Improving the capillary method of non-destructive testing

Abstract

Історія капілярного контролю почалася в 40-х роках минулого століття для потреб аерокосмічної промисловості. В даний час вартість контролю якості в аерокосмічній промисловості становить до 12 - 18% від вартості продукції. Подібні обсяги витрат у ядерній та оборонній промисловості не відстають від інших галузей. Наприклад, для контролю зварних з'єднань нафто- і газопроводів великого діаметру і великої довжини витрати праці на інспекцію досягають 10% від загальної вартості робочої сили. Метод капілярного контролю якості заснований на здатності індикаторних рідин проникати в порожнини поверхневих дефектів (розривів). За 70 років свого існування капілярний метод контролю не зазнав кардинальних змін, і його принципи залишилися незмінними. У міжнародній практиці прийнято скорочене позначення типів неруйнівного контролю (АРМ), а контроль з використанням проникаючої рідини позначається РТ. Цей метод застосовується для виявлення всіх типів поверхневих глухих і дефектів, таких як тріщини, розшарування, витоки, в виробах, виготовлених з будь-яких непористих матеріалів, включаючи скло, кераміку, пластмаси та інші неметалеві матеріали. Здійснено аналіз капілярного методу неруйнівного контролю поверхні твердого тіла, показані можливості та шляхи його поліпшення. Детально розглянуто метод капілярного методу неруйнівного контролю твердої поверхні, фізики способу та його реалізації. Показано, що змочувальна здатність і розтікання є важливими характеристиками капілярних контрольних рідин; отже, вони повинні бути оцінені та проаналізовані при розробці нових, виборі або порівнянні відомих матеріалів капілярної дефектоскопії. Доведено можливість використання ефекту Ребіндера для вдосконалення капілярного методу неруйнівного контролю твердої поверхні. Запропоновано уточнений метод капілярної дефектоскопії з урахуванням змочувальної здатності, щільності, в'язкості та випаровування рідини, що дозволяє зробити оптимальний вибір рідини для забезпечення високої ефективності поверхневого (капілярного) контролю. Запропоновано вдосконалений метод оцінки змочувальної здатності рідин, що дозволяє оцінити змочуваність рідин за розміром місця розтікання їх крапель, враховуючи вплив щільності, в'язкості та випаровування рідин, призначених для капілярної дефектоскопії.

The history of capillary control began in the 40s of the last century for the needs of the aerospace industry. Currently, the cost of quality control in the aerospace industry is up to 12 - 18% of the cost of products. Similar amounts of expenses in the nuclear and defense industries are not lagging behind other industries. For example, for the control of welded joints of oil and gas pipelines of large diameter and considerable length, the labor costs for inspection reach 10% of the total labor costs. Capillary quality control method is based on the ability of indicator liquids (penetrants) to penetrate into the cavities of surface defects (discontinuities). Over the 70 years of its existence, the capillary method of control has not undergone fundamental changes, and its principles have remained unchanged. In international practice, the abbreviated designation of types of non-destructive testing (AWS) is adopted, and the control with the use of penetrating liquid denoted RT. This method is applicable to the detection of all types of surface dead-end and through defects, such as cracks, delamination, leaks, in products made from any non-porous materials, including glass, ceramics, plastics and other non-metallic materials. The analysis of the capillary method of non-destructive testing of the surface of a solid body is carried out, the possibilities and ways of its improvement are indicated. The method of the capillary method of non-destructive testing of a solid surface, the physics of the method and its implementation are considered in detail. It is shown that the wetting ability and spreading are important characteristics of capillary control fluids; therefore, they must be evaluated and analyzed when developing new ones, choosing or comparing known capillary flaw detection materials. The possibility of using the Rebinder effect to improve the capillary method of non-destructive testing of a solid surface has been proved. A refined method of capillary defectoscopy is proposed by taking into account the wetting ability, density, viscosity and evaporation of a liquid, which makes it possible to make an optimal choice of liquid to ensure high efficiency of surface (capillary) control. An improved method for assessing the wetting ability of liquids is proposed, which makes it possible to evaluate the wetting ability of liquids by the size of the spreading spot of their droplets, taking into account the influence of density, viscosity and evaporation of liquids intended for capillary flaw detection (penetrants).