渗透检测技术_渗透检测新技术

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渗透技术检测

摘要：渗透检测在特种设备行业及机械行业里应用广泛。特种设备行业包括锅炉、压力容器、压力管道等承压设备，以及电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施等机电设备。荧光渗透检测在航空、航天、兵器、舰艇、原子能等国防工业领域中应用特别广泛。

关键词：渗透检测

毛细管作用引言

渗透检测是以毛细管作用原理为基础的检查非多孔性固体材料表面开口缺陷的一种无损检测方法。确切地说：就是利用毛细管现象使黄绿色荧光渗透液或有色非荧光渗透渗入到缺陷里，经清洗后，再利用显像剂的毛细管作用吸附出缺陷中残留渗透液，从而达到检测缺陷的目的。渗透检测的过程发展

没有哪本书上说PT检测是从某年被发现而发展起来的，不象RT检测是在 伦琴发现X射线后逐渐出现了检测技术，而PT检测方法是在民间中发现后经研究逐渐演变起来的。例如：用碳黑涂在陶器的表面上，在擦净表面，裂纹就可显现出来，这就是陶瓷厂检查陶瓷的传统方法。另外采用浸油的方法检测零部件表面裂纹是一种原始液体渗透方法，这种方法配合以白粉显像检验称之为油—白法，而广泛被应用。油—白法最早被铁道部门得到应用，这种方法是将重滑油稀释在煤油中，得到一种看上去是脏而黑的混合液体作为渗透液，机车零部件 杆、轴、曲柄等，用碱液煮洗并干燥后浸入渗透液中，过几小时甚至二十四小时以上，取出零件用浸有煤油的抹布把零件表面摖净，在涂上一种白粉加酒精的悬浮液，待酒精自会发后，在零件表面形成均匀的白色背景上出现深黑色渗透剂显示的裂纹，该方法只能检测比较大的裂纹。本世纪30—40年代美国人斯威策对PT渗透液作了大量试验和研究，首先他把着色染料加入到渗透液中增加了缺陷显示的颜色的对比度，1941年他又把荧光染料加到渗透液中，用显像粉显像增加了检测的灵敏度，从而使PT检测法进入了一个新阶段。随着科学的发展，越来越多的新型材料出现，例如：航天航空所用的各种轻合金、工程塑料、工业陶瓷等，用于他们制造不少关键部件都采用该种方法检查。目前国外一些工业先进国家都有PT检测器材和设备的系列产品及PT检测标准。我国过去由于工业不发达而导致PT检测水平和器材低下，进入80年代，特别是近20年对外开放，PT检测有相当大的提高，有些PT检测器材、产品已达到国际水平，但是还存在着许多问题。PT检测方法、器材、标准水平有待于进一步提高。适用范围及特点

渗透检测可广泛应用于检测大部分的非吸收性物料的表面开口缺陷，如钢铁，有色金属，陶瓷及塑料等，对于形状复杂的缺陷也可一次性全面检测。主要用于裂纹、白点、疏松、夹杂物等缺陷的检测无需额外设备，对应用于现场检测来说，常使用便携式的灌装渗透检测剂，包括渗透剂、清洗剂和显像剂这三个部份，便于现场使用。渗透检测的缺陷显示很直观，能大致确定缺陷的性质，检测灵敏度较高，但检测速度慢，因使用的检测剂为化学试剂，对人的健康和环境有较大的影响。

渗透检测特别适合野外现场检测，因其可以不用水电。渗透检测虽然只能检测表面开口缺陷，但检测却不受工件几何形状和缺陷方向的影响，只需要进行一次检测就可以完成对缺陷的检测。基本原理及特点

渗透检测是基于液体的毛细作用（或毛细现象）和固体染料在一定条件下的发光现象。渗透检测的工作原理是：工件表面被施涂含有荧光染料或者着色染料的渗透剂后，在毛细作用下，经过一定时间，渗透剂可以渗入表面开口缺陷中；去除工作表面多余的渗透剂，经过干燥后，再在工件表面施涂吸附介质——显像剂；同样在毛细作用下，显像剂将吸引缺陷中的渗透剂，即渗透剂回渗到显像中；在一定的光源下（黑光或白光），缺陷处的渗透剂痕迹被显示（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。

渗透检测的基本步骤

无论是那种渗透检测方法，其步骤基本上是差不多的，主要包括以下几步：

1、预处理；

2、渗透；

3、清洗；

4、显像；

5、观察记录及评定；

6、后处理。

渗透检测的结果主要受到操作者的操作影响，所以进行渗透检测的人员一定要严格按照相关的工艺标准、规程及技术要求来进行操作，这样才能确保检测结果的可靠性。检测方法

渗透检测方法，即在测试材料表面使用一种液态染料，并使其在体表保留至预设时限，该染料可为在正常光照下即能辨认的有色液体，也可为需要特殊光照方可显现的黄/绿荧光色液体。

此液态染料由于“毛细作用”进入材料表面开口的裂痕。毛细作用在染色剂停留过程中始终发生，直至多余染料完全被清洗。此时将某种显像剂施加到被检材质表面，渗透入裂痕并使其着色，进而显现。具备相应资质的检测人员可对该显现痕迹进行解析。

6检测方法的分类

根据渗透剂和显像剂种类不同，检测方法可按照表1和表2进行分类：

6．1根据渗透剂所含染料成分分类

根据渗透剂所含染料成分，渗透检测分为荧光渗透检测法、着色渗透检测法和荧光着色渗透检测法，简称为荧光法、着色法、和荧光着色法三大类。渗透剂内含有荧光物质，缺陷图像在紫外线能激发荧光的为荧光法。渗透剂内含有有色染料，缺陷图像在白光或日光下显色的为着色发。荧光着色法兼备荧光和着色两种方法的特点，缺陷图像在白光或日光下能显色，在紫外线下又能激发出荧光。

6.2、根据渗透剂去除方法分类

根据渗透剂去除方法，渗透检测分为水洗型、后乳化型和溶剂去除型三大类。水洗型渗透法是渗透剂内含有一定量的乳化剂，工件表面多余的渗透剂可以直接用水洗掉。有的渗透剂虽不含乳化剂，但溶剂是水，即水基渗透剂，工件表面多余的渗透剂也可直接用水洗掉，它也属于水洗型渗透法。后乳化型渗透法的渗透剂不能直接用水从工件表面洗掉，必须增加一道乳化工序，即工件表面上多余的渗透剂要用乳化剂“乳化”后方能用水洗掉。溶剂去除型渗透法是用有机溶剂去除工件表面多余的渗透剂。

6.3、根据显像剂类型分类

根据显像剂类型，渗透检测分为干式显像法、湿式显像法两大类。干式显像法是以白色微细粉末作为显像剂，施涂在清洗并干燥后的工件表面上。湿式显像法是将显像粉末悬浮于水中（水悬浮显像剂）或溶剂中（溶剂悬浮显像剂），也可将现象粉溶解于水中（水溶性显像剂）。此外，还有塑料薄膜显像法；也有不使用显像剂，实现自显像的。

7一般步骤及要求

1.被检物表面处理。2.施加渗透液。3.停滞一定时间。4.表面渗透液清洗。5.施加显像剂。

6.缺陷内部残留的渗透液被显像剂吸附出来，进行观察。7.缺陷判定。

一、表面处理

对表面处理的基本要求就是，任何可能影响渗透检测的污染物必须清除干净，同时，又不能损伤被检工件的工作功能。渗透检测工作准备范围应从检测部位四周向外扩展25mm以上。

污染物的清除方法有：机械清理，化学清洗和溶剂清洗，在选用时应进行综合考虑。特别注意涂层必须用化学的方法进行去除而不能用打磨的方法。

二、渗透剂的施加

常用的施加方法有喷涂、刷涂、浇涂和浸涂。

渗透时间是一个很重要的因素，一般来说，施加渗透剂的时间不得少于10min，对于应力腐蚀裂纹因其特别细微，渗透时间需更长，可以长达2小时。

渗透温度一般控制在10~50℃范围内，温度太高，渗透剂容易干在被检工件上，给清洗带来困难；温度太低，渗透剂变稠，动态渗透参量受到影响。当被检工件的温度不在推荐范围内时，可进行性能对比试验，以此来验证检测结果的可靠性。

在整个渗透时间内应让被检表面处于润湿状态。

三、渗透剂的去除

在渗透剂的去除时，既要防止过清洗又要防止清洗不足，清洗过度可能导致缺陷显示不出来或漏检，清洗不足又会使得背景过浓，不利于观察。

水洗型渗透剂的去除：水温为10~40℃，水压不超过0.34MPa，在得到合适的背景的前提下，水洗的时间越短越好。

后乳化型渗透剂的去除：乳化工序是后乳化型渗透检测工艺的最关键步骤，必须严格控制乳化时间防止过乳化，在得到合适的背景的前提下，乳化的时间越短越好。

溶剂去除型渗透剂的去除：应注意不得往复擦拭，不得用清洗剂直接冲洗被检表面。

四、显像剂的施加

显像剂的施加方式有喷涂、刷涂、浇涂和浸涂等，喷涂时距离被检表面为300~400mm，喷涂方向与被检面的夹角为30~40°，刷涂时一个部位不允许往复刷涂几次。

五、观察

观察显示应在显像剂施加后7~60min内进行。观察的光源应满足要求，一般白光照度应大于1000Lx，无法满足时，不得低于500Lx，荧光检测时，暗室的白光照度不应大于20Lx，距离黑光灯380mm处，被检表面辐照度不低于1000μW/。

在进行荧光检测时，检测人员进入暗室应有暗适应时间。

六、缺陷评定

按照标准要求进行记录和评定。8 优点

渗透检测可以检测（钢、耐热合金、铝合金、镁合金、铜合金）和非金属（陶瓷、塑料）工件的表面开口缺陷，例如，裂纹、疏松、气孔、夹渣、冷隔、折叠和氧化斑疤等。这些表面开口缺陷，特别是细微的表面开口缺陷，一般情况下，直接目视检查是难以发现的。

渗透检测不受被控工件化学成分限制。渗透检测可以检查磁性材料，也可以检查非磁性材料；可以检查黑色金属，也可以检查有色金属，还可以检查非金属。

渗透检测不受被检工件结构限制。渗透检测可以检查焊接件或铸件，也可以检查压延件和锻件，还可以检查机械加工件。

渗透检测不受缺陷形状（线性缺陷或体积型缺陷）、尺寸和方向的限制。只需要一次渗透检测，即可同时检查开口于表面的所有缺陷。

但是，渗透检测无法或难以检查多孔的材料，例如粉末冶金工件；也不适用于检查因外来因素造成开口或堵塞的缺陷，例如工件经喷丸处理或喷砂，则可能堵塞表面缺陷的“开口”，难以定量的控制检测操作质量，多凭检测人员的经验、认真程度和视力的敏锐程度。结语

渗透检测技术已经成为制造业和维修领域中不可缺少的重要组成部分，广泛应用到现代工业的各个领域，是评价工程材料、零部件和产品的完整性、连续性的重要技术方法，也是实现质量管理、节约原材料、改进工艺、提高生产率的重要手段。

参考文献

[1] 中国机械工程学会无损检测学会.透检测.京：机械工业出版社，1986.[2] 李家伟，无损检测手册.京：机械工业出版社，2002.[3] 渗透检测——中国特种设备检验协会组织编写 胡学军主编.