1、滲透檢測(相關知識).操作步驟操作步驟 見圖1-11 滲透： 應根據零件大小、形狀、數量和檢查部位選擇噴涂，刷涂，澆涂，浸涂將滲透劑施加到工件表面。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保持潤濕。2 去除 將多余的滲透劑從零件表面去除。3 顯像 顯象的過程是把顯象劑施加到工件表面，將缺陷處的滲透液吸附到零件表面，產生清晰可見的缺陷圖像。4 觀察顯像后在一定的光照條件下就可以就可以看到缺陷的痕跡顯示，稱為觀察。 1.3 滲透探傷的分類滲透探傷的分類1 根據滲透液所含染料成分分類根據滲透液所含染料成分，可分為熒光法、著色法、著色熒光法三大類。滲透液內含有熒光物質，缺陷圖像在紫外

2、線下能激發熒光的為熒光法。滲透液內含有有色染料，缺陷圖像在白光或日光下顯色的為著色法。此外，還有一類滲透劑使用特殊的染料，缺陷圖像既可以在可見光下顯色，又可以在紫外線下又激發出熒光。2 根據滲透液去除方法分類根據滲透液去除方法，可分為水洗型、后乳化型和溶劑去除型。水洗型滲透法所用滲透液內含有一定量的乳化劑，零件表面多水洗型滲透法所用滲透液內含有一定量的乳化劑，零件表面多余的滲透液可直接用水銑掉。有的滲透液雖不含乳化劑，但溶余的滲透液可直接用水銑掉。有的滲透液雖不含乳化劑，但溶劑是水，即水基滲透液，零件表面多余的滲透液也可直接用水劑是水，即水基滲透液，零件表面多余的滲透液也可直接用水洗掉，洗掉，

3、它也屬于水洗型滲透法。后乳化型滲透法所用滲透液它也屬于水洗型滲透法。后乳化型滲透法所用滲透液不能直接用水從零件表面洗掉，必須增加一道乳化工序，即零不能直接用水從零件表面洗掉，必須增加一道乳化工序，即零件表面上多余的滲透液要用乳化劑件表面上多余的滲透液要用乳化劑“乳化乳化”后方能用水洗掉。后方能用水洗掉。在溶劑去除型滲透法中，要用有機溶劑去除零件表面多余的滲在溶劑去除型滲透法中，要用有機溶劑去除零件表面多余的滲透液。透液。按以上兩種分類方法，可組合成六種滲透探傷方法，即：按以上兩種分類方法，可組合成六種滲透探傷方法，即：( 1 ）水洗型熒光滲透探傷法。）水洗型熒光滲透探傷法。( 2 ）后乳化型熒

4、光滲透探傷法。）后乳化型熒光滲透探傷法。( 3 ）溶劑去除型熒光滲透探傷法。）溶劑去除型熒光滲透探傷法。( 4 ）水洗型著色滲透探傷法。）水洗型著色滲透探傷法。( 5 ）后乳化型著色滲透探傷法。）后乳化型著色滲透探傷法。( 6 ）溶劑去除型著色滲透探傷法。）溶劑去除型著色滲透探傷法。3 根據顯像的種類分類在滲透探傷中，顯像的方法主要有有濕式顯像、快干式顯像、在滲透探傷中，顯像的方法主要有有濕式顯像、快干式顯像、干式顯像和自顯像顯像四種。干式顯像和自顯像顯像四種。（1） 濕式顯像法濕式顯像法包括水溶式，水懸浮式，溶劑懸浮式（速干式），薄膜式（干包括水溶式，水懸浮式，溶劑懸浮式（速干式），薄膜式（

5、干粉懸浮于樹脂清漆中）。將濕式顯像劑施加到工件表面，干燥粉懸浮于樹脂清漆中）。將濕式顯像劑施加到工件表面，干燥后在工件表面就形成一層白色顯像薄膜，由白色顯像薄膜吸出后在工件表面就形成一層白色顯像薄膜，由白色顯像薄膜吸出缺陷中的滲透液而形成顯示痕跡。這種方法適合于大批量工件缺陷中的滲透液而形成顯示痕跡。這種方法適合于大批量工件的探傷，其中水洗型熒光滲透探傷法用得最多。但必須注意，的探傷，其中水洗型熒光滲透探傷法用得最多。但必須注意，缺陷顯示痕跡是會擴散的，所以隨著時間的推移，痕跡大小和缺陷顯示痕跡是會擴散的，所以隨著時間的推移，痕跡大小和形狀會發生變化。形狀會發生變化。（ 2）干式顯像法）干式顯

6、像法干顯像法是直接使用干燥的白色顯像粉末（干粉顯象劑為白色干顯像法是直接使用干燥的白色顯像粉末（干粉顯象劑為白色無機粉末，如氧化鎂、氧化鋅、碳酸鈣、氧化鈦粉末等）。無機粉末，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。一般與熒光液配合使用。 作為顯像劑的一種方法。顯像時，直接把白色顯像粉末噴灑到作為顯像劑的一種方法。顯像時，直接把白色顯像粉末噴灑到試件表面，顯像劑附著在試件表面上并從缺陷中吸出滲透液形試件表面，顯像劑附著在試件表面上并從缺陷中吸出滲透液形成顯示痕跡。用這種方法，缺陷部位附著的顯像劑粒子全部附成顯示痕跡。用這種方法，缺陷部位附著的顯像劑粒子全部附在滲透劑上，

7、而沒有滲透劑的部分就不附著顯像劑。因此，顯在滲透劑上，而沒有滲透劑的部分就不附著顯像劑。因此，顯像痕跡不會隨著時間的推移發生擴散而能顯示出鮮明的圖像。像痕跡不會隨著時間的推移發生擴散而能顯示出鮮明的圖像。這種顯像方法在后乳化型熒光滲透探傷和水洗型熒光滲透探傷這種顯像方法在后乳化型熒光滲透探傷和水洗型熒光滲透探傷中用得較多。而著色滲透探傷法，其顯示痕跡的識別性能很差，中用得較多。而著色滲透探傷法，其顯示痕跡的識別性能很差，所以不適于干式顯像法。所以不適于干式顯像法。 ( 3 ）自顯像法）自顯像法是在清洗處理之后，不使用顯像劑來形成缺陷顯示痕跡的一種是在清洗處理之后，不使用顯像劑來形成缺陷顯示痕跡

8、的一種方法。它在用高輝度熒光滲透液水洗型熒光滲透探傷法中，或方法。它在用高輝度熒光滲透液水洗型熒光滲透探傷法中，或者在把試件加交變應力的同時作滲透檢測的方法中使用。這種者在把試件加交變應力的同時作滲透檢測的方法中使用。這種方法與干式顯像法一樣，其缺陷顯示痕跡是不會擴散的。方法與干式顯像法一樣，其缺陷顯示痕跡是不會擴散的。4 各種滲透探傷方法的優缺點各種滲透探傷方法的優缺點 著色法只需在白光或日光下進行，在沒有電源的場合下也能著色法只需在白光或日光下進行，在沒有電源的場合下也能工作，熒光法需要配備黑光燈和暗室，無法在沒電的場合下工作，熒光法需要配備黑光燈和暗室，無法在沒電的場合下工作。工作。 水

9、洗型滲透適于檢查表面較粗糙的零件（鑄造件、螺拴、齒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），操作簡便，成本較低，特別適合批量零件的輪、鍵槽等），操作簡便，成本較低，特別適合批量零件的滲透檢測。而對于水基滲透液可以檢查不能接觸油類的特殊滲透檢測。而對于水基滲透液可以檢查不能接觸油類的特殊零件（液氧容器）零件（液氧容器） 后乳化型滲透適于表面光潔，靈敏度要后乳化型滲透適于表面光潔，靈敏度要求高的零件，例如發動機渦輪片，渦輪盤等，特別是后乳化求高的零件，例如發動機渦輪片，渦輪盤等，特別是后乳化型熒光法配合溶劑懸浮式顯象被認為是靈敏度最高的一種滲型熒光法配合溶劑懸浮式顯象被認為

10、是靈敏度最高的一種滲透方法。透方法。 溶劑去除型著色法由于可以使用在沒有水和電的場合，因而溶劑去除型著色法由于可以使用在沒有水和電的場合，因而應用非常廣泛，特別是噴罐使用，可簡化操作，適用于大型應用非常廣泛，特別是噴罐使用，可簡化操作，適用于大型零件的局部檢測（如鍋爐、壓力容器的焊縫檢測等），該法零件的局部檢測（如鍋爐、壓力容器的焊縫檢測等），該法成本較高，不適于大批量零件的滲透檢測。成本較高，不適于大批量零件的滲透檢測。2 滲透探傷的物理化學基礎滲透探傷的物理化學基礎2 .1 表面張力和表面張力系數表面張力和表面張力系數 體積一定的幾何形體中，球體的表面積最小。因此，一定量的液體從其它形狀變

11、為球形時，就伴隨著表面積的減小。另外，液膜也有自動收縮的現象。這些都說明液體表面有收縮到最小面積的趨勢。這是液體表面最基本的特性。 根據力學知識，液體能夠從其它形狀變為球形是由于有力的作用。把這種存在于液體表面，使液體表面收縮的力稱為液體的表面張力。表面張力一般用表面張力系數表示。 表面張力系數為任一單位長度上的收縮表面的力，也常稱為表面張力。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 值。不同的液體， 值是不同的。一般液體的 值隨溫度上升而下降；少數金屬熔融液體（銅、鎘）的表面張力系數隨溫度上升而

12、增高。容易揮發的液體，表面張力系數更小，含有雜質的 值也小。 表面張力的產生機理 液體分子間的作用力 液體表面層分子和內部分子互相作用示意圖如圖2-1。 圖2-1 液體表面層和內部分子的互相作用分子作用半徑r ：分子作用力所能達到的最大距離，圖2-1分子作用球：半徑為r的球形作用范圍。 在圖2-1中，MN為液體與氣體的分界面，A、B及C為液體中處于不同位置的分子。分子A處于液體內部，分子B靠近液體表面，分子C處于液體表面。分子B距液體表面MN的距離小于分子作用半徑r，分子C距表面MN的距離為0，即分子作用球只有一半部分在液體內部，而另一半部分在液體之外。在液體之外，分子作用力就是液面上的氣體分

13、子對分子B和C的作用力，其大小與液體內分子作用力相比可以忽略不計。在液體內部，分子B、C的分子作用球內的分子，對分子B、C的作用力較大，不能忽略。因此，分子B、C的合力不為零。合力R的方向指向液體內部。分子距離液面MN距離越小，合力R就越大。 分子A處于液體內部，在液體中有大量的其它分子處于分子A的分子作用球內，這些分子作用于分子A上的引力指向各個不同方向，總體上這些引力是互相抵消的，其合力為零。所以，在圖2-1中，R1R2R3 綜上所述，每一個到液體表面的距離小于分子作用半徑r的分子，都受到一個指向液體內部的力的作用，而這些分子組成的表面層，即由表面分子及近表面分子組成的液體表面層，都受到垂

14、直于液面而且指向液體內部的力的作用。這種作用力就是液體表面層對整個液體施加的壓力，其實質是液體分子間的作用力。液體表面越小，受到這種力作用的分子數目越少，系統的能量相應越低，系統就越穩定。于是液體表面有自行收縮的趨勢。 另外，處于液體表面的分子，分布比較稀疏，表面分子間存在互相吸引的力，這樣，就使得液體表面能夠實現自行收縮。這些就是液體表面張力產生的機理。因此，液體分子間的互相作用力是表面張力產生的根本原因。2.2 潤濕現象潤濕現象1 潤濕（或不潤濕）現象 潤濕作用是一種表面及界面過程。普遍而言，表面上的一種流體被另一種流體所取代的過程就是潤濕。因此，潤濕作用必然涉及三相，而其中至少兩相為流體

15、。一般情況下，潤濕是指固體表面上的氣體被液體取代，有時是一種液體被另一種液體所取代。潤濕現象是固體表面結構與性質，固液兩相分子間相互作用等微觀特性的宏觀表現。 潤濕液體裝在容器里，靠近容器壁處的液面呈凹面，不潤濕液體裝在容器里，靠近容器壁處的液面呈凸面，容器的內徑越小，這種現象越顯著。見圖2-2所示。 因為水或水溶液是特別常見的取代氣體的液體，所以，一般就把能增強水或水溶液取代固體表面空氣的物質稱為潤濕劑。2 潤濕方程與接觸角圖2-3，將一滴液體滴在固體平面上，可有三種界面，即液氣，固氣及固液界面。與該三種界面一一對應，存在三種界面張力。液氣界面張力實際上是液體的表面張力，它力圖使液體表面收縮

16、，用L表示，固氣界面存在固體與氣體的界面張力，它力圖使液滴表面鋪開，用S表示，固液界面存在固體與液體的界面張力，它力圖使液滴表面收縮，用SL表示。 接觸角：接觸角：液固界面經過液體內部到液氣表面之間的夾角，用 表示。 當液滴停留在固體平面上時，三種界面張力相平衡，它們之間的關系為： 此式是潤濕的基本公式，常稱為潤濕方程。 cosLSLS經變換，公式可變為：3 潤濕的三種方式和四個等級 沾濕潤濕、浸濕潤濕、鋪展潤濕 當180時，發生沾濕潤濕； 當90 ，發生浸濕潤濕； 當0 ，發生鋪展潤濕。 當接觸角為0，即cos1時，液滴在固體表面接近于薄膜的形態，此情況稱為完全潤濕。 當接觸角在0和90 之

17、間，即 0cos1 時，液滴在固體表面上成為小于半球形的球冠，這種情況稱為潤濕。LSLScos 當接觸角在90和180 之間，即 1cos0 時，液滴在固體表面上成為大于半球形的球冠，這種情況稱為不潤濕。 當接觸角為180，即 cos1 時，液滴在固體表面上成為球形，它與固體之間僅有一個接觸點，這種情況稱為完全不潤濕。同一種液體，對不同的固體而言，它可能是潤濕的，也可能是不潤濕的。 在液體中加入表面活性劑，則液體的表面張力變小，接觸角變小，潤濕性能提高。 潤濕現象所反映的潤濕性能綜合反映了液體的表面張力和接觸角兩種物理性能指標。2.3 毛細現象 1 毛細現象 潤濕液體在毛細管中呈凹面并且上升，

18、不潤濕液體在毛細管中呈凸面并且下降的現象，稱為毛細現象。 毛細現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。2 毛細現象中的液面高度毛細現象中的液面高度 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，使毛細管的液面逐漸上升，一直到向上的彎曲液面附加壓強的作用力與毛細管內升高的液柱重量相等時，達到平衡，才停止上升。 毛細管中上升力

19、F上 ，為毛細管內壁彎曲液面的附加壓強產生的壓力： F上cos2r 液體的表面張力系數， 接觸角，r毛細管內壁半徑。 毛細管中下降力F下，等于液柱的重量： F下r2d g h g重力加速度，d液體密度，h液體在管中上升的高度。 液面停止上升時，上升力與下降力平衡，F上F下，即 cos2r r2d g h 整理，得 從上式可以看出，毛細管曲率半徑越小，管子越細，則上升高度越高。 如果液體不潤濕管壁，則管內液面是下降的凸液面，該彎曲液面 gdrhcos2對液體的附加壓強是指向液體內部，使管內液面將低于管外液面，所下降的高度同樣可用該公式計算。 缺陷內液面高度缺陷內液面高度 以長a，寬C，深b的狹長

20、細槽作零件上的裂紋模型來分析討論滲透探傷時滲透液滲入裂紋的毛細現象。裂紋模型如下圖，為開口于零件表面的裂紋，但不穿透。 當滲透液施加于有表面開口裂紋的零件表面時，具有足夠潤濕性能的滲透液將潤濕裂紋內表面，裂紋內將形成向液體內凹陷的彎曲液面，并在彎曲凹面上產生指向液體外部（裂紋）的附加壓強P。裂紋寬度越小，附加壓強越大。這個附加壓強迫使滲透液向裂紋內滲透的同時，就壓縮裂紋內已被滲透液封閉的氣體。 隨著滲透液的不斷滲透，裂紋內氣體體積將越來越小，而氣體的反壓強P氣將越來越大，直到氣體的反壓強與液面上的附加壓強完全平衡為止。 如果考慮零件外部大氣壓強P0，平衡時有： P P0 P氣 要使滲透液完全占

21、有裂紋空間，就必須將裂紋內氣體完全排除。 3 滲透探傷中的毛細現象滲透探傷中的毛細現象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. 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劑 通過毛細作用將滲透劑在工件表面

22、橫向擴展，放大缺陷顯示 提供一個可觀察的背景。2.4 吸附現象1. 固體表面的吸附（固液界面和固氣界面） 吸附：物質自一相內部富集于界面的現象即為吸附現象。吸附現象在各種界面上都可發生。當固體和液體或氣體接觸時，凡能把液體或氣體中的某些成分聚集到固體表面上來的現象，就是固體的吸附現象。能起吸附作用的固體稱為吸附劑，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為吸附質。例如顯象過程中，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。 用吸附量衡量吸附劑的吸附能力，是指單位質量的吸附劑所吸附的吸附質質量，有時也指吸附劑單位表面積上所吸附質量。吸附量

23、數值越大，吸附劑吸附能力越強。 固體被用作吸附劑，是因為固體吸附劑有很大的表面積和很大的比表面。2. 液體表面的吸附液體表面的吸附 吸附現象不僅發生在固體表面，還可發生在液體表面（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。 3. 物理吸附和化學吸附物理吸附和化學吸附 按照吸附現象的本質，可將吸附分為物理吸附和化學吸附。按照吸附現象的本質，可將吸附分為物理吸附和化學吸附。4 滲透探傷中的吸附現象滲透探傷中的吸

24、附現象 顯象過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。顯象劑粉末越細，比表面越大，吸附量越多，缺陷顯示越清晰。另外，由于吸附為放熱過程，如果顯象劑中含有常溫下易揮發的溶劑，當溶劑在顯象表面迅速揮發時，能大量吸熱，從而促進了顯象劑粉末對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，使其能吸附在油水界面上，降低油水界

25、面的界面張力，使乳化清洗順利進行。 2.5 溶解現象2.5.1 溶解現象及溶解度一種物質均勻的分散到另一種物質中的過程稱為溶解。組成的均勻物質稱為溶液。大部分滲透探傷劑都是溶液。一定條件下，溶液達到飽和時溶解的溶質的量稱為溶解度。2.5.2 滲透劑的濃度滲透劑的濃度是指一定量滲透劑中所含染料的量。表示濃度的方法：質量分數和物質的量濃度。2.5.3 滲透檢測與溶解度、濃度著色（熒光）強度的概念 顯象劑中的白色粉末構成毛細管，產生毛細作用，吸附滲透液。但是，吸附上來同樣數量的滲透液，有的看得見，有的看不見，這是由于滲透液的著色強度或熒光強度不同所致。 所謂著色強度或熒光強度，實際上是缺陷內被吸附出

26、來的一定數量的滲透液在顯象后顯示色澤的能力。它與滲透液中著色染料或熒光染料的種類有關，與染料在滲透液中溶解度有關。 著色（熒光）強度用兩種方法來度量，一種是用滲透液的消光值K來度量（著色），另一種是用滲透液的臨界厚度來度量。 滲透液的消光值越大，著色強度就越大，缺陷顯示就越清晰。提高滲透液的濃度，就可增大消光值K。（對著色液而言） 滲透液的臨界厚度，是指被顯象劑吸附上來的滲透液，厚度到達某一值時，在增加其厚度，該滲透液的著色（熒光）強度不再增加，此時的液層厚度叫做滲透液的臨界厚度。可見，臨界厚度越小，著色（熒光）強度就越大，越有利于缺陷的顯示。2.6 表面活性與表面活性劑表面活性與表面活性劑

27、1 表面活性：表面活性：凡能使溶劑的表面張力降低的性質。凡能使溶劑的表面張力降低的性質。 2 表面活性劑：表面活性劑：是這樣一種物質，它在加入量很少時，是這樣一種物質，它在加入量很少時，能大大將低溶劑（一般為水）表面張力或液液界面張力，能大大將低溶劑（一般為水）表面張力或液液界面張力，改變體系界面狀態，產生潤濕、乳化、起泡及加溶等一系列作用，改變體系界面狀態，產生潤濕、乳化、起泡及加溶等一系列作用，從而達到實際使用的要求。從而達到實際使用的要求。 在右圖中，曲線在右圖中，曲線1和和2為表面活性物質，曲線為表面活性物質，曲線1為表面活性劑，為表面活性劑，3為非為非表面活性物質。表面活性物質。 表

28、面活性劑的分子結構表面活性劑的分子結構 表面活性劑分子一般總是由非極性的親油疏水的碳氫鏈表面活性劑分子一般總是由非極性的親油疏水的碳氫鏈部分和極性的親水疏油的基團共同組成的，而且這兩部分部分和極性的親水疏油的基團共同組成的，而且這兩部分分處兩端，形成不分處兩端，形成不 對稱的結構。因此，表面活性劑分子是對稱的結構。因此，表面活性劑分子是一種兩親分子，具有既親水又親油的兩親性質。這種兩親分子能吸一種兩親分子，具有既親水又親油的兩親性質。這種兩親分子能吸附在油水界面上，降低油水界面的界面張力；能吸附在水溶液表面附在油水界面上，降低油水界面的界面張力；能吸附在水溶液表面上，降低水溶液的表面張力。上，

29、降低水溶液的表面張力。 表面活性劑的親水性表面活性劑的親水性 親水性大小是表面活性劑的一項非常重要的指標。親水性大小是表面活性劑的一項非常重要的指標。 非離子型表面活性劑的親水性，可用親水基的分子量大小來表非離子型表面活性劑的親水性，可用親水基的分子量大小來表示，稱為親憎平衡值，即示，稱為親憎平衡值，即H.L.B值：值： 親水基部分的分子量親水基部分的分子量 100H.L.B= 表面活性劑的分子量表面活性劑的分子量 5 H.L.B值越高，親水性越強。值越高，親水性越強。由于經濟上及其它一些方面的原因，工業生產的表面活性由于經濟上及其它一些方面的原因，工業生產的表面活性劑從來就不可能制備得很純，

30、其實也沒有必要制備得很純；劑從來就不可能制備得很純，其實也沒有必要制備得很純；恰恰相反，表面活性劑中加入另外一種表面活性劑或其它恰恰相反，表面活性劑中加入另外一種表面活性劑或其它添加劑后，比單一的表面活性劑有更好的效果，而且溶液的物理化添加劑后，比單一的表面活性劑有更好的效果，而且溶液的物理化學性質也有明顯的變化。學性質也有明顯的變化。 幾種成分的非離子型表面活性劑混合后，其幾種成分的非離子型表面活性劑混合后，其H.L.B值為：值為： a、b、c組成混合乳化劑的各表面活性劑的組成混合乳化劑的各表面活性劑的H.L.B值；值； x、y、z各表面活性劑的重量。各表面活性劑的重量。 3 表面活性劑的作

31、用表面活性劑的作用 zyxczbyaxBLH.表面活性劑的乳化作用1 乳化現象和乳化劑 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象稱為乳化現象。具有乳化作用的表面活性劑稱乳化劑。2 乳化形式 乳狀液是一種液體分散于另一種不相溶的液體中形成的膠體分散體系，外觀常呈乳白色不透明液狀。乳狀液中以液滴形式存在的那一相稱為分散相（也稱內相、不連續相），另一相是連成一片的，稱為分散介質（也稱外相、連續相）。 常見的乳狀液，一般都有一相是水或水溶液，通常稱為“水”相；另一相是與水不相溶的有機相，常稱為“油”相。外相為水內相為油的乳狀液叫做水包油型乳狀液（牛奶），以O/W表

32、示；外相為油，內相為水的乳狀液叫做油包水型乳狀液（原油），以W/O表示。3 滲透探傷中的乳化現象 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。H.L.B值在1115范圍內的乳化劑，既具有乳化作用，又有洗滌作用，是比較理想的去除劑。 3 滲透檢測劑滲透檢測劑3.1 滲透液的分類及組分1 滲透液的分類幾種特殊類型的滲透液 著色熒光滲透液、過濾性微粒滲透液、化學反應型滲透液、高溫下使用的滲透液。2 滲透液的組成成分 滲透液一般由染料、溶劑、乳化劑

33、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，發出的熒光應為黃綠色。同時應耐黑光、耐熱和對金屬無腐

34、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。 熒光液的熒光強度隨著濃度的增加而增加，但濃度達到某一數值后，就不再繼續增加，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，揮發性小、毒性小、對金屬無腐蝕等性能，且經濟易得。多數情況下，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，使滲透液著色（熒光）強度大。稀釋劑除具有適當調節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

35、性（粘度、表面張力、潤濕性能等），是決定滲透性能好壞的重要因素。 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，此外還可調整滲透液的粘度和沸點，減少溶劑的揮發，使滲透液具有優良的綜合性能。 乙二醇單丁醚、二乙二酸丁醚常用作偶合溶劑。使滲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定劑。3 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

36、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生反應。 滲透液的物理性能 粘度 表面張力和接觸角 密度 揮發性 閃點和燃點 電導性 閃點：可燃性液體在溫度上升過程中，液面上方揮發出大量可燃性蒸氣，這些可燃性蒸氣和空氣混

37、合，接觸火焰時，會出現爆炸閃光現象。剛剛出現閃光現象時，液體的最低溫度稱為閃點。 燃點：指液體加熱到能被接觸的火焰點燃并能繼續燃燒時的液體的最低溫度。 滲透液的化學性能 a a 化學惰性化學惰性 要求滲透液對被檢材料和盛裝容器不腐蝕，呈化學惰性。要求滲透液對被檢材料和盛裝容器不腐蝕，呈化學惰性。 注意：水洗型滲透液中乳化劑可能呈弱堿性，可能腐蝕鋁鎂合注意：水洗型滲透液中乳化劑可能呈弱堿性，可能腐蝕鋁鎂合金。金。 滲透液中硫、鈉等元素的存在，在高溫下會對鎳基合金零件產滲透液中硫、鈉等元素的存在，在高溫下會對鎳基合金零件產生熱腐蝕（熱脆），滲透液中的鹵族元素很容易與鈦合金及奧氏生熱腐蝕（熱脆），滲

38、透液中的鹵族元素很容易與鈦合金及奧氏體不銹鋼材料作用，在應力的作用下，產生應力腐蝕裂紋。體不銹鋼材料作用，在應力的作用下，產生應力腐蝕裂紋。 b b 清洗性清洗性 c 含水量和容水量含水量和容水量 滲透液總的水含量與滲透液總量之比的百分數稱含水量。滲透液滲透液總的水含量與滲透液總量之比的百分數稱含水量。滲透液中含水量超過某一極限時，滲透液出現分離、混濁、凝膠或靈敏度中含水量超過某一極限時，滲透液出現分離、混濁、凝膠或靈敏度下降等現象，這一極限值稱為滲透液的容水量。下降等現象，這一極限值稱為滲透液的容水量。 滲透液含水量越小越好，滲透液容水量指標越高，抗水污染能力滲透液含水量越小越好，滲透液容水

39、量指標越高，抗水污染能力越強。越強。 d 毒性毒性 e 溶解性溶解性 f 腐蝕性能腐蝕性能 綜上所述，粘度、表面張力、接觸角與清洗性能等影響滲透液的靈敏度；閃點、燃點、電導性與化學惰性，毒性等涉及操作者的安全及零件和設備的腐蝕。 任何一種滲透液，不可能具備一切優良性能，也不能任何一種滲透液，不可能具備一切優良性能，也不能只只用某一項性能來評價滲透液的優劣。用某一項性能來評價滲透液的優劣。4 著色滲透劑著色滲透劑 水洗型著色液水洗型著色液 靈敏度太低，用在極少場合。靈敏度太低，用在極少場合。 一種是水基的，另一種是自乳化的。一種是水基的，另一種是自乳化的。 后乳化型著色液后乳化型著色液 溶劑去除

40、型著色液溶劑去除型著色液 與速干式顯象配合使用，靈敏度與速干式顯象配合使用，靈敏度較高。較高。 著色滲透液靈敏度較低，不能用于探測臨界疲勞裂紋、著色滲透液靈敏度較低，不能用于探測臨界疲勞裂紋、應力腐蝕裂紋或晶間腐蝕裂紋等非常微小的裂紋。應力腐蝕裂紋或晶間腐蝕裂紋等非常微小的裂紋。5 熒光滲透液熒光滲透液 水洗型熒光液水洗型熒光液 （自乳化型熒光液）（自乳化型熒光液） 分低、中、高靈敏度。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。輪等零件。 容易受到水污染。容易受到水污染。 后乳化型熒光液后乳化

41、型熒光液 分標準靈敏度、高靈敏度、超高靈敏度。分標準靈敏度、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。用于表面光潔的，靈敏度要求較高的零件檢查。 抗水污染能力強，也不易受酸或鉻酸的影響。抗水污染能力強，也不易受酸或鉻酸的影響。 溶劑去除型熒光液溶劑去除型熒光液3.2 去除劑去除劑 水、乳化劑和水、溶劑水、乳化劑和水、溶劑3.2.1 乳化劑乳化劑 分親水和親油兩大類。分親水和親油兩大類。 若乳化劑的濃度高，乳化能力強，乳化速度快，乳化時間難以控若乳化劑的濃度高，乳化能力強，乳化速度快，乳化時間難以控制且乳化劑拖帶損耗大；制且乳化劑拖帶損耗大； 若濃度低，乳化能力弱，乳化速

42、度慢，乳若濃度低，乳化能力弱，乳化速度慢，乳化時間常。應根據被檢零件的大小、數量、表面光潔度等情況，通化時間常。應根據被檢零件的大小、數量、表面光潔度等情況，通過試驗來選擇最佳濃度和時間。過試驗來選擇最佳濃度和時間。 乳化劑的性能乳化劑的性能1 綜合性能綜合性能 外觀能與滲透液明顯區別；受少量水或滲透液污染不降低性能；外觀能與滲透液明顯區別；受少量水或滲透液污染不降低性能；乳化性能適中，乳化時間合理，容易操作；存儲保管中，溫度穩定乳化性能適中，乳化時間合理，容易操作；存儲保管中，溫度穩定性好，性能不變；對操作者的健康無害，無毒及無不良氣味；性好，性能不變；對操作者的健康無害，無毒及無不良氣味；

43、閃點高，揮發性低，廢液及去除污水的處理簡便等。2 物理性能 粘度：影響乳化時間，最短的乳化時間大于等于30s。 閃點：不低于50C。 揮發性：應低。3 化學性能 毒性：無毒。 容水性：應能允許混入5%的水含量。 與滲透液的相容性：應允許混入20%的滲透液而不變質。 特殊性能：水洗性，熒光，槽液壽命，溫度穩定性，停留時間。特殊性能：水洗性，熒光，槽液壽命，溫度穩定性，停留時間。3.2.2 溶劑去除劑溶劑去除劑 分類：分類： 鹵化型、非鹵化型、特殊用途鹵化型、非鹵化型、特殊用途 性能要求：性能要求： 溶解滲透液適度，去除時揮發適度，存儲保管中穩溶解滲透液適度，去除時揮發適度，存儲保管中穩定，不使金

44、屬腐蝕與變色，無不良氣味，毒性小等。定，不使金屬腐蝕與變色，無不良氣味，毒性小等。 一般多使用丙酮、乙醇、汽油或三氯乙烯等有機溶一般多使用丙酮、乙醇、汽油或三氯乙烯等有機溶劑。劑。 3.3 顯象劑顯象劑3.3.1 顯象劑的種類、組分及特點顯象劑的種類、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濕式顯象劑包括：水溶式，水懸浮式，溶劑懸浮式（速干式），濕式顯象劑包括：水溶式，水懸浮式，溶劑懸浮式（速干式）， 塑料薄膜式（干粉懸浮于樹脂清漆中）。塑料薄膜式（干粉懸浮于樹脂清漆中）。1 干式顯象劑干粉顯象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

45、。干粉顯象劑為白色無機適用于螺紋及粗糙表面零件的熒光檢驗。干粉顯象劑為白色無機粉末，如氧化鎂、氧化鋅、碳酸鈣、氧化鈦粉末等。一般與熒光液粉末，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。配合使用。2 濕式顯象劑濕式顯象劑（1）水懸浮式顯象劑）水懸浮式顯象劑 ：干粉懸浮于水中，加入潤濕劑、分散劑、：干粉懸浮于水中，加入潤濕劑、分散劑、 限制劑和防銹劑。限制劑和防銹劑。 呈弱堿性，常時間停留會腐蝕鋁鎂合金。呈弱堿性，常時間停留會腐蝕鋁鎂合金。 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。（2）水溶性濕式顯象劑 顯象粉溶解在水中，也加有潤濕劑、分散劑、防銹劑和限制劑等。

46、（3）溶劑懸浮式濕式顯象劑 顯象劑粉末加在揮發性的有機溶劑中配制而成。常用丙酮、煤油等，該類顯象劑中也加有限制劑和稀釋劑等。 該類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，該類顯象劑靈敏度較高，因為顯象劑中的有機溶劑有較強的滲透能力，能滲入到缺陷中，揮發過程中把缺陷中的滲透液帶回到零件表面，故顯象靈敏度高。 3.3.2 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

47、細，不大于3m干粉密度：松散時0.075kg/l，包裝狀態0.130kg/l。懸浮性：足夠3 化學性能毒性、腐蝕性（F、Cl、S等）、溫度穩定性、污染。3.4 滲透探傷劑系統滲透探傷劑系統3.4.1 滲透探傷劑系統的定義及同族組滲透探傷劑系統的定義及同族組1 滲透探傷劑系統滲透探傷劑系統 主要由滲透液、乳化劑、去除劑和顯象劑所構成的特定組合系統。主要由滲透液、乳化劑、去除劑和顯象劑所構成的特定組合系統。既要滿足各自的要求，又要互容，達到檢測缺陷的目的。既要滿足各自的要求，又要互容，達到檢測缺陷的目的。2 滲透探傷系統同族組滲透探傷系統同族組 同族組：指完成一個特定的滲透探傷全部檢驗過程所必須的

48、一系同族組：指完成一個特定的滲透探傷全部檢驗過程所必須的一系列材料，含滲透液、乳化劑、去除劑和顯象劑。列材料，含滲透液、乳化劑、去除劑和顯象劑。 滲透探傷時，必須采用同一廠家提供的同族組的產品，不同族組滲透探傷時，必須采用同一廠家提供的同族組的產品，不同族組的產品不能混用。的產品不能混用。3 滲透探傷劑系統的選擇原則滲透探傷劑系統的選擇原則 （1）同族組要求：）同族組要求： （2）靈敏度要求）靈敏度要求 （3）根據被檢工件狀態進行選擇）根據被檢工件狀態進行選擇 （4）價格、毒性、清洗性）價格、毒性、清洗性 （5）特殊性等）特殊性等4 滲透檢測工藝特點滲透檢測工藝特點 4.1不同滲透檢測方法的操

49、作程序不同滲透檢測方法的操作程序（1）水洗型滲透檢測法操作程序）水洗型滲透檢測法操作程序（2）后乳化型滲透檢測法操作程序）后乳化型滲透檢測法操作程序（3）溶劑去除型滲透檢測法操作程序）溶劑去除型滲透檢測法操作程序4.2 各種滲透檢測方法的優缺點和應用選擇各種滲透檢測方法的優缺點和應用選擇著色法只需在白光或日光下進行，在沒有電源的場合下也能使用。熒光法孺要配備黑光燈和暗室，無法在沒有電源及暗室的場合下使用。水洗著色法適于檢查表面較粗糙的零件，操作簡便，成本較低。該法靈敏度較低，不易發現細微缺陷。水基滲透液著色法適用于檢查不能接觸油類的特殊零件，但靈敏度很低。后乳化型著色法具有較高靈敏度，適宜檢查

50、較精密零件，但對螺栓，有孔、槽零件，以及表面粗糙零件不適用。溶劑去除型著色法應用較廣，特別是使用噴罐，可簡化操作，適宜于大型零件的局部檢驗。水洗型熒光法成本較低，有明亮的熒光，易于水洗，檢查速度快，適用于表面較粗糙零件，帶有螺紋、鍵槽的零件及大批量小零件的檢查。但靈敏度較低，寬而淺的缺陷容易漏檢，光潔度高的零件重復檢查效果差，水洗操作時容易過洗，熒光液容易被水污染。后乳化型熒光法具有極明亮的熒光，對細小缺陷檢驗靈敏度高，能檢出寬而淺的缺陷，重復檢驗效果好，但成本較高，因清洗困難，不適用有螺紋、鍵槽及盲孔零件的檢查，也不適用于表面粗糙零件的檢驗。溶劑去除型熒光法輕便，適用于局部檢查，重復檢查效果

51、好，可用于無水源場所，靈敏度較高，成本亦較高。4.3滲透檢測操作注意事項滲透檢測操作注意事項( l ）預處理時，要在試件表面上造成充分的濕潤條件，以便形成滲透液的薄膜。要充分除去試件表面油脂、涂料、銹蝕和水等影響滲透液滲透的障阻物。( 2 ）根據滲透液的種類，試件的材質、預計缺陷種類和大小以及滲透時的溫度等來考慮確定適當的滲透時間。正常的滲透溫度范圍為1550 ，滲透時間不得少于10 min 。 ( 3 ）去除時，只需除去附著在試件表面的滲透液，不要過度清洗，不要使缺陷中的滲透液流出。采用溶劑清洗時，只能用蘸有溶劑的布或紙擦洗，且應沿一個方向擦拭，不得往復擦拭，不得用清洗劑直接沖洗。( 4 ）干式顯像前進行干燥時，要有合適的下燥溫度，在盡可能短的時間里有效地完成干燥。 4.4滲透檢測的安全管理滲透檢測的安全管理滲透檢測所用的檢測劑，幾乎都是油類可燃性物質。噴罐式檢測劑有時是用強燃性的丙烷氣充裝的，使用這種檢測劑時，要特別注意防火。它屬于消防法規所規定的危險品。因此，必須遵守有關法規規定的貯存和使用要求。滲透檢測所用的檢測劑一般是無毒或低毒的，但是如果人體直接接觸和吸收滲透液、清洗劑等，有時會感到不舒服，會出現頭痛和惡心尤其是在密封的容器內或室內檢測時，容易聚集揮發性的氣體和有毒氣體，所以必須充分地進行通風。