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 : Капиллярная 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 проникающими 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 
авиационных двигателей).
Большая работа по развитию технологий контроля проникающими веществами 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 
каждой схемы заложены сложные физические явления.
Цель курса лекций — изучение физических основ и основных схем капиллярной 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 процессов, 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 решений, 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 письменной 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, 
необходимые 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, которые 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 обязательном порядке уверенно уметь отвечать на контрольные вопросы.
Перед освоением данного курса лекций рекомендуется повторить материал 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 поверхности 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 концентрация 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 герметичности, выраженная в единицах потока проникающего вещества.
Течеискание — вид неразрушающего контроля, состоящий в обнаружении и  измерении отдельных (единичных) течей путем регистрации потока 
индикаторного вещества через течь.
Чувствительность течеискания — наименьший поток пробного вещества, 
который может быть обнаружен при течеискании.