無損檢測--滲透探傷

1、滲 透 探 傷§1 無損檢測無損檢測是指不管材料、機器、結(jié)構(gòu)件的特點如何，為了能在不損傷、分離或破壞試驗對象的前提下能夠知道有無缺陷和其狀態(tài)或者是對象物的性質(zhì)、狀態(tài)、內(nèi)部構(gòu)造而進行的全部試驗，是一種非破壞性試驗。無損檢測方法主要有射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷、應(yīng)變測定等方法。用哪一種方法，如何運用來進行非破壞性試驗，根據(jù)非破壞試驗的目的而不同，因此必須根據(jù)不同的目的，選擇最合適的無損檢測方法去實施試驗。§2 滲透探傷的目的及特點滲透探傷試驗的目的是將試驗體的表面開了口的細微的缺陷擴大之后將其找出來,其特點：1 可以檢查金屬和非金屬零件或材料的表面開口缺

2、陷。2 滲透探傷不受受檢零件化學成分、結(jié)構(gòu)、形狀及大小的限制。3 不適用于：a.檢查表面是吸收性的零件或材料，例如粉末冶金零件；b.檢查因外來因素造成開口被堵塞的缺陷，例如零件經(jīng)噴丸或噴砂，則可能堵塞表面缺陷的“開口”。c.對于會因為試驗使用的各種探傷材料而受腐蝕或有其它影響的材料也不能適用。非破壞檢查使用的試驗方法有許多種，滲透探傷作為測試出表面有開口缺陷的試驗方法來說是最好的。但是，另一方面，由于手工操作較多，試驗結(jié)果的可信賴性很大程度上依賴于專門實施試驗的個人的技術(shù)實力，所以這也是對技術(shù)熟練程度與經(jīng)驗要求較多的試驗方法。§3 滲透探傷的工作原理滲透探傷的工作原理：零件表面被施涂

3、含有熒光染料或著色染料的滲透液后，在毛細管作用下，經(jīng)過一定時間的滲透，滲透液可以滲進表面開口缺陷中；經(jīng)去除零件表面多余的滲透液和干燥后；再在零件表面施涂吸附介質(zhì)顯象劑；同樣，在毛細管作用下，顯象劑將吸附缺陷中的滲透液，使?jié)B透液回滲到顯象劑中，并且在覆蓋膜中擴大；在一定的光源下（黑光和白光），缺陷處之滲透液痕跡被顯示（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。1） 毛細管現(xiàn)象所謂毛細管現(xiàn)象就是在水等液體中插入細玻璃管的話，就會出現(xiàn)液體在玻璃管中上升，管內(nèi)液面與原液面之間會形成高度差的現(xiàn)象，這也是我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見的現(xiàn)象。例如，不管是何種材料，表面有縫隙時，將水滴到哪一部分，水就

4、會很快地滲入進去的現(xiàn)象。將水滴到布上，就會很快地滲進去并擴大成圓形的現(xiàn)象，都是毛細吸管現(xiàn)象。間隙越小，液體的粘性越低，這種現(xiàn)象的速度越快。2） 清洗處理（又稱除去處理）所謂清洗處理就是在滲透處理結(jié)束的時候，為了將試驗體表面粘附的剩余滲透液除去而進行的處理。在溶劑去除型滲透探傷試驗的時候，必須從用抹布擦拭開始。用這種方法將表面粘附的大部分滲透液除去，對于表面的凹坑與不平的地方粘附的難以除干凈的滲透液，必須將清洗液噴到抹布上，更加細致地將其擦去。必須注意的是，象這樣的溶劑去除型滲透探傷試驗的清洗處理中的殘留滲透液的清除工作是用抹布擦去，而不是用清洗液去沖洗。3） 滲透處理所謂滲透處理就是使?jié)B透液滲

5、透到缺陷中去的處理，滲透液不滲透到缺陷中去的話就不成為滲透探傷試驗。因此在必要的位置，必須使用夠量的滲透液并且為了使?jié)B透液滲透到缺陷中去，必須確保足夠的時間。a. 根據(jù)滲透液所含染料成分分：熒光滲透探傷法、著色滲透探傷法、熒光著色滲透探傷法。b. 根據(jù)滲透液去除方法分：水洗型、后乳化型、溶劑去除型c. 根據(jù)滲透探傷靈敏度級別分：很低級（1/2級）、低級（1級）、中級（2級）、高級（3級）、超高級（4級）適用范圍靈敏度水洗型著色滲透探傷（VA）表面粗糙零件及不能接觸油類的特殊零件很低、低、中水洗型熒光滲透探傷（FA）表面較粗糙，帶有螺紋、鍵槽的零件及大批量小零件低、中、高后乳化型著色滲透探傷（V

6、B）范圍較廣，適宜較精密零件很低、低、中后乳化型熒光滲透探傷（FB）不適用帶有螺紋、鍵槽、盲孔的零件和表面粗糙的零件的檢查中、高、超高溶劑去除型著色滲透探傷（VC）大型零件的局部檢查，不適用大批量零件的檢查很低、低、中溶劑去除型熒光滲透探傷（FC）適用局部檢查，重復檢查效果好，不適用表面粗糙的零件低、中、高、超高4） 顯象處理顯象是利用顯象劑吸附從缺陷中回滲到受檢零件表面的滲透液，形成一個肉眼可見的缺陷所示。顯象劑的功能：1. 吸附足量的從缺陷中回滲到零件表面的滲透液 2通過毛細作用將滲透液在零件表面橫向擴展，使缺陷輪廓圖形的顯示擴大到足以用肉眼可見。顯象劑是一種顆粒非常細微的白色粉末，顆粒直

7、徑只是微米級，它可以形成許多直徑很小并且很不規(guī)則的毛細管，滲透液能濕潤白色粉末，因此，缺陷中滲透液容易在上述毛細管中上升，且在受檢表面橫向擴移，使缺陷的痕跡得到放大而顯示出來。顯象劑涂附的膜厚一般要達到一定的厚度，顯象劑涂了之后，由于顯象劑中的揮發(fā)成分馬上就會揮發(fā)掉，所以不需要另外進行干燥處理。顯象劑干燥之后形成白色的顯象薄膜，這樣滲透到缺陷中的滲透液馬上就會被吸進顯象劑薄膜而開始形成缺陷的形狀。熒光滲透探傷時，無缺陷區(qū)呈深紫蘭色，唯有缺陷部分發(fā)出黃綠色光。干式顯象劑 干粉顯象劑（D）顯象劑 水懸浮濕式顯象劑濕式顯象劑（W） 水溶性濕式顯象劑溶劑懸浮濕式顯象劑（S）5） 檢驗所謂檢驗，就是為了

8、判斷與評價是否有缺陷或者是否與缺陷相似的形狀而用眼睛掃視顯象薄膜的行為。如果認定是缺陷形狀，首先要從其位置、形狀與分布狀態(tài)推測是哪一種缺陷，因為缺陷都是表面開口缺陷，所以一定要除去薄膜，使用放大鏡等對缺陷的存在進行確認。§4 滲透探傷劑系統(tǒng)滲透探傷劑系統(tǒng)指由滲透液、乳化劑、去除劑和顯象劑所構(gòu)成的組合系統(tǒng)。由滲透液、乳化劑、去除劑和顯象劑所構(gòu)成的滲透探傷劑，必須采用同一廠家提供的、同族組的產(chǎn)品，不同族組的產(chǎn)品不能混用。 常用的滲透探傷劑組合系統(tǒng)有：VCS、VCW、VBS、VBW、VAS、VAW、FAS、FAW、FAD、FBS、FBW、FBD著色滲透探傷系統(tǒng)不適用于干粉顯象劑和水溶解濕式

9、顯象劑，應(yīng)采用非水基濕式顯象劑。宇航產(chǎn)品最終驗收檢驗不得使用著色滲透法。允許使用較高靈敏度等級的滲透劑代替低靈敏度等級，反之，是不允許的，除非經(jīng)過批準。§5 滲透探傷試驗的基本操作滲透探傷試驗的基本操作由表面準備和預清理、滲透處理、清洗處理（或是去除處理）、干燥處理、顯象處理、檢驗處理6部分處理作業(yè)構(gòu)成。檢驗顯象干燥去除滲透表面準備和預清理 1 表面準備和預清理對于任何滲透探傷試驗來說，將滲透液滲透到試驗體表面開了口的缺陷中的處理都是最重要的操作。但是，盡管缺陷表面有開口，由于缺陷中垃圾、油脂類塞在里面，滲透液就不可能充分滲透到缺陷中去，因此，必須事先除去缺陷內(nèi)部或表面的妨礙滲透液滲

10、透的物質(zhì)。尤其是快進行試驗之前進行的前處理，主要是以除去試驗面上的油脂為目的。在將洗滌劑噴上去之后，要用抹布將含有油脂的溶劑擦干凈，使表面干燥。一般滲透探傷工藝方法標準規(guī)定：滲透檢測準備工作范圍應(yīng)從檢測部位四周向外擴展25mm.清除污物的方法：機械方法、化學方法（酸、堿洗）、溶劑去除方法2 滲透滲透液施加方法：噴涂、刷涂、澆涂、浸涂滲透時間是指施加滲透液到開始乳化處理或清洗處理之間的時間，包括排液所需的時間。滲透時間根據(jù)材質(zhì)、溫度、滲透液的特點及作為試驗對象的缺陷的種類而不同。一般滲透探傷工藝方法標準規(guī)定：在15°C50°C的溫度條件下，施加滲透液的滲透時間一般不少于10分

11、鐘，溫度越低，放置時間就越長。應(yīng)力腐蝕裂紋特別細微，滲透時間需更長，甚至長達4小時。1） 滲透溫度一般控制在15°C50°C范圍內(nèi)，溫度太高，滲透液容易干在零件上，影響滲透，并給清洗帶來困難；溫度太低，滲透液變稠，滲透速度受影響。2） 溫度低于15°C條件下滲透探傷方法的鑒定應(yīng)用鋁合金淬火試塊作對比試驗，對操作方法進行修正。3） 溫度高于50°C條件下滲透探傷方法的鑒定應(yīng)用鋁合金淬火試塊作對比試驗，對操作方法進行修正。3 去除要求：從零件表面上去除掉所有的滲透液，又不將已滲入缺陷中的滲透液清洗出來。方法：水洗型滲透液：直接用水去除后乳化型滲透液：先乳化，

12、再用水去除溶劑去除型滲透液：用有機溶劑擦除 注意：去除或擦除滲透液時，要防止過清洗或過乳化；同時，為取得較高靈敏度，應(yīng)使熒光背景或著色底色保持在一定的水準上。但也應(yīng)防止欠洗，防止熒光背景過濃或著色底色過濃。出現(xiàn)欠洗時：應(yīng)采取適當措施，增加清洗去除，使熒光背景或著色背景降低到允許水準上；出現(xiàn)過乳化過清洗：必須進行重復處理。1） 水洗型滲透液可用水噴法清洗，一般滲透探傷工藝方法標準規(guī)定：水噴法的水壓不得大于0.35MPa，水溫不超過40°C。水洗型熒光液用水噴法清洗時，應(yīng)由下而上進行，以避免留下一層難以去除的熒光薄膜。水洗型滲透液中含有乳化劑，所以水洗時間長，水洗壓力高，水洗溫度高，都有

13、可能把缺陷中的滲透液清洗掉，產(chǎn)生過清洗。噴洗時，應(yīng)使用粗水柱，噴頭距離零件300mm左右。2） 后乳化型滲透液的去除方法因乳化劑不同而不同。施加親水型乳化劑的操作方法是先用水預清洗，然后乳化，最后再用水沖洗。施加乳化劑時，只能用浸涂、澆涂或噴涂，不能用刷涂。因為刷涂不均勻；施加親油型乳化劑的操作方法是直接乳化劑乳化，然后用水沖洗。施加乳化劑時，只能用浸涂、澆涂，不能用刷涂或噴涂，而且不能在零件上攪動。 一般滲透探傷工藝方法標準規(guī)定：油基乳化劑的乳化時間在2分鐘之內(nèi)；水基乳化劑的乳化時間在5分鐘之內(nèi)。3）溶劑去除型滲透液的去除方法是先用干布擦，然后再用沾有有機溶劑的布擦；不允許用有機溶劑沖洗，因

14、為流動的有機溶劑會沖掉缺陷中的滲透液，布和毛巾也不允許沾過多的溶劑。4 干燥溶劑去除法滲透探傷時，不必進行專門的干燥處理，應(yīng)自然干燥，不得加熱干燥。用水清洗的零件，采用干粉顯象或非水基濕式顯象時，零件在顯象前必須進行干燥處理；如采用水基濕式顯象，水洗后直接顯象，然后進行干燥處理。干燥方法：干凈布擦干、壓縮空氣吹干、熱風吹干、熱空氣循環(huán)烘干。干燥溫度不能太高，干燥時間不能太長，否則會將缺陷中滲透液烘干，不能形成缺陷顯示，過度干燥還會造成滲透液中染料變質(zhì)。一般規(guī)定：金屬零件干燥溫度不宜超過80°C，塑料零件通常用40°C以下的溫風吹干。干燥時間越短越好，一般規(guī)定不宜超過10分鐘

15、。一般滲透探傷工藝方法標準規(guī)定：干燥時被檢面的溫度不得大于50°C；干燥時間5-10分鐘。5 顯象顯象的過程是用顯象劑將缺陷處的滲透液吸附至零件表面，產(chǎn)生清晰可見的缺陷圖象。顯象時間不能太長，顯象劑不能太厚，否則缺陷顯示會變模糊。一般滲透探傷工藝方法標準規(guī)定：顯象時間應(yīng)一般不少于7分鐘，顯象劑厚度為0.05-0.07mm，干粉顯象主要用于熒光滲透探傷法。非水基濕式顯象主要采用壓力噴罐噴涂。噴涂前應(yīng)搖動噴罐中的彈子，使顯象劑重新懸浮且固體粉末重新呈細微顆粒均勻分散狀。噴涂時要預先調(diào)節(jié)好，調(diào)節(jié)到邊噴邊形成顯象劑薄膜的程度。非水基濕式顯象有時也采用刷涂或浸涂，浸涂要迅速，刷涂要干凈，一個部

16、位不允許往復刷涂幾次。水基濕式顯象可采用噴涂、浸涂或澆涂，多數(shù)采用浸涂。涂復后進行滴落，然后再在熱空氣循環(huán)烘干裝置中烘干。干燥過程就是顯象過程，為防止顯象粉末的沉淀，顯象時，要不定時地進行攪拌。零件在滴落和干燥期間，零件位置放置應(yīng)合適，以確保顯象劑不在某些部位形成過厚的顯象劑層，并因此可能掩蓋缺陷顯示。溶劑懸浮顯象劑中含有常溫下易揮發(fā)的有機溶劑，有機溶劑在顯象表面上迅速揮發(fā)，能大量吸熱，使吸附作用加強，顯象靈敏度得到提高。所以，就著色滲透探傷而言，優(yōu)先選用溶劑懸浮濕式顯象劑、然后是水懸浮濕式顯象劑，最后考慮干粉顯象劑。用噴涂法施加顯象劑時,噴涂裝置應(yīng)與被檢表面保持一定的距離(約200-300m

17、m),使顯象劑在到達零件表面時,幾乎是干的.避免過近而造成流淌或局部顯象劑復蓋層過厚.6 檢驗著色檢驗在白光下進行，熒光檢驗在暗室里進行。一般滲透探傷工藝方法標準規(guī)定：觀測顯示痕跡應(yīng)在顯象劑施加后7-30分鐘內(nèi)進行，如果顯示痕跡的大小不發(fā)生變化，也可超過上述時間。辨別真假缺陷：用干凈的布或棉球沾一點酒精，擦拭顯示部位，如果被擦去的是真實缺陷顯示，擦試后噴一點顯象劑后能再現(xiàn)；如果不重現(xiàn)，一般是虛假顯示。當出現(xiàn)下列情況之一時，需進行復驗：a. 檢查結(jié)束時，用對比試塊驗證滲透探傷劑已經(jīng)失效；b. 發(fā)現(xiàn)檢測過程中操作方法有誤；c. 供需雙方有爭議或認為有其它需要時；d. 經(jīng)返修后的部位； 需要重復檢查

18、時，必須進行后清洗，以去掉缺陷內(nèi)殘余滲透探傷液，可用蒸氣除油或?qū)⒘慵訜岬?50°C左右。不允許用著色滲透探傷法進行重復檢查，著色滲透探傷法檢查后的零件不允許重復檢查，因為著色滲透探傷液很難從缺陷里面去除干凈，它們會干在缺陷內(nèi)，阻礙滲透液的再次滲入。7 后清洗所謂后清洗，就是檢驗結(jié)束之后，為了防止腐蝕試驗體表面而進行的除去顯象劑與殘留的滲透液的處理。后清洗的目的是為保證滲透探傷后，不發(fā)生對受檢件的損害或危害，并且去除任何影響后續(xù)處理的殘余物。例如顯象劑層會吸收或容納促進腐蝕的潮氣，可能造成腐蝕，并且影響例如陽極化處理等后續(xù)處理。后清洗操作：1） 干式顯象劑可粘在濕滲透液或其它液體物質(zhì)

19、的地方，或滯留在縫隙中，可用普通自來水沖洗，也可用壓縮空氣等方法去除。2） 水基濕式顯象劑的去除比較困難。因為該類顯象劑經(jīng)過80°C左右干燥后粘附在受檢件表面，故去除的最好方法是用加有洗滌劑的熱水噴洗，有一定壓力噴洗效果更好，然后用手工擦洗或用水漂洗。3） 水溶性顯象劑可用普通自來水沖洗即可去除，因為該類顯象劑可溶于水中。4） 溶劑懸浮顯象劑的去除，可先用濕毛巾擦，然后用干布擦，也可直接用清潔干布或硬毛刷擦；對于螺紋、裂縫或表面凹陷，可用加有洗滌劑的熱水噴洗，超聲清洗效果更好。5） 后乳化滲透探傷法時，如果零件數(shù)量很少，則運用乳化劑乳化，而后用水沖洗的方法去除顯象劑涂層及滯留的滲透液

20、殘留物是有效的。6） 碳鋼滲透探傷后清洗時，水中應(yīng)添加硝酸鈉或鉻酸鈉化合物等防銹劑，清洗后還應(yīng)用防銹油防銹。7） 鎂合金材料也很容易腐蝕，滲透探傷后清洗時，常需要鉻酸鈉溶液處理。§6 安全衛(wèi)生1） 關(guān)于預防火災滲透探傷試驗使用的探傷劑基本上都是油性的可燃性物質(zhì)構(gòu)成的，另外，也有象空氣熔膠產(chǎn)品那樣，充入的氣體是液化石油氣的強燃性物質(zhì)，使用這樣的探傷劑的時候，就像使用普通油類或溶劑是一樣必須進行預防火災的管理。儲裝滲透探傷劑的容器應(yīng)加蓋,并且需要密封.儲存地點應(yīng)盡量挑選冷暗處,并且避免煙火、熱風、直射陽光等.壓力噴罐嚴禁在高溫處存放,因為在高溫時,罐內(nèi)的壓力將增大,有發(fā)生自燃爆炸的危險.

21、當環(huán)境溫度較低時,壓力噴罐內(nèi)壓力將降低,噴霧將減弱且不均勻.此時,可將其放入30°C以下的溫水中,待加熱之后再使用.但絕不允許將壓力噴罐直接放在火焰附近,從而達到加溫的目的.2） 關(guān)于安全衛(wèi)生A 滲透探傷試驗使用的探傷劑，本質(zhì)是認為無害的，但是，直接將滲透液、清洗劑、顯象劑等吸入體內(nèi)或者是大量吸入上述霧狀物的話，就會影響身心健康，特別是在密封容器內(nèi)或者在室內(nèi)探傷的時候，由于揮發(fā)性氣體、毒性氣體容易滯留，所以要充分換氣，根據(jù)需要，還必須使用氣體檢測氣來確認安全性，另外，探傷劑附著到皮膚上的時候或多或少皮膚會引起疹斑，為防止這種情況發(fā)生，使用橡膠手套為好。B 顯象劑中使用了很多金屬酸化物

22、的細粉末，在做試驗的時候，細粉末就會飄散到空氣中，因此，注意加強通風換氣的同時，也要注意不要吸入太多。3） 其他氣體熔膠罐是設(shè)計成耐壓5Kgf/cm2的一種小型壓力容器，因此溫度太高的話，罐內(nèi)氣體有膨脹爆炸的可能，所以保存時溫度不要超過50°C，另外，將罐廢棄時，必須在罐上開孔。§7 滲透探傷質(zhì)量檢查用試塊一 鋁合金淬火試塊鋁合金淬火試塊又稱A型試塊，鋁合金淬火試塊中心因有一道溝槽，所以試塊被分為兩半，它適合于兩種不同的滲透探傷劑在互不污染的情況下進行靈敏度對比試驗，也適合于同一種滲透探傷劑的某一不同操作工序的靈敏度對比試驗。二 不銹鋼鍍鉻輻射狀裂紋試塊不銹鋼鍍鉻輻射狀裂紋試塊又稱B型試塊 試塊尺寸為4mm×130mm×25mm 主要用于校驗操作方法和工藝系統(tǒng)靈敏度.三 黃銅板鍍鉻裂紋試塊黃銅板鍍鉻裂紋試塊又稱C型試塊 主要用于鑒別各類滲透探傷劑性能和確定靈敏度等級.§8 事例:焊縫著色滲透探傷(VC-S)1. 清理焊縫 使用鐵刷、銼刀、砂子、鑿子等工具,清理焊縫及其熱影響區(qū).去除表面飛