第4章滲透檢測(cè)技術(shù)

第四章滲透檢測(cè)技術(shù)4.1滲透檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介4.2滲透檢測(cè)物理基礎(chǔ)4.3滲透檢測(cè)材料4.4滲透檢測(cè)設(shè)備4.5滲透檢測(cè)技術(shù)4.6顯示的解釋和缺陷評(píng)定4.1滲透檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介4.1.1滲透檢測(cè)4.1.2滲透檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程4.1.3滲透檢測(cè)方法的分類(lèi)4.1.4滲透檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性4.1.5滲透檢測(cè)技術(shù)與其他常規(guī)檢測(cè)技術(shù)的比較滲透檢測(cè)滲透檢測(cè)4.1.1滲透檢測(cè)以毛細(xì)作用原理為基礎(chǔ)的檢測(cè)技術(shù)主要用于檢測(cè)非疏孔性的金屬或非金屬零部件的表面開(kāi)口缺陷毛細(xì)滲透開(kāi)口清除附著液干燥后施加顯像劑毛細(xì)吸附缺陷顯示PenetrantTesting簡(jiǎn)稱(chēng)PT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(xì)管作用下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的滲透，滲透液可以滲進(jìn)表面開(kāi)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(xì)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(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。4.1.1滲透檢測(cè)滲透探傷的工作原理和操作步驟毛細(xì)滲透清除附著液干燥施加顯像劑毛細(xì)回滲缺陷顯示滲透檢測(cè)的基本過(guò)程

1)預(yù)清洗及干燥5)施加顯影劑

2)施加滲透液

3)延時(shí)6)觀察和評(píng)價(jià)7)最后清潔工件

4)去除表面滲透液滲透檢測(cè)的基本過(guò)程Thetechniqueisbasedontheabilityofaliquidtobedrawnintoa"clean"surfacebreakingflawbycapillaryaction.LiquidPenetrantTestingFluorescentpenetrantonsurfaceseepsintothecrack.PenetrantPenetrationEmulsifiesisappliedtothepenetrant.Emulsifiermixeswithpenetrantonthesurface,butpenetrantinthecrackisnotemulsified.Emulsifiermakesthemixturewashable.LiquidPenetrantTestingPenetrantonlyEmulsifierandpenetrantEmulsificationWatersprayremovestheemulsifiedpenetrant.Waterremovesthesurfacefilmaswell.LiquidPenetrantTestingPenetrantonlywaterRinseDeveloperdrawsthepenetrantoutofthecrack.LiquidPenetrantTestingPenetrantDevelopmentdeveloperBlacklightcausesthepenetranttoglowindark.LiquidPenetrantTestingPenetrantInspectionDeveloperBlackLight4.1.2滲透檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程20世紀(jì)初，根據(jù)鐵銹的位置、形狀和分布狀態(tài)來(lái)判斷鋼板是否存在裂紋；“油—白堊”法20世紀(jì)60、70年代，閃爍熒光滲透檢測(cè)、水基滲透液、水洗法滲透檢測(cè)技術(shù)和閉路檢驗(yàn)技術(shù)；20世紀(jì)50年代，我國(guó)的滲透檢測(cè)技術(shù)開(kāi)始起步；20世紀(jì)60年代，發(fā)展迅速；70年代，達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平。4.1.3滲透檢測(cè)方法的分類(lèi)1基于滲透液分類(lèi)

根據(jù)滲透液的種類(lèi)(所含的染料成分)分類(lèi)著色法、熒光法和熒光著色法根據(jù)表面多余滲透液的去除方法分類(lèi)水洗型、后乳化型和溶劑清洗型2基于顯像劑分類(lèi)干式：干粉干式：塑料薄膜（干粉懸浮于樹(shù)脂清漆中）濕式：水溶濕式：水懸浮濕式：溶劑懸?。ㄋ俑墒剑?，Penetrant

Type

(howitisseen)IFluorescentIIVisibleMethod

(howitisremoved)AWaterWashableBPostemulsifiable-LipophilicCSolventRemovableDPostemulsifiable

-

HydrophilicDeveloper

FormaDryPowderbWet,WaterSolublecWet,WaterSuspendabledWet,Non-Aqueous4.1.3滲透檢測(cè)方法的分類(lèi)3根據(jù)滲透液的種類(lèi)和去除方法分類(lèi)4根據(jù)顯像方法分類(lèi)著色法滲透：只需在白光或日光下進(jìn)行，在沒(méi)有電源的場(chǎng)合下也能工作，熒光法需要配備黑光燈和暗室，無(wú)法在沒(méi)電的場(chǎng)合下工作。水洗型滲透：適于檢查表面較粗糙的零件（鑄造件、螺拴、齒輪、鍵槽等），操作簡(jiǎn)便，成本較低，特別適合批量零件的滲透檢測(cè)。水基滲透液可以檢查不能接觸油類(lèi)的特殊零件（液氧容器）后乳化型滲透：適于表面光潔，靈敏度要求高的零件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪片，渦輪盤(pán)等，特別是后乳化型熒光法配合速干式顯象被認(rèn)為是靈敏度最高的一種滲透方法

各種滲透探傷方法的優(yōu)缺點(diǎn)4.1.4滲透檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性優(yōu)點(diǎn)：可檢查各種非疏孔性材料的表面開(kāi)口缺陷，如裂紋、氣孔、折疊、疏松、冷隔等。不受材料組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的限制，可檢查有色金屬、黑色金屬，塑料、陶瓷及玻璃等。具有較高的檢測(cè)靈敏度。顯示直觀、容易判斷，操作快速簡(jiǎn)便、設(shè)備簡(jiǎn)單、攜帶方便、檢測(cè)費(fèi)用低、適應(yīng)于野外工作等。4.1.4滲透檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性局限性不適于檢查多孔性或疏松材料制成的工件或表面粗糙的工件；只能檢出零部件的表面開(kāi)口缺陷；只能檢出缺陷的表面分布，難以確定缺陷的實(shí)際深度，因而很難對(duì)缺陷做出定量評(píng)價(jià)。4.1.5滲透檢測(cè)技術(shù)與其他常規(guī)檢測(cè)技術(shù)的比較4.1.5滲透檢測(cè)技術(shù)與其他常規(guī)檢測(cè)技術(shù)的比較4.2滲透檢測(cè)物理基礎(chǔ)4.2.1表面張力和表面張力系數(shù)4.2.2潤(rùn)濕現(xiàn)象4.2.3毛細(xì)現(xiàn)象4.2.4表面活性和表面活性劑4.2.5乳化作用4.2.6滲透檢測(cè)中的光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)4.2.7可見(jiàn)度和對(duì)比度4.2.1表面張力和表面張力系數(shù)1表面層和附著層2表面張力3表面張力系數(shù)4．表面張力與比表面自由能5．影響表面張力的因素自然界物質(zhì)的三種形態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)不同形態(tài)物質(zhì)的接觸出現(xiàn)界面，稱(chēng)為相界面：液－氣界面、固－氣界面、液－液界面和液－固界面。人們習(xí)慣于把有氣相參與組成的相界面叫表面，其他的相界面稱(chēng)為界面。因此常稱(chēng)液－氣界面為液體表面，固－氣界面為固體表面。在液－氣表面，把跟氣體接觸的液體薄層稱(chēng)為表面層。在液－固界面，把跟固體接觸的液體薄層稱(chēng)附著層。表面層的分子，一方面受到液體內(nèi)部分子的作用，另一方面受到氣體分子的作用。附著層的分子，一方面受到液體內(nèi)部分子的作用，另一方面，受到固體分子的作用。1表面層和附著層4.2.1表面張力和表面張力系數(shù)表面張力是液體表面層分子和內(nèi)部分子間的相互作用力表面張力的產(chǎn)生機(jī)理：由于表面層分子受到內(nèi)部分子的吸引，都趨向于擠入液體內(nèi)部，以使液體表面層盡量縮小，這種存在于液體表面，使液體表面收縮的力稱(chēng)為液體的表面張力。表面張力一般用表面張力系數(shù)表示。2表面張力4.2.1表面張力和表面張力系數(shù)單位長(zhǎng)度上的表面張力f稱(chēng)為表面張力系數(shù)a

表面張力系數(shù)α為任一單位長(zhǎng)度上的收縮表面的力，也常稱(chēng)為表面張力。它和液體表面相切且垂直于液體邊界。它是液體的基本性質(zhì)之一，以牛頓/米（N/m）為單位。一定成分的液體，在一定的溫度下有一定的表面張力系數(shù)α值。不同的液體，α值是不同的。一般液體的α值隨溫度上升而下降；少數(shù)金屬熔融液體（銅、鎘）的表面張力系數(shù)隨溫度上升而增高。容易揮發(fā)的液體，表面張力系數(shù)更小，含有雜質(zhì)的液體α值也小。3表面張力系數(shù)4.2.1表面張力和表面張力系數(shù)4表面張力與比表面自由能表面張力系數(shù)a也是單位表面所具有的表面自由能，所以也稱(chēng)其為比表面自由能。4.2.1表面張力和表面張力系數(shù)液體表面張力系數(shù)越小，液體表面能越小，液體越容易揮發(fā)。5影響表面張力的因素影響因素：液體的種類(lèi)、溫度、壓力4.2.1表面張力和表面張力系數(shù)不同的液體種類(lèi)，α值不同

一般液體的α值隨溫度上升而下降；少數(shù)金屬熔融液體（銅、鎘）的表面張力系數(shù)隨溫度上升而增高。

容易揮發(fā)的液體，表面張力系數(shù)更小，含有雜質(zhì)的液體α值也小。4影響表面張力的因素4.2.1表面張力和表面張力系數(shù)不同溫度，α值不同4.2.2潤(rùn)濕現(xiàn)象潤(rùn)濕是一種表面及界面過(guò)程。普遍而言，表面上的一種流體被另一種流體所取代的過(guò)程就是潤(rùn)濕。潤(rùn)濕作用涉及三相，而其中至少兩相為流體。一般情況下，潤(rùn)濕是指固體表面上的氣體被液體取代，有時(shí)是一種液體被另一種液體所取代。潤(rùn)濕現(xiàn)象是固體表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，固－液兩相分子間相互作用等微觀特性的宏觀表現(xiàn)。4.2.2潤(rùn)濕現(xiàn)象潤(rùn)濕：液體在固體表面上鋪展的現(xiàn)象。能被水潤(rùn)濕的物質(zhì)叫親水物質(zhì)，如玻璃、石英、方解石、長(zhǎng)石等。不能被水潤(rùn)濕的物質(zhì)叫疏水物質(zhì)，如石蠟、石墨、硅黃等。接觸角：固、液、氣三相接觸達(dá)到平衡時(shí)，從三相接觸的公共點(diǎn)沿液—?dú)饨缑孀髑芯€，此切線與固—液界面的夾角θ。潤(rùn)濕方程：三種界面張力平衡4.2.2潤(rùn)濕現(xiàn)象液體表面張力系數(shù)表面張力系數(shù)越大，fL越大，cosθ越小，θ越大，潤(rùn)濕效果越差。與固體和液體的材料組合有關(guān)受固體材料表面粗糙度影響當(dāng)θ小于90°時(shí)，表面粗糙度變大將使接觸角變?。划?dāng)θ大于90°時(shí)，表面粗糙度變小將使接觸角增大。影響潤(rùn)濕的因素4.2.3毛細(xì)現(xiàn)象潤(rùn)濕的液體在毛細(xì)管中呈凹面并且上升，不潤(rùn)濕的液體在毛細(xì)管中呈凸面并且下降的現(xiàn)象，稱(chēng)為毛細(xì)現(xiàn)象。

液體分子間作用力→表面張力→彎曲液面附加壓強(qiáng)→毛細(xì)管現(xiàn)象1毛細(xì)現(xiàn)象

毛細(xì)管在潤(rùn)濕液體中，由于潤(rùn)濕作用，靠近管壁的液面就會(huì)上升，形成表面凹下，在彎曲液面的附加壓強(qiáng)下，液體表面向上收縮，而形成平面；隨后，潤(rùn)濕作用又起主導(dǎo)作用，靠近管壁的液面又上升，重新形成表面凹下的彎曲液，彎曲液面在附加壓強(qiáng)的作用下又上升。如此循環(huán)，使毛細(xì)管的液面逐漸上升，一直到向上的彎曲液面附加壓強(qiáng)的作用力與毛細(xì)管內(nèi)升高的液柱重量相等，達(dá)到平衡時(shí)，才停止上升。2毛細(xì)現(xiàn)象中的液面高度4.2.3毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)管中上升力FU為毛細(xì)管內(nèi)壁彎曲液面的附加壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力：

FU＝α2πrcosθ

式中：α－液體的表面張力系數(shù)，θ－接觸角，r－毛細(xì)管內(nèi)壁半徑。毛細(xì)管中下降力FD等于液柱的重量：

FD＝πr2rgh

式中：g－重力加速度，r－液體密度，h－液體在管中上升的高度。液面停止上升時(shí)，上升力與下降力平衡，F(xiàn)U＝FD即αcosθ2πr＝πr2dgh

整理，得：

從上式可以看出，毛細(xì)管曲率半徑越小，管子越細(xì)，則上升高度越高。如果液體不潤(rùn)濕管壁，則管內(nèi)液面是下降的凸液面，該彎曲液面對(duì)液體的附加壓強(qiáng)是指向液體內(nèi)部，使管內(nèi)液面將低于管外液面，所下降的高度同樣可用該公式計(jì)算。2毛細(xì)現(xiàn)象中的液面高度4.2.3毛細(xì)現(xiàn)象兩平行平板間的液面高度4.2.3毛細(xì)現(xiàn)象2毛細(xì)現(xiàn)象中的液面高度缺陷內(nèi)液面高度4.2.3毛細(xì)現(xiàn)象2毛細(xì)現(xiàn)象中的液面高度（1）滲透中的毛細(xì)作用

滲透過(guò)程中，滲透液對(duì)受檢表面開(kāi)口缺陷的滲透作用，實(shí)質(zhì)上是液體的毛細(xì)作用。例如，滲透液對(duì)表面點(diǎn)狀缺陷（如氣孔、砂眼等）的滲透，就類(lèi)似于滲透液在毛細(xì)管內(nèi)的毛細(xì)作用；滲透液對(duì)表面條狀缺陷（如裂紋、夾渣和分層等）的滲透，就類(lèi)似于滲透液在間距很小的兩平行板間的毛細(xì)作用。（2）顯像中的毛細(xì)作用

顯象過(guò)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(xì)作用。顯像劑通常有兩個(gè)基本功能：吸附足量的從缺陷中回滲到工件表面的滲透劑通過(guò)毛細(xì)作用將滲透劑在工件表面橫向擴(kuò)展，放大缺陷顯示提供一個(gè)可觀察的背景3滲透探傷中的毛細(xì)現(xiàn)象4.2.3毛細(xì)現(xiàn)象4.2.4表面活性和表面活性劑非表面活性物質(zhì)：溶液的表面張力隨其濃度增加而上升的物質(zhì)。如具有曲線Ⅲ特性的物質(zhì)。表面活性：能使溶劑的表面張力降低的性質(zhì)稱(chēng)為表面活性。表面活性物質(zhì)：具有表面活性的物質(zhì)。如具有曲線Ⅰ和曲線Ⅱ特性的物質(zhì)1概念表面活性劑：當(dāng)在溶劑(如水)中加人少量的某種溶質(zhì)時(shí)，能明顯地降低溶劑的表面張力，改變?nèi)軇┑谋砻鏍顟B(tài)，產(chǎn)生潤(rùn)濕、乳化、起泡及增溶等一系列作用的溶質(zhì)。2表面活性劑在溶液中的作用1）凝膠作用2）吸附作用3）增溶作用4）親水作用4.2.4表面活性和表面活性劑

利用表面活性劑的凝膠作用可提高滲透探傷的靈敏度。

“非離子型”乳化劑與水混合，其粘度隨含水量變化，在某一含水量范圍內(nèi)粘度有極大值，此范圍稱(chēng)為“凝膠區(qū)”。清洗時(shí)，零件表面接觸水量大，乳狀液的含水量超過(guò)了凝膠區(qū)，粘度小而易被水沖走，缺陷縫隙處接觸水量少，含水量在凝膠區(qū)，形成凝膠，缺陷內(nèi)的滲透液不易被水沖走，從而提高了探傷靈敏度。4.2.4表面活性和表面活性劑1）

凝膠作用

固體表面的吸附（固－液界面和固－氣界面）吸附現(xiàn)象：物質(zhì)自一相內(nèi)部富集于界面的現(xiàn)象即為吸附現(xiàn)象。吸附現(xiàn)象在各種界面上都可發(fā)生。當(dāng)固體和液體或氣體接觸時(shí)，凡能把液體或氣體中的某些成分聚集到固體表面上來(lái)的現(xiàn)象，就是固體的吸附現(xiàn)象。能起吸附作用的固體稱(chēng)為吸附劑，例如顯象劑粉末、活性碳、硅膠、分子篩等；被吸附在固體表面上的液體或氣體稱(chēng)為吸附質(zhì)。例如顯象過(guò)程中，顯象劑粉末吸附缺陷中回滲的滲透液，顯象劑粉末是吸附劑，滲透液是吸附質(zhì)。用吸附量衡量吸附劑的吸附能力，是指單位質(zhì)量的吸附劑所吸附的吸附質(zhì)的質(zhì)量，有時(shí)也指吸附劑單位表面積上所吸附的質(zhì)量。吸附量數(shù)值越大，吸附劑吸附能力越強(qiáng)。固體被用作吸附劑，是因?yàn)楣腆w吸附劑有很大的表面積和很大的比表面。2）

吸附作用4.2.4表面活性和表面活性劑液體表面的吸附

吸附現(xiàn)象不僅發(fā)生在固體表面，還可發(fā)生在液體表面（液－液界面和液－氣界面）。在溶液吸附中（溶液是吸附劑），作為吸附質(zhì)使用最廣的是能降低表面張力和界面張力的表面活性劑。表面活性劑吸附在水表面上（液－氣界面）上，能降低水表面的表面張力；表面活性劑吸附在油－水界面上，能降低油－水界面的界面張力。物理吸附和化學(xué)吸附

按照吸附現(xiàn)象的本質(zhì)，可將吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附。2）

吸附作用4.2.4表面活性和表面活性劑

顯象過(guò)程中顯象劑粉末吸附從缺陷中回滲的滲透液，從而形成缺陷顯示。此吸附現(xiàn)象屬于固體表面（固－液界面）的吸附，顯象劑粉末是吸附劑，回滲的滲透液是吸附質(zhì)。顯象劑粉末越細(xì)，比表面越大，吸附量越多，缺陷顯示越清晰。另外，由于吸附為放熱過(guò)程如果顯象劑中含有常溫下易揮發(fā)的溶劑，當(dāng)溶劑在顯象表面迅速揮發(fā)時(shí)，能大量吸熱，從而促進(jìn)了顯象劑粉末對(duì)缺陷中回滲的滲透液的吸附，加快并加劇了吸附顯象，可提高顯象靈敏度。自乳化滲透法或后乳化滲透法，表面活性劑被當(dāng)作乳化劑使用，吸附在滲透液－水界面，降低了界面張力，使零件表面多余的滲透液得以順利乳化清洗。表面活性劑分子的“兩親”性質(zhì)，使其能吸附在油－水界面上，降低油－水界面的界面張力，使乳化清洗順利進(jìn)行。2）

吸附作用4.2.4表面活性和表面活性劑滲透探傷中的吸附現(xiàn)象

水溶液中活性劑的存在，使原來(lái)不容或微溶于水的有機(jī)化合物的溶解度明顯增加。相似相溶經(jīng)驗(yàn)法則

化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，彼此容易相互溶解；極性相似的物質(zhì)彼此容易相互溶解。3）

增溶作用4.2.4表面活性和表面活性劑表面活性劑是否溶于水

親憎平衡值H.

L.

B4）親水作用4.2.5乳化作用1乳化現(xiàn)象：由于表面活性劑的作用，使本來(lái)不能混合到一起的兩種液體能夠混合在一起的現(xiàn)象。具有乳化作用的表面活性劑稱(chēng)為乳化劑。3乳化形式

常見(jiàn)的乳狀液，一般都有一相是水或水溶液，通常稱(chēng)為“水”相；另一相是與水不相溶的有機(jī)相，常稱(chēng)為“油”相。外相為水內(nèi)相為油的乳狀液叫做水包油型乳狀液（牛奶），以O(shè)/W表示；外相為油，內(nèi)相為水的乳狀液叫做油包水型乳狀液（原油），以W/O表示。2乳化機(jī)理：親水基和親油基分子分別與水、油相連，搭橋，乳濁液。4.2.6滲透檢測(cè)中的光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)著色滲透檢測(cè)用白光著色檢測(cè)，觀察時(shí)使用白光。白色光也稱(chēng)可見(jiàn)光，其波長(zhǎng)范圍為(400～760)nm。由日光燈、白熾燈或高壓水銀燈等產(chǎn)生熒光滲透檢測(cè)用黑光熒光檢測(cè)，觀察時(shí)使用黑光。黑光即紫外線，波長(zhǎng)為(330～390)nm黑光燈：熒光滲透檢測(cè)時(shí)所用的紫外線燈1滲透檢測(cè)用光2光致發(fā)光現(xiàn)象光致發(fā)光：許多原來(lái)在白光下不發(fā)光的物質(zhì)在紫外線照射下卻能夠發(fā)光，即被紫外線激發(fā)而發(fā)光的現(xiàn)象。光致發(fā)光物質(zhì)：能產(chǎn)生光致發(fā)光現(xiàn)象的物質(zhì)。磷光物質(zhì)：在外界光源停止照射后，仍能持續(xù)發(fā)光的物質(zhì)熒光物質(zhì)。在外界光源停止照射后，立刻停止發(fā)光物質(zhì)。4.2.6滲透檢測(cè)中的光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)無(wú)損檢測(cè)中使用的熒光滲透液的熒光波長(zhǎng)約為510-550nm，其中心波長(zhǎng)為550nm，呈黃綠色。3著色強(qiáng)度,熒光強(qiáng)度著色強(qiáng)度或熒光強(qiáng)度，是缺陷內(nèi)被吸附出來(lái)的一定數(shù)量的滲透液，在顯像后能顯示色澤(色相)的能力。與滲透液中著色染料的種類(lèi)有關(guān)與染料在滲透液中的溶解度有關(guān)與入射的紫外線的強(qiáng)度有關(guān)著色(熒光)強(qiáng)度常用吸光度和臨界厚度來(lái)度量。吸光度：也稱(chēng)消光度用于表征光線通過(guò)有色溶液后部分光線被溶液吸收使透射強(qiáng)度減弱的程度。滲透液的吸光度越大，著色強(qiáng)度就越大，缺陷顯示就越清晰。臨界厚度：被顯像劑所吸附上來(lái)的滲透液，厚度達(dá)到某一定值時(shí)，即使再繼續(xù)增加其厚度，該滲透液的著色(熒光)強(qiáng)度也不再增加時(shí)的液層厚度。臨界厚度越小，著色（熒光）強(qiáng)度就越大，越有利于缺陷的顯示。4.2.6滲透檢測(cè)中的光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)4光度學(xué)物理量光通量：能引起眼睛視覺(jué)強(qiáng)度感覺(jué)的光輻射通量。單位：流明(lm)。1lm：光強(qiáng)度為lcd的光源在一個(gè)球面度內(nèi)的光通量。發(fā)光強(qiáng)度：光源向某方向的單位立體角發(fā)射的光通量。單位：坎德拉(cd)。lcd:某給定的單色光源(頻率為540x1012Hz，波長(zhǎng)0.550μm)在給定方向上(該方向上的輻射強(qiáng)度為1/683W/sr)的發(fā)光強(qiáng)度。照度：物體被照明的程度，被照射物體單位面積上所接受 的光通量。單位：勒克司(lx)。1lx=1lm/m2。4.2.6滲透檢測(cè)中的光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)一般要求，著色探傷時(shí)，被檢物表面上可見(jiàn)光照度應(yīng)在500lx以上。黑光燈強(qiáng)度為1000uw/cm24光度學(xué)物理量4.2.6滲透檢測(cè)中的光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)4.2.7可見(jiàn)度和對(duì)比度可見(jiàn)度可見(jiàn)度是觀察者相對(duì)于背景、外部光等條件下能看到顯示的一種特征?？梢?jiàn)度與顯示的對(duì)比度密切相關(guān)。對(duì)比度：某一個(gè)顯示和圍繞這個(gè)顯示周?chē)谋砻姹尘爸g的亮度或顏色之差。對(duì)比率：顯示和顯示的表面背景之間反射光或發(fā)射光的相對(duì)量。黑白之間最大對(duì)比率為33比1。黑色染料顯示與白色顯像劑背景之間的對(duì)比率為9比1紅色染料顯示與白色顯像劑背景之間的對(duì)比率為6比1。熒光顯示與不發(fā)光的背景之間的對(duì)比率為不小于300比1。在完全暗的理想情況下，對(duì)比率可達(dá)無(wú)窮大。4.3滲透檢測(cè)材料4.3.1滲透液4.3.2去除劑4.3.3顯像劑4.3.4滲透檢測(cè)材料系統(tǒng)4.3.1滲透液滲透液是一種具有很強(qiáng)滲透能力的溶液，并且含有著色染料或熒光染料。能滲入表面開(kāi)口的缺陷并被顯像劑吸附出來(lái)，從而顯示缺陷的痕跡。分類(lèi)：熒光滲透液著色滲透液水洗型后乳化型溶劑去除型滲透液應(yīng)具備的性能WettingabilityCapillaryaction.LowsurfacetensionEasycleanupSoluble4.3.1滲透液NotevaporateduringtheprocessVisibleNon-ToxicInertNon-flammableStableinstorage.Lowcost滲透液應(yīng)具備的性能滲透能力強(qiáng)，能容易地滲入到工件表面的細(xì)微缺陷中去；具有較好的截留性能，即能較好地停留在缺陷中，即使是在淺而寬的開(kāi)口缺陷中的滲透液也不易被清洗出來(lái)；不易揮發(fā)，不會(huì)很快地干在工件表面上；容易從被覆蓋過(guò)的工件表面清除掉；穩(wěn)定性能好，在熱和光等作用下，仍能保持穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能，不易受酸和堿的影響，不易分解，不混濁、不沉淀；有良好的潤(rùn)濕顯像劑的能力，容易從缺陷中吸附到顯像劑表面層而被顯示出來(lái)；擴(kuò)展成薄膜時(shí)，熒光滲透液需要仍然保持足夠的熒光亮度；對(duì)著色滲透液，應(yīng)仍保持有鮮艷的顏色；閃點(diǎn)高，不易著火；無(wú)毒，對(duì)人體無(wú)害，不污染環(huán)境；有較好的化學(xué)惰性，對(duì)工件或盛裝的容器無(wú)腐蝕作用價(jià)格合理。4.3.1滲透液著色滲透液水洗型著色液：靈敏度太低，用在極少場(chǎng)合。一種是水基的，另一種是自乳化的。后乳化型著色液溶劑去除型著色液：與速干式顯象配合使用，靈敏度較高。

著色滲透液靈敏度較低，不能用于探測(cè)臨界疲勞裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋或晶間腐蝕裂紋等非常微小的裂紋。滲透液的類(lèi)型4.3.1滲透液滲透液的類(lèi)型熒光滲透液水洗型熒光液（自乳化型熒光液）分低、中、高靈敏度。常用水洗型低靈敏度檢查鋁鎂合金鑄造件，批量螺拴、鍵槽、齒輪等零件。容易受到水污染。后乳化型熒光液

分標(biāo)準(zhǔn)靈敏度、高靈敏度、超高靈敏度。用于表面光潔的，靈敏度要求較高的零件檢查?？顾廴灸芰?qiáng)，也不易受酸或鉻酸的影響。溶劑去除型熒光液Caution:DonotusepenetrantscontainingSulphurorChlorineonnickelalloys(monel,inconel,stainlesssteel,mostturbineenginehotendparts)水洗型優(yōu)缺點(diǎn)Water-washablepenetrantAdvantages:Fast(assemblylinestyle)GoodonroughsurfacesGoodonkeywaysandthreadDisadvantages:UnreliableonshallowdefectsDangerofoverwashingRequireswater后乳化型優(yōu)缺點(diǎn)Post-EmulsifiableEmulsifiersAdvantages:ShowsshallowandopendiscontinuitieswellSensitivetofinedefectsShorterpenetrationtimeDisadvantages:2stepprocessKeywaysandthreadsdifficulttorinseNotgoodonroughsurfaces溶劑型優(yōu)缺點(diǎn)SolventRemovablePenetrantAdvantages:Nowaterneeded(won’tfreeze)Portable–canbecontainedin3aerosolcansGoodforspotcheckingDisadvantages:RemovingpenetrantcanbetimeconsumingDifficulttouseonroughsurfacesDifficulttouseoncomplexparts(hardtocleanoutofthreads,keywaysetc.)4.3.2去除劑去除劑：用來(lái)除去被檢工件表面多余滲透液的溶劑。水洗型滲透液的去除劑：水后乳化型滲透液的除劑：乳化劑＋水溶劑型滲透液的去除劑：有機(jī)溶劑 煤油、酒精、丙酮、三氯乙烯等要求對(duì)滲透液中的染料(紅色染料或熒光染料)有較大的溶解度。對(duì)滲透液有良好的互溶性，且不與滲透液起化學(xué)反應(yīng)。不應(yīng)猝滅熒光染料的熒光。乳化劑作用：乳化不溶于水的滲透液，使其便于用水清洗。自乳化型滲透液自身含有乳化劑，可直接用水清洗；后乳化型滲透液需經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)乳化工序后，才能用水清洗。組成：表面活性劑和添加溶劑分類(lèi)：親水型、親油型(1)乳化效果好，便于清洗；(2)抗污染能力強(qiáng)，受少量水或滲透液污染時(shí)，不降低其乳化性能；(3)黏度和濃度適中(使乳化時(shí)間合理，不致造成乳化操作困難)；(4)具備良好的化學(xué)惰性，不腐蝕被檢工件或盛裝的容器、不變色；(5)穩(wěn)定性好，在貯存或保管中，不受熱和溫度的影響；(6)閃點(diǎn)高，揮發(fā)性低；(7)顏色與滲透液有明顯區(qū)別；(8)凝膠作用強(qiáng)；(9)對(duì)人體無(wú)害，無(wú)毒及無(wú)不良?xì)馕叮?10)廢液及污水的處理簡(jiǎn)便。綜合性能要求Post-EmulsifiableEmulsifiersHydrophilic:waterbased–mixedwithwaterat5%-20%notmutuallysolublewithpenetrant.toreducethesurfacetensionallowingtheoilbasepenetranttobedisplaced,wettingagentProcess:RinsepartwithwaterDippartinemulsifierRinsepartagainwithwaterPost-EmulsifiableEmulsifiersLipophilic:Oilbase–DONOTmixwithwaterEmulsificationtimeiscriticalduethefactthatitismutuallysolublewiththepenetrantProcedure:AllowtositinemulsifierfortimeaccordingtodirectionsRinsewithwater4.3.3顯像劑1顯像劑的作用2顯像劑應(yīng)具備的綜合性能3顯像劑的種類(lèi)1顯像劑的作用(1)通過(guò)毛細(xì)作用將缺陷中的滲透液吸附到工件表面上，形成缺陷顯示；(2)將形成的缺陷顯示在被檢件表面上橫向擴(kuò)展，放大至足以用肉眼觀察到；(3)提供與缺陷顯示有較大反差的背景，達(dá)到提高檢測(cè)靈敏度的目的。4.3.3顯像劑2顯像劑應(yīng)具備的綜合性能(1)無(wú)毒、無(wú)異味、對(duì)人體無(wú)害；(2)顯像粉末的顆粒均勻細(xì)微，能均勻附著在工件表面，形成較薄的覆蓋層，有效地蓋住金屬本色，能將缺陷處微量的滲透液吸附到表面并擴(kuò)展到足以被肉眼察到，且能保持顯示清晰；(3)吸濕能力強(qiáng)、速度快，易被缺陷處的滲透液潤(rùn)濕；(4)用于熒光法的顯像劑應(yīng)不發(fā)熒光，也不含有任何減弱熒光亮度的成分；(5)用于著色的顯像劑應(yīng)對(duì)光有較大的反射率，能與缺陷顯示形成較大的色差，以保證最佳的對(duì)比度，對(duì)著色染料無(wú)消色作用；(6)具有較好的化學(xué)惰性，對(duì)盛放的容器和被檢工件不產(chǎn)生腐蝕。(7)使用方便、價(jià)格合理；(8)檢驗(yàn)完畢后，易于從被檢表面上清除。4.3.3顯像劑3顯像劑的種類(lèi)干式顯像劑濕式顯像劑：水溶式，水懸浮式，溶劑懸浮式（速干式）塑料薄膜顯像劑化學(xué)反應(yīng)型顯像劑4.3.3顯像劑干式顯象劑－干粉顯象劑

適用于螺紋及粗糙表面零件的熒光檢驗(yàn)。干粉顯象劑為白色無(wú)機(jī)粉末，如氧化鎂、氧化鋅、碳酸鈣、氧化鈦粉末等。一般與熒光液配合使用。4.3.3顯像劑濕式顯象劑水懸浮式顯象劑：干粉懸浮于水中，加入潤(rùn)濕劑、分散劑、限制劑和防銹劑。呈弱堿性，長(zhǎng)時(shí)間停留會(huì)腐蝕鋁鎂合金。要求零件表面有較高的光潔度。水溶性濕式顯象劑：顯象粉溶解在水中，也加有潤(rùn)濕劑、分散劑、防銹劑和限制劑等。溶劑懸浮式濕式顯象劑：顯象劑粉末加在揮發(fā)性的有機(jī)溶劑中配制而成。常用丙酮、煤油等，該類(lèi)顯象劑中也加有限制劑和稀釋劑等。該類(lèi)顯象劑通常裝在噴罐中使用，并且常與著色液配合使用。單就顯象方法而言，該類(lèi)顯象劑靈敏度較高，因?yàn)轱@象劑中的有機(jī)溶劑有較強(qiáng)的滲透能力，能滲入到缺陷中，揮發(fā)過(guò)程中把缺陷中的滲透液帶回到零件表面，故顯象靈敏度高。 另外，有機(jī)溶劑揮發(fā)快，缺陷顯示擴(kuò)散小，顯示輪廓清晰，分辨力高。4.3.3顯像劑4.3.4滲透檢測(cè)材料系統(tǒng)

滲透檢測(cè)材料系統(tǒng)由滲透液、乳化劑、去除劑和顯象劑所構(gòu)成的特定組合。滲透檢測(cè)材料同族組同族組：指完成一個(gè)特定的滲透檢測(cè)全過(guò)程所必須的一系列材料，含滲透液、乳化劑、去除劑和顯象劑。滲透探傷時(shí)，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。選擇滲透檢測(cè)材料系統(tǒng)的原則

(1)使用安全，不易著火。

(2)靈敏度應(yīng)滿足檢測(cè)要求。

(3)在靈敏度滿足檢測(cè)要求的前提下，應(yīng)盡量選用價(jià)格低、 毒性小、易清洗的滲透檢測(cè)材料組合系統(tǒng)。

(4)根據(jù)被檢工件的狀態(tài)進(jìn)行選擇。

(5)滲透檢測(cè)材料組合系統(tǒng)對(duì)被檢工件應(yīng)無(wú)腐蝕。

(6)化學(xué)穩(wěn)定性好，能長(zhǎng)期使用，遇陽(yáng)光或高溫時(shí)不易分解 和變質(zhì)。4.3.4滲透檢測(cè)材料系統(tǒng)4.4滲透檢測(cè)設(shè)備4.4.1試塊4.4.2滲透檢測(cè)裝置4.4.1試塊試塊： 用于衡量滲透檢測(cè)靈敏度的器材，是帶有人工缺陷或自然缺陷的試件，也稱(chēng)靈敏試塊。作用：(1)靈敏度試驗(yàn)。用于評(píng)價(jià)所使用的滲透檢測(cè)系統(tǒng)和工藝的靈敏度及其滲透液的等級(jí)。(2)工藝性試驗(yàn)。用以確定滲透檢測(cè)的工藝參數(shù)，如滲透時(shí)間和溫度、乳化時(shí)間和溫度、干燥時(shí)間和溫度等。(3)滲透檢測(cè)系統(tǒng)的比較試驗(yàn)。在給定的檢測(cè)條件下，通過(guò)使用不同類(lèi)型的檢測(cè)材料和工藝的比較，確定不同滲透檢測(cè)系統(tǒng)的相對(duì)優(yōu)劣。常用試塊1．鋁合金淬火裂紋試塊2．不銹鋼鍍鉻裂紋試塊3．黃銅板鍍鎳鉻層裂紋試塊4.4.2滲透檢測(cè)裝置1便攜式滲透檢測(cè)裝置滲透液噴罐、清洗劑噴罐、顯像劑噴罐、燈、毛刷、金屬刷等組成。熒光法檢測(cè)，采用黑光燈；著色法檢測(cè)，采用照明燈。2固定式滲透檢測(cè)裝置水洗型或后乳化型滲透檢測(cè)方法，包括預(yù)清洗裝置、滲透裝置、乳化裝置、顯像裝置、干燥裝置和后處理裝置等。3黑光燈：也稱(chēng)熒光燈或水銀石英燈，波長(zhǎng)365nm左右4黑光輻照度檢測(cè)－輻射強(qiáng)度計(jì)和照度計(jì)輻射強(qiáng)度計(jì)：直接測(cè)量，直接照射敏感電池。照度計(jì)：間接測(cè)量，先照到熒光板上，熒光再照射到關(guān)電池上。PortablePenetrantSystemStationaryPenetrantSystemImagecourtesyofNebraskaArmyNationalGuard

4.4.2滲透檢測(cè)裝置TypicalSmall-sizedTestEquipment4.5滲透檢測(cè)技術(shù)基本步驟1表面準(zhǔn)備和預(yù)清洗2滲透3去除表面多余的滲透液4干燥5顯像6檢驗(yàn)水洗型滲透檢測(cè)流程后乳化型滲透檢測(cè)流程Step1-Pre-cleaningPre-cleaningisthemostimportantstepinthePTprocess!!!Step2-PenetrantApplicationApplicationBrushingSprayingDipping/

ImmersingFlow-onAndmoreStep3-DwellTimeStep4-ExcessPenetrantRemovalWaterWashableAcoarsewatersprayisusedtoremovetheexcesspenetrant.PostEmulsifiableWhenthereisconcernaboutremovingmuchofthepenetrantfromthedefect,apostemulsifiablesystemisused.SolventRemovableCleanwithdryragThen,aclothlightlydampenedwithsolvent

Step4-ExcessPenetrantRemoval(cont.)DryingIfwaterisusedtoremoveexcesspenetrantDryinre-circulatingov