液體滲透檢測

PenetrantTesting簡稱PT

第一節

滲透探傷的原理及方法第二節

液體滲透劑

第三節滲透探傷的常用方法第四節滲透探傷設備第五節滲透檢測靈敏度試塊第六節滲透檢測工藝第七節顯示的解釋與缺陷評定滲透探傷概念：

是以毛細管作用原理為根底的檢查外表開口缺陷的一種常規的無損檢測方法。零件外表被施加含有熒光染料或著色染料的滲透液后，在毛細管作用下，經過一定時間的滲透，滲透液可以滲進外表開口缺陷中；去除零件外表多余的滲透液和枯燥后,再在零件外表施加顯象劑；同樣，在毛細管作用下，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〕，從而探測出缺陷的形貌及分布狀態。滲透檢測：可以檢查金屬、非金屬零件或材料的外表開口缺陷，例如:裂紋、疏松、氣孔、夾渣、冷隔、折疊等。

滲透探傷：不受零件化學成分限制，不受零件結構限制，也不受缺陷形狀限制。

可以檢查磁性材料，也可以檢查非磁性材料；

可以檢查黑色金屬，有色金屬，也可以檢查非金屬；

可以檢查焊接件，鑄件，鍛件和機加工件；

只需一次探傷，即可把零件外表各方向及形狀的缺陷全部檢查出來

但是，滲透探傷不適于檢查外表是吸收性的零件或材料，例如粉末冶金零件。滲透檢測重復性差，污染較嚴重

滲透探傷適應性：第一節滲透探傷的原理及方法一、滲透探傷的根本原理在介紹液體滲透檢測的根本原理之前,首先要介紹兩種物理現象:潤濕作用毛細現象一、滲透探傷的根本原理1液體與固體交界處有兩種現象：第一種現象:液體各個分子之間的相互作用力大于液體分子與固體分子之間的作用力，稱為固體不被液體潤濕,如水銀在玻璃板上收縮成水銀珠那樣。第二現象:液體各個分子之間的相互作用力小于液體分子與固體分子之間的相互作用力，被稱為固體被液體潤濕,如水滴在潔凈的玻璃板上,水滴會慢慢散開那樣2接觸角：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外表張力，它力圖使液體外表收縮，用γL表示固－氣界面存在固體與氣體的界面張力，力圖使液滴外表鋪開，用γS表示固－液界面存在固體與液體界面張力，它力圖使液滴外表收縮，用γSL表示定義：液－固界面經過液體內部到液－氣外表之間的夾角，用θ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：

接觸角此式是潤濕的根本公式，常稱為潤濕方程3潤濕的三種方式和四個等級潤濕的三種方式：沾濕潤濕、浸濕潤濕、鋪展潤濕當θ≤180o時，發生沾濕潤濕；當θ≤90o，發生浸濕潤濕；當θ≤0o，發生鋪展潤濕。潤濕的四個等級：完全潤濕：當接觸角θ為0o，即cosθ＝1時，液滴在固體外表接近于薄膜的形態，此情況稱為完全潤濕。潤濕：當接觸角θ在0o和90o之間，即0<cosθ<1時，液滴在固體外表成為小于半球形的球冠，這種情況稱為潤濕。接觸角潤濕的四個等級：潤濕性能的改變：同種液體，對不同固體，它可能潤濕，也可能不潤濕，在液體中參加外表活性劑，那么液體的外表張力變小，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外表張力和接觸角兩種物理性能指標。不潤濕：當接觸角θ在90o和180o之間，即－1<cosθ<0時，液滴在固體外表上成為大于半球形的球冠，這種情況稱為不潤濕。完全不潤濕：當接觸角θ為180o，cosθ＝－1時，液滴在固體外表上成為球形，它與固體之間僅有一個接觸點，這種情況稱為完全不潤濕毛細現象例：將一根很細的管子插入盛有液體的容器中，如果液體能潤濕管子，那么液體會在管子內上升，使管內的液面高于容器的液面。如果液體不能潤濕管子，管內的液面就會低于容器的液面。毛細現象：潤濕管壁的液體在細管中上升，而不潤濕管壁的液體在細管中下降的現象。毛細現象并不局限于：

一般意義上的毛細管。特殊形式的毛細管:兩平行板間的夾縫，各種棒、纖維、顆粒堆積物的空隙

都是毛細管毛細管內液面高度：毛細現象使液體在管內上升的高度h，

可以用下式計算：式中：σ---為液體外表張力系數——為液面與管壁接觸角ρ---為液體密度R——細管半徑毛細動力學：固體管壁分子吸引液體分子，引起液體密度增加，產生側向斥壓強推動附面層上升，形成彎月面，由彎月面外表張力收縮，提拉液柱上升。平衡時，管壁側向斥壓力通過外表張力傳遞，與液柱重力平衡。4缺陷內液面高度以長a，寬C，深b的狹長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。裂紋模型如以下圖，為開口于零件外表的裂紋，但不穿透。當滲透液施加于有外表開口裂紋的零件外表時，具有足夠潤濕性能的滲透液將潤濕裂紋內外表，裂紋內將形成向液體內凹陷的彎曲液，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。

4缺陷內液面高度

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有裂紋空間，就必須將裂紋內氣體完全排除〔采取一定的措施〕一、滲透探傷的根本原理應用：可將零件外表的開口缺陷看作毛細管或毛細縫隙由于所采用的滲透液都是能潤濕零件的，因此滲透液在毛細作用下能滲入外表缺陷中去，使缺陷附近的外表有所不同，此時可直接進行觀察。如果使用顯像劑進行顯像，靈敏度會大大提高。一、滲透探傷的根本原理顯像過程：也是利用滲透的作用原理。顯像劑是一種細微粉末，顯像劑微粉之間可形成很多半徑很小的毛細管，這種粉末又能被滲透液所潤濕，所以當清洗完零件外表多余的滲透液后，給零件的外表敷撒一層顯像劑，根據上述的毛細現象，缺陷中的滲透液就容易被吸出，形成一個放大的缺陷顯示。

第二節液體滲透探傷劑定義：滲透探傷劑是指滲透劑﹑乳化劑﹑清洗劑和顯象劑的總稱。各種探傷劑要配套使用，不能相互交叉替代滲透探傷劑系統的定義及同族組1.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。既要滿足各自的要求，又要互容，到達檢測缺陷的目的。2.滲透探傷劑系統同族組：

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一系列材料，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，不同族組的產品不能混用。3.滲透探傷劑系統的選擇原那么〔1〕同族組要求〔2〕靈敏度要求〔3〕根據被檢工件狀態進行選擇〔4〕價格、毒性、清洗性〔5〕特殊性等A、滲透劑著色探傷熒光探傷要求顏色醒目，著色強度高。要求熒光強度高〔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、化學反響型滲透液、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比照，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。染料類型有：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。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，但濃度到達某一數值后，就不再繼續增加，甚至會減弱。2〕熒光染料與“串激〞“串激〞現象：第二種染料發出的熒光波長與第一種染料吸收光譜的波長相同，即第二種染料的熒光譜與第一種染料的吸收譜一致。這時，第一種染料在溶劑中吸收第二種染料的熒光得到激發，增強了自身發出的熒光強度。“串激〞的應用：利用“串激〞的方法可以增強熒光亮度。即在熒光液中參加兩種或兩種以上的熒光染料，組成激活系統，起到“串激〞作用。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，滲透液都是幾種溶劑的組合，使各成分的特性到達平衡溶劑可分為：根本溶劑和起稀釋作用的溶劑兩類。根本溶劑：應充分溶解染料，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，還有降低材料費用的作用。根本溶劑與稀釋溶劑能否平衡地配合，就直接影響滲透液特性〔粘度、外表張力、潤濕性能等〕，是決定滲透性能好壞的重要因素。最常用的溶劑——煤油：它具有外表張力小，潤濕能力強等優點，但它對染料的溶解度小。參加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。偶合溶劑：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。穩定劑：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別離出來，還需在滲透液中參加一定量的穩定劑。A、滲透劑揮發性不高洗滌性能好溶解性能好滲透性能好共性要求滲透探傷的顯象作用是依靠呈現顏色的染料和能發熒光的物質,這些物質應能充分溶解于溶劑中。這是對滲透劑的最根本要求。如苯、煤油、甲笨、乙醇、松節油、乙酸乙酯等。外表總會殘留多余的滲透劑,必須在清洗處理中很容易清洗掉,否那么殘留的滲透劑在顯象后判讀偽缺陷困難。滲透劑中的溶劑多為低沸點有機溶劑，易于揮發，降低了探傷靈敏度，因此在滲透劑成分調配中應適度考慮一些沸點相對較高的組成。B、乳化劑1.定義：油性物質是不能溶解于水的，當參加乳化劑后，使油能變成極微小的顆粒而均勻地分布在水中，形成了“水包油〞的勻質狀態，即使在靜止狀態下，油也不會聚在一起而造成油水分層的情況，這一現象稱為乳化現象，而具有這一現象的物質稱為乳化劑。在滲透劑中加有乳化劑，使非水溶性的滲透劑發生乳化作用而具有水溶性。2.乳化劑的分類分為親水和親油兩大類。假設乳化劑的濃度高，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；假設濃度低，乳化能力弱，乳化速度慢，乳化時間長。應根據被檢零件的大小、數量、外表光潔度等情況，通過試驗來選擇最正確濃度和時間。3.乳化劑的性能1〕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；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；閃點高，揮發性低，廢液及去除污水的處理簡便等。乳化劑的性能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50°C。〔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。〕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。C、顯象劑〔1〕定義及功能：1〕定義：用以顯示缺陷的探傷劑。顯象劑中的白色粉末的顆粒應細小，作為白色粉末的載體應易于揮發，載體通常是各種低沸點的有機溶劑，如乙醇﹑丙酮﹑苯等。2〕顯象劑通常有兩個根本功能：①吸附足量的從缺陷中回滲到零件外表的滲透液；②通過毛細作用將滲透液在零件外表橫向擴展，使缺陷的顯示放大到可見1)干式顯象劑——干粉顯象劑適用于螺紋及粗糙外表零件的熒光檢驗。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。一般與熒光液配合使用。2)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〕，塑料薄膜式〔干粉懸浮于樹脂清漆中〕。①水懸浮式顯象劑：干粉懸浮于水中，參加潤濕劑、分散劑、限制劑和防銹劑。呈弱堿性，長時間停留會腐蝕鋁鎂合金。要求零件外表有較高的光潔度。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。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；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外表，故顯象靈敏度高。〔2〕顯象劑的種類：干式顯象劑、濕式顯象劑(3)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，對零件外表有一定的粘附力，能在零件外表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：應足夠細，不大于3μm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。4.熒光滲透探傷的探傷劑熒光滲透劑必須有熒光物質，對熒光物質的要求是熒光強度要高，熒光物質產生的熒光顏色要易于識別。熒光物質產生熒光顏色取決于它受激發后的波長，這是熒光物質的一種物理屬性，是選擇熒光物質時應予考慮的因素。熒光物質也是以各種有機溶劑或水作為載體，為改善滲透劑性能，同樣也可參加外表活性質以提高滲透性參加助溶劑以增加熒光物質在溶劑中的溶解度等等。5.滲透液的性能〔1〕滲透液的綜合性能a滲透力強，容易滲入零件的外表缺陷中。b熒光液應具有鮮明的熒光，著色液應具有鮮艷的色澤。c清洗性好，容易從零件外表清洗掉。d潤濕顯象劑的性能好，易從缺陷中被吸附到顯象劑外表，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響。〔2〕滲透液的物理性能粘度外表張力和接觸角密度揮發性閃點和燃點電導性燃點：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。對同一液體而言，燃點高于閃點。閃點低，燃點也低，著火的危險性大。〔3〕滲透液的化學性能a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假設堿性，可能腐蝕鋁鎂合金。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體不銹鋼材料作用，在應力的作用下，產生應力腐蝕裂紋。b清洗性c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。滲透液中含水量超過某一極限時，滲透液出現別離、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。滲透液含水量越小越好，滲透液容水量指標越高，抗水污染能力越強。d毒性e溶解性f腐蝕性能綜上所述：粘度、外表張力、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平安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，也不能只用某一項性能來評價滲透液的優劣第三節滲透探傷的常用方法1根本方法與步驟操作步驟第三節滲透探傷的常用方法1.著色滲透探傷法

2.熒光滲透探傷法3.水洗型滲透探傷法4.溶劑去除滲透探傷法5.干式顯象滲透探傷法6.濕式顯象滲透探傷法這種探傷方法使用的滲透液主要是顏色深的著色物質，通常由紅色染料及溶解著色劑的溶劑所組成。這種探傷方法是使用含有熒光物質的滲透劑，經清洗后保存在缺陷中的滲透液被顯象劑吸附出來。用紫外光源照射，使熒光物質產生波長較長的可見光，在暗室中對照射后的工件外表進行觀察，通過顯現的熒光圖象來判斷缺陷的大小、位置及形態。

這種探傷方法以水為清洗劑，滲透劑以水為溶劑，或者在滲透劑中加有乳化劑，使非水溶性的滲透劑發生乳化作用而具有水溶性。

由于清洗使用的溶劑主要是各種有機物，它們具有較小的外表張力系數，對固體外表有很好的潤濕作用，因此有很強的滲透能力。這種探傷法主要用于熒光滲透劑，用經枯燥后的細顆粒干粉可獲得很薄的粉膜，對熒光顯象有利，可提高探傷靈敏度。濕式顯象劑是在具有高揮發性的有機溶劑中參加起吸附作用的白色粉末配制而成，這些白色粉末并不溶解于有機溶劑中，而是呈懸浮狀態，使用時必須搖晃均勻。為改善顯象劑的性能，還要參加一些增加粘度的成分.常常采用吹風機進行熱風烘吹以加快枯燥。2幾種常用方法〔1〕水洗型滲透探傷法包括水洗型著色和水洗型熒光，廣泛應用的是水洗型熒光法。使用場合：a靈敏度要求不高；b檢驗大體積或大面積零件；c檢驗開口窄而深的缺陷；d檢驗螺紋和帶有鍵槽的零件；e檢驗外表很粗糙的零件。滲透時間和顯象時間確實定：a根據零件的狀態和缺陷的種類以及環境溫度確定滲透時間；b根據零件材料的種類，外表狀態，滲透液類型確定顯象時間。顯象方式的選擇：著色液，任何外表狀態都選用溶劑懸浮式顯象劑；熒光液，光潔外表，選用溶劑懸浮式顯象劑，粗糙外表選用干式顯象。2幾種常用方法〔2〕后乳化型滲透探傷法后乳化型熒光法是廣泛應用的一種方法。使用場合：a外表陽極化工件，鍍鉻工件及復查工件；b檢驗要求比水洗型靈敏度高的零件；c被酸或其它化學試劑污染的零件，d檢驗開口淺而寬的缺陷；e被檢零件的缺陷可能被臟物污染；f檢驗應力裂紋、晶間腐蝕裂紋和磨削裂紋；g靈敏度可以改變主要應用在：經機加工的光潔零件的檢驗，如發動機的渦輪葉片，氣輪機葉片，渦輪盤等零件的檢驗。去除時首先是預水洗，然后乳化，再最后水洗。乳化時間是最關鍵的控制因素：根據零件外表光潔度，乳化劑濃度，乳化劑溫度，被污染的程度和滲透液來確定，一般用試驗的方法確定。〔3〕溶劑去除型滲透探傷法溶劑去除型著色法是廣泛應用的一種方法。溶劑去除型滲透探傷法適用于：焊接件和外表光潔零件的檢驗，特別適用于大零件的局部檢驗，也適用于非批量零件的檢驗和現場檢驗〔著色法〕。該方法多配用溶劑懸浮式顯象法

3滲透檢測方法的選用選擇滲透探傷方法，首先考慮檢測缺陷類型和靈敏度的要求，其次考慮零件批量大小、外表狀況及幾何形狀，還應考慮檢驗場所的水源、電源、氣源及檢驗費用等。細小裂紋、寬而淺的裂紋，外表光潔度高的零件，選用后乳化型熒光或著色法；疲勞裂紋、磨削裂紋及其它微小裂紋的檢驗，選用后乳化型熒光或溶劑去除型熒光法。小零件批量生產時，選用水洗型熒光法。大零件的局部檢驗，選用溶劑去除型熒光或著色法。粗糙外表的零件，選用水洗型熒光或著色。檢驗場所無電源及暗室時，選用著色法。4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。水洗型滲透:適于檢查外表較粗糙的零件〔鑄造件、螺拴、齒輪、鍵槽等〕，操作簡便，本錢較低，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零件〔液氧容器〕后乳化型滲透:適于外表光潔，靈敏度要求高的零件，例如發動機渦輪片，渦輪盤等，特別是后乳化型熒光法配合速干式顯象被認為是靈敏度最高的一種滲透方法。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〕，該法本錢較高，不適于大批量零件的滲透檢測。5滲透探傷法在焊接生產中的應用在焊接生產領域中要求作滲透探傷的場合有以下幾種情況(1)材料標準抗拉強度σb>540MPa的鋼制壓力容器上的C類和D類焊縫。(2)名義厚度δn>16mm的12CrMo及15CrMo鋼制容器，其他任意厚度的Cr-Mo低合金鋼制容器上的C類和D類焊縫。(3)堆焊外表。(4)復合鋼板的復合層焊縫。

5滲透探傷法在焊接生產中的應用在焊接生產領域中要求作滲透探傷的場合有以下幾種情況〔5〕上述1﹑2條中所指材料經火焰切割的坡口外表。〔6〕上述1﹑2條中所指材料，焊后經缺陷修磨或補焊處的外表。〔7〕上述1﹑2條中所指材料，在組裝對接時臨時焊在工件外表上的卡具﹑拉肋等，組焊完成后撤除處的焊痕外表。5滲透探傷法在焊接生產中的應用

要求作滲透探傷的主要是高強度級別的鋼材這類鋼材焊接工藝性不好，易于在焊縫外表及加工外表產生缺陷，而使用中不允許有任何裂紋和分層存在，所以，必須經滲透探傷檢驗。第四節滲透探傷設備1便攜式設備及壓力噴罐滲透探傷劑〔包括滲透液、去除劑和顯象劑〕，通常裝在密閉的噴罐內使用。噴罐一般由探傷劑的盛裝容器和探傷劑的噴射機構兩局部組成。典型結構見圖1。罐內裝有探傷劑和氣霧劑，40°C左右可產生0.29~0.49Mpa的壓力。顯象劑噴罐內還裝有玻璃彈子，起攪拌作用。2固定式設備預清洗裝置、滲透裝置、乳化裝置、水洗裝置、枯燥裝置、顯象裝置、后清洗裝置等。3檢測光源1〕白光燈80W日光燈在1米處的照度為500勒克斯。2〕黑光燈工作原理與鎮流器的串接使用主要事項〔開關、電壓〕3〕黑光強度檢測儀4〕白光照度計5〕熒光亮度計

第五節滲透檢測靈敏度一滲透檢測靈敏度試塊1鋁合金淬火試塊〔A型試塊〕作用：a用于兩種不同滲透液靈敏度比照b一種滲透液不同操作工序的靈敏度比照清洗和保存：按JB4730標準的方法進行制作：在試塊中心用氣體燈加熱到426°C左右，再放入冷水中淬火，再在110°C下枯燥15分鐘，冷卻至室溫保存3836.52102不銹鋼鍍鉻輻射狀裂紋試塊〔B型試塊〕作用：主要用于校驗操作方法和工藝系統靈敏度。通常與塑料復制品或照片對照使用。清理和保存：按標準要求或參照黃銅試塊。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4其他試塊美國PSM-5試塊吹砂鋼試塊陶器試塊缺陷試件二影響檢測靈敏度的主要因素1.滲透液性能的影響：〔1〕滲透能力〔2〕著色強度和熒光強度〔3〕在缺陷中的保存性能2.乳化劑的乳化效果3.顯像劑性能4.操作方法5.缺陷本身性質定義缺陷寬深比：K=b/d滲透深度：σ—液體外表張力系數，θ—液體與缺陷接觸角，p0—外界壓強第六節滲透檢測工藝六大根本步驟：外表準備和預清洗、滲透、去除、枯燥、顯象、觀察〔檢驗〕。1外表準備和預清洗〔1〕污物類別固體污物：外表清理；液體污物：預清洗。〔2〕去除污物的方法機械法，化學方法，溶劑去除方法，其它方法。2施加滲透劑〔1〕滲透液施加方法應根據零件大小、形狀、數量和檢查部位來選擇。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。主要有：噴涂，刷涂，澆涂，浸涂。〔２〕滲透時間及溫度一般不少于10min，溫度在15~50°C。具體按標準要求去除方法與缺陷中滲透液保存程度的關系3去除多余的滲透液要求從零件外表去除所有的滲透液，又不將滲入缺陷中的滲透液清洗出來；水洗型:滲透液用水去除，水噴法的水壓不超過0.35Mpa，水溫不超過40°C；水洗時間在得到合格背景的前提下，越短越好；可以用黑光燈控制熒光液的去除程度。3去除多余的滲透液要求后乳化型滲透液去除時：先用水預清洗，然后乳化，最后再用水清洗。施加乳化劑時，只能用浸涂、澆涂或噴涂，不能用刷涂。要防止過乳化，控制好乳化時間。去除方法與缺陷中滲透液保存程度的關系溶劑去除型滲透液的去除方法：先用干布〔紙〕擦然后再用沾有有機溶劑的布擦，不允許直接用有機溶劑沖洗。4枯燥溶劑去除法滲透探傷時，不必進行專門枯燥處理，應自然枯燥，不得加熱枯燥。用水清洗的零件，采用干式或非水基濕式顯象時，零件在顯象前必須進行枯燥；采用水基濕式顯象，水洗后直接顯象，然后進行枯燥處理。枯燥一般使用熱空氣循環烘干裝置，枯燥溫度不能太高，時間不能太長。顯象時間干式顯象：指從施加顯象劑起到開始觀察的時間。濕式顯象：指從枯燥起到開始觀察的時間，即枯燥時間。速干式顯象：施加顯象劑后，到觀察完成的時間。水基濕式顯象：多采用浸涂。涂復后進行滴落，然后再干燥。干燥過程就是顯象過程，顯象時要不斷攪拌，以防顯象劑沉淀。顯象時間不能太長，顯象劑不能太厚。一般規定：顯象時間一般不少于7min，顯象劑厚度為0.05~0.07mm。5顯象

顯象過程是用顯象劑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。干式顯象：主要用于熒光法，干燥后立即進行顯象，最好用噴粉柜進行噴粉顯象。非水基濕式顯象：主要采用壓力噴罐噴涂。噴涂前應搖動噴罐中的彈子，使顯象劑均勻。邊噴邊形成顯象劑薄膜。6觀察和評定觀察的光線要求

著色觀察時，被檢零件上白光的照度要不小于500lx。

熒光觀察時，黑光燈強度為：在距黑光燈380mm處，強度不低于1000μw/cm2。熒光觀察時：a進入暗室時，黑暗適應。b真偽缺陷的判定c缺陷性質的判定，作出合格與否的判定。d缺陷的表示和記錄重復檢查的規定：

a一般不進行重復檢查，滲透探傷的重復性不好；b著色法不允許復查；c熒光法檢查的不允許用著色法復查。

第七節顯示的解釋與缺陷評定1顯示的解釋和分類顯示的分類：相關顯示、非相關顯示和虛假顯示相關顯示：真實缺陷形成的；非相關顯示：零件加工工藝和結構外形及劃傷、刻痕、毛刺等;虛假顯示：零件外表滲透液的污染產生。2缺陷的評定缺陷顯示的分類：線狀、圓形、密集形、縱〔橫〕向顯示缺陷的分類：原材料缺陷、工藝缺陷和使用缺陷滲透檢測能發現的常見缺陷：氣孔、裂紋3標準關于顯示的分類和評定要求4滲透檢測記錄和報告

缺陷記錄方式：

草圖法、可剝性塑料薄膜顯象劑、照相法檢驗的原始記錄

檢驗的見證、執行工藝卡的見證、報告的來源滲透探傷報告

按照相關標準的要求JB/T4730.5-2005報告格式和原始記錄格式都是受控文件，不能隨便更改第五章光學全息無損檢測一全息照相的概念二全息照相根本原理三激光全息檢測根本原理四激光全息檢測方法

五激光全息檢測的應用

一全息照相的概念全息照相術是一種新型的照相技術，其成像過程是：利用光的干預和衍射現象，在照相干板或膠片上以干預條紋的形式把圖像記錄下來，然后用光照射這種干板〔稱作全息干板〕，就能以立體形式再現出原來的物體像。全息照相有一些突出的特點：比方它的像有三維立體性、其干板具有可分割性、可屢次記錄性等等。普通照相在膠片上記錄的僅是物光的振幅信息〔即光強分布〕，而全息照相記錄了物光的振幅及相位信息，“全息〞也因此而得名。全息照相術的起源全息術最初是由英國科學家丹尼斯·伽柏〔DennisGabor〕于1948年提出來的，伽柏并因此在1971年獲得了諾貝爾物理學獎。當初的目的是想利用全息術提高電子顯微鏡的分辨率，伽柏當初使用汞燈作為光源，但是汞燈作為光源還不是很理想，這種技術由于要求高度相干性及高強度的光源而一度開展緩慢1960年，梅曼〔Maiman〕研制成功了紅寶石激光器。1961年，賈范〔Javan〕等制成了氦氖激光器一種前所未有的優質相干光源誕生了。1962年，美國科學家E.N.利思和J.烏帕特尼克斯用激光器對伽柏的技術做了劃時代的改進，全息術的研究從此獲得了突飛猛進的開展。近40年來，全息技術的研究日趨廣泛深入，逐漸開辟了全息應用的新領域，成為近代光學的一個重用分支。全息照相術的開展如圖1，使從點光源〔可以認為是從物體上的一點反射出來的光，也可考慮為有一個針孔〕發出的相干激光束A與另一方向射來的激光束B在照相干板上疊加而產生干預。形成如圖2所示的那樣的干預條紋。如果將這種干板沖洗后那么可變成一種衍射光柵如圖3，即全息照片〔或全息圖〕.圖1圖2圖2圖2圖3二全息照相根本原理如果將全息照片置于原來的位置，并在與記錄干預條紋的參考光照射的方向相同的方向上用相干光照射，那么此照射光在沖洗后的干板〔衍射光柵〕上被衍射。由圖4可知，在衍射光柵的柵格間距小的地方，光的衍射角大；在衍射光柵的柵格間距大的地方，光的衍射角小。結果，整個衍射光就好似從原來點光源所在位置傳播過來的方向上被衍射。圖4二全息照相根本原理同樣，如果放置兩個點光源，通過與另外的相干光形成干預條紋，并記錄在干板上，那么自然會有兩種不同的干預條紋相重疊地被記錄下來。并且，每種干預條紋都具有與各自的點光源的光強相應的反差，從而起衍射光柵的作用，使得衍射光象是從原來兩個點光源所在位置傳播過來似的被衍射。在類似的點光源極多的情況下，也可按這種方式處理。二全息照相根本原理激光全息照相檢測的光路圖

被光照射的物體可以看作是無數點光源的集合體。在這種情況下，非常復雜的干預條紋被記錄下來，當用相干光照射干板時，光在與原物體存在時相同的方向上被衍射。換言之，在物體原來所在的位置上將再現它的像，這就是全息照相的原理。

干預條紋間距：如圖5，用分束鏡將一束相干光分為兩束，它們再以某一角度θ在干板上疊加，那么會形成大致一樣的干預條紋。這些干預條紋的間距為Δx的大小由波長λ和兩束光的夾角θ決定

圖5二全息照相根本原理空間頻率或空間載波：這樣產生的干預條紋如圖6所示，是黑白相間周期性重復的排列。每一毫米內存在的干預條紋數稱作空間頻率或空間載波，這樣產生的空間載波未受任何調制。圖6如圖7所示，如果在一個方向上的光束中途放置一塊幻燈片之類的透射體，利用從透射體透射出來的光，或者是利用照射物體時產生的反射光，與另一方向上的相干光〔即參考光〕疊加而形成干預條紋，那么這樣形成的干預條紋不再是規那么排列的清晰條紋，而是變成了復雜的干預條紋。這種情況，可以認為是空間載波被物體所調制。圖7二全息照相根本原理這樣記錄下來的受到物體光波調制了的干預條紋，就是全息圖。圖8是全息圖實際記錄過程的圖解，如果要由全息圖再現原物的形狀和位置，那么如圖9那樣，用同一波長的相干光照射全息圖，被調制的空間頻率就像一種衍射光柵一樣把光波衍射。由于被衍射的光是沿著與透過物體的光或被物體反射的光相同的方向行進，所以再現的像在空間也有景深，從而可觀測到三維的立體象。相對而言，一般照相技術僅僅是個記錄過程，而全息照相術具有記錄和再現過程兩個階段，再現出來的像恰是來自物體的光的波面本身二全息照相根本原理三激光全息檢測根本原理1激光全息檢測的原理〔1〕激光全息檢測的原理激光全息檢測：是利用激光全息照相來檢測物體外表和內部缺陷的。因為物體在受到外界載荷作用下會變形，這種變形與物體是否含有缺陷直接相關。在不同的外界載荷作用下，物體外表變形的程度是不相同的。激光全息照相是將物體外表和內部的缺陷通過外界加載的方法，使其在相應的物體外表造成局部的變形，用全息照相來觀察和比較這種變形，并記錄下不同外界載荷作用下的物體外表的變形情況，進行觀察分析，然后判斷物體內部是否存在缺陷。P為了了解這種檢測方法的原理，首先簡單介紹光的干涉現象根據電磁波理論，表示光波中電場的波動方程為

其中：A0為光波的振幅；ω為角頻率；t為時間。相干光1〕兩束光頻率相同，且有相同的振動方向和固定的相位差2〕兩束光波在相遇處所產生的振幅差不應太大，否那么與單一光波在該處的振幅沒有多大的差異，因此也沒有明顯的干預現象3〕兩束光波在相遇處的光程差不能太大，即兩束光波傳播到該處的距離差值不能太大〔1〕激光全息檢測的原理相干振動合成分別引起

P點的振動y1

A1coswt+(j1)y2

A2coswt+(j22pr1l2pr2l)合振動

y

y1+y2

Acos(wt+j)AA12A22A1A2cos2j2j12p++()r2r1ljarctanj12pr1l)(A1sin+j22pr2l)(A2sinj12pr1l)(A1cos+j22pr2l)(A2cosA2()A1()A()Pr1r2y10

A10cos(wt+j1)y20

A20cos(wt+j2)兩相干波源的振動方程21ss〔1〕激光全息檢測的原理AA12A22A1A2cos2++(j2j12p)r2r1lr2r12pl+2pkjr（0,1,2,)k...當時則合成振動的振幅最大maxA12A+A即d12rr+kl光程差為零或為波長的整數倍時，各質點的振幅最大，干涉相長。r2r12pl+pjr（0,1,2,)k...當時則合成振動的振幅最小即2k()+12d12rr+l2k()+1minA12AA光程差為半波長的奇數倍時，各質點的振幅最小，干涉相消。〔1〕激光全息檢測的原理全息照相的拍攝原理拍攝全息照片的根本光路大致如圖一激光光源〔波長為λ〕的光分成兩局部：直接照射到底片上的叫參考光；另一局部經物體外表散射的光也照射到照相底片，稱為物光。參考光和物光在底片上各處相遇時將發生干預，底片記錄的即是各干預條紋疊加后的圖像。關于強度：顯然參考光各處的強度是一樣的，但由于物體外表的反射率不同，所以物光的強度各處不同。因此，參考光和物光疊加干預時形成的干預條紋各處濃淡也就不同。全息照相的拍攝原理關于相位:如圖,設O為物體上某一發光點．設參考光在a處的波動方程為:全息照相的拍攝原理設a、b為相鄰的兩暗紋,由干預知：a、b兩處的物光與參考光必須都反相.因為ab兩處的參考光相同,所以其物光的波程差為λ.由幾何關系知:由此可知:當θ不同時----物光與參考光形成的干預條紋的間距也不同----而θ的大小----反映出物光光波的相位.再根據條紋的方向----可確定出物體的前后,上下,左右的位置.全息照相的觀察原理觀察全息照片的光路圖如下：全息照片不同于普通照片,其底片不顯示物體的形象,而是干預條紋疊加后的圖像。沖洗時只是改變了不同局部的透光性，觀察時,需利用與拍照時同頻率的光的衍射原理。仍考慮相鄰的兩條紋a和b,此時二者為兩透光縫。由惠更斯-菲涅耳原理知:處于同一波陣面上的a、b可以當成子波波源,其強度皆為激光光源的強度。沿原來從物體上O點發來的物光的方向的兩束衍射光,由幾何知識知其光程差恰為λ。由發光點O在底片上各處造成的透光縫透過的光形成的衍射條紋會使人眼感到原來的O點處有一發光點O’。所有發光點的對應的衍射條紋會使人眼看到一個處于原來位置的完整的立體虛像。全息照相的特點1.全息照片衍射形成的立體虛像是一個真正立體的,當人眼換一個位置時,便可以看到物體的側面像,即物體上原來被擋住的局部也可以看到。2.即使是全息照片的一塊殘片,也可以看到整個物體的立體象.因為拍攝照片時,物體上的點發出的物光在整個底片上處處與參考光發生干預,也就是說,在底片上處處都有某一點的記錄。3.在用光照射底片時,在與原來物光對稱方向的兩束光,其光程差也為λ,光線會聚將會在O〞處形成一實像。2．激光全息檢測的特點〔1〕由于激光全息檢測是一種干預計量技術，其干預計量的精度與波長同數量級，因此，極微小的變形都能檢驗出來，檢測的靈敏度高。〔2〕由于激光的相干長度很大，因此，可檢驗大尺寸物體，只要激光能夠充分照射到的物體外表，都能一次檢驗完畢〔3〕激光全息檢測對被檢對象沒有特殊要求，可以對任何材料、任意粗糙的外表進行檢測。〔4〕可借助于干預條紋的數量和分布狀態來確定缺陷的大小、部位和深度，便于對缺陷進行定量分析。該檢測方法：還具有非接觸、直觀、檢測結果便于保存等特點。但是，物體內部缺陷的檢測靈敏度取決于物體內部缺陷在外力作用下能否造成物體外表相應變形。四激光全息檢測方法1．物體外表微差位移的觀察方法〔1〕實時法先拍攝物體在不受力時的全息圖，沖洗處理后，把全息圖精確地放回到原來拍攝的位置上，并用與拍攝全息圖時同樣的參考光照射，那么全息圖就會再現出物體三維立體像(物體的虛像)，再現的虛像完全重合在物體上。這時對物體加載，物體的外表會產生變形，受載后的物體外表光波和再現的物體虛像之間就形成了微量的光程差。由于兩個光波都是相干光波(來自同一個激光源)，并幾乎存在于空間的同一位置，因此，這兩個光波疊加就會產生干預條紋。由于物體的初始狀態(再現的虛像)和物體加載狀態之間的干預度量比較是在觀察時完成的，因此稱這種方法為實時法。實時法的優點是：只需要用兩張全息圖就能觀察到各種不同加載情況下的物體外表狀態，從而判斷出物體內部是否含有缺陷。因此，這種方法既經濟，又能迅速而確切地確定出物體所需加載量的大小。其缺點是：1〕為將全息圖精確地放回到原來的位置，就需要有一套附加機構，以便使全息圖位置的移動不超過幾個光波的波長。2〕由于全息干版在沖洗過程中乳膠層不可防止地要產生一些收縮，當全息圖放回原位時，雖然物體沒有變形，但仍有少量的位移干預條紋出現。3〕顯示的干預條紋圖樣不能長久保存。〔2〕兩次曝光法將物體在兩種不同受載情況下物體外表光波攝制在同一張全息圖上，然后再現這兩個光波，而這兩個再現光波疊加時仍然能夠產生干預現象。這時所看到的再現圖像，除了顯示出原來物體的全息像外，還產生較為粗大的干預條紋圖樣。這種條紋表現在觀察方向上的等位移線，兩條相鄰條紋之間的位移差相當于再現光波的半個波長，假設用氦—氖激光器作光源，那么每條條紋代表大約0.316μm的外表位移。可以從這種干預條紋圖樣的形狀和分布來判斷物體內部是否有缺陷。兩次曝光法干預原理：設被攝物光波為：變形后的物光波為：參考光波為：設兩次曝光時間分別為：在線性記錄條件下全息圖的振幅透過率與曝光量成正比：如果用參考光再現，那么再現光場為：式中1、4項為直射項；2、5項為原始像項，對應物體的兩種狀態；3、6項為共軛項。我們觀察的是原始像項，其復振幅為：兩束光干預時，振幅相等，那么條紋反襯度最好，故記錄時應使：在滿足上式時，略去不重要常數項，可得有用干預光場強度2.激光全息檢測的加載方法〔1〕內部充氣法：對于蜂窩結構(有孔蜂窩)、輪胎、壓力容器、管道等產品，可以用內部充氣法加載。蜂窩結構內部充氣后，蒙皮在氣體的作用下向外鼓起。脫膠處的蒙皮在氣壓作用下向外鼓起的量比周圍大，形成脫膠處相對于周圍蒙皮有一個微小變形。〔2〕外表真空法：對于無法采用內部充氣的結構，如不連通蜂窩、疊層結構、鈑金膠結結構等，可以在外外表抽真空加載，造成缺陷處表皮的內外壓力差，從而引起缺陷處表皮變形。〔3〕熱加載法：這種方法是對物體施加一個適當溫度的熱脈沖，物體因受熱而變形，內部有缺陷時，由于傳熱較慢，該局部區域比缺陷周圍的溫度要高。因此，造成該處的變形量相應也較大，從而形成缺陷處相對于周圍的外表變形有了一個微差位移。3全息檢測實例〔1〕反射式全息：是利用后照相乳膠的布拉格衍射效應來實現的，如圖10所示。激光細光束經擴束鏡L擴束后照射在全息干板H上作為參考光，透過H的光照明物體，經物體漫反射的光成為物光，干板的乳膠面向著物體，由于乳膠感光材料的透過率為30%～50%，假設物體的反射率較高，那么光束比能滿足全息圖的記錄條件。圖10在這種記錄中，物光和參考光之間的夾角接近180°，因而在記錄介質中能建立起駐波。所形成的干預條紋根本上平行于記錄介質外表，條紋實際上是層狀的，其間距約為介質中光波長的一半。對光的衍射作用與三維光柵衍射一樣。lX射線qqABCidl入射角掠射角求出相鄰晶面距離為d的兩反射光相長干涉條件sincos+dACCB2di2dq層間兩反射光的光程差sin2dqlk(),...21k,布喇格定律相長干涉得亮點的條件或布喇格條件布拉格條件：在再現過程中，根據布拉格衍射原理，再現光在這種三維干預面上的衍射極大值必須滿足以下條件：⑴光從衍射面上反射時，反射角等于入射角；⑵相鄰兩干預層的反射光之間的光程差必須是λ。這就是布拉格條件。反射式全息圖的角度選擇性和波長選擇性：當照明干板的光束為單色光時，只有在某些特定的角度下才能觀察到再現像；當不同波長的混合光〔例如白光〕以一確定的入射角照明干板時，只有某些特定的波長滿足布拉格條件而產生再現像，其中只有一種波長的衍射效率為最高。〔2〕兩次曝光法測定金屬板的楊氏模量全息干預計量：是全息術應用的一個重要方面。全息干預與普通干預十分相似，其干預理論和測量精度根本相同，只是獲得相干光的方法不同。全息干預的相干光是采用時間分割法而獲得的，也就是將同一束光在不同的時刻記錄在同一張全息干板上，然后使這些波前同時再現并產生干預。時間分割法的特點是：相干光束由同一光學系統產生，因而可消除系統誤差，從而可降低對光學系統中各光學元件的精度要求，這也是全息干預計量的一個很重要的特點普通干預：只能測量外表經過拋光的透明物體或反射面全息干預：不僅可以測量透明物體，也可以測量不透明物體，并且外表可以是散射體。全息干預還可通過外表的變化來檢測物體內部的缺陷，這就是全息無損檢測。學習二次曝光法測定金屬板的楊氏模量：有助于加深對全息干預計量根本原理的理解，以及了解全息干預法的根本技術及其應用。兩次曝光法測定金屬板的楊氏模量光路如圖：激光束經擴束鏡照射在干板上為參考光，透過干板后的光束經鋁板反射后照射在干板上即為物光。首先在鋁板自由端未受力時作第一次曝光，干板上記錄了鋁板處于原始狀態時的全息圖；然后通過加力裝置對鋁板的自由端加力后作第二次曝光，干板上又記錄了鋁板受力變形后的全息圖。再現時同時復現鋁板兩個狀態下的物光波前，這兩個波前產生干預，形成一簇等光程差的干預條紋。如能測出某級亮紋或暗紋所在處沿鋁板縱軸方向的位置，即可算出其楊氏模量〔3〕透射式全息照相透射式全息的光路如圖:由激光器輸出的細激光束經M１反射后被分束鏡Ｇ分成兩束.反射的一束經Ｍ3再次反射并經Ｌ2擴束后，照在全息干板上作為參考光束；透射的一束由Ｍ2反射折轉，再經過L１擴束后照明物體，經物體漫反射形成的物光也到達全息干板Ｈ上。物光與參考光在全息干板上發生干預將形成復雜的干預圖樣，干板經沖洗吹干后即可得到一張透射式全息圖將制得的全息圖放回原位，遮住物光并取走物體，用原參光照明，那么透過全息圖可看到原來放物體處有物體的虛像，猶如物體沒取走一樣，物體的虛像具有明顯的視差效應，人眼通過全息圖觀察物體的虛像，就像通過一個“窗口〞觀察真實物體一樣，具有強烈的三維真實感，當人眼在全息圖后左右移動時，可看到物體的不同部位五激光全息檢測的應用1.蜂窩結構檢測蜂窩夾層結構的檢測可以采用內部充氣、加熱以及外表真空的加載方法。例如飛機機翼，采用兩次曝光和實時檢測方法都能檢測出脫粘、失穩等缺陷。當蒙皮厚度為0.3mm時，可檢測出直徑為5mm的缺陷。采用激光全息照相方法檢測蜂窩夾層結構，具有良好的重復性、再現性和靈敏度。蜂窩結構板脫粘區的全息再現干預條紋

2.復合材料檢測

以硼或碳高強度纖維本身粘接以及粘接到其他金屬基片上的復合材料，是近年來極受人們重視的一種新材料。它比目前采用的均一材料更具有強度高等優點，是宇航工業中很有應用前途的一種結構材料。但這種材料在制造和使用過程中會出現纖維內部、纖維層之間以及纖維層與基片之間脫粘或開裂，使得材料的剛度下降。當脫粘或裂縫增加到一定量時，結構的剛度將大大降低甚至導致損壞。全息照相可以檢測出材料的這種缺陷。

3.膠結結構檢測在固體火箭發動機的外殼、絕熱層、包覆層及推進劑藥柱各界面之間要求無脫粘缺陷。目前多采用X射線檢測產品的氣泡、夾雜物等缺陷，而對于脫粘檢測卻難于檢查。超聲波檢測因其探頭需要采用耦合劑，而且在曲率較大的部位或棱角處無法接觸而形成“死區〞，限制了它的應用。利用全息照相檢測能有效地克服上述兩種檢測方法的缺點。4．藥柱質量檢測激光全息照相也可以用來檢測藥柱內部的氣孔和裂紋。通過加載使藥柱在對應氣孔或裂紋的外表產生變形，當變形量到達激光器光波波長的1/4時，就可使干預條紋圖樣發生畸變。利用全息照相檢測藥柱不但簡便、快速、經濟，而且在檢測界面沒有粘接力的缺陷方面，有其獨特的優越性。5．印制電路板焊點檢測由于印制電路板焊點的特點，一般采用熱加載方法。有缺陷的焊點，其干預條紋與正常焊點有明顯的區別。為了適應快速自動檢測的要求，可采用計算機圖像處理技術對全息干預圖像進行處理和識別，通過分析條紋的形成等判斷焊點的質量，由計算機控制程序完成整個檢測過程。

6．壓力容器檢測

小型壓力容器大多數采用高強度合金鋼制造。由于高強度鋼材的焊接工藝難于掌握，焊縫和母材往往容易形成裂紋，加之容器本身大都需要開孔接管和支撐，存在著應力集中的部位，工作條件又較苛刻，如高溫高壓、低溫高壓、介質腐蝕等都促使容器易于產生疲勞裂紋。疲勞裂紋在交變載荷作用下不斷擴展，最終會使容器泄漏或破損。

傳統的檢驗方法是采用磁粉檢驗、射線檢驗和超聲波檢驗，或采用高壓破損檢驗，但檢測速度較慢，難于取得圓滿效果。

采用激光全息照相打水壓加載法，能夠檢測出3mm厚的不銹鋼容器的環狀裂紋，裂紋的寬度為5mm、深度為1.5mm左右。后圖為一壓力容器的激光全息檢測的照片。用激光全息方法還可以評價焊接結構中的缺陷和結構設計中的不合理現象等。壓力容器激光全息檢測照片(a)合格產品；(b)不合格產品

激光全息無損檢測開展趨勢局限：激光全息無損測試技術經歷了40多年的開展，真正應用到生產實際的工程并不多，而且僅局限在航空航天工業部門，造成這種局面的原因是多方面的。首先是激光全息無損測試技術本身的局限性。到目前為止，這項技術仍然依賴隔振平臺、銀鹽干版記錄、暗室條件下工作。而且檢測系統復雜，投資大，操作技術要求熟練，因而很難推廣應用到生產實際中去。而只能用于軍工部門，去解決一些用常規檢測方法無法解決而又必須進行無損測試的零部件。其次是投入不夠，由于這項技術本身的局限性，因而不能引起企業家的興趣和政府的關心，長期以來在資金投入方面很少，全靠科技工作者自發地進行研究，由此而導致了設備陳舊。第三是與相關學科交叉結合不緊。例如銀鹽記錄介質在實時全息干預記錄中無法記錄瞬態連續變形的問題亟待解決。第四是CCD應用、計算機數字圖像處理等新技術開展速度非常快，相應要求激光全息無損測試設備快速更新。激光全息無損檢測開展趨勢激光全息無損檢測開展趨勢前景：激光全息無損測試技術有其自身的獨特優點，能解決一些常規檢測方法或難以解決問題。例如對復合材料、蜂窩夾層結構、疊層結構、飛機輪胎的檢測就具有明顯的優點，是射線、超聲、磁粉、渦流、滲透等常規方法難以比較的。因此，激光全息無損測試技術經過不斷的開展和完善，將會起到重要作用。第六章超聲波無損檢測

〔UltrasonicTesting，簡稱UT〕一超聲波概述二超聲波檢測的根本理論五超聲波檢測技術的應用

三超聲波檢測設備四超聲波檢測方法

六超聲波探傷工藝流程

聲波聲波

一般意義上的聲波，是指能引起人的聽覺、在聲學中，聲波的頻率范圍包括

10

-4~1012Hz

的機械波。頻率在

20~20000Hz

的機械波。又稱聲音或聲。10

-4~16Hz次聲20~20000Hz可聽聲20000~5×108

Hz5×108~1012Hz超聲特超聲

頻率低，波長長，衰減小。用于探礦、預測風暴、監視地震和核爆炸等。次聲與人體器官（如心臟）的振動頻率相近，對人體有害。

除與人類生活息息相關外，該頻段在民用和軍用的聲吶（聲導航與定位）、水下目標測距及識別等亦常使用。

頻率高，波長短，能量大，穿透力強。在檢測、加工處理、醫療等領域有廣泛應用。

該頻段的超聲頻率，已高到可與電磁波的微波頻率相比擬，而具有超聲自身的許多優越特性，在固體物理領域中已得到廣泛應用。該頻段的低端，在現代電子技術、激光技術、信息處理和集成光學等領域有重要的應用。頻率高于1012Hz的特超聲的波長已可與晶格尺寸相比擬，是研究物質結構的一種重要的新手段。一超聲波概述1.什么是超聲波超聲波：它是由機械振動源在彈性介質中激發的一種機械振動波，其實質是以應力波的形式傳遞振動能量。其必要條件是：要有振動源和能傳遞機械振動的彈性介質它能透入物體內部并可以在物體中傳播。一超聲波概述2.超聲波的產生與接收〔1〕壓電效應、逆壓電效應：壓電效應：某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內部會產生極化現象，同時在它的兩個相對外表上出現正負相反的電荷。當外力去掉后，它又會恢復到不帶電的狀態，當作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變。這種現象稱為正壓電效應。逆壓電效應：相反，當在電介質的極化方向上施加電場，這些電介質也會發生變形，電場去掉后，電介質的變形隨之消失，這種現象稱為逆壓電效應，或稱為電致伸縮現象。2.超聲波的產生與接收

〔2〕超聲波換能器----超聲波的產生和接收器超聲波換能器主要由壓電晶體組成。利用石英、鈦酸鋇的逆壓電效應產生超聲披，正壓電效應接收超聲波。壓電晶體在交變電壓作用下，在晶體厚度方向產生伸縮變形，產生與交變電壓頻率相同的機械振動，即產生超聲波。當把高頻振動(超聲波)作用在晶體上，在晶體的兩個電極之間產生與超聲波頻率相同、強度與超聲波成正比的高頻電壓，即接收超聲波。3.超聲波的特點與應用超聲波波長很短，這決定了超聲波具有一些重要特性，使其能廣泛應用于無損檢測。1)方向性好超聲波具有像光波一樣定向束射的特性。2〕穿透能力強對于大多數介質而言，它具有較強的穿透能力。例如在一些金屬材料中，其穿透能力可達數米。3〕能量高超聲檢測的工作頻率遠高于聲波的頻率，超聲波的能量遠大于聲波的能量。4〕遇有界面時，將產生反射、折射和波型轉換。利用超聲