5章-渗透检测教材课件.ppt

1、渗透检测渗透检测v1 渗透检测基础知识渗透检测基础知识v 1.1 渗透探伤定义渗透探伤定义v 1.2 渗透探伤的工作原理和操作步骤渗透探伤的工作原理和操作步骤v 1.3渗透探伤的优点和局限性渗透探伤的优点和局限性v 1.4 渗透探伤的物理化学基础渗透探伤的物理化学基础v2 缺陷显示的解释与缺陷评定缺陷显示的解释与缺陷评定v3 渗透检测的应用渗透检测的应用1 渗透检测基础知识渗透检测基础知识1.1 渗透探伤定义渗透探伤定义Penetrant Testing 简称简称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渗透探伤的工作

2、原理和操作步骤1.2.1工作原理工作原理：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渗透检测操作步骤渗透检测操作步骤（1）表面准备和预清洗表面准备和预清洗1)污物类别污物类别 固体污物：表面清理；液体污物：预清洗。固体污物：表面清理；液体污物：预清洗。2)清除污物的方法清除污

3、物的方法 机械法，碱洗及蒸汽清洗、酸洗，溶剂去除，洗涤剂机械法，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。清洗、超声波清洗，去漆处理，陶瓷的空气焙烧。（2）施加渗透剂施加渗透剂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。)渗透时间及温度一般不少于10min，温度控制在1550C。（3）去除多余的渗透液去除多余的渗透液 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水洗型渗透液用

4、水去除，水喷法的水压不超过0.35Mpa，水温不，水温不超过超过40C，水洗时间在得到合格背景的前提下，越短越好，可以，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。用黑光灯控制荧光液的去除程度。（4）干燥干燥 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 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

5、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/cm2。1.3渗透探伤的优点和局限性2022-11-23无损检测相关知识9v（1）优点）优点v1）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；v2）能直观地显示出缺陷的位置。形状、大小和严重程度；v3）具有较高的检测灵敏度；v4）着色探伤不用设备，不用水电，特别适用于现场检验；v5）检验不受工件几何形状和缺陷方向的影 响。（2）渗透

6、探伤的局限性2022-11-2310v只能检测表面开口缺陷（堵塞时也不能检出）v单个工件检测效率低，成本高；v检验缺陷重复性不好；v污染较重。1.4 渗透探伤的物理化学基础渗透探伤的物理化学基础(1)润湿现象润湿现象润湿（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。v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v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。v当小于等于90，润湿；v 当大于90，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rLrSrSL气体固体液滴（2）毛细现象 1

7、）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

8、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渗透探伤中的毛细现象（1）渗透与毛细作用渗透与毛细作用 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

9、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

10、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，

11、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

12、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性能渗透剂的综合性能 a 渗透力强，容易

13、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）显象剂显象剂的种类、组分及特点显象剂的种类、组分及特点显象剂的种类：显象剂的种类：干式显象剂干式显象剂 湿式显象剂湿式显象剂1

14、）干粉显象剂）干粉显象剂 适用于螺纹及粗糙表面零件的适用于螺纹及粗糙表面零件的荧光检验荧光检验。干粉。干粉显象剂为白色无机显象剂为白色无机粉末，如粉末，如氧化镁、氧化锌、碳酸钙、氧化钛粉末氧化镁、氧化锌、碳酸钙、氧化钛粉末等。一般与荧光液配合使用。等。一般与荧光液配合使用。2）湿式显象剂湿式显象剂要求零件表面有较高的光洁度要求零件表面有较高的光洁度显象剂的性能显象剂的性能 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

15、，不大于3m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、缺陷显示缺陷显示的解释与缺陷评定的解释与缺陷评定1）显示）显示的解释和分类的解释和分类 显示的分类显示的分类 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）缺陷的评定缺陷的评定 缺陷显示的分类缺陷显示的分类缺陷的分类缺陷的分类 原材料缺陷、工艺缺陷和使用原材料缺陷、工艺缺陷和使用缺陷、渗透缺陷、渗透检测能发现的常见检测能发现的常见缺陷缺陷 如气孔如气孔、裂纹、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）。