Натурные образцы

Натурные образцы представляют собой специально изготовленные объекты контроля с естественными дефектами известных размеров. Трещины в контрольных образцах получают при различных видах деформирования, термической обработки и др.

На практике в зависимости от назначения используют два типа натурных образцов:

• образцы типа 1 используются для определения уровня чувствительности дефектоскопических материалов;
• образцы типа 2 предназначены прежде всего для оценки степени смываемости тестируемого пенетранта с поверхностей, имеющих различную шероховатость, а также для определения чувствительности материалов.

Внешний вид набора контрольных образцов типа 1

Образец Европейского стандарта типа 2 с разной шероховатостью зон: 1 – образец, 2 – дефекты паукообразные, полученные ударной деформацией

Набор контрольных образцов типа 1 для определения чувствительности дефектоскопических материалов соответствует европейскому стандарту ЕN ISO 3452-3 и представляют собой комплект из четырех латунных пластин прямоугольной формы. Каждая из этих пластин покрыта однородным никель-хромовым слоем заданной толщины: 10, 20, 30 и 50 мкм. При растяжении в продольном направлении нанесенные на пластине слои растрескиваются с образованием сети поперечных трещин приблизительно одинаковой ширины раскрытия при отношении их глубины к ширине, равным около 20:1. Таким образом, например, трещины на пластине со слоем покрытия толщиной 10 мкм имеют ширину раскрытия около 0,5 мкм и т.д.

Контрольный образец типа 2 для оценки степени смываемости избытка пенетранта с поверхностей различной шероховатости представляет собой пластину размерами 155х50х2,5, изготовленную из нержавеющей стали стали.

Смываемость пенетранта оценивается с помощью четырех прямоугольных участков, имеющих значения шероховатости соответственно Ra = 2,5 мкм, Ra = 5 мкм, Ra = 10 мкм и Ra = 15 мкм. На второй половине пластины расположена область с пятью паукообразными дефектами, образованными ударным индентированием поверхности с обратной стороны с применением соответствующих заданных нагрузок. Для этого применяется индентор полусферической формы. Образец может использоваться для контроля качества дефектоскопических материалов.

Достаточно широко распространены, особенно на предприятиях аэрокосмического профиля в США и некоторых странах Европы, контрольные образцы, соответствующие американскому стандарту АМS 2644А. Они представляют собой набор из пяти пластин с различными по ширине раскрытия единичными трещинами, полученными в результате малоцикловых усталостных испытаний. Поскольку в этом случае происходит растрескивание не покрытий на подложке, а самих поверхностей пластин, очевидно, что глубина таких трещин не может быть строго заданной даже при тщательном соблюдении технологии изготовления образцов.

Конечно, идеальным контрольным образцом будет образец, выполненный из материала, детали из которого подлежат капиллярному контролю. Крупные специализированные, например, авиационные, судостроительные предприятия так и поступают. На них часто в качестве образцов служат забракованные детали с естественными трещинами: блоки, цилиндры, диски и другие специализированные изделия со специально сделанными трещинами. Натурные контрольные образцы с трещинами в реальном материале пользуются у специалистов всё большим авторитетом.

Обычно контрольный образец пригоден к использованию ограниченное число раз, т.к. происходит постепенное ухудшение его свойств. Причиной этого является постепенное загрязнение полостей трещин остатками дефектоскопических материалов и продуктами окисления и коррозии металла. Поэтому рекомендуется их чистить сразу же после выполнения капиллярного контроля, особенно при использовании цветных наборов, которые в наибольшей степени загрязняют дефекты. Не позже чем через час после контроля образец промывают и выдерживают в течение 1–2 часов в ванне с легколетучей жидкостью (бензином или ацетоном), а затем сушат на воздухе или в сушильном шкафу. После длительного применения помимо выдержки в растворителе образцы периодически промывают в активном растворителе с применением ультразвука.

Если контрольный образец после очистки не соответствует паспортным данным, его следует заменить новым.

Следует учесть, что образцы используют не только для проверки качества одного из дефектоскопических материалов или одной из операций технологии контроля. Натурные образцы позволяют оценить эффективность того или иного метода контроля в целом, провести сравнение дефектоскопических свойств не только отдельных веществ, но и наборов материалов. Образцы используют также для отработки технологии контроля (времени пропитки, проявления), для определения нижнего порога чувствительности способа капиллярного контроля, при аттестации дефектоскопистов, в учебном процессе.

Оснащение заводских и контрольных лабораторий неразрушающего контроля контрольными образцами для оценки качества дефектоскопических материалов является залогом высокой эффективности качества, долговечности и безопасности объектов контроля.