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渗透探伤的工作原理和操作步骤

作者:无损检测事业部时间:2019-12-22 20:16:56浏览225 次

信息摘要:

零件表面被施加含有荧光染料或着色染料的渗透液后,在毛细管作用下,经过一定时间的渗透,渗透液可以渗进表面开口缺陷中;经去除零件表面多余的渗透液和干燥后;再在零件表面施加显象剂;同样,在毛细管作用下,显象剂将吸引缺陷中的渗透液,即渗透液回渗到显象剂中;在一定的光源下(黑光或白光),缺陷处的渗透液痕迹被显示(黄绿色荧光或红色),从而探测出缺陷的形貌及分布状态。

渗透检测基础知识

渗透探伤定义
Penetrant Testing 简称PT (Penetrate)
渗透探伤是以毛细管作用原理为基础的检查表面开口缺陷的一种常规的无损检测方法。

渗透探伤的工作原理和操作步骤

工作原理:零件表面被施加含有荧光染料或着色染料的渗透液后,在毛细管作用下,经过一定时间的渗透,渗透液可以渗进表面开口缺陷中;经去除零件表面多余的渗透液和干燥后;再在零件表面施加显象剂;同样,在毛细管作用下,显象剂将吸引缺陷中的渗透液,即渗透液回渗到显象剂中;在一定的光源下(黑光或白光),缺陷处的渗透液痕迹被显示(黄绿色荧光或红色),从而探测出缺陷的形貌及分布状态。

渗透检测可以检查金属、非金属零件或材料的表面开口 缺陷,例如裂纹、疏松、气孔、夹渣、冷隔、折叠等。 渗透探伤不受零件化学成分限制,不受零件结构限制, 也不受缺陷形状限制。可以检查磁性材料,也可以检查 非磁性材料;可以检查黑色金属,有色金属,也可以检查非金属;可以检查焊接件,铸件,锻件和机加工件;只需要一次探伤,即可把零件表面各个方向及形状的缺陷全部检查出来。 但是,渗透探伤不适用于检查表面是吸收性的零件或材料,例如 粉末冶金零件。 渗透检测的重复性差,污染较严重。

渗透探伤的分类

1 根据染料分类: 荧光法、着色法和荧光着色法
2 根据去除方式分类: 水洗型、后乳化型和溶剂去除型
3 根据显象方式分类: 干式、湿式、速干式、自显象(一般分类)
显象剂的种类: 干式显象剂、湿式显象剂
湿式显象剂包括:水溶式,水悬浮式,溶剂悬浮式(速干式),塑料薄膜式(干粉悬浮于树脂清漆中)
4 各种渗透探伤方法的优缺点
着色法只需在白光或日光下进行,在没有电源的场合下也能工作,荧光法需要配备黑光灯和暗室,无法在没电的场合下工作。
水洗型渗透适于检查表面较粗糙的零件(铸造件、螺拴、齿轮、键槽等),操作简便,成本较低,特别适合批量零件的渗透检测。而对于水基渗透液可以检查不能接触油类的特殊零件(液氧容器)后乳化型渗透适于表面光洁,灵敏度要求高的零件,例如发动机涡轮片,涡轮盘等,特别是后乳化型荧光法配合速干式显象被认为是灵敏度更高的一种渗透方法。溶剂去除型着色法由于可以使用在没有水和电的场合,因而应用非常广泛,特别是喷罐使用,可简化操作,适用于大型零件的局部检测(如锅炉、压力容器的焊缝检测等),该法成本较高,不适于大批量零件的渗透检测。

渗透探伤的物理化学基础

液体分子间作用力-表面张力-弯曲液面附加压强-毛细管现象2.1 分子论
2.1.1 分子运动论
宏观物体由大量分子组成、分子在永不停息地运动、分
子间存在互相作用力
2.1.2 最小能量理论
分子动能、分子势能、物体的内能2.1.3 自然界的三种物质形态

气态、液态和固态
不同的物质介质相接触,出现界面。一般存在如下几种界面:液--气界面、固--气界面、液--液界面和液--固界面。人们习惯于把有气相参与组成的相界面叫表面,其他的相界面称界面。因此常称液--气界面为液体表面,固--气界面为固体、表面。在液--气表面,把跟气体接触的液体薄层称为表面层。在液--固界面,把跟固体接触的液体薄层称附着层。表面层的分子,一方面收到液体内部分子的作用,另一方面受到气体分子的作用。附着层的分子,一方面受到液体内部分子的作用,另一方面,受到固体分子的作用。

2 .2 表面张力和表面张力系数
体积一定的几何形体中,球体的表面积最小。因此,一定量的液体从其它形状变为球形时,就伴随着表面积的减小。另外,液膜也有自动收缩的现象。这些都说明液体表面有收缩到最小面积的趋势。这是液体表面最基本的特性。
根据力学知识,液体能够从其它形状变为球形是由于有力的作用。把这种存在于液体表面,使液体表面收缩的力称为液体的表面张力。表面张力一般用表面张力系数表示。
表面张力系数α为任一单位长度上的收缩表面的力,也常称为表面张力。它和液体表面相切且垂直于液体边界。它是液体的基本性质之一,以牛顿/米(N/m)为单位。
一定成分的液体,在一定的温度下有一定的表面张力系数α 值。不同的液体,α 值是不同的。一般液体的α 值随温度上升而下降;少数金属熔融液体(铜、镉)的表面张力系数随温度上升而增高。容易挥发的液体,表面张力系数更小,含有杂质的α 值也小。

表面张力的产生机理
液体分子作用间的作用力
液体表面层分子和内部分子互相作用示意图间图2-1。


图2-1 液体表面层和内部分子的互相作用
分子作用半径r :分子作用力所能达到的更大距离,图2-1
分子作用球:半径为r的球形作用范围。
在图2-1中,MN为液体与气体的分界面,A、B及C为液体中处于不同位置的分子。分子A处于液体内部,分子B靠近液体表面,分子C处于液体表面。分子B距液体表面MN的距离小于分子作用半径r,分子C距表面MN的距离为0,即分子作用球只有一半部分在液体内部,而另一半部分在液体之外。在液体之外,分子作用力就是液面上的气体分子对分子B和C的作用力,其大小与液体内分子作用力相比可以忽略不计。在液体内部,分子B、C的分子作用球内的分子,对分子B、C的作用力较大,不能忽略。因此,分子B、C的合力不为零。合力R的方向指向液体内部。分子距离液面MN距离越小,合力R就越大。分子A处于液体内部,在液体中有大量的其它分子处于分子A的分子作用球内,这些分子作用于分子A上的引力指向各个不同方向,总体上这些引力是互相抵消的,其合力为零。

所以,在图2-1中,R1>R2>R3
综上所述,每一个到液体表面的距离小于分子作用半径r的分子,都受到一个指向液体内部的力的作用,而这些分子组成的表面层,即由表面分子及近表面分子组成的液体表面层,都受到垂直于液面而且指向液体内部的力的作用。这种作用力就是液体表面层对整个液体施加的压力,其实质是液体分子间的作用力。液体表面越小,受到这种力作用的分子数目越少,系统的能量相应越低,系统就越稳定。于是液体表面有自行收缩的趋势。
另外,处于液体表面的分子,分布比较稀疏,表面分子间存在互相吸引的力,这样,就使得液体表面能够实现自行收缩。这些就是液体表面张力产生的机理。因此,液体分子间的互相作用力是表面张力产生的根本原因。

表面过剩自由能
表面过剩自由能是单位面积表面分子的自由能与单位面积内部分子的自由能的差值。表面张力系数是单位液体方面的过剩自由能,常称为表面过剩自由能,它是将液体表面扩大(缩小)单位面积,表面张力所作的功。
界面张力与界面能
正如液体的自由表面具有表面张力与表面能一样,液--液界面与液--固界面等两相之间的界面也有类似的界面张力与界面能。对于界面而言,两相之间的化学特点越接近,它们之间的界面张力就越小;界面张力值总是小于两相各自的表面张力之和,这是因为两相之间总会有某些吸附力。同液体的表面张力一样,界面张力也有使其界面自发减少的趋势。

润湿液体装在容器里,靠近容器壁处的液面呈凹面,不润湿液体装容器里,零件容器壁处的液面呈凸面,容器的内径越小,这种现象越显著。见图2-2所示。因为水或水溶液是特别常见的取代气体的液体,所以,一般就把能增强水或水溶液取代固体表面空气的物质称为润湿剂。

2 润湿方程与接触角
 

渗透探伤中的毛细现象
(1)渗透与毛细作用
渗透过程中,渗透液对受检表面开口缺陷的渗透作用;实质上是液体的毛细作用。例如,渗透液对表面点状缺陷(如气孔、砂眼等)的渗透,就类似于渗透液在毛细管内的毛细作用;渗透液对表面条状缺陷(如裂纹、夹渣和分层等)的渗透,就类似于渗透液在间距很小的两平行板间的毛细作用。
(2)显像与毛细作用
显象过程中,渗透液从缺陷中回渗到显象剂中形成缺陷显示痕迹,也是由于毛细作用。
显像剂通常有两个基本功能:
吸附足量的从缺陷中回渗到工件表面的渗透剂
通过毛细作用将渗透剂在工件表面横向扩展,放大缺陷显示
提供一个可观察的背景

2.5 吸附现象
1 固体表面的吸附(固-液界面和固-气界面)
吸附:物质自一相内部富集于界面的现象即为吸附现象。吸附现象在各种界面上都可发生。当固体和液体或气体接触时,凡能把液体或气体中的某些成分聚集到固体表面上来的现象,就是固体的吸附现象。能起吸附作用的固体称为吸附剂,例如显象剂粉末、活性碳、硅胶、分子筛等;被吸附在固体表面上的液体或气体称为吸附质。例如显象过程中,显象剂粉末吸附缺陷中回渗的渗透液,显象剂粉末是吸附剂,渗透液是吸附质。
用吸附量衡量吸附剂的吸附能力,是指单位质量的吸附剂所吸附的吸附质质量,有时也指吸附剂单位表面积上所吸附质量。吸附量数值越大,吸附剂吸附能力越强。
固体被用作吸附剂,是因为固体吸附剂有很大的表面积和很大的比表面。

所谓着色强度或荧光强度,实际上是缺陷内被吸附出来的一定数量的渗透液在显象后显示色泽的能力。它与渗透液中着色染料或荧光染料的种类有关,与染料在渗透液中溶解度有关。
着色(荧光)强度用两种方法来度量,一种是用渗透液的消光值K来度量(着色),另一种是用渗透液的临界厚度来度量。渗透液的消光值越大,着色强度就越大,缺陷显示就越清晰。提高渗透液的浓度,就可增大消光值K。(对着色液而言)渗透液的临界厚度,是指被显象剂吸附上来的渗透液,厚度到达某一值时,在增加其厚度,该渗透液的着色(荧光)强度不再增加,此时的液层厚度叫做渗透液的临界厚度。可见,临界厚度越小,着色(荧光)强度就越大,越有利于缺陷的显示。

3 渗透探伤的光学基础
3.1 光的本性
3.2 发光及光致发光
1 发光
2 光致发光(荧光、磷光)
原来在白光下不发光的物质,在LUYOR-3110黑光灯的紫外线等外辐射源的作用下,能够发光,这种现象称为光致发光。当外辐射源停止后,发光立即停止的称为荧光,否则称为磷光。

渗透检测用光

着色探伤时,观察时使用白光,其波长范围为400-760nm,可由白炽灯、日光灯或日光等得到。荧光探伤时,使用紫外线,它是一种比可见光波长更短的不可见光,也称黑光。其波长范围为330-390nm,中心波长365nm,一般用LUYOR-3110黑光灯得到。紫外线能使荧光液产生荧光,荧光探伤就是利用荧光液受紫外线照射而激发产生荧光这一现象为基础的。其荧光波长约为510-550 nm,其中心波长为550nm,呈黄绿色。

渗透探伤的光学基础

3.1 光的本性
3.2 发光及光致发光
1 发光
2 光致发光(荧光、磷光)
原来在白光下不发光的物质,在紫外线等外辐射源的作用下,能够发光,这种现象称为光致发光。当外辐射源停止后,发光立即停止的称为荧光,否则称为磷光。

光度学
发光强度是指光源向某方向单位立体角发射的光通量,单位坎德拉(cd)。光通量是指能引起眼睛视觉强度的辐射通量,单位是流明(lm)。照度是指被照射物单位面积上所接受的光通量,单位是勒克斯(lx),1勒克斯=1流明/m2,照度是表示物体被照亮的程度。渗透探伤时,工作场地保持一定的照度,对于确保探伤灵敏度及提高工作效率是非常必要的。一般要求,着色探伤时,被检物表面上可见光照度应在500lx以上。黑光灯强度为1000uw/cm2
3.4 对比度和可见度
3.4.1 对比度
某个显示和围绕这个显示的背景之间的亮度和颜色之差,称为对比度。试验表明,红色染料显示与白色显象剂背景之间的对比率越为6:1,而荧光显示与不发荧光的背景之间的对比率却有300:1,甚至更大到1000:1。这是荧光探伤灵敏度较高的一个原因。

3.4.2 可见度
人眼的观察机能:在强白光下,对颜色和对比度的差别的辨别能力强,在暗光中(黑暗),对微弱发光体辨别能力强。

3.5 缺陷显示及裂纹检出能力
3.5.1 缺陷显示
缺陷容积越大,它容纳的渗透液就越多,留在缺陷中可供回渗的渗透液就越多,缺陷显示就越明显。显象剂显示的缺陷图像比缺陷的实际尺寸要大。缺陷的长度是缺陷显示的主要尺寸,它能提供一个可供肉眼观察的实测尺寸。

3.5.2 裂纹检出能力
裂纹检出能力是相对于背景及外部光等条件,裂纹缺陷内的渗透液能形成可用肉眼直接观察裂纹缺陷显示的能力。

渗透液中染料种类及浓度将影响裂纹检出能力。渗透液被化学药品污染,荧光液长时间受紫外光照射,着色液长时间受日光照射等,将降低裂纹检出能力。先浸后滴落的施加渗透液的方法,可使渗透液中的大量挥发性成分挥发掉,而留下更多粘度较大的组分,染料的浓度相对于原渗透液中的浓度更高,可提高裂纹检出能力。

3.3 显象剂的显象特性
1 显象剂的显象功能
显象是利用显象剂吸附从缺陷中回渗到受检零件表面的渗透液,形成一可见的缺陷显示。显象剂的显象过程同渗透液的渗透过程一样,是由于毛细作用。显象剂通常有两个基本功能:
(1)吸附足量的从缺陷中回渗到零件表面的渗透液;
(2)通过毛细作用将渗透液在零件表面横向扩展,使缺陷的显示放大到可见。

2 显象剂的显象过程
着色探伤时,观察缺陷图形显示是在明亮的白光下,通过色彩反差进行的,整个白色衬底上只有缺陷部分呈现红色显示。由于缺陷图形显示周围的背景,必须是某种程度的白色,因此着色探伤不使用干式显象剂。而使用溶剂悬浮显象剂(速干式)显象时,显象过程中,由于溶剂的迅速挥发,促进了渗透液的回渗,挥发中带走大量的热量,促进了显象剂对回渗的渗透液的吸附,使显象灵敏度得到提高。荧光探伤时,无缺陷区域呈深蓝紫色,唯有缺陷部分发出黄绿色光,观察缺陷显示在黑暗中进行。荧光探伤中常使用干粉显象剂,也可使用其它的显象剂或自显象。由于干粉显象剂只吸附在缺陷部位,即使经过一段时间后,缺陷轮廓图形也不散开,仍能显示出清晰的图形,所以使用干粉显象剂可以分开显示出互相接近的缺陷,即显象分辨力高。

渗透检测剂

4.1 渗透液的分类及组分
1 渗透液的分类
几种特殊类型的渗透液
着色荧光渗透液、过滤性微粒渗透液、化学反应型渗透液、高温下使用的渗透液。

2 渗透液的组成成分
渗透液一般由染料、溶剂、乳化剂和多种改善渗透液性能的附加成分所组成。在实际的渗透液配方中,一种化学试剂往往同时起几种作用。
(1)红色染料
着色液中所用染料多为红色染料,因为红色染料能与显象剂的白色背景形成鲜明的对比,产生良好的反差。着色液中的染料应满足色泽鲜艳,易溶解、易清洗、杂质少、无腐蚀、对人体无害等。

染料有油溶型、醇溶型和油醇混合型等。一般着色液中多使用油溶型偶氮染料。常用的染料有苏丹红、128烛红、223号烛红、荧光桃红、刚果红和丙基红等。其中以苏丹IV使用最为广泛,它的化学名称为偶氮苯。

(2)荧光染料
荧光染料是荧光液的关键材料之一。荧光染料应具有很强的荧光,发出的荧光应为黄绿色。同时应耐黑光、耐热和对金属无腐蚀等。 荧光染料的荧光强度和波长与所用的溶剂及其浓度有关。荧光液的荧光强度随着浓度的增加而增加,但浓度达到某一数值后,就不再继续增加,甚至会减弱。利用“串激”的方法可以增强荧光亮度。即在荧光液中加入两种或两种以上的荧光染料,组成激活系统,起到“串激”作用。所谓“串激”就是第二种染料发出的荧光波长与种染料吸收光谱的波长相同,即第二种染料的荧光谱与种染料的吸收谱一致。这时,种染料在溶剂中吸收第二种染料的荧光得到激发,增强了自身发出的荧光强度。

(3)溶剂
溶剂有两个主要作用:一 溶解染料;二 起到渗透作用。因此,渗透液中所用溶剂应具有渗透能力强,对染料溶解性能好,挥发性小、毒性小、对金属无腐蚀等性能,且经济易得。多数情况下,渗透液都是将几种溶剂组合使用,使各成分的特性达到平衡。
溶剂可分为基本溶剂和起稀释作用的溶剂两类。基本溶剂应充分溶剂染料,使渗透液着色(荧光)强度大。稀释剂除具有适当调节粘度与流动性目的外,还起到降低材料费用的作用。基本溶剂与稀释溶剂能否平衡地配合,就直接影响渗透液特性(粘度、表面张力、润湿性能等),是决定渗透性能好坏的重要因素。
煤油是最常用的溶剂。它具有表面张力小,润湿能力强等优点,但它对染料的溶解度小。加入邻苯二甲酸二丁酯不仅提高了对染料的溶解度,又可在较低温度下,使染料不致沉淀出来,此外还可调整渗透液的粘度和沸点,减少溶剂的挥发,使渗透液具有优良的 综合性能。乙二醇单丁醚、二乙二酸丁醚常用作偶合溶剂。使渗透液具有较好的乳化性、清洗性和互溶性。染料在溶剂中的溶解度与温度有关,为使染料在低温下不从溶剂中分离出来,还需在渗透液中加入一定量的稳定剂。

(4)乳化剂
在水洗型着色液与水洗型荧光液中,表面活性剂作为乳化剂加到渗透液内,使渗透液容易被水洗。乳化剂应与溶剂互溶,不应影响红色染料的红色色泽,或不影响荧光染料的荧光亮度。

4.2 渗透液的性能
1 渗透液的综合性能
a 渗透力强,容易渗入零件的表面缺陷中。
b 荧光液应具有鲜明的荧光,着色液应具有鲜艳的色泽。
c 清洗性好,容易从零件表面清洗掉。
d 润湿显象剂的性能好,容易从缺陷中被吸附到显象剂表面,而将缺陷显示出来。
e 无腐蚀,对零件和设备无腐蚀性。
f 稳定性好,在光与热的作用下,材料成份和荧光亮度或色泽能维持较长时间。
g 毒性小,或无毒。
h 其它:检查钛合金与奥氏体不锈钢材料时,要求渗透液低氟低氯,检查镍合金材料时,要求渗透液低硫;检查与氧、液氧接触的工件时,要求渗透液与氧不发生反应。

2 渗透液的物理性能
粘度
表面张力和接触角
密度
挥发性
闪点和燃点
电导性

闪点:可燃性液体在温度上升过程中,液面上方挥发出大量可燃性蒸气,这些可燃性蒸气和空气混合,接触火焰时,会出现爆炸闪光现象。刚刚出现闪光现象时,液体的更低温度称为闪点。
燃点:指液体加热到能被接触的火焰点燃并能继续燃烧时的液体的更低温度。对同一液体而言,燃点高于闪点。闪点低,燃点也低,着火的危险性大。

3 渗透液的化学性能
a 化学惰性
要求渗透液对被检材料和盛装容器不腐蚀,呈化学惰性。
注意:水洗型渗透液中乳化剂可能呈若碱性,可能腐蚀铝镁合金。 渗透液中硫、钠等元素的存在,在高温下会对镍基合金零件产生热腐蚀(热脆),渗透液中的卤族元素很容易与钛合金及奥氏体不锈钢材料作用,在应力的作用下,产生应力腐蚀裂纹。
b 清洗性
c 含水量和容水量
渗透液总的水含量与渗透液总量之比的百分数称含水量。渗透液中含水量超过某一极限时,渗透液出现分离、混浊、凝胶或灵敏度下降等现象,这一极限值称为渗透液的容水量。
渗透液含水量越小越好,渗透液容水量指标越高,抗水污染能力越强。
d 毒性
e 溶解性
f 腐蚀性能

综上所述,粘度、表面张力、接触角与清洗性能等影响渗透液的灵敏度;闪点、燃点、电导性与化学惰性,毒性等涉及操作者的安全及零件和设备的腐蚀 任何一种渗透液,不可能具备一切优良性能,也不能只用某一项性能来评价渗透液的优劣。
 

4.1.4 着色渗透剂

1 水洗型着色液 灵敏度太低,用在极少场合。一种是水基的,另一种是自乳化的。
2 后乳化型着色液
3 溶剂去除型着色液 与速干式显象配合使用,灵敏度较高。着色渗透液灵敏度较低,不能用于探测临界疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹或晶间腐蚀裂纹等非常微小的裂纹。

4.1.5 荧光渗透液
1 水洗型荧光液 (自乳化型荧光液) 分低、中、高灵敏度。常用水洗型低灵敏度检查铝镁合金铸造件,批量螺拴、键槽、齿轮等零件。容易受到水污染。
2 后乳化型荧光液
分标准灵敏度、高灵敏度、超高灵敏度。用于表面光洁的,灵敏度要求较高的零件检查。抗水污染能力强,也不易受酸或铬酸的影响。
3 溶剂去除型荧光液
4.2 去除剂
水、乳化剂和水、溶剂
4.2.1 乳化剂
分亲水和亲油两大类。若乳化剂的浓度高,乳化能力强,乳化速度快,乳化时间难以控制且乳化剂拖带损耗大; 若浓度低,乳化能力弱,乳化速度慢,乳化时间常。应根据被检零件的大小、数量、表面光洁度等情况,通过试验来选择更佳浓度和时间。

乳化剂的性能
1 综合性能
外观能与渗透液明显区别;受少量水或渗透液污染不降低性能;乳化性能适中,乳化时间合理,容易操作;存储保管中,温度稳定性好,性能不变;对操作者的健康无害,无毒及无不良气味;


4.3 显象剂
4.3.1 显象剂的种类、组分及特点
显象剂的种类: 干式显象剂
湿式显象剂
湿式显象剂包括:水溶式,水悬浮式,溶剂悬浮式(速干式),塑料薄膜式(干粉悬浮于树脂清漆中)。
1 干式显象剂-干粉显象剂
适用于螺纹及粗糙表面零件的荧光检验。干粉显象剂为白色无机粉末,如氧化镁、氧化锌、碳酸钙、氧化钛粉末等。一般与荧光液配合使用。
要求:P.70
2 湿式显象剂
(1)水悬浮式显象剂 :干粉悬浮于水中,加入润湿剂、分散剂、 限制剂和防锈剂。呈弱碱性,常时间停留会腐蚀铝镁合金。要求零件表面有较高的光洁度。
(2)水溶性湿式显象剂
显象粉溶解在水中,也加有润湿剂、分散剂、防锈剂和限制剂等。
(3)溶剂悬浮式湿式显象剂
显象剂粉末加在挥发性的有机溶剂中配制而成。常用丙酮、煤油等,该类显象剂中也加有限制剂和稀释剂等。该类显象剂通常装在喷罐中使用,并且常与着色液配合使用。单就显象方法而言,该类显象剂灵敏度较高,因为显象剂中的有机溶剂有较强的渗透能力,能渗入到缺陷中,挥发过程中把缺陷中的渗透液带回到零件表面,故显象灵敏度高。另外,有机溶剂挥发快,缺陷显示扩散小,显示轮廓清晰,分辨力高。

渗透检测方法

6.1 水洗型渗透探伤法
包括水洗型着色和水洗型荧光,广泛应用的是水洗型荧光法。
使用场合: a 灵敏度要求不高;
b检验大体积或大面积零件;
c检验开口窄而深的缺陷;
d 检验螺纹和带有键槽的零件;
e检验表面很粗糙的零件。
渗透时间和显象时间的确定:
a 根据零件的状态和缺陷的种类以及环境温度确定渗透时间;
b 根据零件材料的种类,表面状态,渗透液类型来确定显象时间。
显象方式的选择:
着色液,任何表面状态都选用溶剂悬浮式显象剂;
荧光液,光洁表面,选用溶剂悬浮式显象剂,粗糙表面选用干式 显象。

6.2 后乳化型渗透探伤法
后乳化型荧光法是广泛应用的一种方法。使用场合:
a 表面阳极化工件,镀铬工件及复查工件;
b 检验要求比水洗型灵敏度高的零件;
c 被酸或其它化学试剂污染的零件,
d 检验开口浅而宽的缺陷;
e 被检零件的缺陷可能被脏物污染;
f 检验应力裂纹、晶间腐蚀裂纹和磨削裂纹;
g 灵敏度可以改变
主要应用在:经机加工的光洁零件的检验,如发动机的涡轮叶片,气轮机叶片,涡轮盘等零件的检验。去除时首先是预水洗,然后乳化,再最后水洗。乳化时间是最关键的控制因素 根据零件表面光洁度,乳化剂浓度,乳化剂温度,被污染的程度和渗透液来确定,一般用试验的方法确定。

6.3 溶剂去除型渗透探伤法
溶剂去除型着色法是广泛应用的一种方法。溶剂去除型渗透探伤法适用于焊接件和表面光洁零件的检验,特别适用于大零件的局部检验,也适用于非批量零件的检验和现场检验(着色法)。该方法多配用溶剂悬浮式显象法

渗透检测工艺

六大基本步骤:表面准备和预清洗、渗透、去除、干燥、显象、观察(检验) 。
检测时机安排
7.1 表面准备和预清洗
1 污物类别
固体污物:表面清理;液体污物:预清洗。
2 污物的影响(P.113 4条)
3 清除污物的方法
机械法,化学方法,溶剂去除方法,其它方法。

7.2 施加渗透剂
1 渗透液施加方法
应根据零件大小、形状、数量和检查部位来选择。
所选方法应保证被检部位完全被渗透液覆盖,并在整个渗透时间内保持润湿。
主要有:喷涂,刷涂,浇涂,浸涂。
2渗透时间及温度
  一般不少于10min,温度控制在15~50°C。具体按标准要求。
7.3 去除多余的渗透液
要求从零件表面去除所有的渗透液,又不将渗入缺陷中的渗透液清洗出来。水洗型渗透液用水去除,水喷法的水压不超过0.35Mpa,水温不超过40°C,水洗时间在得到合格背景的前提下,越短越好,可以用黑光灯控制荧光液的去除程度。后乳化型渗透液去除时,先用水预清洗,然后乳化,最后再用水清洗。施加乳化剂时,只能用浸涂、浇涂或喷涂,不能用刷涂。要防止过乳化,控制好乳化时间。溶剂去除型渗透液的去除方法是先用干布(纸)擦,然后再用沾有有机溶剂的布擦,不允许直接用有机溶剂冲洗。

7.4 干燥
溶剂去除法渗透探伤时,不必进行专门的干燥处理,应自然干燥,不得加热干燥。用水清洗的零件,采用干式或非水基湿式显象时,零件在显象前必须进行干燥处理;若采用水基湿式显象,水洗后直接显象,然后进行干燥处理。干燥一般使用热空气循环烘干装置,干燥温度不能太高,时间不能太长。
7.5 显象
显象的过程是用显象剂将缺陷处的渗透液吸附到零件表面,产生清晰可见的缺陷图像。干式显象主要用于荧光法,干燥后立即进行显象,更好用喷粉柜进行喷粉显象。非水基湿式显象主要采用压力喷罐喷涂。喷涂前应摇动喷罐中的弹子,使显象剂均匀。边喷边形成显象剂薄膜。

水基湿式显象多采用浸涂。涂复后进行滴落,然后再干燥。干燥过程就是显象过程,显象时要不断搅拌,以防显象剂沉淀。显象时间不能太长,显象剂不能太厚。一般规定:显象时间一般不少于7min,显象剂厚度为0.05~0.07mm。

显象时间
干式显象:指从施加显象剂起到开始观察的时间。
湿式显象:指从干燥起到开始观察的时间,也就是干燥时间。
速干式显象:施加显象剂后,到观察完成的时间。

7.6 观察和评定
观察的光线要求
着色观察时,被检零件上白光的照度要不小于500lx。荧光观察时,黑光灯的强度为,在距离LUYOR-3110黑光灯380mm处,其强度不低于1000uw/cm2。

荧光观察时:
a 进入暗室时,黑暗适应。
b 真伪缺陷的判定
c 缺陷性质的判定,作出合格与否的判定。
d 缺陷的表示和记录

重复检查的规定:
a 一般不进行重复检查,渗透探伤的重复性不好;
b 着色法不允许复查;
c 荧光法检查的不允许用着色法复查。

7.7 后清洗及复验

显示的解释与缺陷评定

8.1 显示的解释和分类
显示的分类
相关显示、非相关显示和虚假显示
相关显示:真实缺陷形成的;
非相关显示:零件的加工工艺和结构外形以及划伤、刻痕、毛刺等;
虚假显示:零件表面渗透液的污染产生。
8.2 缺陷的评定
缺陷显示的分类
线状、圆形、密集形、纵(横)向显示

缺陷的分类
原材料缺陷、工艺缺陷和使用缺陷
渗透检测能发现的常见缺陷
气孔、裂纹、
8.3 标准关于显示的分类和评定要求
8.4 渗透检测记录和报告

缺陷记录方式: 草图法、可剥性塑料薄膜显象剂、
照相法
检验的原始记录
检验的见证、执行工艺卡的见证、报告的来源

渗透探伤报告
按照相关标准的要求 JB/T4730.5-2005
报告格式和原始记录格式都是受控文件,不能随便更改。

 


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