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導(dǎo)讀

 

滲透檢測(cè)(PT)是以毛細(xì)現(xiàn)象為基礎(chǔ)，檢測(cè)與表面相通缺陷的無損檢測(cè)方法。

 

滲透檢測(cè)的毛細(xì)現(xiàn)象是一種特殊的界面現(xiàn)象，研究滲透檢測(cè)理論的基礎(chǔ)是界面物理化學(xué)。

 

滲透檢測(cè)與磁粉檢測(cè)相比，兩者都是檢測(cè)表面缺陷的方法，都是把缺陷圖像擴(kuò)大，以目視觀察判別及確定缺陷的性質(zhì)、尺寸及形貌等；

 

但兩者的方法原理完全不同，適用范圍也相差很大。

 

滲透檢測(cè)與磁粉檢測(cè)均可用于鐵磁性材料表面細(xì)微裂紋的檢測(cè)（檢測(cè)靈敏度均明顯高于射線檢測(cè)和超聲檢測(cè)），但就可靠性而言，磁粉檢測(cè)明顯高于滲透檢測(cè)。

 

滲透檢測(cè)可用于對(duì)非鐵磁性材料及有色金屬材料表面細(xì)微裂紋的檢測(cè)，而磁粉檢測(cè)是無能為力的。

 

滲透檢測(cè)理論解析

 

貫穿型缺陷模式

 

滲透檢測(cè)中，滲透液對(duì)受檢試件表面開口缺陷的滲透，實(shí)質(zhì)是滲透液的毛細(xì)作用。

 

滲透液對(duì)表面點(diǎn)狀缺陷(如氣孔、砂眼等)的滲透，就類似于滲透液在毛細(xì)管內(nèi)的毛細(xì)作用；滲透液對(duì)表面條狀缺陷(例如裂紋、夾渣和分層斷面上的縫隙等)的滲透，就類似于滲透液在間距很小的兩平行板間的毛細(xì)作用。

 

滲透檢測(cè)時(shí)，產(chǎn)生毛細(xì)作用的不規(guī)則 “滲漏缺陷”，就與貫穿型缺陷類似。

 

非貫穿型缺陷模式

 

在實(shí)際滲透檢測(cè)中，受檢試件中的貫穿型缺陷是不常見的；常見的是非貫穿型缺陷，而非貫穿型缺陷的一端是封閉的。

 

受檢試件中的缺陷類型不同，缺陷形狀也不同，缺陷內(nèi)液體形成的彎曲液面也不同。例如表面氣孔常為圓柱形，其液面為球形液面；表面裂紋可認(rèn)為是兩平行板間的毛細(xì)現(xiàn)象，其液面為柱形液面。

 

以表面裂紋為例，滲透液滲入受檢試件表面裂紋的先決條件是滲透液對(duì)其良好潤濕。只有當(dāng)滲透液能充分地潤濕受檢試件表面裂紋時(shí)，滲透液才能向狹窄的表面開口裂紋內(nèi)滲透，滲透檢測(cè)才有可能進(jìn)行。

 

滲透液的潤濕性能是滲透液的重要指標(biāo)，是表面張力和接觸角兩種物理性能的綜合反映。滲透檢測(cè)時(shí)，要求滲透液的接觸角不大于5°。

 

常用滲透檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)靈敏度為1μm數(shù)量級(jí)。

 

AMS-2644《檢驗(yàn)材料 滲透液》、ISO3452《無損檢測(cè) 滲透檢測(cè)》、GB/T18851《無損檢測(cè)-滲透檢測(cè)》等標(biāo)準(zhǔn)要求：超高靈敏度的滲透檢測(cè)材料應(yīng)清晰地顯示寬0.5μm、深10μm、長(zhǎng)1mm左右的細(xì)微裂紋；有關(guān)資料介紹：滲透檢測(cè)的最高靈敏度可達(dá)0.1μm。

 

開口缺陷與相通缺陷

 

常規(guī)滲透檢測(cè)方法只能檢出非多孔性零件和材料的表面開口缺陷。缺陷雖未開口，但與表面相通，例如疲勞裂紋、晶間腐蝕裂紋，也可使用滲透檢測(cè)方法檢測(cè)。

 

但必須徹底清洗好被檢表面及延長(zhǎng)滲透時(shí)間(某些滲透檢測(cè)工藝要求滲透時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4小時(shí))等。

 

多孔性材料與非多孔性材料

 

被檢對(duì)象為多孔性材料時(shí)，例如陶類制品、粉末冶金制品、碳素纖維制品等，需要使用過濾性微粒滲透液的特殊滲透檢測(cè)方法。

 

(1) 被檢對(duì)象為陶瓷類制品時(shí)，要注意制品是否上釉；上釉者為瓷，可以使用常規(guī)滲透檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。

 

(2) 被檢對(duì)象為石墨類制品時(shí)，要注意制品是否經(jīng)過浸銅等工藝處理；經(jīng)過浸銅等工藝處理后，石墨類制品中的細(xì)微孔洞被填充，就可以使用常規(guī)滲透檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。

 

(3) 被檢對(duì)象為粉末冶金類制品時(shí)，要注意區(qū)分是松孔類制品，還是致密類制品；如果是致密類制品，就可以使用常規(guī)滲透檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。

 

截留與去除

 

滲透檢測(cè)過程時(shí)，滲透液在表面裂紋(或其它表面開口缺陷)中形成截留。 

 

理想狀態(tài)下，用乳化劑或清洗去除劑去除受檢試件表面多余滲透液時(shí)，雖然截留的滲透液存在擴(kuò)散和急劇揮發(fā)現(xiàn)象，但仍然會(huì)沒有損失地截留在適當(dāng)位置。

 

在乳化和清洗去除過程中，截留的滲透液被去除的趨勢(shì)取決于滲透液的溶解及清洗去除特性。

 

下圖為使用油質(zhì)熒光滲透液進(jìn)行裂紋檢測(cè)的橫截面圖，在滲透液截留中，至少可辨別出以下5種擴(kuò)散范圍：

 

缺陷截留滲透液所呈現(xiàn)的擴(kuò)散區(qū)

 

(1) 進(jìn)入裂紋而接近表面的可洗范圍；

 

(2) 在裂紋中延伸較深的溶解范圍；

 

(3) 在裂紋中最深的不溶解范圍；

 

(4) 水?dāng)U散范圍；

 

(5) 乳化擴(kuò)散范圍。

 

上面所列的范圍對(duì)滲透過程的缺陷截流效率至關(guān)重要。

 

其他

 

1、酸對(duì)水洗型滲透液的影響

 

酸的污染將影響滲透檢測(cè)靈敏度，尤其是鉻酸和鉻酸鹽的影響很大。其原因是酸和鉻鹽在沒有水存在的情況下，不易與滲透液的染料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；但當(dāng)水存在時(shí)，易與滲透液中的染料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，影響染料的熒光發(fā)光/著色顏色。而水基水洗型滲透液本身就含有水；油基水洗型滲透液含有乳化劑，也易與水相溶混；故酸和鉻酸鹽對(duì)水洗型滲透液（不論水基或油基）影響較大。

 

2、后乳化型滲透液重復(fù)檢驗(yàn)的重現(xiàn)性

 

后乳化型滲透液重復(fù)檢驗(yàn)的重現(xiàn)性好。這是因?yàn)楹笕榛蜐B透液不含乳化劑，第一次檢驗(yàn)后，殘留在缺陷中的后乳化型滲透液可以用溶劑或三氯乙烯蒸氣清洗掉；因而在第二次檢驗(yàn)時(shí)，不影響滲透液的滲入，故缺陷能重復(fù)顯示。

 

水洗型滲透液中含有乳化劑，第一次檢驗(yàn)后，只能清洗去除滲透液中的油基部分，乳化劑將殘留在缺陷中，妨礙滲透液的第二次滲入，這也是水洗型滲透檢測(cè)系統(tǒng)重現(xiàn)性差的主要原因。