DE1648663C3 - Process for the removal of a liquid penetrant in which a workpiece to be tested is immersed or flooded with this to reveal defects - Google Patents
Process for the removal of a liquid penetrant in which a workpiece to be tested is immersed or flooded with this to reveal defectsInfo
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Description
Zur Aufdeckung von Fehlern in Werkstücken, die sich an der Werkstücks-Oberfläche befinden oder vom Innern des Werkstücks bis an die Oberfläche reichen, also z. B. Oberflächendiskontinuitäten, poröse Stellen oder Lecks, werden Verfahren benutzt, bei denen ein Mittel in die Fehlstellen eindringt. Derartige Verfahren werden insbesondere auch bei solchen Werkstücken angewandt, die eine kritische Funktion auszuüben haben, wie z. B. bei luftfahrttechnischen Geräten und Maschinen. Diese Verfahren können drei Hauptstufen umfassen:For the detection of defects in workpieces that are or are on the workpiece surface extend from the inside of the workpiece to the surface, so z. B. surface discontinuities, porous Spots or leaks, methods are used in which an agent penetrates the imperfections. Such Processes are also used in particular for those workpieces that have a critical Have to perform a function, such as B. in aviation equipment and machines. These procedures can include three main stages:
1. Es wird auf die zu überprüfende Oberfläche eine Eindringflüssigkeit aufgebracht, die von den Fehlstellen absorbiert wird.1. A penetrant liquid is applied to the surface to be checked, which is released from the Defects are absorbed.
2. Es wird überschüssige Flüssigkeit von der Oberfläche entfernt.2. Excess liquid is removed from the surface.
3. Die eingedrungene Flüssigkeit, die in der Fehlstelle verblieben ist, wird sichtbar gemacht.3. The liquid which has penetrated and which has remained in the defect is made visible.
Hiervon betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entfernung eines flüssigen Eindringmittels, in das ein zu prüfendes Werkstück zur Aufdeckung von Fehlern eingetaucht oder mit diesem überflutet wird, und das anschließend von Stellen im Werkstück, an denen keine Fehler vorhanden sind, mit Hilfe eines oberflächenaktiven Mittels entfernt wird.The invention relates to a method for removing a liquid penetrant into which a workpiece to be tested is immersed or flooded with this to reveal defects, and then from points in the workpiece where there are no defects, with the help of a surfactant is removed.
Zur Entfernung der überschüssigen Eindringflüssigkeit ist bereits bekannt, daß I) die Oberfläche in einem Lösungsmittel für die Eindringflüssigkeit gewaschen oder in eine solche Lösung eingetaucht wird; daß II) ein Emulgator in die Eindringflüssigkeit gemischt wird, um dadurch das Eindringmittel durch Wascheu mit Wasser entfernen zu können; daß III) ein getrennter, im wesentlichen nichtwäßriger Emulgator angewandt wird, in dem das Eindringinittel gegenseitig lösbar ist durch Untertauchen oder durch ein Fließverfahren, wobei anschließend die Oberfläche mit Wasser gewaschen wird, um das emulgierte Eindringmittel und den Emulgator auszuwaschen; das IV) eine verdünnte wäßrige Lösung mit einem nicht gegenseitig löslichen Emulgator mit bestimmten hydrophilen Charakter benutzt wird, in dem das Eindringmittel nicht gegenseitig löslich ist und wobei die Oberfläche mit Wasser ausgewaschen wird, um das emulgierte Eindringmittel und den wäßrigen Emulgator zu entfernen.To remove the excess penetrating liquid, it is already known that I) the surface washed in a solvent for the penetrating liquid or immersed in such a solution will; that II) an emulsifier is mixed into the penetrant, thereby permeating the penetrant Wash away with water; that III) a separate, essentially non-aqueous Emulsifier is applied in which the penetrant is mutually releasable by immersion or by a flow process, followed by the Surface washing with water to wash out the emulsified penetrant and emulsifier; the IV) a dilute aqueous solution with a non-mutually soluble emulsifier with certain hydrophilic character is used in which the penetrant is not mutually soluble and wherein the surface is washed out with water to remove the emulsified penetrant and the remove aqueous emulsifier.
Bei einem bekannten Verfahren, bei welchem als Eindringmittel ein Petroleum-Destillat, Naphtalin mit hohem Flammpunkt oder andere Mineralöle benutzt werden, erfolgt die Entfernung des Eindringmittels an den von Fehlern freien Stellen durch einen Luftstrom oder durch Abwischen der Flüssigkeit. Wenn dabei als Eindringmittel ein emulgierbarer Stoff benutzt wird, kann die überschüssige Flüssigkeit mittels eines starken Wasserstrahles abgewaschen werden. Der nächstfolgende Schritt bei dem bekannten Verfahren besteht darin, ein fein verteiltes Anzeigepuder auf die trockene Oberfläche aufzubringen. Dieses Puder haftet dem Eindringmittel in den Fehlstellen an, während es auf der fehlerfreien Werkstückoberfläche durch einen Luftstrahl leicht entfernt werden kann.In a known method in which a petroleum distillate, naphthalene with as penetrant If a high flash point or other mineral oils are used, the penetrant is removed in the areas free of defects by a stream of air or by wiping off the liquid. When If an emulsifiable substance is used as a penetrant, the excess liquid can be removed by means of be washed off with a strong jet of water. The next step in the known method consists of applying a finely divided indicator powder to the dry surface. This Powder adheres to the penetrant in the imperfections while it is on the flawless workpiece surface can be easily removed by a jet of air.
Bei einen; anderen bekannten Verfahren, bei dem Fehlstellen in einer Werkstückoberfläche auf diese Weise festgestellt werden sollen, wird zunächst die Werkstückoberfläche von Schmutz und öl durch ein Lösungsmittel, z. B. Trichloräthylen, gereinigt, und dann wird das Werkstück in eine fluoreszierende Flüssigkeit unter Ultraviolettbestrahlung eingetaucht. Die überschüssige Flüssigkeit wird dann mit einem waschaktiven Emulgator und einem Wassersprühstrahl entfernt. Dann werden die Prüfstücke getrocknet und mit einem lichtneutralen Kristallpuder bestreut, bevor eine Prüfung unter Ultraviolettlicht erfolgt.At one; other known method in which Defects in a workpiece surface are to be determined in this way, first the Workpiece surface from dirt and oil by a solvent, e.g. B. Trichlorethylene, cleaned, and then the workpiece is immersed in a fluorescent liquid under ultraviolet radiation. The excess liquid is then treated with a detergent emulsifier and a water spray removed. Then the test pieces are dried and sprinkled with a light-neutral crystal powder, before testing under ultraviolet light.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Empfindlichkeit für die Aufdeckung von Werkstückfehlern, ausgehend von einem bekannten Verfahren der obengenannten Art, dadurch zu erhöhen, daß mit Sicherheit das Auswaschen auch kleinster Fehlstellen verhindert, das Eindringmittel von der nichtfehlerbehafteten Oberfläche jedoch mit Sicherheit entfernt wird.The invention is based on the object of increasing the sensitivity for the detection of workpiece defects, starting from a known method of the above-mentioned type, thereby increasing that certainly prevents the washing out of even the smallest flaws, the penetrant from the non-defective Surface will certainly be removed.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der obengenannten Art dadurch gelöst, daß auf das zu prüfende Werkstück ein wäßriger oder nichtwäßriger Schaum aufgebracht wird, in dem das oberflächenaktive Mittel enthalten ist und der relativ zur Werkstoffoberfläche bewegt wird.According to the invention, this object is achieved in a method of the type mentioned above in that that an aqueous or non-aqueous foam is applied to the workpiece to be tested, in which the surface-active agent is contained and which is moved relative to the material surface.
Es hat sich gezeigt, daß durch dieses Verfahren die Empfindlichkeit der Fehlersuche verbessert werden kann, indem die Entfernung von Hintergrund-Eindringmittelresten verbessert wird, wobei jedoch das Eindringmittel, das selbst in die kleinsten Fehlstellen eingedrungen ist, unberührt bleibt. Eine solche Erhöhung der Empfindlichkeit ist außerordentlich wichtig, wenn Bauteile überprüft werden, die eine sehr kritische Funktion im Betrieb ausüben müssen.It has been found that this method improves the sensitivity of troubleshooting can by improving the removal of background penetrant residue, but with the Penetrant that has penetrated even the smallest imperfections remains unaffected. Such an increase Sensitivity is extremely important when inspecting components that have a very high have to perform a critical function in the company.
Obgleich der genaue Vorgang bei dem Verfahren nicht bekannt ist, nimmt man an, daß die Erhöhung der Empfindlichkeit eine Folge davon ist:Although the exact process of the method is not known, it is believed that the increase the sensitivity is a consequence of this:
a) daß eine höhere Oberfiachenenergie in dem Schaum verfugbar ist im Vergleich mit einera) that a higher surface energy in the Foam is available versus one
.. *! „ f 7 ... „ L j.. *! "F 7 ..." L j
b) daß der konstante Ersatz von Schaum, derb) that the constant replacement of foam that
durch Eindnngmmel verunreinigt ist, durch frischen Schaum die Wiederablagerung von Em- JO dnngmitteln auf der Oberflache verhindert.by fresh foam dnngmitteln the re-deposition of Em-JO is contaminated by Eindnngmmel prevented on the surface.
Das Eindringmittel kann, falls erwünscht, auf einer sichtbaren Farblösung basieren. Statt dessen kann das Eindringmittel auf einem Farbstoff basieren oder einer Kombination von Farbstoffen in Lösungen, die bei Ultraviolettbestrahlung fluoreszieren. The penetrant can, if desired, be based on a visible paint solution. Instead of this the penetrant can be based on a dye or a combination of dyes in Solutions that fluoresce when exposed to ultraviolet rays.
Das zu untersuchende Werkstück kann in ein Farbeindringmittel eingetaucht oder mit diesem überflutet werden, das aus sichtbaren oder fluoreszieren- ao den Farbstoffen besteht, die in einer Mischung von Lösungsmitteln gelöst sind, derart, daß die notwendigen Eindringeigenschaften erhalten sind. Nach einer Absetzzeit von z. B. 10 Minuten kann das überschüssige Eindringmittel von der Oberfläche entfernt werden, indem der Bauteil einem sich bewegenden Strom von Schaum ausgesetzt wird. Der Schaumstrom kann dadurch erzeugt werden, daß Luft in eine wäßrige Lösung eines oberflächenaktiven Mittels durch einen porösen Bauteil, z. B. eine gesinterte Metall-, Plastik- oder Keramikscheibe, eingeblasen wird. Die Porengröße der gesinterten Bauteile bestimmt die Größe der Schaumblasen, aber die Erfindung ist nicht auf die Verwendung poröser gesinterter Bauteile gerichtet, da der Schaum auch ohne derartige Bauteile erzeugt werden kann. Eine Porengröße von 25 bis 30 μ hat sich als zweckmäßig erwiesen; die Konzentration des Oberflächenaktivmittels, das in der wäßrigen Lösung benutzt wird, kann in weiten Grenzen geändert werden je nach der Art des oberflächenaktiven Mittels, das benutzt wird, und je nach Oberflächengefüge. Normalerweise wird die Konzentration zwischen 0,5 und 20 Volumen-Prozent schwanken. Nachdem die Oberfläche dem Schaum eine bestimmte Zeit lang ausgesetzt war, kann dieser Schaum in fließendem Wasser wieder abgewaschen werden. Vor Anwendung des Schaumstroms kann die Oberfläche mit reinem Wasser gewaschen werden, um zunächst das meiste überschüssige Eindringmittel zu entfernen.The workpiece to be examined can be immersed in or flooded with a dye penetrant which consists of visible or fluorescent ao the dyes that are in a mixture of Solvents are dissolved in such a way that the necessary penetration properties are obtained. To a settling time of z. B. 10 minutes can be the excess Penetrants can be removed from the surface by moving the component Is exposed to a stream of foam. The foam flow can be generated by the fact that air in an aqueous solution of a surfactant through a porous member, e.g. B. a sintered one Metal, plastic or ceramic disc, is blown in. The pore size of the sintered components is determined the size of the foam bubbles, but the invention is not limited to the use of porous sintered Components directed, since the foam can also be generated without such components. One pore size from 25 to 30 μ has proven to be useful; the concentration of the surfactant contained in the aqueous solution is used can be varied widely depending on the type of surface active Means that is used and depending on the texture of the surface. Usually the concentration vary between 0.5 and 20 percent by volume. After the surface of the foam After exposure for a certain period of time, this foam can be washed off in running water will. Before using the foam stream, the surface can be washed with pure water, to remove most of the excess penetrant first.
Das oberflächenaktive Mittel kann ionisch, nichtionisch oder eine Mischung von beiden sein.The surfactant can be ionic, nonionic, or a mixture of both.
Das ionische oberflächenaktive Mittel kann entweder anionisch oder kationisch sein. So kann das anionische oberflächenaktive Mittel ein Alkalimetall-Alkylsulfat oder-phosphat sein und ein Alkalimetall-Alkylaryl-Sulfonat, z. B. eine wäßrige Lösung aus 50 g/l von Natrium-Lauryl-Äther-Phosphat. Das kaiionische oberflächenaktive Mittel kann ein Quartär-Ammonium-Chlorid,-Sulfat oder ein-Nitrit sein, z. B. eine wäßrige Lösung von 30 g/l von Lauryl-Trimethyl-Ammonium-NitiiL The ionic surfactant can be either anionic or cationic. So can it anionic surfactants be an alkali metal alkyl sulfate or phosphate and an alkali metal alkylaryl sulfonate, z. B. an aqueous solution of 50 g / l of sodium lauryl ether phosphate. The kaiionic Surfactants can be a quaternary ammonium chloride, sulfate or nitrite, e.g. B. an aqueous solution of 30 g / l of lauryl trimethyl ammonium nitrate
Beispiele nichtionischer oberflächenaktiver Mittel können Äthylen-Oxyd-Kondensate von Fettalkoholen, Alkyl-Phenolen oder Fettamiden, z. B. Laurie Diäthanolamiden, sein.Examples of nonionic surface-active agents can be ethylene oxide condensates of fatty alcohols, Alkyl phenols or fatty amides, e.g. B. Laurie Diethanolamides.
Eine Mischung voc nichtionischen und kationischen oberflächenaktiven Mitteln könnte z. B. aus einer wäßrigen Lösung von 30 g/l von Äthylen-Oxyd-Kondensat von Nonyl-Phenol sein, enthaltend 9,5 Mol von Äthylen-Oxyd und 10 g/l von Ketyl-Pyridinium-Bromid. A mixture of nonionic and cationic surfactants could e.g. B. off an aqueous solution of 30 g / l of ethylene oxide condensate of nonyl phenol containing 9.5 moles of ethylene oxide and 10 g / l of ketyl pyridinium bromide.
J Eine Mischung von nichtionischen und anionischen oberflächenaktiven Mitteln könnte z. B. aus einer wäßrigen Lösung von 10 g/l von Polyoxygthylen-Sorbitan-Monolaurat und 20 g/l von Natrram-Dfoctyi^dphosucdiiai bestehen. J A mixture of nic htionischen and surfactants of ionic agents could z. B. consist of an aqueous solution of 10 g / l of polyoxyethylene sorbitan monolaurate and 20 g / l of Natrram-Dfoctyi ^ dphosucdiiai.
Das oberflächenaktive Mittel kann weiter sowohl kationische als auch anionische Gruppen enthalten, z. B. kann es aus einer wäßrigen Lösung von 50 g/l l.Hydroxy-l.Methylcarboxy-l.Äthoxymethyl- The surfactant may further contain both cationic and anionic groups, e.g. B. it can be obtained from an aqueous solution of 50 g / l l.hydroxy-l.Methylcarboxy-l.ethoxymethyl-
Sl bSl b
yyyyy
carboxy^.LauTyl-Iminazolin-Disodium-Salz bestehen
oder aus 50 g/l eines Natrium-Salzes eines substituierten Imidazoline.
yyyyy
carboxy ^ .LauTyl-iminazoline-disodium salt consist or 50 g / l of a sodium salt of a substituted imidazoline.
Das nichtionische oberflächenaktive Mittel kann z. B. eine wäßrige Lösung von 50 g/l von Lauryl-Alkohol-Äthylen-Oxyd-Kondensat sein, das 9 Mol Äthy'en-Oxyd enthält. Derartige oberflächenaktive Mittel können dann mit Schaumstabilisatoren z. B. fettigen Säureamiden, Amin-Oxyden, z. B. Lauryl-Dimäthyl-Amin-Oxyd oder natürlichen Produkten, z. B. Stärke, Seifenstoffen, z. B. indischer Kastanie, und Alginaten, z. B. Natrium-Alginat, versehen sein. Es können auch »Aufbaustoffe«, z. B. komplexe Phosphate, wie Tetranatrium-Pyrophosphat, oder Silikate, wie Natrium-Metasilikat, verwendet werden, die die Wirkung des oberflächenaktiven Mittels verstärken. Ein ähnlicher Träger für das oberflächenaktive Mittel kann durch suspendierende Mittel, z. B. Zelluloseäther, wie Natrium-Karboxy-Methyl-Zellulose, und ihren Zusammensetzungen geliefert werden. Sämtliche der obenerwähnten oberflächenaktiven Mittel wurden empirisch ermittelt, und die Erfindung soll sich nicht auf diese beschriebenen Mittel beschränken. The nonionic surfactant can e.g. B. an aqueous solution of 50 g / l of lauryl alcohol-ethylene oxide condensate which contains 9 moles of ethylene oxide. Such surfactants can then with foam stabilizers z. B. fatty acid amides, amine oxides, e.g. B. lauryl dimethyl amine oxide or natural products, e.g. B. starch, soaps, e.g. B. Indian chestnut, and alginates, e.g. B. sodium alginate, be provided. It can also "building materials", z. B. complex Phosphates, such as tetrasodium pyrophosphate, or silicates, such as sodium metasilicate, are used, which enhance the effect of the surfactant. A similar vehicle for the surfactant Agents can be by suspending agents, e.g. B. cellulose ethers, such as sodium carboxy methyl cellulose, and their compositions. All of the surfactants mentioned above Agents have been determined empirically and the invention is not intended to be limited to the agents described.
In Anbetracht der gewöhnlich kritischen Anwendung solcher zu prüfenden Bauteile ist die Verwendung von nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln zu bevorzugen, da schwefelhaltige Reste und potentiell korrosive Ionen hierbei fehlen. Außerdem ist es erwünscht, daß der wäßrage Schaum Rostschutzmittel enthält.In view of the usually critical application of such components to be tested, the use of nonionic surfactants to be preferred, as sulfur-containing residues and potentially Corrosive ions are absent here. In addition, it is desirable that the aqueous foam have a rust preventive agent contains.
Die Fehlstellen können durch die Anwendung eines gee:*;·.· ten Entwicklermaterials aufgedeckt werden.The imperfections can be uncovered by using a suitable developer material will.
Bei ein.* pcziellen Anwendung der Erfindung wurde ?'■■.·." . >". Fehlstellen zu überprüfende Turbinenrotorschaun;'i iunächst in Trichloräthylendampf entölt. Die Scheibe wurde dann in Luft auf eine Temperatur von weniger als 40° C abgekühlt und dann 5 Minuten lang in eine fluoreszierende Eindringflüssigkeit eingetaucht.In a special application of the invention ? '■■. ·. " . >". Turbine rotor view to be checked for defects; first deoiled in trichlorethylene vapor. The disk was then cooled in air to a temperature below 40 ° C and then immersed in a fluorescent penetrant for 5 minutes.
Dann wurde überschüssiges Eindringmittel von der Scheibe 15 Minuten lang abgezogen, und die Scheibe wurde mit einem Wasserstrahl bespritzt, um den größten Teil des überschüssigen Eindringmittels zu entfernen. In diesem Stadium befand sich ein gleichmäßiger dünner Film von Eindringmittel über der gesamten Oberfläche der Scheibe, und das Eindringmittel war natürlich in die Fehlstellen der Scheibe eingedrungen.Excess penetrant was then stripped from the disk for 15 minutes, and the disk was sprayed with a jet of water to remove most of the excess penetrant remove. At this stage there was a uniform thin film of penetrant over the entire surface of the disc, and the penetrant was naturally in the imperfections of the disc penetrated.
Die Scheibe wurde dann in einen konischen Behalter eingesetzt, der sich nach unten verjüngte. Die Basis des Behälters enthielt eine Kammer mit einem flüssigen oberflächenaktiven Mittel. Die Basis der Kammer wurde von einer porösen keramischenThe disc was then placed in a conical container that tapered downward. the The base of the container contained a chamber with a liquid surfactant. The basis of the Chamber was made of a porous ceramic
Kachel gebildet, deren Poren zwischen 25 und 30 μ mittlerer Durchmesser lagen. Luft, die unter einem Druck von etwa 0,17 kg/cm2 durch die poröse Kachel hindurchtrat, erzeugte einen anschwellenden Schaumstrom, der durch die tannenbaumförmigen Schlitze der Turbinenscheibe und über den Rand des Behälters nach einem Ablauf strömte.Tile formed, the pores of which were between 25 and 30 μ mean diameter. Air that passed through the porous tile at a pressure of about 0.17 kg / cm 2 generated a swelling foam stream that flowed through the fir tree-shaped slots of the turbine disk and over the edge of the container after a drain.
Dk Schaum wirkte auf diese Weise auf die Scheibe 20 Sekunden lang ein, und dann wurde die Scheibe aus dem Behälter entnommen und in Wasser ausgewaschen.Dk foam acted on the in this way Disk for 20 seconds and then the disk was removed from the container and placed in water washed out.
Die Scheibe wurde dann mit einem Entwicklungspuder bestreut, der das Eindringmittel aus den Fehlstellen herauszog, um vergrößerte Anzeigen der Fehlstellen zu liefern. Das Pulver wirkte auf die Scheibe S Minuten lang ein, und dann wurde überschüssiges Pulver dadurch entfernt, daß trockene komprimierte Luft mit einem Druck abgeblasen wurde, der 1.76 kg/cm* nicht überschrittThe disc was then sprinkled with a developing powder, which would remove the penetrant from the imperfections pulled out to provide enlarged displays of the imperfections. The powder acted on the pane For 5 minutes and then excess powder was removed by dry compressing Air was blown off at a pressure not exceeding 1.76 kg / cm *
Die Scheibe wurde dann unter ultraviolettem Licht in einem Dunkelraum betrachtet, wobei die Stellen
von mit Puder getränktem Eindringmittel die Fehlstellen bei völligem Fehlen des Hintergrundes anzeigten
und Fehlstellen, die vorher völlig unsichtbar waren, klar identifiziert werden konnten.
Bei Benutzung dieses Verfahrens konnten 75 klarThe pane was then viewed under ultraviolet light in a dark room, the points of penetrant soaked with powder indicating the defects in the complete absence of the background and defects which were previously completely invisible could be clearly identified.
Using this procedure, 75 could clear
ίο identifizierbare, aber sehr kleine Fehlstellen deutlich erkannt werden. Der gleiche Bauteil zeigte bei einer Behandlung nach der Methode IV nur 67 Fehlstellen, von denen sehr viele schwer zu erkennen waren, weil der Hintergrund nicht entferntes überschüssiges Eindringmittel enthielt. Bei einer Behandlung nach dem Verfahren III konnten nur 48 Fehlstellen erkannt werden.ίο identifiable but very small imperfections clearly be recognized. The same component showed only 67 defects when treated according to Method IV, very many of which were difficult to see because the background had not removed excess Containing penetrant. When treated according to method III, only 48 defects were found be recognized.
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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