Комплект реактивов для капиллярной дефектоскопии

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМПЛЕКТ РЕАКТИВОВ ДЛЯ КАПИЛЛЯРНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Новиков Владимир Прокофьевич Ищенко Надежда Николаевна(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(56) Инструкция по применению материаловдля цветной дефектоскопии,2007 //// 920611, 1982.1824557 1, 1993. Неразрушающий контроль металлов и изделий. - М. Машиностроение, 1976. С. 105-109.55-16247 , 1980.4191048, 1980.(57) Комплект реактивов для капиллярной дефектоскопии, включающий пенетрант, содержащий индикаторный компонент, и проявитель, отличающийся тем, что в качестве индикаторного компонента пенетрант содержит катализатор разложения перекиси водорода,15782 1 2012.04.30 выбранный из группы, включающей коллоидный раствор серебра, коллоидный раствор оксида серебра, двуокись марганца, перманганаты, бихроматы металлов и их смеси, а проявитель включает в качестве проявляющего компонента перекись водорода в количестве 5-50 мас.и стабилизатор пены в количестве, обеспечивающем стабилизацию пены. Изобретение относится к капиллярной дефектоскопии, а именно к комплектам реактивов, применяемым для контроля изделий ответственного назначения, и может быть использовано для обнаружения каверн, открытых трещин и царапин на стекле, полимерных материалах, некоторых металлах (сталь, алюминий, титан). Оно может быть использовано в авиационной, автомобильной, оптической и других отраслях промышленности, где требуется контроль качества поверхностей. Капиллярная дефектоскопия основана на впитывании дефектами структуры сложных композиций, содержащих индикаторные вещества. После удаления избытка данной композиции с поверхности изделия индикаторные вещества остаются внутри дефектов (пор,трещин, каверн), удерживаемые капиллярными силами, что позволяет визуализировать дефект. Комплект реактивов для капиллярной дефектоскопии обычно содержит пенетрант, т.е. жидкую композицию, содержащую растворитель, поверхностно-активные вещества, обеспечивающие хорошую смачиваемость поверхности пенетрантом, а также индикаторное вещество, обеспечивающее визуализацию дефекта. В качестве индикаторного вещества обычно используют яркий пигмент 1. Для повышения чувствительности метода в состав пенетранта в качестве индикаторной компоненты добавляют люминесцентное вещество 2. В этом случае для обнаружения дефекта используют ультрафиолетовый источник,возбуждающий люминесценцию добавки. Недостаток данной композиции состоит в том,что для обнаружения дефектов требуется дополнительное оборудование - источник ультрафиолетового излучения. Известны комплекты реактивов для капиллярной дефектоскопии, в состав которых помимо пенетранта входит так называемый проявитель, т.е. смесь веществ, которые взаимодействуют с проникшим в дефект пенетрантом, повышая контрастность изображения или увеличивая визуальный размер дефектов, что повышает чувствительность метода 3, 4. Наиболее близким к заявляемому изобретению является комплект реактивов для дефектоскопии, включающий пенетрант, содержащий растворитель, обеспечивающий смачивание исследуемой поверхности, и индикаторную добавку, а также проявитель,усиливающий контраст изображения дефекта, содержащий проявляющий компонент и растворитель 4. В известном комплекте реактивов для дефектоскопии в качестве индикаторной добавки пенетранта служит красный пигмент. Проявитель содержит в своем составе жидкость,в которой диспергированы твердые частицы, служащие проявляющим компонентом. Проявитель наносится на поверхность изделия после нанесения пенетранта и удаления его избытков. После испарения жидкой фракции на поверхности исследуемого изделия формируется слой из порошка. Порошок, содержащийся в проявителе, экстрагирует из дефектов краситель (индикаторный компонент пенетранта). В результате этого процесса повышается контрастность изображения дефекта и увеличивается его геометрический размер (например, толщина трещины). Недостатками данного комплекта реактивов для дефектоскопии являются низкий порог обнаружения дефектов и невозможность ее изменять в процессе исследования в зависимости от степени дефектности изделия. Задача данного изобретения состоит в повышении чувствительности комплекта реактивов и создании возможности применить его в широком диапазоне дефектности изделий. 2 15782 1 2012.04.30 Поставленная задача достигается тем, что в известном комплекте реактивов, включающем пенетрант, растворитель, содержащий индикаторный компонент, и проявитель,содержащий проявляющий компонент, в качестве индикаторного компонента пенетрант содержит катализатор разложения перекиси водорода, выбранный из группы, включающей коллоидный раствор серебра, коллоидный раствор оксида серебра, двуокись марганца, перманганаты, бихроматы металлов и их смеси, а проявитель включает в качестве проявляющего компонента перекись водорода в количестве 5-50 мас.и стабилизатор пены в количестве, обеспечивающем стабилизацию пены. Фигура - последовательность операций, производимых для обнаружения дефектов с использованием заявленной композиции А. Исходная поверхность с дефектами. Б. Поверхность с нанесенным пенетрантом. В. Поверхность с удаленным избытком пенетранта. Катализатор разложения перекиси водорода (индикаторное вещество) удерживается в дефектах структуры. Г. Поверхность с нанесенным проявителем. В местах расположения дефектов происходит разложение перекиси водорода и образование треков из пузырьков. Д. Визуализированные дефекты. Вид сверху. Изобретение основано на эффекте, заключающемся в том, что даже следовые количества некоторых веществ (двуокиси марганца, перманганатов, коллоидных растворов серебра или оксида серебра и др.) вызывают каталитическое разложение перекиси водорода с выделением большого объема кислорода. В присутствии поверхностно-активных веществ (стабилизаторов пены) газ формирует устойчивую пену. Эта пена образуется только в тех в местах исследуемого образца, где содержится катализатор разложения перекиси водорода, что позволяет визуально обнаружить места расположения катализатора на поверхности изделия. Для использования этого явления в капиллярной дефектоскопии катализатор разложения перекиси водорода вводят в состав пенетранта в качестве индикаторного вещества, а перекись водорода и стабилизатор пены вводят в состав проявителя в качестве проявляющего вещества. Высокая чувствительность предложенной композиции обусловлена тем обстоятельством, что разложение перекиси водорода может быть инициировано следовым количеством катализатора. Катализатор в данном процессе не расходуется, а количество пены определяется количеством перекиси водорода, содержащейся в нанесенном проявителе. Это обстоятельство определяет высокую чувствительность определения при использовании предложенной композиции. Кроме того, чувствительность композиции регулируется временем нахождения проявителя на исследуемом образце. Пример конкретного исполнения. Готовили ряд растворов пенетранта и проявителя с концентрациями ингредиентов,приведенных в таблице. Пенетрант наносили на образцы из различных материалов с искусственно созданными дефектами тампоном из хлопчатобумажной ткани. Дефекты представляли собой царапины шириной 20-50 мкм. Излишки пенетранта с поверхности исследуемых образцов удаляли сухой салфеткой. В трещинах, царапинах и кавернах пенетрант, содержащий катализатор разложения перекиси водорода, удерживается капиллярными силами и сохраняется после испарения растворителя. Затем на поверхность изделия наносили раствор проявителя, содержащий перекись водорода и стабилизатор пены (додецилсульфат натрия). С целью обеспечения однородности слоя и удобства нанесения на исследуемую деталь накладывали нетканый материал на основе целлюлозных волокон, смоченный проявителем. Вступая в контакт с катализатором, находящимся в дефектах в составе пенетранта, перекись водорода разлагается, оставляя отчетливые треки из мелких пузырьков пены. Таким образом,дефекты визуализируются в виде ярких белых треков из мелких пузырьков. В таблице приведены результаты испытания комплекта реактивов разного состава. 3 15782 1 2012.04.30 Состав пенетранта содержание активной компонеты Ширина пузырькового следа через 3 сек след появляется через 20 сек 0,2 0,3 стекло дюралюминий поликарбонат титан 0,1 0,1 0,1 0,1 Не обнаруживается вследствие каталитической активности металлической меди Не обнаруживается вследствие каталитической активности металлической меди Ширина пузырькового следа через 10 сек Как видно из таблицы, при концентрации водорода в проявителе перекиси водорода меньше 5 чувствительность определения дефектов недостаточна для практического использования. Минимальная концентрация катализатора в пенетранте составляет около 0,01 мас. ,высокие концентрации катализаторов разложения перекиси водорода в пенетранте не повышают чувствительности метода при его использовании, поскольку лимитирующей стадией в кинетике разложения перекиси является диффузия перекиси водорода к дефекту. Комплект реактивов может быть применен для выявления дефектов в широком спектре материалов за исключением меди и ее сплавов, благородных металлов и железа в присутствии на ее поверхности ржавчины. Таким образом, преимуществами комплекта реактивов является низкая стоимость компонентов и высокая чувствительность по обнаружению дефектов, возможность ее регулировать за счет изменения времени контакта проявителя. Источники информации 1. Неразрушающий контроль металлических изделий / Под ред. Т.С.Самойловича. М. Машиностроение, 1976. 2. Патент РФ 2278372. 3. //.-/ 4. //// Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4