第5章 滲透檢測最新

1、滲透檢測滲透檢測v1 滲透檢測基礎知識滲透檢測基礎知識v 1.1 滲透探傷定義滲透探傷定義v 1.2 滲透探傷的工作原理和操作步驟滲透探傷的工作原理和操作步驟v 1.3滲透探傷的優(yōu)點和局限性滲透探傷的優(yōu)點和局限性v 1.4 滲透探傷的物理化學基礎滲透探傷的物理化學基礎v2 缺陷顯示的解釋與缺陷評定缺陷顯示的解釋與缺陷評定v3 滲透檢測的應用滲透檢測的應用1 滲透檢測基礎知識滲透檢測基礎知識1.1 滲透探傷定義滲透探傷定義Penetrant Testing 簡稱簡稱PT 滲透探傷是以毛細管作用原理為基礎的檢查表面開口缺陷的一種常規(guī)的無損檢測方法。1.2 滲透探傷的工作原理和操作步驟滲透探傷的工作

2、原理和操作步驟1.2.1工作原理工作原理：零件表面被施加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；再在零件表面施加顯象劑；同樣，在毛細管作用下，顯象劑將吸引缺陷中的滲透液，即滲透液回滲到顯象劑中；在一定的光源下（黑光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被顯示（黃綠色熒光或紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。1.2.2滲透檢測操作步驟滲透檢測操作步驟 （1 ） 表面準備和預清洗表面準備和預清洗1) 污物類別污物類別 固體污物：表面清理；液體污物：預清洗。固體污物：表面清理；液體污物：預清洗。2) 清除污物的

3、方法清除污物的方法 機械法，堿洗及蒸汽清洗、酸洗，溶劑去除，洗滌劑機械法，堿洗及蒸汽清洗、酸洗，溶劑去除，洗滌劑清洗、超聲波清洗，去漆處理，陶瓷的空氣焙燒。清洗、超聲波清洗，去漆處理，陶瓷的空氣焙燒。（2） 施加滲透劑施加滲透劑1 )滲透液施加方法 應根據(jù)零件大小、形狀、數(shù)量和檢查部位來選擇。所選方法應保證被檢部位完全被滲透液覆蓋，并在整個滲透時間內(nèi)保持潤濕。 主要有：噴涂，刷涂，澆涂，浸涂。)滲透時間及溫度一般不少于10min，溫度控制在1550C。（3） 去除多余的滲透液去除多余的滲透液 要求從零件表面去除所有的滲透液，又不將滲入缺陷中的滲透液清洗出來。 水洗型滲透液用水去除，水噴法的水壓

4、不超過水洗型滲透液用水去除，水噴法的水壓不超過0.35Mpa，水溫不，水溫不超過超過40C，水洗時間在得到合格背景的前提下，越短越好，可以，水洗時間在得到合格背景的前提下，越短越好，可以用黑光燈控制熒光液的去除程度。用黑光燈控制熒光液的去除程度。（4） 干燥干燥 溶劑去除法滲透探傷時，不必進行專門的干燥處理，應自然干燥，不得加熱干燥。用水清洗的零件，采用干式或非水基濕式顯象時，零件在顯象前必須進行干燥處理；若采用水基濕式顯象，水洗后直接顯象，然后進行干燥處理。 干燥一般使用熱空氣循環(huán)烘干裝置，干燥溫度不能太高，時間不能太長。（5） 顯象顯象 顯象的過程是用顯象劑將缺陷處的滲透液吸附到零件表面，

5、產(chǎn)生清晰可見的缺陷圖像。 顯象時間不能太長，顯象劑不能太厚。一般規(guī)定：顯象時間一般不少于7min。（6） 觀察和評定觀察和評定觀察的光線要求 著色觀察時，被檢零件上白光的照度要不小于1000lx。熒光觀察時，黑光燈的強度為，在距離黑光燈380mm處，其強度不低于1000uw/cm2。1.3滲透探傷的優(yōu)點和局限性2021-12-13無損檢測相關知識9v（1）優(yōu)點）優(yōu)點v1）可以檢測任何非松孔性材料（金屬和非金屬）或零件的表面開口狀缺陷；v2）能直觀地顯示出缺陷的位置。形狀、大小和嚴重程度；v3）具有較高的檢測靈敏度；v4）著色探傷不用設備，不用水電，特別適用于現(xiàn)場檢驗；v5）檢驗不受工件幾何形狀

6、和缺陷方向的影 響。（2）滲透探傷的局限性2021-12-1310v只能檢測表面開口缺陷（堵塞時也不能檢出）v單個工件檢測效率低，成本高；v檢驗缺陷重復性不好；v污染較重。1.4 滲透探傷的物理化學基礎滲透探傷的物理化學基礎(1) 潤濕現(xiàn)象潤濕現(xiàn)象潤濕（或不潤濕）現(xiàn)象 液體滴在固體表面上有的鋪展開來，有的呈平凸透鏡狀的這種現(xiàn)象，叫潤濕作用。v潤濕液體裝在容器里，靠近容器壁處的液面呈凹面，不潤濕液體v裝容器里，零件容器壁處的液面呈凸面，容器的內(nèi)徑越小，這種現(xiàn)象越顯著。見圖2-2所示。v當小于等于90 ，潤濕；v 當大于90 ，不潤濕。接觸角是指指液/固界面與包含液體的氣/液界面切線的夾角rLrS

7、rSL氣體固體液滴（2） 毛細現(xiàn)象 1）圓管中的毛細管現(xiàn)象 潤濕液體在毛細管中呈凹面并且上升，不潤濕液體在毛細管中呈凸面并且下降的現(xiàn)象，稱為毛細管現(xiàn)象。 毛細現(xiàn)象并不局限于一般意義上的毛細管，例如兩平行板間的夾縫，各種各樣的棒、纖維、顆粒堆積物的空隙都是特殊形式的毛細管。 毛細現(xiàn)象中的液面高度毛細現(xiàn)象中的液面高度 毛細管在潤濕液體中，由于潤濕作用，靠近管壁的液面就會上升，形成表面凹下，在彎曲液面的附加壓強下，液體表面向上收縮，而形成平面；隨后，潤濕作用又起主導作用，靠近管壁的液面又上升，重新形成表面凹下的彎曲液面，彎曲液面在附加壓強的作用下又上升。如此循環(huán)，使毛細管的液面逐漸上升，一直到向上的

8、彎曲液面附加壓強的作用力與毛細管內(nèi)升高的液柱重量相等時，達到平衡，才停止上升。 滲透探傷中的毛細現(xiàn)象滲透探傷中的毛細現(xiàn)象（1） 滲透與毛細作用滲透與毛細作用 滲透過程中，滲透液對受檢表面開口缺陷的滲透作用； 實質(zhì)上是液體的毛細作用。例如，滲透液對表面點狀缺陷（如氣孔、砂眼等）的滲透，就類似于滲透液在毛細管內(nèi)的毛細作用；滲透液對表面條狀缺陷（如裂紋、夾渣和分層等）的滲透，就類似于滲透液在間距很小的兩平行板間的毛細作用。（2） 顯像與毛細作用顯像與毛細作用 顯象過程中，滲透液從缺陷中回滲到顯象劑中形成缺陷顯示痕跡，也是由于毛細作用。顯像劑通常有兩個基本功能： 吸附足量的從缺陷中回滲到工件表面的滲透

9、劑 通過毛細作用將滲透劑在工件表面橫向擴展，放大缺陷顯示 提供一個可觀察的背景（3）乳化作用1 ）乳化現(xiàn)象和乳化劑 由于表面活性劑的作用使本來不能混合到一塊的兩種液體（油水）能夠混合到一起的現(xiàn)象稱為乳化現(xiàn)象。具有乳化作用的表面活性劑稱乳化劑。2） 滲透探傷中的乳化現(xiàn)象 滲透探傷時，使用后乳化型滲透液，去除零件表面多余的滲透液時，一般使用水包油型乳化劑進行乳化清洗。此時，滲透液是乳化的對象，由于乳化的目的是要將零件表面多余的滲透液清洗掉，故乳化劑還應有良好的洗滌作用。（4）滲透檢測劑）滲透檢測劑滲透液的組成成分 滲透液一般由染料、溶劑、乳化劑和多種改善滲透液性能的附加成分所組成。在實際的滲透液配

10、方中，一種化學試劑往往同時起幾種作用。1）紅色染料 著色液中所用染料多為紅色染料，因為紅色染料能與顯象劑的白色背景形成鮮明的對比，產(chǎn)生良好的反差。著色液中的染料應滿足色澤鮮艷，易溶解、易清洗、雜質(zhì)少、無腐蝕、對人體無害等。染料有油溶型、醇溶型和油醇混合型等。一般著色液中多使用油溶型偶氮染料。常用的染料有蘇丹紅、128燭紅、223號燭紅、熒光桃紅、剛果紅和丙基紅等。其中以蘇丹IV使用最為廣泛，它的化學名稱為偶氮苯。 2）熒光染料 熒光染料是熒光液的關鍵材料之一。熒光染料應具有很強的熒光，發(fā)出的熒光應為黃綠色。同時應耐黑光、耐熱和對金屬無腐蝕等。 熒光染料的熒光強度和波長與所用的溶劑及其濃度有關。

11、 熒光液的熒光強度隨著濃度的增加而增加，但濃度達到某一數(shù)值后，就不再繼續(xù)增加，甚至會減弱。 3）溶劑 溶劑有兩個主要作用：一 溶解染料；二 起到滲透作用。因此，滲透液中所用溶劑應具有滲透能力強，對染料溶解性能好，揮發(fā)性小、毒性小、對金屬無腐蝕等性能，且經(jīng)濟易得。多數(shù)情況下，滲透液都是將幾種溶劑組合使用，使各成分的特性達到平衡。 溶劑可分為基本溶劑和起稀釋作用的溶劑兩類。基本溶劑應充分溶劑染料，使?jié)B透液著色（熒光）強度大。稀釋劑除具有適當調(diào)節(jié)粘度與流動性目的外，還起到降低材料費用的作用。基本溶劑與稀釋溶劑能否平衡地配合，就直接影響滲透液特性（粘度、表面張力、潤濕性能等），是決定滲透性能好壞的重要

12、因素。 煤油是最常用的溶劑。它具有表面張力小，潤濕能力強等優(yōu)點，但它對染料的溶解度小。加入鄰苯二甲酸二丁酯不僅提高了對染料的溶解度，又可在較低溫度下，使染料不致沉淀出來，此外還可調(diào)整滲透液的粘度和沸點，減少溶劑的揮發(fā)，使?jié)B透液具有優(yōu)良的 綜合性能。 乙二醇單丁醚、二乙二酸丁醚常用作偶合溶劑。使?jié)B透液具有較好的乳化性、清洗性和互溶性。 染料在溶劑中的溶解度與溫度有關，為使染料在低溫下不從溶劑中分離出來，還需在滲透液中加入一定量的穩(wěn)定劑。4）乳化劑 在水洗型著色液與水洗型熒光液中，表面活性劑作為乳化劑加到滲透液內(nèi)，使?jié)B透液容易被水洗。乳化劑應與溶劑互溶，不應影響紅色染料的紅色色澤，或不影響熒光染料

13、的熒光亮度。滲透劑的性能滲透劑的性能滲透劑的綜合性能 a 滲透力強，容易滲入零件的表面缺陷中。 b 熒光液應具有鮮明的熒光，著色液應具有鮮艷的色澤。 c 清洗性好，容易從零件表面清洗掉。 d 潤濕顯象劑的性能好，容易從缺陷中被吸附到顯象劑表面，而將缺陷顯示出來。 e 無腐蝕，對零件和設備無腐蝕性。 f 穩(wěn)定性好，在光與熱的作用下，材料成份和熒光亮度或色澤能維持較長時間。 g 毒性小，或無毒。 h 其它：檢查鈦合金與奧氏體不銹鋼材料時，要求滲透液低氟低氯，檢查鎳合金材料時，要求滲透液低硫；檢查與氧、液氧接觸的工件時，要求滲透液與氧不發(fā)生反應。（5）顯象劑）顯象劑顯象劑的種類、組分及特點顯象劑的種

14、類、組分及特點顯象劑的種類：顯象劑的種類： 干式顯象劑干式顯象劑 濕式顯象劑濕式顯象劑1）干粉顯象劑）干粉顯象劑 適用于螺紋及粗糙表面零件的適用于螺紋及粗糙表面零件的熒光檢驗熒光檢驗。干粉。干粉顯象劑為白色無機顯象劑為白色無機粉末，如粉末，如氧化鎂、氧化鋅、碳酸鈣、氧化鈦粉末氧化鎂、氧化鋅、碳酸鈣、氧化鈦粉末等。一般與熒光液配合使用。等。一般與熒光液配合使用。2 ） 濕式顯象劑濕式顯象劑要求零件表面有較高的光潔度要求零件表面有較高的光潔度顯象劑的性能顯象劑的性能 1 綜合性能 吸濕能力強，吸濕速度快，容易被缺陷處的滲透液所潤濕并吸出足量滲透液。 顯象劑粉末顆粒細微，對零件表面有一定的粘附力，能在零件表面形成均勻的薄覆蓋層，將缺陷顯示的寬度擴展到足以用肉眼看到2 物理性能顆粒度：應足夠細，不大于3m干粉密度：松散時0.075kg/l，包裝狀態(tài)0.130kg/l。懸浮性：足夠3 化學性能毒性、腐蝕性（F、Cl、S等）、溫度穩(wěn)定性、污染。2、 缺陷顯示缺陷顯示的解釋與缺陷評定的解釋與缺陷評定1 ）顯示）顯示的解釋和分類的解釋和分類 顯示的分類顯示的分類 相關顯示：真實缺陷形成的； 非相關顯示：零件的加工工藝和結(jié)構(gòu)外形以及劃傷、刻痕、毛刺等; 虛假顯示：零件表面滲透液的污染產(chǎn)生。2