Badania nieniszczące

Badania nieniszczące są cześo wymagane dla całości lub partii produkcyjnej danego elementu. Niektóre normy europejskie przywoływane już na etapie ofertowania sugerują, że materiały powinny zostać dostarczone z przeprowadzeniem badań. Jakie są rodzaje badań nieniszczących i jak się je przeprowadza?


Ultradźwiękowe metody badań materiałów.

Ultradźwiękami nazywamy mechaniczne zjawiska falowe występujące w ośrodkach gazowych, ciekłych i stałych o częstotliwości większej niż górna granica słyszalności ucha ludzkiego, a więc większej niż 18000 drgań/sek. Warunki rozchodzenia się fal ultradźwiękowych oraz zjawiska, które im towarzyszą, są zależne od własności ośrodka, w którym one występują. Stąd też wynika możliwość badania własności ośrodka za pomocą fal ultradźwiękowych, a szczególnie badania ciał stałych, w których nie rozchodzą  się fale elektromagnetyczne w postaci światła, a więc których wnętrze jest niedostępne dla naszego oka.

Fale ultradźwiękowe określa się najogólniej jako zjawisko przenoszenia się w przestrzeni ruchu drgającego o częstotliwości ponad słyszalnej.

Cząstka ośrodka, która zostaje pod wpływem działania siły zewnętrznej wychylona ze swego pierwotnego położenia (położenia równowagi), zmuszona zostaje do ruchu powrotnego wskutek sił sprężystych ośrodka. Bezwładność cząstki powoduje, że nie zatrzymuje się ona w położeniu pierwotnym, lecz mija je z pewną prędkością, a następnie wychyla się w drugą stronę tak daleko, aż jej energia kinetyczna zmieni się znów na energię sprężystą (potencjalną). Drgania ośrodka występują zatem wskutek jego bezwładności i sprężystości.

Część energii drgającej cząstki przekazana zostaje cząstkom sąsiednim, a te z kolei zaczynają drgać i przekazują energię dalej. Ponieważ każda cząstka zaczyna ruch z opóźnieniem względem poprzedniej przeto ruch drgający przesuwa się z pewną skończoną prędkością.

To zjawisko przenoszenia się ruchu drgającego nazywa się ruchem falowym. Prędkość przenoszenia tego ruchu nazywa się prędkością fali. Jak wiadomo z fizyki, prędkość rozchodzenia się drgań nie jest jednakowa. W stali wynosi ona ok. 5900 m/sek, w cieczach 1000- 2000 m/sek, a w powietrzu 344 m/sek.

Czas, w ciągu którego cząstka wykonuje jedno pełne drganie nazywa się okresem drgań i oznacza przez T. Odwrotność okresu nazywa się częstotliwością drgań.

                   

W defektoskopach przemysłowych źródłem ultradźwięków jest najczęściej płytka kwarcowa, umieszczona w szybkozmiennym polu elektrycznym. Płytka taka pod wpływem zmian pola na przemian kurczy się i rozszerza z częstotliwością równą częstotliwości zmian pola. Zjawisko to nazywa się piezoelektrycznością.

Ponieważ fale ultradźwiękowe podlegają prawom odbicia, przechodzenia, absorpcji i tłumienia, przeto opracowano kilka metod  badań ultradźwiękowych, z których najczęściej stosowane są :

a)      metoda echa (wykorzystuje się fale odbite),

b)      metoda cienia (wykorzystuje się fale przepuszczone).

 

Metoda echa


W metodzie echa nadajnik i odbiornik znajdują się po tej samej stronie badanego przedmiotu. Gdy wiązka drgań wysyłana przez nadajnik przechodzi przez badany materiał, dochodzi do przeciwległej ściany, zostaje od niej odbita i wraca do odbiornika bez stłumienia na skutek nieobecności na jej drodze wad, to wtedy rysuje się na ekranie oscyloskopu linia przedstawiona na rys. 7a. Załamania na tej linii odpowiadają obydwu badanym powierzchniom przedmiotu, czyli odległości między załamaniami linii na oscyloskopie wskazuje na względną grubość przedmiotu. Gdy wiązka drgań wysyłana przez nadajnik przechodzi tylko częściowo bez stłumienia do przeciwległej ściany, a częściowo zostaje odbita np. od pęknięcia znajdującego się wewnątrz materiału, to wtedy otrzymana linia na ekranie oscyloskopu ma kształt jak na rys. 7b, przy czym z załamania linii znajdującej się między załamaniami skrajnymi wywnioskować można o umiejscowieniu się wady w materiale. Gdy natomiast wiązka drgań wysyłana przez nadajnik zostaje całkowicie stłumiona i nic dochodzi do przeciwległej ściany, ponieważ ulega w całości odbiciu od występującej wady w materiale, to wtedy otrzymana linia na ekranie oscyloskopu ma kształt jak na rys. 7c, przy czym z załamania linii wywnioskować można o umiejscowieniu się wady w materiale.

Metoda echa jest najczęściej stosowana. Umożliwia ona badanie przedmiotów stalowych o grubości do ok. 4 m, przy czym pozwala na dość ścisłe zlokalizowane wady. Zaletą tej metody. Zaletą tej metody jest to, że do jej zastosowania wystarcza jednostronny dostęp do badanego przedmiotu. Metoda ta nie nadaje się do badania małych przedmiotów i nie można za jej pomocą wykryć wad leżących blisko powierzchni, gdyż na ekranie oscyloskopu impuls pochodzący od wady zlewa się wtedy z impulsem wejściowym lub z echem dna.

 

Metoda cienia


 

W metodzie cienia nadajnik i odbiornik znajdują się po przeciwnych stronach badanego przedmiotu. Gdy wiązka drgań wysyłana przez nadajnik nie napotyka wad we wnętrzu badanego przedmiotu to dojdzie do przeciwległej powierzchni przedmiotu i zostanie przejęta przez odbiornik, to wtedy rysuje na ekranie oscyloskopu linia przedstawiona na rys. 8a. Załamania na tej linii odpowiadają obydwu badanym powierzchniom przedmiotu, czyli odległość między załamaniami linii na oscyloskopie wskazuje na względną grubość przedmiotu. Gdy natomiast wiązka drgań wysyłana przez nadajnik natrafi na wadę wewnętrzną, zostaje przez nią osłabiona (rys. 8b) lub nawet całkowicie odbita (rys. 8c).

Metoda cienia wymaga dwustronnego dostępu do badanego przedmiotu i umieszczenia nadajnika i odbiornika dokładnie naprzeciw siebie, co niekiedy jest trudne do wykonania. Metoda ta pozwala na określenie położenia wady tylko w jednej płaszczyźnie (prostopadłej do wiązki drgań); nie można natomiast określić na jakiej głębokości leży wada. Metodą tą można jednak badać nawet bardzo cienkie przedmioty, przy czym gruboziarnistość struktury i nierówności powierzchniowe ni odgrywają tutaj takiej roli jak w metodzie echa.

Metody ultradźwiękowe stosuje się do badania połączeń spawanych, odlewów, szyn kolejowych, wałów i osi, blach itp. Poza wykrywaniem wad metody ultradźwiękowe służą do pomiaru grubości przedmiotów metalowych (blach, płyt, rur itp. ).

 

 

 Magnetyczne metody badań materiałów.

 

W metodach magnetycznych wykorzystuje się zjawisko rozproszenia pola magnetycznego, powstawanie pozostałości magnetycznej (magnetyzmu szczątkowego) lub oddziaływanie magnesu na ciała ferromagnetyczne.

Zjawisko rozproszenia pola magnetycznego wokół wad powierzchniowych i podpowierzchniowych znajduje zastosowanie przy wykrywaniu wad materiałów. Pozostałość magnetyczna, czyli magnetyzm szczątkowy może być wskaźnikiem świadczącym o jakości materiałów.

Oddziaływanie magnesów na przedmiot wykorzystuje się do pomiaru grubości cienkich powłok metalowych pokrywających przedmioty lub do pomiaru grubości ścianek.

Przy wykrywaniu wad materiału wystarczy ujawnienie pola rozproszenia, w pozostałych przypadkach trzeba mierzyć wielkość pozostałości magnetycznej (magnetyzmu szczątkowego) lub wielkość oddziaływania magnesu na przedmiot.

 Ze względu na sposób ujawniania pola rozproszenia w okolicy nieciągłości materiału rozróżniamy:

a)      magnetyczną metodę proszkową,

b)      metodę magnetograficzną,

c)      metody pomiaru pola magnetycznego za pomocą cewki indukcyjnej.

 

Magnetyczna metoda proszkowa.

 

Jeżeli magnes stały przez który przebiegają równoległe linie sił pola magnetycznego natniemy, to w tym miejscu pojawią się dwa nowe bieguny N i S wokół których utworzy się pole magnetyczne o liniach sił zamykających się przez powietrze (rys. 9a). W miejscu nacięcia opór magnetyczny istotnie wzrasta ponieważ przenikalność magnetyczna powietrza jest istotnie mniejsza od przenikalności żelaza. Największa część linii sił pola magnetycznego przejdzie przez pozostały przekrój magnesu, co spowoduje zagęszczenie w żelazie. Nieznaczna część przenikać będzie przez szczelinę powietrzną, a trzecia, bardzo niewielka część linii zamknie się ponad magnesem. Wyjście linii sił pola magnetycznego z żelaza do powietrza i ich powrót następuje pod kątem bliskim 90 °.

Opisane zjawisko nazywa się rozproszeniem pola magnetycznego.

Identyczne zjawisko występować będzie w przedmiocie wykonanym z materiału ferromagnetycznego jeżeli umieszczony on zostanie w polu magnetycznym, a zamiast nacięcia w przedmiocie występować będą wady w postaci pęknięć, porowatości, zażużleń itp., przy czym im wady będą usytuowano głębiej pod powierzchnią, tym pola rozproszenia będą o wiele słabsze i tym samym trudniej wykrywalne (rys. 9b). Zazwyczaj wykrywalne pole rozproszenia może się wytworzyć wtedy gdy wada tworzy z kierunkiem linii sił pola magnetycznego kąt 45 – 90 °.

W magnetycznej metodzie proszkowej pole rozproszone wokół nieciągłości powierzchniowych lub podpowierzchniowych ujawnia się za pomocą proszku magnetycznego, który stanowią drobne ziarenka tlenków żelaza, najczęściej magnetytu Fe3O4. Ziarenka magnetytu o średnicy od 1 do 10 mm stają się, dzięki indukcyjnemu oddziaływaniu pola magnetycznego, małymi magnesami. Ziarenka magnetytu układać się będą w ten sposób, aby zmniejszyć ilość linii sił pola magnetycznego przechodzących przez powietrze, umożliwiając przynajmniej ich części przejście przez siebie i to jest przyczyną, że na przedmiocie w którym znajduje się wada, nawet wtedy gdy jest ona całkowicie ukryta pod zdrową powierzchnią, wystąpi charakterystyczne ułożenie cząstek magnetytu i to w miejscu nad wadą. Za pomocą proszków magnetycznych ujawnić można wady powierzchniowe o szerokości równej ok. 1 mm.

Ażeby więc móc wykryć wady w materiałach ferromagnetycznych, trzeba wytworzyć w nich przynajmniej na krótki okres czasu pole magnetyczne, którego rozproszenie ujawnia się za pomocą proszku magnetycznego.

Namagnesowania badanego przedmiotu dokonać można za pomocą magnesów stałych, elektromagnesów lub prądu elektrycznego. Ze względu na kierunek wytworzonego pola magnetycznego w stosunku do badanego przedmiotu rozróżnia się:

a)      magnesowanie wzdłużne (przydatne do badania przedmiotów długich – rys.10a),

b)      magnesowanie kołowe (rys. 10b), gdzie pole magnetyczne otaczając przedmiot posiada kierunek prostopadły do jego osi wzdłużnej.

Niekiedy stosuje się magnesowanie złożone, tj. równoczesne magnesowanie podłużne między nadbiegunnikami elektromagnesu oraz magnesowanie kołowe przez bezpośredni przepływ prądu (rys. 11).

W magnetycznej metodzie proszkowej rozróżnia się dwie metody badania:

a)      metodę mokrą,

b)      metodę suchą.

Przy zastosowaniu metody mokrej przedmiot polewa się zawiesiną proszku w nafcie lub leju. Dla polepszenia kontrastu proszek jest zwykle barwiony. Stosowany jest również proszek fluoryzujący. W tym przypadku przedmiot trzeba oglądać w świetle ultrafioletowym, w zaciemnionym pomieszczeniu. Zawiesinę proszku sporządza się na bazie nafty. Np. 65 –75 % nafty, 25 – 35 % oleju i 5 – 10 g proszku na 1 litr.

W metodzie suchej proszek nakłada się za pomocą rozpylacza wytwarzając chmurę pyłową.

Większą czułość osiąga się przy metodzie suchej, szczególnie na bardzo chropowatych powierzchniach gdy chodzi o wykrywanie wad podpowierzchniowych.

Przeprowadzając badania metodą proszkową należy:

a)      pokryć badaną powierzchnię proszkiem magnetycznym,

b)       umieścić przedmiot badany w polu magnetycznym,

c)      obserwować skupienia proszku i tym samym oceniać rodzaj i wielkość wad,

d)      podjąć decyzję co do dalszego wykorzystywania badanego przedmiotu.

 

Metoda magnetograficzna

 

 W metodzie tej wykorzystuje się, podobnie jak w magnetycznej metodzie proszkowej, zjawisko rozproszenia pola magnetycznego wokół wad powierzchniowych lub podpowierzchniowych. Wykrywanie pola rozproszonego następuje za pomocą taśmy magnetycznej lub taśmy gumowej pokrytej drobnymi cząstkami magnetycznymi. Taśma przyłożona do przedmiotu magnesuje się w miejscach, w których występuje pole rozproszenia. Taśmę magnetyczną po zdjęciu z przedmiotu przepuszcza się przez głowicę służącą do odczytu pola magnetycznego. Wynik badania zarejestrować można albo za pomocą pisaka lub na wskaźniku oscyloskopowym.

W porównaniu z magnetyczną metodą proszkową metoda magnetograficzna pozwala na uzyskanie lepszej wykrywalności.

 

Metody pomiaru pola magnetycznego za pomocą cewki indukcyjnej

 

Zgodnie z prawem indukcji, zmiana pola magnetycznego, w którym znajduje się cewka, indukuje w niej napięcie elektryczne proporcjonalnie do zmiany strumienia indukcji magnetycznej, a tym samym do natężenia pola magnetycznego.

Do pomiaru stałego pola magnetycznego stosuje się cewkę wirującą lub cewkę drgającą. Na skutek ruchu cewki w polu magnetycznym zmienia się strumień magnetyczny przechodzący przez cewkę, a to prowadzi do indukowania w cewce zmiennego napięcia. Wielkość tego napięcia zależy od natężenia mierzonego pola magnetycznego oraz od częstotliwości i amplitudy drgań cewki względnie ilości obrotów cewki wirującej. Pomiaru pola magnetycznego dokonać można za pomocą cewki indukcyjnej połączonej z galwanometrem (fluksomierz), sondy Foerstera lub za pomocą hallotronu.

Najważniejszymi własnościami magnetycznymi materiałów, które mogą być wykorzystane przy badaniach nieniszczących są : przenikalność magnetyczna, siła koercji, namagnesowanie przy nasyceniu i magnetyzm szczątkowy. Własności te zależą od struktury materiału, a wiadomo, że z kolei ze strukturą wiążą się inne własności fizyczne jak wytrzymałość, twardość, kruchość, plastyczność itp. Z tego powodu można oczekiwać, że o niektórych własnościach fizycznych, względnie przemianach strukturalnych, można wnioskować na podstawie pomiarów własności magnetycznych.

Pomiar natężenia koercji pozwala na przeprowadzenie automatycznego sortowania elementów produkcji masowej od których żąda się utrzymania, w przypisanych granicach, twardości lub wytrzymałość. Badane części umieszcza się w polu magnetycznym cewki przez którą przepływa prąd stały. Zwiększając natężenie prądu doprowadza się materiał do stanu nasycenia magnetycznego, następnie obniża się natężenie pola aż do zera. Badana część wykazuje magnetyzm szczątkowy, który zanika po przyłożeniu przeciwnie skierowanego pola magnetycznego. Wartość natężenia przy którym zanika magnetyzm szczątkowy jest tzw. siłą koercji, którą odczytuje się na przyrządzie.

W produkcji często zachodzi obawa pomieszania wyrobów z różnych gatunków stali. Przeprowadza się wówczas segregację stali za pomocą pomiaru koercji. Warunkiem niezbędnym jest, ażeby te gatunki stali, które chcemy posegregować wykazywały dostatecznie różniące się od siebie siły koercji.

Kontrola wymiarów to dziedzina, w której metody indukcyjne znalazły szerokie zastosowanie, szczególnie w przypadku jednego zmieniającego się wymiaru, jak np. w pomiarach średnic lub grubości blach. Należy podkreślić, że metod indukcyjnych używa się tylko w produkcji masowej, gdyż cechowanie i próby wstępne są bardzo kosztowne, jak więc w razie małej liczby przedmiotów badanych byłoby to koniecznie nieuzasadnione.

Metody indukcyjne zastępują przyrządy mechaniczne wtedy, gdy pomiary wykonywane są w sposób ciągły oraz gdy grubość przedmiotu jest mała. W przypadku pomiaru powłok ochronnych metody indukcyjne są zaś jedynymi, za pomocą których można przeprowadzić pomiar bez zniszczenia warstwy ochronnej. Do pomiaru grubości taśm i folii z materiału niemagnetycznego używa się cewki widełkowej w układzie bezwzględnym lub porównawczym (rys. 12), zaś do pomiarów grubości, w których przedmiot jest dostępny tylko z jednej strony oraz do pomiaru grubości powłok używa się cewki stykowej.

Za pomocą cewki indukcyjnej można również dokonywać pomiaru rozproszenia pola magnetycznego. Metoda ta zapewnia większą czułość w porównaniu z metodą magnetyczną proszkową i umożliwia ocenę głębokości na jakiej występuje ujawniona wada. Opracowania teoretyczne z tego zakresu są stosunkowo obszerne, lecz dotychczas tylko nieliczne z nich znalazły zastosowanie praktyczne. Badanie rur przy użyciu sond wykorzystuje się głównie do rur grubościennych i o dużej średnicy, zaś do badania i kontroli szyn kolejowych stosuje się metodę E.A. Sperry’ego (ryz.13).

Przyrząd działający wg metody jak na rys. 13 jest zamontowany pod wagonem. Zaburzenie pola magnetycznego w miejscu wady rejestrują sondy, a przesyłane przez nie sygnały rejestruje samopis z zaznaczeniem drogi i czasu. Miejsce położenia wady oznacza się farbą z pistoletu natryskowego. Metoda pozwala więc na śledzenie pęknięcia i w odpowiednim czasie umożliwia wymianę szyny. Metoda magnetyczna znalazła również zastosowanie do badania lin stalowych, używanych w kolejkach wyciągowych, kopalniach itp. Uszkodzenie lin następować może przez ścieranie drutów. Lina przechodzi przez cewkę, przez którą przepuszcza się prąd stały. Cewka jest rozkładana, ażeby można ją było nałożyć na linę. Pomiar rozproszonego pola magnetycznego przeprowadza się za pomocą jednej lub dwóch cewek. Mierzą one promieniową – składową rozproszonego pola magnetycznego. Gdy w układzie pomiarowym znajdują się dwie cewki, zwykle umieszcza się je w różnych odległościach od liny. Pozwala to na ustalenie głębokości pęknięcia. Wyniki badań są rejestrowane przez urządzenie samopiszące.

 

metody radiograficzne.

 

Badania radiograficzne polegają na prześwietlaniu badanego przedmiotu promieniami Roentgena (x), lub promieniami g emitowanymi przez izotopy promieniotwórcze (najczęściej : Co60,Ir192,Tm170 i Cs137 ) i obserwacji skutków tego prześwietlania na specjalnej błonie fotograficznej lub fluoryzującym ekranie.

Uzyskany na skutek badań radiograficzny obraz przedmiotu wykazuje wady materiałowe tylko w przypadku istnienia różnicy natężenia promieniowania po przyjściu przez przedmiot w miejscu wadliwym i w miejscu bez wad (rys. 14).

Przypuśćmy, że mamy przedmiot badany o grubości D (rys. 14).

Gdy promienie x lub g przechodzą przez niego w miejscu zdrowym to natężenie promieniowaniaJ1 wyniesie:

              J1 = J0*e-mD

Gdzie: J0 – natężenie promieni x lub

             e – podstawa logarytmów naturalnych,

               m - liniowy współczynnik osłabienia promieni x lub g dla danego metalu, zależny od jego gęstości i liczby atomowej, przy czym

                m = t ¸ s

     t - współczynnik pochłaniania,

     s - współczynnik rozproszenia.

Gdy promienie przechodzą przez przedmiot w miejscu wadliwym np. przez pęcherz gazowy o grubości d, to wtedy natężenie promieniowania J2 wyniesie:

 

J2 = J0 * e-m(D-d) 

Na skutek różnicy natężenia promieniowania powstają na błonie fotograficznej, znajdującej się bezpośrednio pod badanym przedmiotem, pola o różnym zaczernieniu, świadczące o istniejących wadach. Otrzymywanie obrazu radiograficznego przedstawiono schematycznie na rys. 15.

W atlasie, na fotografii 26 przedstawiono obraz makrostruktury złącza spawanego z dwustronny wklęśnięciem, a na fotografii 27 – radiogram tego złącza z widocznymi wadami.

Wyrób, który ma być poddany operacji prześwietlania powinien być oczyszczony. W przypadku kontroli odlewów należy usunąć nadlewy i druty użyte do wzmocnienia rdzeni bądź jako ochładzalniki. W przypadku spoin, złącza kontrolowane należy oczyścić z żużla. Wszystkie wyroby kontrolowane zanieczyszczone oliwą lub smarem należy również oczyścić, ażeby zapobiec zatłuszczeniu kaset z błonami.

Po przeprowadzeniu prześwietlania przedmiotu, błony radiograficzne wywołuje się i utrwala w specjalne dla nich przeznaczonych odczynnikach.

 

Metody penetracyjne.

 

Metody penetracyjne polegają na wykorzystaniu zjawiska wnikania cieczy w otwarte szczeliny powierzchniowe.

Proces badania metodą penetracyjną zawiera następujące czynności:

a)      oczyszczenie powierzchni,

b)      naniesienie cieczy penetracyjnej,

c)      usuniecie nadmiaru cieczy penetracyjnej,

d)      naniesienie wywoływacza,

e)      obserwację wskazań i interpretację wyników.

 

W przypadku zastosowania tzw. emulgatora dochodzi przed usunięciem nadmiaru cieczy penetrującej dodatkowa czynność, mianowicie naniesienie cieczy emulgującej.

Ażeby wskazania były wyraźnie widoczne wywoływacz i utrwalacz powinny dawać duży kontrast. Istnieją dwa sposoby uzyskania wysokiego kontrastu. Pierwszy polega na stosowaniu cieczy penetracyjnej o kolorze czerwonym i białego wywoływacza. Mówimy wówczas o metodzie barwnej lub kontrastowej. Przy drugim sposobie badania ciecz penetracyjna zawiera dodatki fluoryzujące. Po wywołaniu cieczy ze szczelin obserwację przedmiotu przeprowadza się w świetle ultrafioletowym. Ciecz penetracyjna, na którą pada światło ultrafioletowe o długości fali 3650 Å promieniuje światło o fali nieco dłuższej, już widzialne. Wskazania mają kolor zielonkawo – żółty na ciemnym tle przedmiotu. Obserwacji wskazań można dokonać tylko w zaciemnionym pomieszczeniu. Przy tak przeprowadzonym badaniu mówimy o metodzie fluorescencyjnej.

 

Oczyszczenie powierzchni.

Oczyszczenie powierzchni przedmiotu jest niezbędne ponieważ ciecz może wniknąć tylko w otwarte szczeliny powierzchniowe. Najlepszy sposób oczyszczenia polega na odtłuszczeniu za pomocą pary. Zanieczyszczenia jak smary, olej, węgiel, powinny być usunięte drogą chemiczną, strumieniem pary, ewentualnie drogą trawienia. Niewskazane jest stosowanie piaskowania lub innej obróbki mechanicznej, ponieważ doprowadzić to może do zakrycia szczelin przez które powinna wniknąć ciecz penetrująca. Resztki wody muszą być z badanego przedmiotu starannie usunięte.

 

Nanoszenie penetranta.

Ciecz penetrującą nanosi się przez zanurzenie przedmiotu w cieczy albo za pomocą pędzla lub wreszcie za pomocą rozpylaczy względnie specjalnych pojemników ciśnieniowych, samorozpylających (pojemniki aerozolowe). Ciecz penetrująca wnika w otwarte szczeliny powierzchniowe jak pokazano schematycznie na rys. 16. Czas penetracji zależy od własności cieczy penetrującej, rodzaju materiału, wykrywalności, jaką pragnie się osiągnąć, a także od rodzaju wykrywanych wad. Czas penetracji zawiera się w granicach od jednej minuty do kilkudziesięciu minut.

Niekiedy przedmiot badany podgrzewa się, po czym zanurza do zimnej cieczy penetrującej. Spadek temperatury powoduje powstanie podciśnienia w szczelinie dzięki czemu penetrant wnika łatwiej do szczeliny. Podobny skutek można wywołać przez uderzenie lub pobudzenie przedmiotu do drgań.

 

Usuwanie penetranta.

Usuwanie nadmiaru cieczy penetrującej z powierzchni odbywa się albo przez spłukanie wodą albo za pomocą specjalnego zmywacza, który również może być używany do oczyszczania powierzchni (rys. 17). Niektóre penetranty dają się łatwo usuwać za pomocą wody ponieważ zawierają dodatki ułatwiające emulgowanie. Jednakże przy zmywaniu wodą można usunąć również penetrant z płaskich (wklęsłych) szczelin. Z tego powodu stosowany jest niekiedy penetrant niezmywalny za pomocą wody. Ażeby go usunąć należy nanieść na powierzchnię tzw. emulgator (rys. 18). Tworzy on z penetrantem mieszaninę łatwo usuwalną za pomocą wody (rys. 19). W szczelinach pozostaje penetrant bez emulgatora, dzięki czemu nie zostanie on usunięty przy zmywaniu.

Penetranty niezmywalne wodą a więc wymagające emulgowania mają szereg zalet w stosunku do penetrantów zmywalnych  za pomocą wody. Pozwalają na przykład na uzyskanie lepszej wykrywalności, możliwe jest również wykrycie wad wklęsłych. Metoda emulgacji jest jedyną metodą zalecaną dla stopów tytanu.

Czas emulgowania zawiera się od kilku sekund do kilku minut, przeciętne wynosi około 3 minut.

 

Nanoszenie wywoływacza.

Po usunięciu nadmiaru penetranta powierzchnię należy wysuszyć. Na suchą powierzchnię nakłada się wywoływacz (rys. 20). Zadanie jego polega na wyciągnięciu cieczy penetrującej ze szczelin. Ciecz „wyciągnięta” ze szczeliny rozpływa się po wywoływaczu, zabarwia go i w ten sposób powiększa szerokość szczeliny (rys. 21). Szybkość wywoływania można zintensyfikować poprzez pobudzenie przedmiotu do drgań lub poprzez ogrzewanie.

Stosuje się dwa typy wywoławczy: suchy i mokry. Suchy wywoływacz ma konsystencję talku. Mokry wywoływacz stanowi zawiesinę drobnego proszku w szybko parującej cieczy. W przypadku stosowania mokrego wywoływacza można go wysuszyć strumieniem ciepłego powietrza. Pomaga to również do wyciągnięcia penetranta ze szczelin.

 

Obserwacja.

Obserwację przeprowadza się w świetle białym jeżeli stosowany jest tzw. barwny zestaw penetracyjny i w świetle ultrafioletowym jeżeli stosowany jest fluorescencyjny zestaw penetracyjny. Przy barwnym zestawie penetracyjnym wady da się zaobserwować jako czerwone linie, punkty względnie plamy na białym tle wywoływacza. Przy zastosowaniu zestawu fluorescencyjnego miejsca z wadami oświetlone lampą ultrafioletową będą świecić jasnym żółto-zielonym światłem.