滲透檢測

衣粟山東省特種設備檢驗研究院0531-889072742/2/20231無損檢測相關知識基礎知識滲透檢測滲透檢測是一種以毛細管作用原理為基礎的檢測表面開口缺陷的無損檢測方法。滲透探傷是基于液體的毛細管作用和固體染料在一定條件下的發光現象。原理：零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透后，在毛細管作用下，經過一定時間的滲透，滲透液可以滲進表面開口缺陷中；除去多余的滲透液和干燥后；再在零件表面施涂吸附介質（顯象劑）；同樣在毛細管作用下，顯象劑將吸附缺陷中的滲透液，使滲透液回到顯象劑中；在一定光源下，缺陷處之滲透液痕跡被顯示，從而探測出缺陷的形貌及分布狀態。2/2/20232無損檢測相關知識滲透探傷的優點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；能直觀地顯示出缺陷的位置。形狀、大小和嚴重程度；具有較高的檢測靈敏度；著色探傷不用設備，不用水電，特別適用于現場檢驗；檢驗不受工件幾何形狀和缺陷方向的影響。2/2/20233無損檢測相關知識滲透探傷的局限性只能檢測表面開口缺陷（堵塞時也不能檢出）單個工件檢測效率低，成本高；檢驗缺陷重復性不好；污染較重。2/2/20234無損檢測相關知識滲透探傷的分類滲透液中所含染料成份分類熒光滲透探傷法、著色滲透探傷法和熒光著色滲透探傷法滲透液去除方法分類水洗型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洗掉。后乳化型滲透液中不含乳化劑，零件表面多余的滲透液在用乳化劑乳化后，才能用水清洗掉。溶劑去除型滲透液是用有機溶劑擦除清洗掉零件表面多余的滲透液。2/2/20235無損檢測相關知識滲透探傷的分類根據滲透探傷靈敏度級別分類很低級、低級、中級、高級和超高級熒光滲透探傷靈敏度可有五個級別，只有水洗型熒光滲透探傷靈敏度有很低級著色滲透探傷靈敏度等級有很低級、低級和中級三個級別熒光法比著色法有較高的檢測靈敏度根據缺陷是否穿透分類表面滲透探傷檢漏滲透探傷2/2/20236無損檢測相關知識滲透探傷的操作程序水洗型后乳化型溶劑去除型2/2/20237無損檢測相關知識各種滲透探傷方法優缺點著色滲透探傷法著色滲透探傷—日光、無需電源水洗型著色滲透法—粗糙表面、操作簡便、成本低，但靈敏度較低。水基—不能接觸油類的特殊零件，靈敏度低；后乳化型著色—中等靈敏度、適宜檢查較精密零件；溶劑去除型著色—應用廣、操作簡便、適宜于大型零件的局部檢查。成本較高、不適用于大批量零件的檢查。2/2/20238無損檢測相關知識各種滲透探傷方法優缺點熒光滲透探傷法需要配備黑光燈和暗室水洗型—成本低、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的小零件，靈敏度較低，寬而淺的缺陷易漏檢，光潔度高的零件重復檢查效果差。后乳化型—具有極明亮的熒光、細小缺陷檢驗靈敏度高，能檢寬而淺的缺陷，重復檢驗效果好，戌本較高，不適用表面粗糙的零件；溶劑去除型—適用局部檢查，重復檢查效果好，但成本較高，不適用于表面粗糙的零件檢查。2/2/20239無損檢測相關知識化學基礎表面張力存在于液體表面，使液體表面收縮的力稱為液體的表面張力。表面張力系數液體的表面張力通常以表面張力系數表示，它是任一單位長度上的表面張力。2/2/202310無損檢測相關知識表面張力F=mg=αL2/2/202311無損檢測相關知識潤濕、接觸角固體表面氣體被液體取代或固體表面的一種液體被另一種液體取代的現象稱為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θrLrSrSL氣體固體液滴2/2/202312無損檢測相關知識毛細現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象稱為毛細現象。能夠發生毛細現象的管子稱為毛細管。2/2/202313無損檢測相關知識潤濕液體毛細現象的過程毛細管插在潤濕液體中，由于潤濕作用，靠近管壁的液面會上升，形成表面凹下，從而擴大了液體表面；在彎曲液面的附加壓強作用下（表面張力作用），液體表面向上收縮，而又成為平面；隨后，潤濕作用又起主導作用，靠近管壁的液面又向上升，重新形成表面凹下，而附加壓強又使其收縮成平面；如此循環，使毛細管的液面逐漸上升，一直到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。2/2/202314無損檢測相關知識潤濕液體在毛細管中上升高度彎曲液面的附加壓力液柱的重量高度公式潤濕現象能綜合反映液體表面張力和接觸角兩種物理指標,同時也表示液體滲透能力的好壞2/2/202315無損檢測相關知識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能夠混合在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。外相為水，內相為油的乳狀液叫做水包油型的乳狀液，以o/w表示，反之油包水w/o2/2/202316無損檢測相關知識滲透探傷中吸附現象物質自一相內部富集于界面的現象為吸附現象。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。2/2/202317無損檢測相關知識表面活性劑的親水性表面活性劑是否易溶于水，即親水性大小非離子性表面活性劑的親水性，用親憎平衡值H.L.B表示。H.L.B值越高，親水性越強幾種成份的非離子型表面活性劑混合后，H.L.B的計算：2/2/202318無損檢測相關知識滲透特性滲透過程是缺陷處滲透液附著層的推斥力和滲透液表面張力共同作用的結果靜態滲透參量滲透液在表面開口缺陷中上升高度與滲透液表面張力及滲透液接觸角直接相關，表征著滲透液滲入缺陷的能力。動態滲透參量2/2/202319無損檢測相關知識光學基礎光致發光（熒光、磷光）許多原來在白光下不發光的物質，在紫外線等輻射源的作用下，能夠發生，這種現象叫光致發光照度指被照射物單位面積上所接受的光通量。2/2/202320無損檢測相關知識光學基礎顯象利用顯象劑吸附從缺陷中回滲到受檢零件表面的滲透液，形成一個肉眼可見的缺陷顯示。顯象劑的功能吸附足量的從缺陷中回滲到零件表面的滲透液；通過毛細作用將滲透液在零件表面橫向擴展，使缺陷輪廓圖形的顯示擴大到足以用肉眼可見2/2/202321無損檢測相關知識光學基礎裂紋的檢測出能力裂紋檢出能力表征相對于背景及外部光等條件，裂紋缺陷內的滲透液能形成可用肉眼直接觀察裂紋缺陷顯示的能力不同的滲透液，裂紋檢出能力是不同的，可使用帶裂紋的試塊進行靈敏度試驗測定；利用中間開槽的鋁合金淬火試塊（A型試塊），可以確定兩種不同滲透液的裂紋檢出能力的高低利用不同尺寸的裂紋試塊，黃銅板鍍鉻裂試塊（C型試塊）可能確定滲透液裂紋檢出能力的不同等級。鑒別各類滲透探傷劑性能和確定靈敏度等級。2/2/202322無損檢測相關知識滲透液滲透液的分類按溶解染料的基本溶劑分類按多余滲透液的去除方法分類按染料成份分類按靈敏度水平分類按與受檢材料的相容性分類2/2/202323無損檢測相關知識滲透液的綜合性能滲透力強，容易滲入零件的表面缺陷熒光滲透液應具有鮮明的熒光，著色滲透液應具有鮮艷的色澤清洗性好，容易從零件表面清洗掉潤濕顯象劑的性能好無腐蝕穩定性好毒性小低氯低氟低硫等特殊要求2/2/202324無損檢測相關知識著色滲透液水洗型著色滲透液后乳化型著色滲透液溶劑去除型著色滲透液2/2/202325無損檢測相關知識熒光滲透液水洗型熒光滲透液后乳化型熒光滲透液溶劑去除型熒光滲透液2/2/202326無損檢測相關知識乳化劑和溶劑去除劑乳化劑以表面活性劑為主體，還添加其它溶劑親水性乳化劑應該用水稀釋后使用，親油型乳化劑應該不加水直接使用用來去除零件表面多余滲透液的溶劑叫去除劑。采用溶劑去除零件表面多余滲透劑時，溶劑主要是溶解滲透劑，便于清除，沒有乳化作用2/2/202327無損檢測相關知識顯象劑干式顯象劑干粉顯象劑只吸附在缺陷部位，即使經過一段時間后，缺陷輪廓也不散開，仍能顯示出清晰的圖象，所以干粉顯象劑可以分開顯示出互相接近的缺陷，其分辨率較高濕式顯象劑溶劑懸快浮濕式顯象劑—快干式顯象劑快干式顯象劑顯象靈敏度高溶劑易于揮發，能大量吸熱，由于顯象劑的吸附是一個放熱過程，所以有機溶劑的迅速揮發并帶走大量熱量，能促進顯象劑對缺陷中回滲的滲透液的吸附，加快了吸附作用，使顯象靈敏度得以提高2/2/202328無損檢測相關知識滲透探傷劑系統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由滲透液、乳化劑、去除劑和顯像劑所構成的滲透探傷系統，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。如果不同族組，就可能出現滲透液、乳化劑、去除劑和顯象劑等材料，雖然各自都符合技術要求，但由于它們之間不相容，最終可能導致滲透探傷無法進行2/2/202329無損檢測相關知識滲透探傷系統的選用原則在滿足同族組前提下，首先考慮探傷所需的靈敏度和可靠性經濟性疲勞裂紋、磨削裂紋或其它細微裂紋的檢查，宜選用后乳化型熒炮滲透探傷系統；大零件的局部檢查，宜選用溶劑去除型熒光滲透探傷劑系統或溶劑去除型著色滲透劑系統表面光潔的零件，宜選用后乳化型熒光滲透探傷劑系統；表面粗糙的零件，宜選用水洗型熒光滲透探傷劑系統2/2/202330無損檢測相關知識滲透探傷操作基本方法水洗型熒光滲透探傷法水洗型著色滲透探傷法后乳化型熒光滲透探傷法后乳化型著色滲透探傷法溶劑去除型熒光滲透探傷法溶劑去除型著色滲透探傷法2/2/202331無損檢測相關知識滲透探傷操作基本步驟表面準備和預清洗滲透去除干燥顯象檢驗2/2/202332無損檢測相關知識滲透探傷方法選擇滲透探傷方法的選用原則首先考慮檢測靈敏度的要求，同時應考慮零件的批量大小、表面狀況和幾何形狀，還應考慮檢驗場所的水源、氣源、電源和檢驗費用等以缺陷為對象：淺缺陷、淺而寬的缺陷宜選用后乳化熒光液+非水基濕式顯象滲透探傷法；缺陷靠近或聚集，需觀察缺陷表面形狀，宜選用后乳化熒光液+干式顯象滲透探傷法選用時機上，一般在最終成品上進行滲透探傷2/2/202333無損檢測相關知識缺陷的評定相關痕跡非相關痕跡偽缺陷痕跡缺陷的評定記錄和報告2/2/202334無損檢測相關知識試塊和試片鋁合金淬火試塊(A型試塊）適用于兩種不同的滲透探傷劑在互不污染的情況下進行靈敏度的對比試驗，也適用于同一種滲透探傷劑的某一不同操作工序的靈敏度對比不銹鋼鍍鉻輻射狀裂紋試塊（B型試塊）主要用于校驗操作方法和工藝系統靈敏度黃銅板鍍鉻裂紋試塊（C型試塊）主要用于鑒別各類滲透探傷劑性能和確定靈敏度等級2/2/202335無損檢測相關知識渦流檢測2/2/202336無損檢測相關知識渦流檢測基礎渦流檢測是以電磁感應原理為基礎。渦流檢測原理把導體接近通有交流電的線圈，由線圈建立交變磁場，該交變磁場通過導體，并與之發生電磁感應作用，在導體內建立渦流。導體中的渦流也會產生自已的磁場，渦流磁場改變了原磁場的強弱，進而導致線圈電壓和阻抗的改變。當導體表面或近表面出現缺陷時，將影響到渦流的強度和分布，渦流的變化又引起了檢測線圈電壓和阻抗的變化，根據這一變化，就可以間接地知道導體內缺陷的存在。2/2/202337無損檢測相關知識渦流檢測基礎由于導體自身各種因素（如電導率、磁導率、形狀、尺寸和缺陷等）的變化，會導致感應電流的變化，利用這種現象而判知導體性質、狀態的檢測方法，叫做渦流檢測方法2/2/202338無損檢測相關知識渦流檢測管材、線材和工件的探傷，材料工件的狀態檢驗、材料分選和厚度測量優點非接觸法檢測，適用于對管材、棒材和絲材進行自動化探傷，檢測速度快；對于表面缺陷的探測靈敏度很高，且在一定范圍內具有良好的線性指示；影響渦流的因素很多，如裂紋、材料、尺寸、形狀及電導率和磁導率等，采用特定的電路進行處理，可以提取某一因素而抑制其它因素，由此有可對這一單獨的因素進行有效檢測不需接觸工件也不用耦合介質，所以可以進行高溫在線檢測由于是采用電信號顯示，所以可存儲、再現及進行數據處理。2/2/202339無損檢測相關知識渦流檢測的缺點檢測對象必須是導電材料由于集膚效應，只能檢出表面和近表面缺陷，無法檢出埋藏較深的缺陷；形狀復雜的試件很難應用；不能顯示出缺陷的圖形，因此無法從顯示信號判斷出缺陷的性質；干擾因素較多，容易引起雜亂信號2/2/202340無損檢測相關知識渦流檢測的應用厚度測量材質分選缺陷檢測材料的物理性能測量2/2/202341無損檢測相關知識集膚效應直流電通過圓柱體導體時，導體橫截面上的電流密度基本上均勻的。但當交流電通過圓柱體導體時，橫截面上的電流密度不在是均勻的了，而是導體表面電流密度大，中心電流密度小，這種現象稱為趨膚效應或集膚效應。電流密度從表面至中心的變化規律為:2/