3. METODA LICHIDULUI PENETRANT METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV Cuprins: 1. Introducere . . 2. Inspecţia vizuală 3. Metoda lichidului . magnetice . es area o os n curenţii Eddy 1 3. METODA LICHIDULUI PENETRANT METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV • Una din cele mai utilizate MCN • e ec area scon nu or e supra a n materialele neporoase • Poate fi aplicată oricărui tip de materiale (magnetice sau ne-magnetice) • Portabilă • fabricaţie. 2
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Etapele principale ale MLP:Prepararea suprafeţei:Unul dintre cei mai im ortan i a i.Suprafaţa trebuie curăţată de uleiuri, grăsimi, apă
împiedica lichidul penetrant de a intra în interiorul.
• Solvenţi: pentru curăţarea suprafeţelor de uleiuri,gr s m , ... . nu a ec eze supra a a c m c,reziduuri)
• Aburi: în special pentru îndepărtarea uleiurilor.În general nu prea folosită.
13
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Etapele principale ale MLP:Prepararea suprafeţei:• Cură are cu ultrasunete: elimină contaminan ii atât
de pe suprafaţă căt şi din crăpături/fisuri.•
• Tratament chimic de curăţare (acizi, baze): de ex.n cazu n care pro a a su erit tratamentemecanice cum ar fi strunjire, frezare, sablare etc.ces e opera mecan ce po mpr ş a par cu e
metalice în interiorul fisurilor provocândacoper rea ocarea or. roz une
Etapele principale ale MLP:Aplicarea lichidului penetrant:Du ă ce su rafa a a fost bine cură ată i uscaă.Lichidul penetrant poate fi aplicat: cu pensula, prin
,
15
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Etapele principale ale MLP:Timpul de aşteptare/acţiune:• Tim ul total în care lichidul este în contact cu
proba.•
sau determinaţi de secvenţa de operaţii pe care o. .
• variază în funcţie de diverşi parametri: materialulpene ran , ma er a u n care es e con ec onaproba, forma probei şi tipul de defect investigat.
• Timpii de acţiune sunt de ordinul a 60 minute. >OK dacă nu se usucă lichidul. Încercări succesive.
Uşurinţa de îndepărtare.• Eliminarea penetrantului n exces fără a-l îndepărta şi din fisuri este una din cele mai
cr t ce operaţ a e .• Se evită fluorescen a nedorită a acestuia care arcrea un fond mare.
•
• Nu trebuie să se amestece uşor cu lichidul folosita cur re. uarea c u u pene ran ar ucela modificarea concentraţiei de pigmenţi şi deciar a ec a uorescen a aces u a.
39
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Emulsificatori.. p are cu ap
B.Post-emulsificare, lipofilăC.Solvent. os -emu s care, ro
ş : nc u o e ap sup men ar ; un agenemulsificator este aplicat pentru a permite maiapo n ep r area pr n sp are a excesu u epenetrant. Lipofile-bazate pe ulei (gata de
Emulsificatorii lipofili:• sf. 1950• ac iune chimică i mecanică. Du ă ceemulsificatorul a acoperit suprafaţa obiectuluires ectiv, o arte din lichidul enetrant înexces este eliminată prin acţiunea mecanică descur ere a lichidului e roba res ectiv ă.
• Pe durata timpului de emulsificare,
rămas iar amestecul astfel format poate fi
41
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Emulsificatorii hidrofili:• 1970• Înde ărtează enetrantul în exces de asemeneaprin acţiune chimică şi mecanică
•
că nu are loc fenomenul de difuziune.• mu si icatorii i ro i i sunt e apt etergenţicare conţin solvenţi si surfractanţi. Ei ruppene ran u n uc m run e ş prev nrecombinarea acestora sau re-ataşarea acestorape supra a a ma er a u u .
Emulsificatorii hidrofili:•Acţiunea apei folosită apoi la spălat este una purmecanică, ea îndepărtează penetrantul dislocat
ş perm te ca no p rţ a e penetrantu u s eexpuse curentului de apă pentru a fi curăţate.•Mai sensibilă decât metoda lipofilă•
au influenţe mari asupra rezultatelor.• m nu sau ma mu a ro e es e , -30 secunde la lipofile sunt critice
43
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Revelatori• Rolul: de a extrage lichidul penetrant capturat ninteriorul fisurilor şi ale defectelor şi de a-lmpr şt a a supra aţa pro e pentru a putea
detectat de către cel care efectuează inspecţia.• Lumina ultravioletă este reflectată/refractatăde către particulele revelatorului, permiţând cao mare parte dintre acestea să interacţioneze culichidul penetrant şi să-i crească fluorescenţa.
•O altă acţiune a revelatorilor este de a crea un
penetrantul care indică fisura şi zona încon urătoare.
Pulbere uscată• ea mai puţin senzitiv meto ns este ie tin
şi uşor de aplicat.•Revelatorii sunt pulberi albe uşoare care pot fiaplicate pe o suprafaţă uscată în diversemo uri: imersare, pr uire, camer e pr uire,electrostatice.
•Scopul este de a permite ca revelatorul săintre în contact cu toată suprafaţa investigată.
•
Cu excepţia cazului în care proba este încărcată electrostatic, pulberea va adera doar în zonele în care penetrantul „captiv” a umezitsuprafaţa probei.
47
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
• Penetrantul va încerca să ude suprafaţa,
particule, şi asta va aduce şi mai mult penetrant, .
•Revelatorii pulbere uscată se lipesc doar de zoneleun e ex st penetrant, pu erea nu va crea unfond uniform, ca alte forme de developare.
•Existenţa unui fond uniform este importantăentru eficien a ins ec iei vizuale => ultraviolet.
• La folosirea unui revelator uscat, indicaţiile apar
.de investigare poate fi uscată sau umedă.• , ,sau cu ajutorul pensulei sunt de asemenea folosite
• Uscarea: plasarea probei ude (dar bine scurse) într-un uscător cu aer cald.•
Dacă probele nu sunt uscate repede, indicaţiileenetrantului vor fi difuze i reu de observat.Revelatorii corect uscaţi vor avea o acoperireuniformă, albă, pe întreaga suprafaţă.
49
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Suspensii apoase
•Particule de revelator insolubil în a ă aflate însuspensie în apă.
•
împiedica particulele să sedimenteze.•Sunt ap icaţi pe pro e a e ca şi reve atoriisolubili în apă.
Ne-apoşi•Particulele de revelator n suspensie ntr-unsolvent volatil
•Revelatorul aplicat cu ajutorul unui pulverizator.Solventul va tinde să extra ă enetrantul dinfisuri, uscarea forţată nu este necesară.
•
uscată în prealabil => acoperire albă
p ca spec a e•Revelatori lastici sau lac sunt revelatori s ecialicare se folosesc în principal atunci când estenevoie de o dovadă a rezultatele inspecţiei.
Exemple de efecte negative asupra rezultatelor MLP:
•Înde ărtarea incom letă a reziduurilor de uleifolosit la tăiere, din defectele probei, poatereduce sensitivitatea metodei.
•Acidul folosit la curăţirea probei în urma unui
fisurile probei, având efecte negative asupra.
de sodiu (soda caustică) folosită uzual pentru
55
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Exemple de efecte negative asupra rezultatelor MLP:• C nd acelaşi tip de penetrant este folosit n
două inspecţii succesive, nu se remarcă scăderimar a e v z t ţ rezu tatu u , ac pr mu
penetrant a fost eliminat corect (o micăcan a e e pene ran va r m ne cap v ninteriorul fisurii).
• Când un penetrant fluorescent este folosit dupăunul vizibil, problema se schimbă radical, foartemici cantităţi de pigmenţi vizibili pot reduceputernic strălcirea penetrantului fluorescentpigmenţii co oraţi acţioneaz ca şi nişte i treUV şi opresc fluorescenţa în lumină utravioletă).
• procesu e coro are c m c tre u e safecteze în mod uniform întreaga suprafaţă apro e ş s nu e ma e c en pe anum e zoneale acesteia, de exemplu în zonele dintregr un sau pere e o en .
• Ideal: studiu pentru evaluarea efectelor
procedeului de eroziune chimică (sau a oricăruiproces chimic) asupra proprietăţilor mecanice şiperformanţei probei sau componentei investigate.
63
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Selecţia tipului de penetrant• Nu toate tipurile de penetrant dau aceleaşirezultate în toate tipurile de aplicaţii.
• Factorii care trebuie luaţi în considerare sunt:senzitivitatea necesară, costul, numărul de robe,dimensiunile şi aria probelor, portabilitatea.
• ,decizie care trebuie luată este dacă se foloseşte
.• Penetranţii fluorescenţi sunt, în general, maiper orman n pro ucerea une n cadetectabile, provenind de la un defect mic.
• => unul din avantajele penetranţilor fluorescenţi
defectelor şi a fisurilor mici.
• comparaţ e a acestor ou t pur e penetranţ ,făcută pe nişte probe ”identice” cu fisuria ora e o os r ma er a u u a ev en a e
defecte, folosind penetrantul fluorescent şi doare ec e, o os n pene ran u co ora .
• În anumite condiţii, penetranţii vizibili sunt
alegerea potrivită: defectele inspectate mari (unsistem prea sensibil nu ne garantează un rezultatbun pentru că produce o serie ntreagă derezultate nerelevante).
67
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
• ene ran co ora au rezu a e ma une şatunci când rugozitatea suprafeţei este mare.
• Având în vedere că penetranţii vizibili nu
necesită condiţii speciale de iluminare, sunt maiuşor de utilizat în aplicaţii în afaralaboratorului de încercări.
existente.• ,poate să rămână fie complet imersată în baia de
excedentar.• Ini ial se considera că tim ul de a te tare în
imersie era cel mai senzitiv (deşi mai puţineconomic, deoarece mult enetrant era eliminatprin spălare iar emulsificatorii erau contaminaţifoarte repede).
71
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Aplicarea penetrantului şi timpul de acţiune• Ideea era că penetrantul răm n nd mult mai fluid(din cauză că nu-si pierde componentele volatilepr n uscare e va ump e sur e mu t ma uşor.
• Ex erimente ulterioare au arătat însă că dacătimpul de aşteptare se face cu proba înafara băiicu penetrant (adică penetrantul este lăsat să sescurgă de pe probă) senzitivitatea este mai marepentru că prin evaporarea componentelor volatile,concentraţia de pigment creşte.
Alegerea procedeului de eliminare a penetrantului în.
• Să cureţe suprafaţa probei de penetrantul înexces r a n ep rta prea mu t n
penetrantul absorbit de defecte, pentru a nu sem nua senz v a ea n ca or.• Dacă penetrantul nu este corect îndepărtat depe suprafaţa probei, contrastul dintre indicaţieşi fond poate fi diminuat substanţial. Cu câtcontrastul este mai mare, vizibilitatea indicaţieieste mai mare.
Exemplu:• 90% pro a i itate e etecţie nu a ostobţinută nici chiar pentru crăpături largi (de 19
mm n a senţa reve atoru u operatoru a g s t86 din 284 fisuri şi a dat 70 de indicaţii false).• Folosind un revelator, probabilitatea de 90% deidentificare a fost obţinută pentru fisuri de 2mm, inspectorul identificând 277 din 311 fisuri,fără a da indicaţii false.
• Situaţii speciale: se investighează fisuri mari şi,indicaţii nerelevante care pot să cauzeze ocre tere a fondului => fără revelator.
81
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Tipuri de revelatori şi moduri de aplicare• Revelatorii ne-apoşi: au cea mai maresenzitivitate, dacă sunt aplicaţi corect.
• Nu există un acord general privitor laerforman ele revelatorilor usca i sau a o i.
• Revelatorii apoşi formează o matrice de,
suprafaţa probei respective, însă dacă grosimea, .
• Revelatorii umezi pot cauza scurgerea şi difuziapene ran or a unc c n sun o os ncombinaţie cu penetranţi spălabili cu apă.
UscatIndicaţiile tind să rămână mai strălucitoare şi maidistincte de-a lungul timpului.Uşor de aplicat.
deci nu poate fi folosit cu sistemevizibileDificil de a asigura că toată suprafaţa probei a fost acoperită.
Solubili
Uşor de a acoperi întreaga suprafaţă.Se asigură o acoperire albă cu un bun contrast, ce Indicaţiile pentru sistemele
cât şi pentru cei fluorescenţi..
În suspensie
şor e acoper pro e eIndicaţii luminoase şi clareSe poate obţine acoperire albă pentru creştereacontrastului (se pot folosi penetranţi vizibili şi
Indicaţiile scad în intensitate şidevin difuze în timp.
Foarte portabiliUşor de aplicat pe suprafeţele uşor accesibile Dificil de aplicat uniform pe toate
Ne-apoşi coper r a e, pen ru con ras , po pro use sepot folosi penetranţi vizibili şi fluorescenţi)Indicaţiile sunt bine-definiteSensibilitatea este maximă
supra e e e.Probele se curăţă mai greu după inspecţie
Controlul temperaturii:• Tensiunea superficială scade cu creşterea
temperaturii• La creşterea temperaturii, viteza de evaporare
a enetran ilor cre te => efect +- asu rasensibilităţii.
•
fierbinţi din procesul de producţie a fost des. ,
folosea la scăderea vâscozităţii penetrantului.–din vâscozitatea celor folosiţi în trecut.
87
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Controlul de calitate al penetrantului:• Calitatea MLP depinde de calitatea materialului
penetrant folosit.• Deteriorarea penetranţilor apare de obicei ca
rezultat al îmbătrânirii sau a contaminării.• Pigmenţii organici se deteriorează în timp =>
.conservare corectă.
• s rare n rec p en e nc se, er etemperaturi extreme. Îngheţul: separareacomponen e or; expunerea a empera ur preamari: poate afecta strălucirea pigmenţilor.
orţa ma puţ n ap n sur .• Tem eratura are efect asu ra tensiunii
superficiale, apa caldă având proprietăţi deudare mai uternice decât a a rece.
• Temperatura mai ridicată a apei va face.
• Timpul de spălare trebuie să fie suficient deung nc s perm sc erea on u u a unnivel acceptabil => verificări vizuale frecvente.
97
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Controlul de calitate al proceselor de uscare• Temperatura la care sunt uscate probele după
aplicarea unui revelator apos sau înainte deap carea unu reve ator uscat pu ere sau a
unui ne-apos, trebuie controlată pentru a se”preven „coacerea pene ran u u n e ec .• Unii pigmenţi pot să pălească la temperaturi înalte din cauza evaporării pigmenţilor sausublimare;
• T înalte pot să producă uscarea penetrantului,
deci producerea unei indicaţii (temperatura deuscare: sub 71C t uscare: minim .
Revelatori “pudră uscat㔕 Trebuie verificat zilnic pentru a se asigura că a
rămas pulverizabil şi nu s-au format cocoloaşe.• Trebuie să nu conţină particule de penetrant
fluorescent de la ins ec iile anterioare(pulverizarea unui eşantion de revelator pe osu rafa ă şi ins ectarea acestuia în lumină UV).Dacă există mai mult de zece focarefluorescente/ disc de 10 cm diametru,
revelatorul folosit la testare trebuie aruncat.
101
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Revelatori umezi Solubili/Suspensii• Revelatorii solubili umezi trebuie complet
dizolvaţi î n apă iar cei în suspensii umedetre u e corect amestecaţ na nte e o os re.
• Concentra ia udrei în solu ia urtătoare trebuiecontrolată cu grijă, cel puţin săptămânal, cuajutorul unui higrometru, pentru a se asigurarespectarea specificaţiilor fabricantului.
• ,acestea trebuie verificate de asemenea
zobserv ă aglomerări/spumă sau soluţia prezintăfluorescen ă atunci trebuie înlocuită.
• Strălucirea materialului fluorescent este liniar
epen ent e exc taţ a u trav o et => ocreştere a intensităţii iluminării şi/sau omo care a s an e e a sursa e um n asuprafaţa de inspectat pot avea un impact mareasupra nspec e .
• Valorile recomandate sunt de 1000 µW/cm2,
măsurată la 15 cm de filtru (valori între 800 şi1200 apar în specificaţii/recomandări).
111
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Iluminarea pentru inspecţiile folosind penetranţi
• Verificarea iluminării trebuie repetată lasc m area ecu u ş e-a ungu t mpu u e
viaţă al acestuia (poate scădea cu până la 25 %),ş e asemenea c n o mo care a n ensiluminării este observată, sau după 8 ore de
.• Modificările de tensiune de alimentare a becului
sunt de asemenea susceptibile de a provocavariaţii ale iluminării. De asemenea, lămpile UVtre uie sate s se nc zeasc minimum 15minute înainte de folosire.
a tre u e re us a m n m pentru a nu re uceprobabilitatea de detectare a defectelor. Cândse ver c um na a cm e ru, re u emăsurată şi cantitatea de lumin albă, pentru ase ver ca e c en a ru u .
113
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Măsurarea luminii• Intensitatea luminoasă se măsoară cu ajutorul
unui instrument (radiometru) care traduceenerg a um noas n curent e ectr c.
• Lumina love te o fotodiodă, roduce sarcinielectrice, iar sub acţiunea unei tensiuni seproduce un curent electric. Intensitatea acestuicurent depinde liniar de intensitatea luminiiincidente.
• Unele instrumente sunt calibrate pentru
în timp ce altele necesită câte un senzor pentrufiecare ti de măsurătoare.
Măsurarea luminii• Indiferent ce tip de senzor este folosit,
suprafaţa acestuia trebuie păstrată curată şi
r epuner care ar putea o strucţ onaaccesul luminii la senzor.• Radiometrele sunt relativ instabile iar indicaţiile
acestora se modifică, uneori considerabil, de-alungul timpului. De aceea, ele trebuie calibratecel puţin o dată la şase luni. Măsurătorile în
lumină ultravioletă trebuie efectuate folosind unsuport care să menţină o distanţă constantă dela filtru la suprafaţa senzorului iar senzorultrebuie centrat în conul de lumină.
115
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Verificarea performanţei sistemului• Efectuarea de măsurători pe probe test cu
distribuţie cunoscută a defectelor, pentru ave ea ac meto a n c scont nu t ţ e e
dimensiunea căutată.• Probele test trebuie prelucrate în mod identic cu
probele folosite în mod uzual.• O verificare a performanţelor sistemului este
,sistemului în urma unor reparaţii sau întreţineri
observ ă că rezultatele nu sunt pe măsuraa te tărilor .
Verificarea performanţei sistemului• Există c teva probe test, aşa numite universale,
care pot fi utilizate ca standarde. Acestea sunt
e o ce a r cate n oţe , cromat pe o parteşi finisat la o anumită rugozitate pe cealaltăum a e. ar ea croma es e c oc n pen rua se produce o serie de crăpături. Cinci zone de
pac pro uc verse zone e cr p ur .Fiecare probă are semnătura ei proprie iar
În general, MLP este mai eficientă la identificarea:• Fisuri cu o deschidere mai mică la suprafaţă
decât cele cu o deschidere largă. Fisurile cu
esc ere m c sunt ma puţ n a ectate esupra-spălare.• fisuri pe suprafeţe netede decât pe suprafeţe
ru oase. Ru ozitatea su rafe ei robei este unprim factor care afectează capacitatea deeliminarea a penetrantului în exces. Suprafeţele
rugoase tind să captureze mai mult penetrantiar eliminarea penetrantului în exces este maidificilă (supra-spălare poate fi necesară) iarfondul de zgomot va fi mai ridicat.
125
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
În general, MLP este mai eficientă la identificarea:• fisuri cu formă neregulată (de rupere) dec t
cele de formă regulată. Rugozitate fisuriireprez nt un actor care mo c v teza cu
care penetrantul pătrunde în defectul cu pricina.n genera , pene ran u se mpr ş e ma uşor peo suprafaţă dacă rugozitatea acesteia este mai
În general, MLP este mai eficientă la identificarea:• fisuri n probe solicitate la ntindere (sau
nesolicitate) decât fisuri în probe solicitate prin
compr mare. oate sur e au ost etectatedaca nu s-a aplicat nici o solicitare sau dacăpro a a os so c a pr n n n ere. e e aparte, dacă proba a fost solicitată princo pr are, pro a a ea e e ec e a sc zudramatic odată cu creşterea comprimării, şi a
.
127
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Măsuri de protecţia muncii în MLP• Dacă se folosesc măsuri de protecţie
corespunzătoare, MLP poate fi aplicată fărăe ecte negat ve asupra s n t ţ persona u u .
• Fiecare ti de ins ec ie cu lichid enetrant areo serie de etape/paşi caracteristici, care implicămăsuri de protecţie specifice,
• Lumina ultravioletă (UV) sau are lungimi de undăde la 180 la 400 nanometri (partea invizibilă a
spectru u e ectromagnet c ntre um na v z şraxele X).• Cea mai familiară sursă de lumină utravioletă
este soarele.• Lumina UV este folositoare, în cantităţi mici,
.
radiaţie UV, poate însă cauza arsuri şi creşteasemenea, poate provoca inflamarea ochilor,cataracte sau deteriorări ale retinei.
131
3. METODA LICHIDULUI PENETRANT
METODE FIZICE DE MĂSURĂ ŞI CONTROL NEDISTRUCTIV
Protecţia muncii: Lumina ultravioletă
• Lămpile de laborator produc raze UV deintensitate mult mai mare decât cea a soareluiş ec pot provoca v t m r mu t ma uşor.
• Una din robleme rinci ale ale ex unerii la UVeste că, într-o primă etapă, individul nu-şi dăseama de v ătămare. În mod normal, nu existăsemne ale „iradierii” până după câteva ore de laexpunere.