Разработка и исследование образцов из неметаллического материала для испытаний средств капиллярного неразрушающего контроля

ГЛАВА 1. СПОСОБЫ РЕАЛИЗАЦИИ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ
СРЕДСТВ КАПИЛЛЯРНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ………………… 11
1.1. Области применения неметаллических материалов ………………………………. 11
1.2. Неразрушающий контроль качества изделий из неметаллических
материалов …………………………………………………………………………………………………… 14
1.3. Основные средства капиллярного неразрушающего контроля ………………… 19
1.4. Образцы для испытаний средств капиллярного неразрушающего контроля23
1.5. Выводы по главе 1………………………………………………………………………………….. 31
ГЛАВА 2. ГИДРОДИНАМИКА ЗАПОЛНЕНИЯ ЖИДКОСТЯМИ П-ОБРАЗНЫХ
ТИПОВ ДЕФЕКТОВ ……………………………………………………………………………………….. 33
2.1. Заполнение жидкостями тупиковых и сквозных капилляров с плоскими
параллельными стенками ……………………………………………………………………………… 35
2.2. Интерфейс пользователя программы моделирования процессов течения
жидкостей от времени ………………………………………………………………………………….. 40
2.3. Модельные эксперименты………………………………………………………………………. 43
2.4. Натурные эксперименты ………………………………………………………………………… 59
2.5. Обсуждение результатов ………………………………………………………………………… 61
2.6. Выводы по главе 2………………………………………………………………………………….. 74
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СРЕДСТВ
КАПИЛЛЯРНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНРОЛЯ ИЗ
НЕМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА …………………………………………………………. 76
3.1. Способ изготовления контрольных образов ……………………………………………. 77
3.2. Тест-панели из неметаллического материала ………………………………………….. 82
3.3. Выводы по главе 3………………………………………………………………………………….. 85
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ И
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ
СРЕДСТВ КАПИЛЛЯРНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ………………… 87
4.1. Метрологические характеристики ………………………………………………………….. 88
4.2. Исследование эксплуатационных характеристик неметаллических образцов
для испытаний средств капиллярной дефектоскопии …………………………………… 106
4.3. Сравнение качества дефектоскопических материалов с помощью образцов
для испытаний средств капиллярного неразрушающего контроля ……………….. 112
4.4. Выводы по главе 4………………………………………………………………………………… 120
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………………………………….. 122
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………………………. 124
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Сертификат о калибровке средства измерений………………. 138
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акты использования результатов диссертационных
исследований ……………………………………………………………………………………………… 139

1. Предложен программный комплекс, реализующий численное решение
модифицированного уравнения Порхаева. Данный комплекс позволяет
моделировать движение жидкостей в тупиковых и сквозных щелевидных
капиллярах с учетом параметров самой жидкости, материала, из которого
выполнен капилляр, и его размеров, шероховатости поверхности, а также угла
наклона капилляра относительно горизонтали.
2. На основе фрактальной размерности установлена теоретическая
зависимость глубины проникновения жидкости в капилляры с плоскими
параллельными стенками от времени l = l(t), позволяющая рассчитать кинетику
впитывания на всех его стадиях, которая бы совпадала с экспериментальными
данными.
3. На основе моделирования процесса движения жидкостей в
щелевидных капиллярах, а также анализа информационных источников,
предложено использовать эпоксидный материал в качестве материала образца.
Применение эпоксидного материала исключает окисление поверхности и
щелевую коррозию, а так же обеспечивает полную выявляемость дефектов и
возможность контроля остатков дефектоскопических материалов.
4. Предложен способ изготовления образцов для испытаний средств
капиллярного неразрушающего контроля, таких как контрольные образцы и тест-
панели, путем вытравливания фольги разной толщины из эпоксидной заготовки,
позволяющий реализовать дефекты с заданными параметрами: длиной, шириной
и глубиной. Также существует возможность реализации нескольких дефектов по
разным классам чувствительности на одном образце, что сокращает количество
используемых контрольных образцов.
5. Способ изготовления позволяет реализовать однотипные образцы со
стабильными по длине и практически прямыми параметрами трещины, на
основании чего можно судить о пригодности образцов для оценки
чувствительности капиллярного контроля, а также сравнения наборов
дефектоскопических материалов между собой.
6. Приведены результаты исследования влияния температуры на ширину
трещин в диапазоне от -10°С до +40°С. Установлено, что в диапазоне указанных
температур ширина трещины остается практически неизменной.
7. В виду возможности контроля остатков дефектоскопических
материалов и щелевой коррозии, образцы для испытаний, изготовленные
способом вытравливания, позволяют увеличить ресурс использования до 100 раз
при применении капиллярной дефектоскопии цветным методом.
8. Доказано, что образцы из эпоксидного материала, полученные путем
вытравливания, могут быть использованы для решения следующих задач
капиллярной дефектоскопии:
– определения работоспособности применяемых дефектоскопических
материалов и дефектоскопов;
– оценки чувствительности контроля;
– сравнения наборов дефектоскопических материалов между собой;
– при отработке технологии контроля на образцах из эпоксидного
материала;
– при сдаче практического экзамена по капиллярному методу при
аттестации персонала в области неразрушающего контроля, а также при
обучении.