Люминесцентный метод контроля герметичности
(см. также люминесцентный метод капиллярного контроля)
Этим методом испытывают открытые или закрытые изделия, в том числе емкости, элементы гидравлических и газовых систем и др. При люминесцентном методе используется способность некоторых веществ (люминофоров) светиться видимым светом под действием ультрафиолетового излучения. Физическая сущность люминесценции веществ рассмотрена здесь.
Цвет свечения зависит от вида люминофора. Все используемые вещества обладают достаточно низкой вязкостью, высокой проникающей способностью и могут достаточно ярко светиться под действием ультрафиолетового излучения. Основными недостатками жирорастворимых люминофоров являются следующие: желто-голубое свечение не соответствует максимальной чувствительности человеческого глаза; цвет светящегося люминофора одинаков с цветом жировых загрязнений, имеющихся на контролируемой поверхности, что затрудняет поиск течей; примеси серы, имеющиеся в люминофорах, загрязняют топливо в топливных системах.
Жирорастворимые люминофоры, применяемые при контроле герметичности изделий:
| Люминофор | Цвет при люминесценции | Максимум полосы люминесценции, мкм |
| Керосин | Голубой | 0,4...0,24 |
| Минеральное масло | ||
| Трансформаторное масло | Светло-голубой | 0,5 |
| Дефектоль в антраценовом масле | Розовый | 0,6 |
| Дефектоль в бензине или бензоле | Желто-зеленый | - |
| Канифоль | Светло-синий | |
| Парафин | Светло-голубой | 0,5 |
| Нориол | Желто-зеленый | |
| Шубекол | Светло-желтый |
Кроме указанных веществ применяют люминесцирующие жидкости типа ЛЖ. Люминофоры растворяют в растворителях на основе керосина, бензина, лигроина и других органических веществ. Применяют также люминесцирующие вещества на водной основе, например 0,05%-ный водный раствор динатриевой соли флуоресцнна (С20Н12О5).
После проведения испытаний люминесцирующие растворы обесцвечивают, добавляя в них суспензию хлорной извести в воде и сульфата натрия (3 л хлорной извести и 180 г сульфата натрия на 100 л обесцвечивающего раствора). В качестве источников ультрафиолетового излучения применяют ртутные лампы типов ПРК, ДРШ и др. Для освещения сравнительно небольших поверхностей с хорошим доступом наиболее рационально применение маломощных источников излучения. Крупногабаритные объекты и поверхности с плохим доступом требуют использования более мощных источников.
Время выдержки (ч) при люминесцентном контроле герметичности элементов энергетических установок:
| Величина течи, мм3 · МПа/с | Толщина стенки, мм | |||
| 5 | 10 | 20 | 40 | |
| 8,3 · 10-3 | 0,25 | 0,5 | 1 | 2 |
| 1,6 · 10-5 | 1,5 | 3 | 6 | 12 |
| 8,3 · 10-6 | 1,75 | 3,5 | 7 | 14 |
Различают два способа люминесцентного контроля – капиллярный и люминесцентно-гидравлический.
При капиллярном способе на одну из поверхностей изделия наносят раствор люминесцирующей жидкости. Через определенное время, установленное ТУ на изделие, на противоположную поверхность в темноте воздействуют ультрафиолетовым излучением. Места течей определяют по свечению люминофоров. Для лучшей выявляемости дефектов на исследуемую поверхность изделия наносят порошок оксида магнии или талька, который пропитывается контрольной жидкостью, увеличивая размер светящихся пятен в местах течей.
Для повышения чувствительности иногда над контролируемой поверхностью создают разрежение порядка 5 · 104 Па в течение 5...10 с аналогично компрессионно-вакуумному способу. Обычно чувствительность капиллярного способа составляет (1...5) 10-2 мм3 · МПа/с. Время выдержки при испытаниях зависит от требований к изделию и для изделий с толщиной стенок до 4 мм составляет 15 мин, а с толщиной свыше 4 мм — до 30 мин. Его следует увеличивать на 3...5 мин на каждый миллиметр толщины стенки. При контроле объектов сложной формы, а также объектов, изготовленных из литого или многослойного материала, время выдержки достигает одного или даже нескольких часов.
Люминесцентно-гидравлический способ испытаний заключается в том, что крупногабаритные закрытые изделия заполняют контрольной жидкостью, содержащей люминесцирующие вещества. После установления испытательного давления, определяемого ТУ на изделие, объект выдерживают под давлением определенное время, после чего места контроля подвергают воздействию ультрафиолетового излучения.
Испытания проводят при температуре окружающей среды но ниже 10 °С и относительной влажности воздуха не выше 70%. Допускается проведение испытаний при относительной влажности воздуха до 90%, но при этом разность температур контрольной жидкости и окружающей среды не должна превышать 5 °С. Иногда вместо создания в изделии избыточного давления применяют вакуумирование его контролируемых поверхностей.
По окончании испытаний засохший люминесцирующий состав удаляют водным раствором аммиака. При повторных испытаниях изделия время выдержки под давлением должно составлять не менее 60 мин. Обычно чувствительность такого способа контроля составляет (1...5) 10-1 мм3 · МПа/с.
Люминесцентный метод контроля имеет следующие недостатки: при осмотре больших поверхностей из-за усталости и ослабления внимания контролер может пропустить дефекты; метод не обеспечивает высокой чувствительности вследствие низкой разрешающей способности человеческого зрения; практически невозможно автоматизировать операции осмотра и регистрации дефектных мест и размеров течей.
Эти недостатки в значительной степени могут быть устранены при фотоэлектрическом люминесцентном контроле, когда в качестве первичных индикаторов лучистой энергии используют фотоэлектрические преобразователи, с помощью которых лучистая энергия преобразуется в электрическую. Фотоэлектрические датчики во много раз чувствительнее человеческого глаза. Они вырабатывают электрические сигналы, величина которых пропорциональна величине неплотности.
После соответствующего усиления эти сигналы могут быть записаны, преобразованы в звуковой сигнал или другой вид информации, характеризующей герметичность контролируемого объекта. Возникает возможность автоматизации процесса поиска течи, повышения чувствительности и производительности контроля.
