Люминесценция (холодное свечение вещества) основана на том, что многие вещества при облучении их видимыми или ультрафиолетовыми лучами сами становятся источниками излучения.
В качестве источников возбуждающего излучения могут быть рентгеновские, ультрафиолетовые лучи, у-лучи и т. д.
В зависимости от длительности свечения облученного вещества люминесцентные явления разделяются на флуоресценцию и фосфоресценцию.
Флуоресценция — явление, при котором свечение облученного вещества длится менее 6 сек, т. е. практически исчезает одновременно с прекращением облучения. Фосфоресценция — явление более продолжительного свечения, которое длится некоторый промежуток времени после окончания облучения.
Источники ультрафиолетовых лучей. Для возбуждения свечения чаще всего используют ультрафиолетовые лучи, которые получают от ртутных и ртутнокварцевых ламп низкого и высокого давлений.
Ртутные лампы низкого давления излучают в основном коротковолновые лучи с длиной волны 2537А и изготовляются в баллоне из увиолевого стекла, легко пропускающего эти лучи.
Ртутно-кварцевые лампы высокого давления изготовляют в виде кварцевых трубок, наполненных определенным количеством аргона и ртути; они излучают ультрафиолетовые лучи с длиной волны 3663А. Для выделения ультрафиолетовых лучей из общего потока излучений используют специальные светофильтры, которые пропускают ультрафиолетовую часть спектра и задерживают видимые и инфракрасные лучи. Светофильтры изготовляют из увиолевого, силикатного или фосфатного стекла с добавками окислов кобальта и никеля.
Для получения ультрафиолетового света промышленностью выпускается несколько типов ультрафиолетовых осветителей: ЛЮМ-1, ЛА-1, ОС-65, КП-1Н и др.
Все ртутные лампы включают в электрическую цепь через добавочное сопротивление, ограничивающее силу тока, что предотвращает лампу от разрушения.
Люминесцирующие жидкости. Качество люминесцентных методов контроля во многом зависит от состава и свойств используемых люминесцентных жидкостей. Люминесцентные жидкости должны обладать высокой проникающей способностью, повышенной интенсивностью свечения при облучении ультрафиолетовыми лучами, а также химической инертностью по отношению к испытуемому материалу. Такие жидкости, обладая малой вязкостью и высокой смачивающей способностью, легко проникают в глубь даже самых мелких трещин.
Люминесцентные жидкости можно подразделить на две основные группы: жидкости, в которых один из компонентов сам является люминофором, и жидкости, в которые вводится добавка люминесцирующих веществ. К первой группе относится люминесцентная жидкость, состоящая из 15% светлого трансформаторного масла, являющегося люминофором, 83% керосина и 2% эмульгатора ОП-7 или ОП-10.
Ко второй группе может быть отнесена жидкость, состоящая из 50% керосина, 25% бензина, 25% светлого вазелинового, трансформаторного или другого минерального масла и 0,02-0,03% флуоресцирующего красителя (дефектоль зелено-золотистый). Под действием ультрафиолетовых лучей эта жидкость светится ярким желто-зеленым цветом с голубым оттенком.
Используются также жидкости, в состав которых входит нориол. Он получен в институте химии АН Грузинской ССР, является концентратом углеводородов и имеет желто-зеленое свечение.
Нориол используется в виде раствора с лигроином или керосином и позволяет обнаруживать трещины, видимые только при двадцатипятикратном увеличении.
В состав жидкости входит 25% нориола, 74,5% лигроина и 0,5% поверхностно-активных веществ ОП-7 или ОП-10.
Поверхностно-активные вещества вводятся для лучшего удаления флуоресцирующего раствора с поверхности исследуемого металла после испытания.
черт. № 189. Схема последовательности проведения испытаний по выявлению трещин:
а — подготовленная поверхность; б — поверхность с флуоресцирующей жидкостью; в — поверхность после промывки водой; г — поверхность с порошком силикагеля
Проведение испытаний. Перед проведением испытаний поверхность испытуемого металла тщательно очищается от окалины, коррозии, масел, грязи и т. д. На очищенную поверхность методом распыления или погружения в ванну наносят флуоресцирующую жидкость и выдерживают на воздухе 10-15 мин. За это время раствор проникает во все дефекты и микротрещины. Затем промывкой под сильной струей воды избыточная жидкость смывается с поверхности, а в трещинах она задерживается силами капиллярного сцепления. После промывки поверхность испытуемой детали просушивается в струе подогретой до 50-60 с воздуха и посыпается слоем тонкоизмельченного сухого порошка. В качестве порошка используют силикагель, окись магния, маршаллит и другие вещества, обладающие сильными адсорбционными свойствами. Посыпанную поверхность в зависимости от глубины и характера трещин выдерживают от 5 до 30 мин. За это время порошок извлекает жидкость из дефектных мест, пропитывается жидкостью и сцепляется с поверхностью (черт. № 189). После этого испытываемый образец осматривается в фильтрованном ультрафиолетовом свете.
Трещины и другие дефекты обнаруживаются в виде светящихся линий, пятен или точек. В настоящее время работают установки с автоматической регистрацией дефектов.
Установка состоит из ртутно-кварцевой лампы, линзы, вращающегося зеркала фотоэлектронного умножителя с фильтром и осциллографа (черт. № 190)..
Свечение от дефекта фокусируется линзой на поверхность вращающегося зеркала, установленного на валу электродвигателя под углом 45 к вертикальной оси. В результате вращения и некоторого покачивания зеркала свет от дефекта последовательно поступает в фото-умножитель, затем через усилитель на электроннолучевую трубку осциллографа, где наблюдается в виде четко выраженного пика.
Одновременно электрический сигнал может подаваться на реле срабатывающего механизма, который отмечает или отбрасывает контролируемые изделия.
