1、機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業 1) 預清洗及干燥預清洗及干燥5) 施加顯影劑施加顯影劑 2) 施加滲透液施加滲透液 3) 延時延時6) 觀察和評價觀察和評價7) 最后清潔工件最后清潔工件 4) 去除表面滲透液去除表面滲透液機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業 The technique is based

2、 on the ability of a liquid to be drawn into a clean surface breaking flaw by capillary action. Liquid Penetrant Testing Fluorescent penetrant on surface seeps into the crack.PenetrantPenetration機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業Emulsifies is applied to the penetrant. Emulsifier mixes with penetrant on the surfac

3、e, but penetrant in the crack is not emulsified. Emulsifier makes the mixture washable .Liquid Penetrant TestingPenetrant onlyEmulsifier and penetrantEmulsification機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業Water spray removes the emulsified penetrant. Water removes the surface film as well.Liquid Penetrant TestingPenetra

4、nt onlywaterRinse機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業Developer draws the penetrant out of the crack.Liquid Penetrant TestingPenetrantDevelopmentdeveloper機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業Black light causes the penetrant to glow in dark.Liquid Penetrant TestingPenetrantInspectionDeveloperBlack Light機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機

5、械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業PenetrantType (how it is seen)I FluorescentII VisibleMethod (how it is removed)A Water WashableB Postemulsifiable - LipophilicC Solvent RemovableD Postemulsifiable - HydrophilicDeveloper Forma Dry Powderb Wet, Water Solublec Wet, Water Suspendabled Wet, Non-Aqueous機械工程及自

6、動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業 表面張力系數表面張力系數為任一單位長度上的收縮表為任一單位長度上的收縮表面的力，也常稱為表面張力。它和液體表面相切面的力，也常稱為

7、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，且垂直于液體邊界。它是液體的基本性質之一，以牛頓以牛頓/ /米（米（N/mN/m）為單位。）為單位。 一定成分的液體，在一定的溫度下有一定的一定成分的液體，在一定的溫度下有一定的表面張力系數表面張力系數 值。不同的液體，值。不同的液體， 值是不同值是不同的。一般液體的的。一般液體的 值隨溫度上升而下降；少數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金屬熔融液體（銅、鎘）的表面張力系數隨溫度上升而增高。容易揮發的液體，表面張力系數更上升而增高。容易揮發的液體，表面張力系數更小，含有雜質的液體小，含有雜質的

8、液體 值也小。值也小。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業n表面張力系數表面張力系數a a也是單位表面所具有的表面自由能，所以也稱也是單位表面所具有的表面自由能，所以也稱其為比表面自由能。其為比表面自由能。n液體表面張力系數越小，液體表面能越小，液體越容易揮發。液體表面張力系數越小，液體表面能越小，液體越容易揮發。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業

9、 毛細管在潤濕液體中，由于潤濕作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，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，面又上升，重新形成表面凹下的彎曲液，彎曲液面在附加壓強的作用下又上升。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，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一直到向上的彎曲液面附加

10、壓強的作用力與毛細管內升高的液柱重量相等，達力與毛細管內升高的液柱重量相等，達到平衡時，才停止上升。到平衡時，才停止上升。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業2 coshr ga a 機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業n吸附現象：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：物質自一相內部富集于界面的現象即為吸附現象。n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

11、把液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。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。n能起吸附作用的固體稱為能起吸附作用的固體稱為吸附劑吸附劑，例如顯象劑粉末、活性碳、硅膠、分子，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篩等；被吸附在固體表面上的液體或氣體稱為吸附質吸附質。例如顯象過程中，。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。附質。n

12、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的質量，有時也指吸附劑單位表面積上所吸附的質量。吸附量數值越大，的質量，有時也指吸附劑單位表面積上所吸附的質量。吸附量數值越大，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。面積和很大的比表面。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業 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

13、附中（溶液是吸附劑），作為吸附質使用和液氣界面）。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。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。張力。 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。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業 顯象過程中顯象劑粉末吸附從缺

14、陷中回滲的滲透液，從而形成缺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，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

15、回滲的滲透液的吸附，加快量吸熱，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。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，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。表面活性劑分子的得以順利乳化清洗。表面活性劑分子的“兩親兩親”性質，使其能吸附在性質，使其能吸附在油水界面上，降低油水界面的界面張力，使乳化清洗順利進行。油水界面上，降低油水界面的界面張力，使乳化

16、清洗順利進行。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業1 乳化現象：乳化現象：由于表面活性劑的作用，使本來不能混合到一起的兩種由于表面活性劑的作用，使本來不能混合到一起的兩種液體能夠混合在一起的現象。具有乳化作用的表面活性液體能夠混合在一起的現象。具有乳化作用的表面活性劑稱為乳化劑。劑稱為乳化劑。3 乳化形式乳化形式 常見的乳狀液，一般都有一相是水或水溶液，通常稱為常見的乳狀液，一般都有一相是水或水溶液，通常稱為“水水”相；另相；另一相是與水不相溶的有機相，常稱為一相是與水不相溶的有機相，常稱為“油油”相。外相為水內相為油的相。外相為水內相為油的乳狀液叫

17、做水包油型乳狀液（牛奶），以乳狀液叫做水包油型乳狀液（牛奶），以O/W表示；外相為油，內相表示；外相為油，內相為水的乳狀液叫做油包水型乳狀液（原油），以為水的乳狀液叫做油包水型乳狀液（原油），以W/O表示。表示。2 乳化機理：乳化機理：親水基和親油基分子分別與水、油相連，搭橋，乳濁液。親水基和親油基分子分別與水、油相連，搭橋，乳濁液。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業n著色滲透檢測用白光著色滲透檢測用白光n著色檢測，觀察時使用白光著色檢測，觀察時使用白光。n白色光也稱可見光，其波長范圍為白色光也稱可見光，其波長范圍為(400(400760)nm760)nm。n由日光燈、白熾燈或高壓水銀燈

18、等產生由日光燈、白熾燈或高壓水銀燈等產生n熒光滲透檢測用黑光熒光滲透檢測用黑光n熒光檢測，觀察時使用黑光。熒光檢測，觀察時使用黑光。n黑光即紫外線，波長為黑光即紫外線，波長為(330(330390)nm390)nmn黑光燈：熒光滲透檢測時所用的紫外線燈黑光燈：熒光滲透檢測時所用的紫外線燈機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業n光致發光：光致發光：n許多原來在白光下不發光的物質在紫外線照射下卻能夠發光，許多原來在白光下不發光的物質在紫外線照射下卻能夠發光，即被紫外線激發而發光的現象。即被紫外線激發而發光的現象。n光致發光物質：能產生光致發光現象的物質。光致發光物質：能產生光致發光現象的物質。n

19、磷光物質：在外界光源停止照射后，仍能持續發光的物質磷光物質：在外界光源停止照射后，仍能持續發光的物質n熒光物質。在外界光源停止照射后，立刻停止發光物質。熒光物質。在外界光源停止照射后，立刻停止發光物質。n無損檢測中使用的熒光滲透液的熒光波長約為無損檢測中使用的熒光滲透液的熒光波長約為510-550 nm，其中心波長為其中心波長為550nm，呈黃綠色。，呈黃綠色。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業n著色強度或熒光強度，是缺陷內被吸附出來的一定數量的滲透液，在顯著色強度或熒光強度，是缺陷內被吸附出來的一定數量的滲透液，在顯像后能顯示色澤像后能顯示色澤( (色相色相) )的能力。的能力。n與滲

20、透液中著色染料的種類有關與滲透液中著色染料的種類有關n與染料在滲透液中的溶解度有關與染料在滲透液中的溶解度有關n與入射的紫外線的強度有關與入射的紫外線的強度有關n著色著色( (熒光熒光) )強度常用吸光度和臨界厚度來度量。強度常用吸光度和臨界厚度來度量。n吸光度：吸光度：也稱消光度用于表征光線通過有色溶液后部分光線被溶也稱消光度用于表征光線通過有色溶液后部分光線被溶液吸收使透射強度減弱的程度。滲透液的吸光度越大，著色強度液吸收使透射強度減弱的程度。滲透液的吸光度越大，著色強度就越大，缺陷顯示就越清晰。就越大，缺陷顯示就越清晰。n臨界厚度：臨界厚度：被顯像劑所吸附上來的滲透液，厚度達到某一定值時

21、，被顯像劑所吸附上來的滲透液，厚度達到某一定值時，即使再繼續增加其厚度，該滲透液的著色即使再繼續增加其厚度，該滲透液的著色( (熒光熒光) )強度也不再增加強度也不再增加時的液層厚度。臨界厚度越小，著色（熒光）強度就越大，越有時的液層厚度。臨界厚度越小，著色（熒光）強度就越大，越有利于缺陷的顯示。利于缺陷的顯示。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業n光通量：光通量：能引起眼睛視覺強度感覺的光輻射通量。能引起眼睛視覺強度感覺的光輻射通量。n單位：流明單位：流明(lm)(lm)。1lm1lm：光強度為：光強度為lcdlcd的光源在一個球面度內的光的光源在一個球面度內的光通量。通量。n發光強度：

22、發光強度：光源向某方向的單位立體角發射的光通量。光源向某方向的單位立體角發射的光通量。n單位：坎德拉單位：坎德拉(cd)(cd)。lcd: lcd: 某給定的單色光源某給定的單色光源( (頻率為頻率為540 x10540 x101212HzHz，波長波長0.5500.550m)m)在給定方向上在給定方向上( (該方向上的輻射強度為該方向上的輻射強度為1/683W/sr)1/683W/sr)的發光強度。的發光強度。n照度：照度：物體被照明的程度，被照射物體單位面積上所接受物體被照明的程度，被照射物體單位面積上所接受 的光通量。的光通量。n單位：勒克司單位：勒克司(lx)(lx)。1 lx=1lm

23、/m1 lx=1lm/m2 2。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業n一般要求，著色探傷時，被檢物表面上可見光照度一般要求，著色探傷時，被檢物表面上可見光照度應在應在500lx以上。以上。n 黑光燈強度為黑光燈強度為1000uw/cm2機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業n可見度可見度n可見度是觀察者相對于背景、外部光等條件下能看到可見度是觀察者相對于背景、外部光等條件下能看到顯示的一種特征。顯示的一種特征。n可見度與顯示的對比度密切相關。可見度與顯示的對比度密切相關。n對比度：對比度：n某一個顯示和圍繞這個顯示周圍的表面背景之間的亮某一個顯示和圍繞這個顯示周圍的表面背景之間的亮度或顏

24、色之差。度或顏色之差。n對比率：對比率：n顯示和顯示的表面背景之間反射光或發射光的相對量。顯示和顯示的表面背景之間反射光或發射光的相對量。n黑白之間最大對比率為黑白之間最大對比率為3333比比1 1。n黑色染料顯示與白色顯像劑背景之間的對比率為黑色染料顯示與白色顯像劑背景之間的對比率為9 9比比1 1n紅色染料顯示與白色顯像劑背景之間的對比率為紅色染料顯示與白色顯像劑背景之間的對比率為6 6比比1 1。n熒光顯示與不發光的背景之間的對比率為不小于熒光顯示與不發光的背景之間的對比率為不小于300300比比1 1。n在完全暗的理想情況下，對比率可達無窮大。在完全暗的理想情況下，對比率可達無窮大。機

25、械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業著色滲透液著色滲透液水洗型著色液：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，另一一種是水基的，另一種是自乳化的。種是自乳化的。后乳化型著色液后乳化型著色液溶劑去除型著色液：溶劑去除型著色液： 與速干式顯象配合使用，靈敏度較高。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，不能用于探測臨界疲勞裂紋、應力腐蝕著色滲透液靈敏度較低，不能用于探測臨界疲勞

26、裂紋、應力腐蝕裂紋或晶間腐蝕裂紋等非常微小的裂紋。裂紋或晶間腐蝕裂紋等非常微小的裂紋。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業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。常用水洗型低靈敏度檢查鋁鎂合金分低、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。鑄造件，批量螺拴、鍵槽、齒輪等零件。容易受到水污染。后乳化型熒光液后乳化型熒光液 分標準靈敏度、高靈敏度、超高靈敏度。用于表面光潔的，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。抗水污染能力強，也不易受靈

27、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。酸或鉻酸的影響。溶劑去除型熒光液溶劑去除型熒光液機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業nAdvantages:nShows shallow and open discontinuities wellnSensitive to fine defectsnShorter penetration timenDisadvantages:n2 step processnKeyways and threads difficult to rinsenNot good on rough surfaces機

28、械工程及自動化專業機械工程及自動化專業nAdvantages:nNo water needed (wont freeze)nPortable can be contained in 3 aerosol cansnGood for spot checkingnDisadvantages:nRemoving penetrant can be time consumingnDifficult to use on rough surfacesnDifficult to use on complex parts (hard to clean out of threads, keyways etc.)機械

29、工程及自動化專業機械工程及自動化專業n去除劑：去除劑：用來除去被檢工件表面多余滲透液的溶劑。用來除去被檢工件表面多余滲透液的溶劑。n水洗型水洗型滲透液的去除劑：水滲透液的去除劑：水n后乳化型后乳化型滲透液的除劑：乳化劑水滲透液的除劑：乳化劑水n溶劑型溶劑型滲透液的去除劑：有機溶劑滲透液的去除劑：有機溶劑 煤油、酒精、丙酮、三氯乙烯等煤油、酒精、丙酮、三氯乙烯等n要求要求n對滲透液中的染料對滲透液中的染料( (紅色染料或熒光染料紅色染料或熒光染料) )有較大有較大的溶解度。的溶解度。n對滲透液有良好的互溶性，且不與滲透液起化學對滲透液有良好的互溶性，且不與滲透液起化學反應。反應。n不應猝滅熒光染

30、料的熒光。不應猝滅熒光染料的熒光。機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業n作用：作用：乳化不溶于水的滲透液，使其便于用水清洗。乳化不溶于水的滲透液，使其便于用水清洗。n自乳化型滲透液自身含有乳化劑，可直接用水清洗；自乳化型滲透液自身含有乳化劑，可直接用水清洗；n后乳化型滲透液需經過專門乳化工序后，才能用水清洗。后乳化型滲透液需經過專門乳化工序后，才能用水清洗。n組成：組成：表面活性劑和添加溶劑表面活性劑和添加溶劑n分類分類 ：親水型、親油型親水型、親油型(1)(1)乳化效果好，便于清洗；乳化效果好，便于清洗；(2)(2)抗污染能力強，受少量水或滲透抗污染能力強，受少量水或滲透液污染時，不降低

31、其乳化性能；液污染時，不降低其乳化性能；(3)(3)黏度和濃度適中黏度和濃度適中( (使乳化時間合使乳化時間合理，不致造成乳化操作困難理，不致造成乳化操作困難) )；(4)(4)具備良好的化學惰性，不腐蝕被具備良好的化學惰性，不腐蝕被檢工件或盛裝的容器、不變色；檢工件或盛裝的容器、不變色；(5)(5)穩定性好，在貯存或保管中，不受穩定性好，在貯存或保管中，不受熱和溫度的影響；熱和溫度的影響；(6)(6)閃點高，揮發性低；閃點高，揮發性低； (7)(7)顏色與滲透液有明顯區別；顏色與滲透液有明顯區別；(8)(8)凝膠作用強；凝膠作用強；(9)(9)對人體無害，無毒及無不良氣味；對人體無害，無毒及無不良氣味；(10)(10)廢液及污水的處理簡便。廢液及污水的處理簡便。n綜合性能要求綜合性能要求機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及自動化專業機械工程及