Электростатический метод

Электростатический порошковый метод основывается на регистрации электростатических полей рассеяния в объекте контроля, обусловленных наличием дефектов. При реализации данного метода объект контроля обдувают ("опудривают") наэлектризованным порошком, в результате осаждения которого на поверхности наблюдается видимое изображение дефектов с существенным увеличением их размеров. Физическая сущность электростатического порошкового метода заключается также в использовании трибоэлектрического эффекта. Наэлектризованный диэлектрический порошок, попадая на поверхность диэлектрического объекта контроля, создает на нем электростатический заряд противоположного знака. Электростатическое поле на поверхности объекта контроля искажается при наличии дефектов, например трещин, на краях которых создаются электростатические поля рассеяния. В результате порошок оседает на краях трещин, делая их визуально различимыми.

К числу основных направлений применения электростатического порошкового метода относятся:

• контроль эмалированных изделий;
• контроль изделий из различных неэлектропроводящих материалов, например, стеклянных изделий;
• контроль спаев стекла с металлом

При электростатическом порошковом методе в качестве наэлектризованного порошка используются обычно частицы карбоната кальция, распыляемые пульверизатором, имеющим сопло из твердой резины Карбонат кальция СаСО₃ (минерал кальцит) главный породообразующий минерал карбонатных пород мела, известняка, мрамора - широко распространен в природе. Главное применение в строительстве, наполнение бумаги и косметических препаратов Карбонат кальция в трибоэлектрическом ряду стоит выше твердой резины, поэтому его частицы при взаимодействии с соплом заряжаются положительно

Контроль металлических изделий с диэлектрическим покрытием. Если в диэлектрическом покрытии существую трещины, то электрическая прочность покрытия в этом месте будет значительно понижена и отрицательный заряд, образовавшийся на поверхности раздела после оседания положительных частиц на поверхность диэлектрика, будет стремится к утечке и образованию электрического поля, направленного вниз в непосредственной близости к дефектному месту. Все это приведет к осаждению дополнительных частиц в зоне дефекта и, как следствие, к формированию хорошо видимого порошкового изображения дефекта. Если диэлектрическое покрытие очень тонкое, то надежное обнаружение трещины затруднено из-за утечек электронов через материал покрытия. Контроль диэлектрических объектов. Если объект контроля, например, из стекла поместить в ванну с водой, содержащей смачивающее вещество, а затем подсушить, то в трещинах останется небольшое количество проникающей жидкости, имеющей небольшую проводимость. При осаждении положительно заряженных частиц на поверхности диэлектрика будут образовываться видимые изображения трещин, как показано на рисунке:

Образование индикаторного следа со стороны дефекта

Образование индикаторного следа со стороны контролируемого объекта, куда дефект не выходит

Образование хорошо видимого индикаторного следа

Некоторые диэлектрические материалы могут иметь участки, плотно соединенные с металлом, например спай стекла с металлом у электронных изделий. В этом случае нет необходимости в применении веществ, легко отдающих электроны, так как металлы их содержат в достаточном количестве. Чувствительность электростатического порошкового метода и аппаратура. Метод позволяет выявлять трещины с раскрытием 0,1 мкм, при этом порошковое изображение трещины может иметь ширину до 3 мм, те происходит увеличение в 30 000 раз.

Для распыления порошка использую распылители, содержащие резервуар и зарядное сопло, изготовленное из твердой резины. Для зарядки порошка до необходимого высокого потенциала в сопле сделано отверстие диаметром около 1 мм.

Распылитель соединяется с источником сжатого воздуха, давление которого может регулироваться в пределах до 1,5∙10⁵ Па. Перед использованием резервуар распылителя наполняют на половину объема порошком. Подача воздуха регулируется двумя винтами, один из которых регулирует количество воздуха, проходящего через распылитель, а другой - распределяет воздушный поток между резервуаром и соплом. При работе распылителя выход сопла располагают на расстоянии 25-75 мм от контролируемой поверхности.