Ультразвуковой способ
При ультразвуковом заполнении дефекта пенетрантом в индикаторном пенетранте возбуждают ультразвуковые колебания промышленной частоты (20–80 кГц). Проникновение жидкости в капилляры интенсифицируется за счет переменных давлений, колебаний частиц жидкости и вторичных акустических явлений (кавитация и др.). Наиболее эффективно применение ультразвука в режиме, обеспечивающем проявление ультразвукового капиллярного эффекта. При этом время озвучивания до момента достижения максимальной чувствительности сокращается, т.к. скорость заполнения пенетрантами возрастает в несколько раз.
Отличительной особенностью ультразвукового способа заполнения дефектов является то, что поток жидкости, направленный в капилляр и образующийся под действием ультразвука, не сплошной, а состоит из отдельных высокоскоростных микроструек, образующихся при захлопывании кавитационных пузырьков, что обеспечивает интенсивное удаление воздуха и остатков загрязнений из полостей дефектов и полное заполнение их пенетрантами.
Применение ультразвука при заполнении пенетрантом полостей чистых дефектов позволяет заметно увеличить выявляемость дефектов, особенно в случае, когда используются пенетранты с низкой проникающей способностью. В случае, например, загрязнения деталей алмазной полировочной пастой количество выявленных дефектов возрастает на 70 % при ультразвуковом способе заполнения дефектов индикаторной жидкостью (пенетрант ЛЖ-6А).
При использовании ультразвука желательно учитывать следующие рекомендации для достижения наибольшей чувствительности:
- оптимальный зазор между поверхностью контролируемой детали и излучателем ультразвука должен быть более 2–3 мм. Уменьшение зазора затрудняет условие обмена индикаторной жидкости в зазоре, ухудшает удаление загрязнений и уменьшает положительное действие кавитации;
- амплитуда колебаний излучателя должна обеспечивать наличие развитой кавитационной области в озвучиваемом объеме. Оптимальная амплитуда может быть установлена по максимуму воздействия ультразвука на подъем жидкости в капилляре. Для этой цели можно использовать простое устройство, состоящее из одиночного капилляра, погруженного в жидкость;
- положение детали относительно излучателя. При наличии кавитационной области на обрабатываемой поверхности положение этой поверхности относительно излучателя практически не имеет значения. Если размеры детали в плоскости, параллельной излучателю, порядка или больше длины звуковой волны в рабочей жидкости, то на тыльной стороне такой детали кавитация не возникает ни при каких интенсивностях. В связи с этим детали необходимо либо переворачивать при обработке, либо озвучивать одновременно с разных сторон несколькими излучателями. Мелкие изделия также целесообразно озвучивать с двух сторон;
- температура жидкости. Оптимальная температура жидкости зависит в основном от таких ее свойств, как вязкость и упругость пара, и для ацетона составляет 10–15 °С, воды – 50–60 °С, 40 %-й водно-глицериновой смеси – 80–85 °С, керосина – 20–30 °С, пенетранта ЛЖ-6А – 30–40 °С;
- время экспонирования в звуковом поле, необходимое для достижения требуемых показателей, существенно зависит от всех параметров (амплитуды, зазоров, температуры). Если зазор не превышает 5 мм, то время озвучивания при оптимальной амплитуде составляет 2–3 мин, при зазорах больше 50 мм – до 5 минут. С ростом зазора время экспонирования должно увеличиваться.
