Капиллярлы бақылау

4. КАПИЛЛЯРЛЫ БАҚЫЛАУ

Өткізуші заттарды бұзбай бақылау бақыланатын объектінің ақауларының қуысына заттардың енуіне негізделген. Бүлінбейтін бақылау түрі ретінде өтетін заттарды бақылау анықталған ақаулардың түріне байланысты екі кіші түрге бөлінеді:

* капиллярлы-үстіңгі ақауларды анықтау үшін;

* ағу — өтпелі ақауларды анықтау үшін. Өз кезегінде капиллярлы бақылау мен ағуды бастапқы ақпараттық параметрдің түріне байланысты әдістерге бөледі.

және бастапқы ақпаратты алу тәсілін (кестені қараңыз. 1.3).

Өткізгіш зат ретінде сұйықтықтар да, газдар да қолданылуы мүмкін. Соңғылары термодинамика, акустика және т.б. заңдарына негізделген ағыс іздеудің әртүрлі әдістерінде қолданылады. сұйық өтетін заттардың көмегімен ақауларды анықтау әдістері ағыс іздеуде де, капиллярлы бақылауда да қолданылады және сұйықтықтың қатты денелермен өзара әрекеттесуі кезінде, сулау, капиллярлы және сорбциялық құбылыстар сияқты физикалық құбылыстарға негізделген. 

4.1. Капиллярлы бақылаудың физикалық мәні

Капиллярлы бақылау пенетранттар деп аталатын сұйық өтетін заттарды жағу, олардың үстіңгі және өтпелі ақаулардың қуысына ену және бақылау объектісінің бетінде пайда болатын индикаторлық іздерді тіркеу жолымен жүзеге асырылады. Пенетранттардың маңызды қасиеттері олардың бақылау объектісінің материалын суландыру қабілеті болып табылады. Сулау құбылысы атомдардың немесе сұйықтық молекулаларының немесе қатты дененің өзара тартылу күштерімен туындайды. Біртекті заттың ішіндегі молекулалар әртүрлі жағынан бірдей тартымдылықты сынайды және тепе-теңдік жағдайында болады. Беттегі молекулалар ішкі және сыртқы жағынан әртүрлі тартылымдарды сынайды. Бұл ретте тепе-теңдікке жер бетіндегі молекулалардың еркін энергиясы аз болғанда қол жеткізіледі. Осыған байланысты олар ең төменгі сыртқы беті бар нысанды сатып алуға тырысады. Қатты денеде бұл форманың серпімділік құбылысы кедергі жасайды, ал осы құбылыстың әсерінен жеңіл сұйықтық шар формасын алады. Осылайша, Сұйықтық пен қатты дененің беті жиырылуға ұмтылады және беттік керілу күші пайда болады [4].

[pic 1]

 Сур. 4.1. Қатты дененің бетін сұйықтықпен сулау (А) және суламау (6)

Сұйық қатты денемен түйіскен кезде екі жағдай болуы мүмкін: бетті сулау және суламау (сурет. 4.1). Суланған кезде сұйықтық беті бойынша ағады, ал суламаған кезде тамшы тәрізді формаға жиналады. Капиллярлы түтікті суланатын немесе суланбайтын сұйықтыққа батыру кезінде түтікте тиісінше иілген немесе дөңес пениск пайда болады (сурет. 4.2).

Қатты дененің бетінде жатқан сұйықтықтың тамшысын қарастырайық [3, 4]. Біз күрішке бөлеміз. 4.1 Қатты дене, сұйықтық және қоршаған газ жанасатын а нүктесіндегі қарапайым цилиндр. Бұл цилиндрдің ұзындығының бірлігіне беттік керудің үш күші бар: қатты дене—газ Fтг қатты дене—сұйықтық Fтж және сұйықтық—газ Fжг. Тамшы тыныштық жағдайында болғанда, қатты дененің бетіне осы күштердің әсер ететін проекциялары нөлге тең:

[pic 2]

Бұрыш сулаудың шет бұрышы деп аталады.

Если[pic 3]>[pic 4], онда бұрыш [pic 5]. Бұл дегеніміз, сұйықтық Қатты денені сулайды (күріш. 4.2, а): аз болса, сулау соғұрлым күшті. Шекті жағдай толық сулауға, яғни қатты дененің барлық бетіне сұйықтықтың ағуына сәйкес болады.

4.2. Капиллярлы әдістердің жіктелуі мен ерекшеліктері

Бақылаудың капиллярлы әдістері көзге көрінбейтін немесе нашар көретін, бетіне шығатын ақауларды анықтауға арналған және металл және металл емес материалдардан жасалған кез келген формалар мен өлшемдегі бұйымдарды бақылауға мүмкіндік береді. Дәнекерленген жіктер үшін шектеулі қолданылуы бар, өйткені қабыршықтылықты, шашырауды, қабыршақты жою және негізгі және балқытылған металл арасындағы бірқалыпты өтпелерді қамтамасыз ету мақсатында олардың бетін алдын ала механикалық өңдеуді талап етеді. Капиллярлы бақылау кіретін заттың түріне байланысты әртүрлі құрамдағы сұйық өткізгіш ерітінділердің көмегімен бақылауға және сүзілетін суспензияларды қолдана отырып бақылауға бөлінеді (кестені қараңыз. 1.3). Бастапқы ақпаратты алу тәсілі бойынша (кіретін ерітіндінің құрамына байланысты) ашық түсті, түсті, люминесцентті және люминесцентті-түсті әдістер бөлінеді.