Методы контроля проникающими веществами. Модуль 2 : Капиллярная дефектоскопия

Б.Г. Маслов, А.Л. Ремизов, А.А. Дерябин

Методы контроля 
проникающими веществами

Модуль 2
Капиллярная дефектоскопия

Курс лекций

ISBN 978-5-7038-4706-0

© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017
© Оформление. Издательство 
 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017

УДК 681.2
ББК 34.9
 
М31

Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru  
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/46/book1671.html

Факультет «Машиностроительные технологии» 
Кафедра «Технологии сварки и диагностики»

Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия

Рецензенты:
канд. техн. наук М.Е. Комов

канд. техн. наук доцент Ю.Ю. Инфимовский

Маслов, Б. Г.
Методы контроля проникающими веществами. Модуль 2 : Капилляр
ная дефектоскопия : Курс лекций / Б. Г. Маслов, А. Л. Ремизов, А. А. Дерябин. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. — 4 , [ ] с. : 
9
3

ил.

ISBN 978-5-7038-4706-0

Издание содержит материалы лекций по курсу «Методы контроля проника
ющими веществами». Представлены сведения о физических основах капиллярных 
методов контроля. Подробно рассмотрены физические основы методов капиллярной дефектоскопии, оборудование и технология капиллярной дефектоскопии. 
В приложении даны варианты типовых заданий для проведения промежуточной 
аттестации студентов.

Для студентов кафедры «Технологии сварки и диагностики» МГТУ 

им. Н. Э. Баумана.

УДК 681.2
ББК 34.9

М31

Предисловие

Капиллярные методы контроля нашли широкое применение в машиностроении. Разнообразие методов капиллярной дефектоскопии позволяет использовать их для различных объектов (от трубопроводов до лопаток 
авиа ционных двигателей).

Большая работа по развитию технологий контроля проникающими веще
ствами была проведена как отечественными, так и иностранными учеными: 
В.М. Карташовым, Н.Г. Березкиной, И.О. Лейпунским, М.Н. Ларичевым, 
А.Н. Горбачевым, А.С. Боровиковым, П.П. Прохоренко, Н.В. Дежкуновым, К.С. Касаевым, Л.И. Будариным, П.П. Прохоренко, Н.П. Мигуном, 
А.М. Секериным, G.W. Lopez (Northeastern University, USA) и многими другими.

Заметный вклад в развитие капиллярных методов внесли отечественные 

ученые. Так, в ходе совместных с НПО «Молния» работ по созданию методов 
неразрушающего контроля конструкционных и теплозащитных элементов 
ВКС «Буран» в ИНЭПХФ РАН были разработаны новейшие методы контроля проникающими веществами, не оставляющие следов дефектоскопических материалов на поверхности деталей после контроля. Отличительная 
черта этих методов — регистрация выходящих из дефектов диффузионных 
потоков индикаторного газа (аммиака или углекислого газа) специально 
разработанными индикаторными бумагами.

Несмотря на кажущуюся простоту капиллярного контроля, в основе 

каж дой схемы заложены сложные физические явления.

Цель курса лекций — изучение физических основ и основных схем ка
пиллярной дефектоскопии. В результате слушатели смогут самостоятельно 
разрабатывать схемы и рассчитывать режимы контроля.

Материал, представленный в учебном пособии, входит во второй модуль 

курса «Методы контроля проникающими веществами». В результате освоения материалов второго модуля студенты будут уметь определять характеристики смачивания, поверхностного натяжения, вязкости жидкостей и газов, 
капиллярного давления в несплошностях при испытаниях жидкостями, параметры капиллярных методов контроля и способы оценки чувствительности методов контроля и течеискания.

Все вышеуказанное позволит слушателям:
• овладеть основами расчета и проектирования элементов и устройств 

различных физических принципов действия;

• участвовать в работах по доводке и освоению технологических про
цессов, технологических машин и комплексов в ходе подготовки производства новой продукции, проверять качество монтажа и наладки при испы

таниях и сдаче в эксплуатацию новых образцов изделий, узлов и деталей 
выпускаемой продукции;

• применять стандартные методы расчета деталей и узлов изделий 

машиностроения, используемых в конструкциях технологических машин 
и комплексов;

• подготавливать технические задания на разработку проектных ре
шений, разрабатывать эскизные, технические и рабочие проекты технологических машин, технологической оснастки, специального оборудования, средств механизации и автоматизации с использованием средств 
автоматизации проектирования и передового опыта разработки конкурентоспособных изделий, участвовать в рассмотрении различной технической документации, подготавливать необходимые обзоры, отзывы, 
заключения;

• разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию, 

оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой 
соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам, проводить патентные исследования с целью обеспечения патентной чистоты 
новых проектных решений и их патентоспособности с определением показателей технического уровня проектируемых изделий.
Контроль качества усвоения знаний осуществляется посредством пись
менной контрольной работы. Максимальное число баллов за контрольную 
работу — 40, минимальное — 25. Примеры билетов представлены в приложении.

Письменные работы оцениваются с помощью тестов по материалам 

лекций (тесты на освоение модулей):

40–35 баллов — теоретическое содержание модуля освоено полностью, 

без пробелов, необходимые практические навыки работы с освоенным материалом сформированы;

34–29 баллов — теоретическое содержание модуля освоено полностью, 

без пробелов, некоторые практические навыки работы с освоенным материалом сформированы недостаточно, некоторые виды заданий выполнены 
с ошибками;

28–25 баллов — теоретическое содержание модуля освоено частично, 

но пробелы не носят существенного характера, необходимые практические 
навыки работы с освоенным материалом в основном сформированы, некоторые из выполненных заданий содержат ошибки;

24 балла и менее — теоретическое содержание модуля не освоено, 

не обходимые практические навыки работы не сформированы, дополнительная самостоятельная работа над материалом дисциплины не приведет 
к какому-либо значимому повышению качества выполнения учебных заданий.

Для более качественного усвоения материала студентам рекомендуется 
проводить самостоятельную работу согласно следующему алгоритму:

• перед лекционным занятием предварительно прочитать содержание 

лекции по данному учебному пособию, выделив материал, который вызывает вопросы;

• во время лекционного занятия задать вопросы по выделенным материалам (темам), которые вызвали непонимание или требуют дополнительной информации;

• после лекционного занятия ответить на контрольные вопросы, ко
торые прилагаются к каждой лекции; при необходимости воспользоваться 
литературой, указанной в учебном пособии;

• если требуется дополнительная информация (для выполнения курсового проекта или расширения кругозора), задать вопрос преподавателю 
на следующей лекции;

• обязательно следует выучить определения и запомнить основные тезисы лекций.

Для подготовки к письменным контрольным работам необходимо в обя
зательном порядке уверенно уметь отвечать на контрольные вопросы.

Перед освоением данного курса лекций рекомендуется повторить мате
риал по ультразвуковым методам неразрушающего контроля, изложенный 
в курсе лекций «Контроль качества сварных соединений», который читается 
в седьмом семестре. Для более полного усвоения рекомендуется использовать материалы, изложенные в учебной литературе [1–10], и пользоваться 
информацией из интернет-источников [11–14].

Основные термины и определения

Верхний предел чувствительности — максимальная величина раскрытия 

несплошности (трещины), ограничивающей ее выявляемость в результате 
интенсивного вымывания пенетранта из устья дефекта при очистке от пенетранта.
Герметичность — свойство конструкции или материала препятствовать проникновению через них газа, жидкости или пара.
Индикаторное (пробное) вещество — жидкость или газ, предназначенные 

для проникновения через течи в конструкциях при их испытаниях.

Контроль герметичности — вид неразрушающего контроля, состоящий 

в измерении или оценке суммарного потока проникающего вещества через 
течи для сравнения с допускаемым по техническим условиям значением.

Люминофоры — вещества, способность которых светиться под воздействием внешних факторов используется для практических целей.
Нижний предел чувствительности — минимальная величина раскрытия 

трещины, ограничивающей ее выявляемость вследствие потери пенетрантом 
индикаторной способности, обусловленной малым количеством пенетранта, попавшего в полость дефекта (при данной толщине слоя проявителя).

Очищающая жидкость — жидкость для удаления пенетрантов с поверх
ности изделий в процессе контроля.

Пенетрант — раствор или суспензия красителя или люминофора в смеси 

органических растворителей, керосина, масел с добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ), снижающих поверхностное натяжение находящейся 
в полостях дефектов воды и улучшающих проникновение пенетрантов в полости.
Пороговая чувствительность течеискателя — наименьший поток или кон
центрация пробного вещества, которые могут быть обнаружены и измерены 
данным прибором. Настройку течеискателей на требуемый уровень чувствительности выполняют по контрольным течам, с помощью которых получают 
заданный постоянный во времени поток индикаторного вещества.

Проявители — вещества, способные извлекать пенетранты из полостей 

дефектов для образовывания индикаторных рисунков и создания на поверхности изделий фона, облегчающего рассмотрение этих рисунков.
Рабочее вещество — жидкость или газ, которым заполняют конструкцию 

в процессе эксплуатации.

Степень герметичности — количественная характеристика герметично
сти, выраженная в единицах потока проникающего вещества.

Течеискание — вид неразрушающего контроля, состоящий в обнаруже
нии и измерении отдельных (единичных) течей путем регистрации потока 
индикаторного вещества через течь.
Чувствительность течеискания — наименьший поток пробного вещества, 

который может быть обнаружен при течеискании.