меньше, что повышает чувствительность к дефектам. Однако там, где необходимо уменьшить затухание волн (например, при контроле изделий из крупнозернистых материалов), целесообразно применять продольные волны. Направление прозвучивания выбирают таким образом, чтобы дефекты (особенно плоскостные) были ориентированы перпендикулярно направлению волны. Например, расслоение хорошо обнаруживается продольными волнами, а непровар по кромкам — поперечными. При применении продольных волн возникает довольно большая мертвая зона до 5... 10 мм (это зона под искателем, где дефекты не обнаруживаются). Для ее уменьшения в случае использования продольных волн применяют раздельно-смещенные ПЭПы, у которых мертвая зона 1.. .2 мм. Поперечными волнами хорошо выявляются подповерхностные дефекты за счет отражения луча от противоположной поверхности и дефекта. При этом сам подповерхностный дефект может быть на достаточной удалении от преобразователя. Однократно отраженным лучом представляется возможность прозвучивать «мертвую зону» сварных соединений. Однако для выявления поверхностных дефектов, рекомендуют использовать волны релеевского типа, которые распространяются на большие расстояния следуя всем изгибам поверхности контролируемого изделия.

Капиллярные методы решают задачу надежного выявления поверхностных дефектов на стадии производства и эк сплуатации продукции.

Магнитные методы контроля дают ограниченную информация о внутренних дефектах. Их преимущество — низкая стоимость и относительная простота контроля (особенно магнитопорошковым методом). Недостаток — невозможность контроля немагнитных материалов и выявления поверхностных и подповерхностных дефектов, залегающих на глубине не более 15.. .20 мм. При этом чувствительность метода с увеличением глубины залегания дефекта резко падает. Например, магнитографический метод, принятый в качестве основного при строительстве магистральных трубопроводов, ограничен толщиной стенки труб 16...20 мм. Однако часто происходит дублирование контроля стыков радиационными и ультразвуковыми методами, так как обнаружение мелких дефектов на глубине более 1 Омм магнитным методом становится проблематичным. При диагностике технического состояния объектов магнитопорошковый метод во многих нормативно-технических документах обычно рекомендован в качестве альтернативного капиллярному для обнаружения поверхностных усталостных трещин.

Для выявления поверхностных дефектов в электропроводящих ферромагнитных и неферромагнитных металлах применяются вихретоковые методы. Вихретоковые методы успешно применяются для выявления в оборудовании, изготовленном из нержавеющих сталей и биметаллов, зон, пораженных межкристаллитной коррозией. Одним из перспективных направлений широкого применения вихретоковых методов является контроль труб теплообменников с помощью внутренних проходных вихретоковых преобразователей [44].

ВТД с накладными преобразователями используют как для автоматического, так и для ручного контроля. Дпя контроля линейно-протяженных объектов круглого сечения (прутки, трубы) применяют сканирующие дефектоскопы с вращающимися вокруг объекта накладными ВТП. Сканирующий дефектоскоп состоит из сканирующего механизма с блоком ВТП и электронного блока. При осевом перемещении объекта контроля блок В'ГП описывает винтовую линию вокруг его поверхности. Скорость перемещения объекта определяется скоростью вращения вихре-токовых преобразователей, их числом и шириной зоны контроля каждого из них. Имеется дополнительный канал измерения расстояния между преобразователем и поверхностью детали. Сигнал, полученный одной из измерительных обмоток и несущий информацию, в основном о величине зазора, обрабатывается в этом канапе и служит коэффициентом передачи основного измерительного канала. Таким образом сохраняется неизменной чувствительность дефектоскопа при изменениях зазора, что позволяет выявлять дефекты при увеличении зазора до 2 мм. Сканирующие дефектоскопы предназначены для выявления поверхностных дефектов в изделиях из ферромагнитных и слабомагнитных сталей, а также из цветных металлов и сплавов. Дефектоскоп ВМД-ЗОН с накладными вращающимися магнитными и вихретоковыми преобразователями применяется для контроля труб нефтяного и другого сортамента диаметром 42 - 520 мм (рисунок 3.4.16). Поля рассеяния в зоне дефекта, создаваемые за счет постоянной

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

дефекты можно выявить с помощью переменного (и импульсного) тока, если его амплитуду увеличить в 1,5— 2,5 раза по сравнению с амплитудой тока, рассчитанной для выявления поверхностных дефектов. Это справедливо для контроля способом приложенного поля и способом остаточной намагниченности.