השיטה שכולם זוכרים מההאנגר היא הנוזל שגורם לסדקים לזהור בחושך. היא גם זו שאף אחד לא מסביר את הפיזיקה שלה. זו נוסחה אחת.
המשיכה: לחץ נימי
נוזל שמרטיב משטח רוצה להתפשט עליו. במרווח צר המשטח קרוב משני הצדדים, פני הנוזל מתעקמים, והעיקום הזה מושך את הנוזל פנימה. אם מתייחסים לסדק כחריץ ברוחב w בין שני קירות שטוחים, הלחץ שמושך את הנוזל פנימה הוא:
P = 2γ · cos θ / w
γ הוא מתח הפנים של הנוזל ו־θ זווית המגע שלו על המתכת: 0° לנוזל שמתפשט שטוח, 90° לנוזל שיושב עליה כטיפה. הרוחב במכנה, אז ככל שהסדק צר יותר, הוא מושך חזק יותר.
כדי לקבל תחושה של הגודל, ניקח מים, γ = 0.072 N/m, ונניח הרטבה מושלמת, θ = 0:
| רוחב הסדק w | לחץ נימי P | לאיזה גובה זה יכול להרים מים, P / ρg |
|---|---|---|
| 100 מיקרומטר | 1.44 kPa | 0.15 מ׳ |
| 10 מיקרומטר | 14.4 kPa | 1.47 מ׳ |
| 1 מיקרומטר | 144 kPa | 14.7 מ׳ |
הסדק של מיקרומטר אחד מושך בפי 1.42 מהלחץ האטמוספרי. בקנה מידה כזה לכוח המשיכה אין שום משקל, אז השיטה עובדת בצד התחתון של כנף בדיוק כמו בצד העליון.
מים הם הדוגמה כי המספרים שלהם מוכרים, לא כי משתמשים בהם. הם נוזל חודר גרוע: מה שקובע את המשיכה הוא γ · cos θ, ומים לא מרטיבים מתכת טוב. נוזלים חודרים אמיתיים הם שמנים שנבחרו כדי להתפשט על מתכת, עם זווית מגע קרובה לאפס, כך ש־cos θ נשאר קרוב לאחד.
זווית המגע היא האיבר שיכול להרוג את כל העניין. cos θ הוא 1.00 ב־0°, 0.87 ב־30°, 0.50 ב־60° ואפס ב־90°. נוזל שלא מרטיב את המתכת נשאר מחוץ לסדק בכל רוחב. לכן השלב הראשון הוא ניקוי.
חמשת השלבים
- ניקוי. שמן, גריז, צבע או מים בתוך הסדק מגדילים את זווית המגע או ממלאים את המרווח שהנוזל צריך. בסדק שכבר מלא במשהו אחר אין מקום.
- מריחת הנוזל החודר, בטבילה, בריסוס או במברשת.
- המתנה. הלחץ גדול, אבל הנוזל עדיין צריך לזרום במורד מרווח ברוחב של כמה מיקרומטרים, ונוזל סמיך זורם לאט יותר. משאירים את הנוזל מספיק זמן כדי שימלא את הסדקים.
- הסרת העודף מהמשטח בלי לשלוף אותו מהסדקים. ניקוי חלש מדי משאיר רקע שמסתיר הכול. ניקוי חזק מדי שוטף את הסדקים.
- מפתח והסתכלות. מורחים שכבה דקה של מפתח לבן. זו אבקה דקה, והנקבוביות שלה מושכות את הנוזל בחזרה החוצה מהסדק באותה פעולה נימית, ומורחות אותו לסימן רחב בהרבה מהסדק עצמו.
המפתח הוא מה שהופך סדק שאי אפשר לראות לקו שאפשר. הסדק יכול להיות ברוחב מיקרומטר. הסימן שהוא משאיר במפתח רחב מספיק כדי לראות בעין.
צבע נראה או פלואורסצנטי
נוזל חודר עם צבע נראה הוא בדרך כלל אדום, ונקרא על רקע המפתח הלבן באור רגיל. הוא לא צריך מנורה ולא חדר חשוך, אז אפשר לקחת אותו לכל מקום.
נוזל חודר פלואורסצנטי נושא צבע שזוהר באור אולטרה סגול. בודקים את החלק בתא מוחשך, וסדק נראה כקו בהיר על משטח כהה. העין הרבה יותר טובה במציאת אור קטן בחושך מאשר קו אדום קטן על לבן, ולכן הפלואורסצנטי רגיש יותר מהשניים, וזה מה שהשתמשנו בו על חלקי מטוס בהאנגר.
מה היא לא רואה
היא מוצאת רק פגמים שפתוחים אל פני השטח. הנוזל צריך להיכנס. חלל בתוך החלק, גדול ככל שיהיה, לא נותן כלום. לזה יש אולטרסאונד או רנטגן.
היא לא עובדת על חומרים נקבוביים. כל המשטח הוא רשת של מרווחים, אז כולו מחזיק נוזל, וסדק לא יכול לבלוט מהרקע.
ואפשר להכשיל אותה בהכנה. שיוף, השחזה או התזה על מתכת רכה כמו אלומיניום יכולים למרוח שכבה דקה של מתכת על פתח הסדק ולסגור אותו. הסדק עדיין שם, אבל הנוזל לא יכול להיכנס, והחלק נראה נקי. בפלדה, לבדיקת חלקיקים מגנטיים אין את החולשה הזו. סדק שפתוח אל פני השטח הוא גם בדיוק מה שבדיקת זרמי מערבולת מוצאת בלי שום נוזל, ולכן משתמשים בשתיהן הרבה על אותו סוג של חלקים.
מקורות
- Federal Aviation Administration. Advisory Circular 43.13-1B, Acceptable Methods, Techniques, and Practices: Aircraft Inspection and Repair. Chapter 5, Nondestructive Inspection.
- Federal Aviation Administration. Aviation Maintenance Technician Handbook: General (FAA-H-8083-30). Chapter on inspection concepts and techniques.