渗透检测,1 渗透检测基础知识 1.1 渗透探伤定义 1.2 渗透探伤的工作原理和操作步骤 1.3渗透探伤的优点和局限性 1.4 渗透探伤的物理化学基础 2 缺陷显示的解释与缺陷评定 3 渗透检测的应用,1 渗透检测基础知识 1.1 渗透探伤定义 Penetrant Testing 简称PT 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 1.2 渗透探伤的工作原理和操作步骤 1.2.1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1.2.2渗透检测操作步骤 六大基本步骤：表面准备和预清洗、渗透、去除、干躁、 显象、观察（检验） （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) 清除污物的方法 机械法，碱洗及蒸汽清洗、酸洗，溶剂去除，洗涤剂清洗、超声波清洗，去漆处理，陶瓷的空气焙烧。
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 （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 （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 （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1000lx。
荧光观察 时，黑光灯的强度为，在距离黑光灯380mm处，其强度不低于 1000uw/cm21.3渗透探伤的优点和局限性,2019/9/18,无损检测相关知识,9,（1）优点 1）可以检测任何非松孔性材料（金属和非金属）或零件的表面开口状缺陷； 2）能直观地显示出缺陷的位置形状、大小和严重程度； 3）具有较高的检测灵敏度； 4）着色探伤不用设备，不用水电，特别适用于现场检验； 5）检验不受工件几何形状和缺陷方向的影 响2）渗透探伤的局限性,2019/9/18,10,只能检测表面开口缺陷（堵塞时也不能检出） 单个工件检测效率低，成本高； 检验缺陷重复性不好； 污染较重1.4 渗透探伤的物理化学基础 (1) 润湿现象 润湿（或不润湿）现象 液体滴在固体表面上有的铺展开来，有的呈平凸透镜状的这种现象，叫润湿作用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 当θ小于等于90º ，润湿； 当θ大于90º ，不润湿接触角是指指液/固界面与包含液体的气/液界面切线的夹角,,,,,,,θ,rL,rS,rSL,气体,固体,液滴,（2） 毛细现象 1）圆管中的毛细管现象,,,润湿液体在毛细管中呈凹面并且上升，不润湿 液体在毛细管中呈凸面并且下降的现象，称为毛 细管现象。
毛细现象并不局限于一般意义上的毛细管，例如两平行板间的夹缝，各种各样的棒、纤维、颗粒堆积物的空隙都是特殊形式的毛细管毛细现象中的液面高度 毛细管在润湿液体中，由于润湿作用，靠近管壁的液 面就会上升，形成表面凹下，在弯曲液面的附加压强下， 液体表面向上收缩，而形成平面；随后，润湿作用又起主导作用， 靠近管壁的液面又上升，重新形成表面凹下的弯曲液面，弯曲液面 在附加压强的作用下又上升如此循环，使毛细管的液面逐渐上 升，一直到向上的弯曲液面附加压强的作用力与毛细管内升高的液 柱重量相等时，达到平衡，才停止上升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,（3）乳化作用 1 ）乳化现象和乳化剂 由于表面活性剂的作用使本来不能混合到一块的两种 液体（油水）能够混合到一起的现象称为乳化现象。
具有 乳化作用的表面活性剂称乳化剂 2） 渗透探伤中的乳化现象 渗透探伤时，使用后乳化型渗透液，去除零件表面多余的渗透液时，一般使用水包油型乳化剂进行乳化清洗此时，渗透液是乳化的对象，由于乳化的目的是要将零件表面多余的渗透液清洗掉，故乳化剂还应有良好的洗涤作用4）渗透检测剂 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。
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渗透剂的性能 渗透剂的综合性能 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5）显象剂 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 1）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 2 ） 湿式显象剂 要求零件表面有较高的光洁度,显象剂的性能 1 综合性能 吸湿能力强，吸湿速度快，容易被缺陷处的渗透液所润湿 并吸出足量渗透液 显象剂粉末颗粒细微，对零件表面有一定的粘附力，能在零件表 面形成均匀的薄覆盖层，将缺陷显示的宽度扩展到足以用肉眼看到 2 物理性能 颗粒度：应足够细，不大于3μm 干粉密度：松散时0.075kg/l，包装状态0.130kg/l。
悬浮性：足够 3 化学性能 毒性、腐蚀性（F、Cl、S等）、温度稳定性、污染2、 缺陷显示的解释与缺陷评定 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 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 如气孔、裂纹、,3、渗透检测的应用,1）管板焊接的角焊缝；（焊接时膨胀方向不一致产生应力集中产生裂纹） 2）大型铸件的小区域缺陷，如空洞（因为局部受热，热应力集中冷却速度得不到控制出现裂纹） 3）转动轴有倒角或者变截面区域； 4）异种钢焊缝（从表面往里产生的缺陷）。