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1、液体渗透检测 渗透检测渗透检测渗透检测渗透检测（PT）是用带有）是用带有荧光染料荧光染料荧光染料荧光染料（荧光法荧光法荧光法荧光法）或或红色染料红色染料红色染料红色染料（着色法着色法着色法着色法）渗透剂的渗透作用，来显示）渗透剂的渗透作用，来显示放大缺陷图像的痕迹，从而能够用肉眼检查试件放大缺陷图像的痕迹，从而能够用肉眼检查试件表表面开口缺陷面开口缺陷的方法，并给予评价。的方法，并给予评价。液体渗透检测液体渗透检测液体渗透检测渗透检测1 1 概述概述一、渗透检测发展简史一、渗透检测发展简史 渗透检测是最早被人们采用的一种无损检测方法。它广泛渗透检测是最早被人们采用的一种无损检测方法。它广泛地应
2、用于钢铁零件的表面质量检验，特别是在铁道系统应用地应用于钢铁零件的表面质量检验，特别是在铁道系统应用极广。但自极广。但自MT、ET问世后，问世后，PT发展稍有停滞。由于发展稍有停滞。由于MT只只能检验铁磁性材料，对于非铁磁材料（如有色金属、塑料、能检验铁磁性材料，对于非铁磁材料（如有色金属、塑料、陶瓷等）则无能为力，而陶瓷等）则无能为力，而ET只适于检测导电材料，因此，只适于检测导电材料，因此，PT以其操作简单，使用方便，在以其操作简单，使用方便，在NDT技术中逐渐受到重视。技术中逐渐受到重视。渗透检测1 1 概述概述二、渗透检测的特点二、渗透检测的特点优点：优点：u不受试件形状，大小，化学成
3、分，组织结构，缺陷方向限制，不受试件形状，大小，化学成分，组织结构，缺陷方向限制，一次可简便地探出任何方位的缺陷一次可简便地探出任何方位的缺陷u原理简明易懂，便于掌握。对于训练有素的检验人员来说，原理简明易懂，便于掌握。对于训练有素的检验人员来说，发生无关显示的机率比其他方法少发生无关显示的机率比其他方法少u检测设备及工艺过程简单，检测费用低，既不需要特殊设备，检测设备及工艺过程简单，检测费用低，既不需要特殊设备，又不受场地限制，适于野外及无电源地区。又不受场地限制，适于野外及无电源地区。渗透检测1 1 概述概述二、渗透检测的特点二、渗透检测的特点局限性：局限性：u只能检测表面开口缺陷只能检测
4、表面开口缺陷u对多孔性材料检测困难对多孔性材料检测困难u一般检验温度范围不得低于不得低于5 5或高于或高于5050 u渗透液易被污染失效污染失效三、渗透检测的应用三、渗透检测的应用 随着化学工业的发展，渗透检测技术已日益完善，已被广泛随着化学工业的发展，渗透检测技术已日益完善，已被广泛应用于机械、航空、宇航、造船、仪表、压力容器和化工工业应用于机械、航空、宇航、造船、仪表、压力容器和化工工业等各个领域。等各个领域。液体渗透检测 渗渗透透检测用用的的渗渗透透剂绝大大部部分分为液液体体，故故必必须研研究究渗渗透透过程程中中的的毛毛细管管现象象、清清洗洗剩剩余余渗渗透透液液过程程中中的的乳乳化化现象
5、象、显象象过程中的毛程中的毛细吸附。吸附。渗渗透透检测中中不不同同液液体体向向固固体体孔孔隙隙中中的的渗渗透透能能力力不不同同，称称为液液体体的的渗渗透透力力，其其强度度将将明明显影影响响发现缺缺陷陷的的能能力力。液液体体的的渗渗透透力力取取决决于于液液体体的的表表面面张力力、液液体体与与固固体体表表面面间的的润湿湿角的大小、缺陷的形状和大小以及渗透液的粘度等因素。角的大小、缺陷的形状和大小以及渗透液的粘度等因素。2 2 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础液体渗透检测一一.液体的表面张力液体的表面张力由于液体分子间距比气体小得多，分子力比气体大。所有在分子作用球半径的液体薄层内并与气体交界的
6、分子，都受到指向液体内部力的作用，此薄层称为表面层表面层，此吸引力即为内内聚力聚力。因此，表面层中的分子均有从表面进入液体内部的趋势，因而，液体要尽可能地缩小其表面积，而球的表面积是最小的。（水滴为球形）使液体自动收缩的力叫表面张力表面张力，它使液体表面积都有收缩到最小面积的趋势，能量最低。2 2 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础液体渗透检测式中：式中：为液体单位长度的表面张力；为液体单位长度的表面张力；l为液面的长度。为液面的长度。2 2 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础 液体的表面液体的表面张力决定于液体的性力决定于液体的性质，同一种液体，同一种液体，其表面其表面张力大小与温度有关
7、。力大小与温度有关。液体渗透检测二二.液体的润湿作用液体的润湿作用 润润湿湿是是固固体体表表面面上上的的气气体体被被液液体体取取代代的的过过程程。渗渗透透液液润润湿湿金金属属表表面面或或其其他他固固体体材材料料表表面面的的能能力力，是是判判定定其其是是否否具具有有高高的的渗透能力的另一个最重要的性能。渗透能力的另一个最重要的性能。液液体体对对固固体体的的润润湿湿程程度度，可可以以用用它它们们的的接接触触角角的的大大小小来来表表示示。把把两两种种互互不不相相溶溶的的物物质质间间的的交交界界面面称称为为界界面面，则则接接触触角角就就是是指指液液固固界界面面与与液液气气界界面面处处液液体体表表面面的
8、的切切线线所所夹夹的的角角度度，如如图所示。由图可知，图所示。由图可知，越大，液体对固体工件的润湿能力越小越大，液体对固体工件的润湿能力越小。2 2 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础液体渗透检测=0，完全润湿；90，润湿；90180，不润湿；=180，完全不润湿 液体渗透检测液体渗透检测二二.液体的润湿作用液体的润湿作用2 2 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础当液体与固体相接触时，有两种现象：当液滴成球形，与固体接触有收缩趋势 不润湿不润湿当液滴沿固体表面散开与固体接触有扩散趋势 润湿润湿润湿时，内聚力附着力，润湿角90液体渗透检测三三.液体的毛细现象液体的毛细现象 通常把内径、宽度1
9、mm的管子或两平行板，称为毛细管毛细管 润润湿湿时液体在毛细管中上上升升和不不润润湿湿液体在毛细管中下降下降的现象叫做毛细现象毛细现象液体渗透检测液体渗透检测毛细机理：毛细机理：润湿管壁润湿管壁凹弯月形凹弯月形 不润湿管壁不润湿管壁凸弯月形凸弯月形 凹弯月面下液体压强水平液面压强凹弯月面下液体压强水平液面压强凸弯月面下液体压强水平液面压强凸弯月面下液体压强水平液面压强液面不断上升液面不断上升液面不断下降液面不断下降直至与水平液面压强相等直至与水平液面压强相等 液体渗透检测式中：式中：为液面与管壁接触角；为液面与管壁接触角；为液体的密度；为液体的密度；为表面张力系数；为表面张力系数；R R为细管
10、半径；为细管半径；g g为重力加速度。为重力加速度。2 2 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础在毛细管中上升高度h液体渗透检测液体在间距很小的两平行板之间也会发生毛细现象，此时，液面液体在间距很小的两平行板之间也会发生毛细现象，此时，液面形状为柱面，液面上身或下降的高度形状为柱面，液面上身或下降的高度h可用下式计算：可用下式计算：式中：式中：r r为两板之间间距的一半；为两板之间间距的一半；2 2 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础 在在渗渗透透检检测测中中，可可将将零零件件表表面面的的开开口口缺缺陷陷看看作作毛毛细细管管或或毛毛细细缝缝隙隙，渗渗透透液液在在毛毛细细作作用用下下进进入入表
11、表面面缺缺陷陷，显显像像过过程程也也是是利利用用显显像像剂剂微微粉粉之之间间形形成成很很小小的的毛毛细细作作用用，将将渗渗透透剂剂吸吸收收出出来来，在试件表面形成一个放大的缺陷显示。在试件表面形成一个放大的缺陷显示。（6-2）液体渗透检测式中：式中：p p为大气压强为大气压强；b b为缺陷深度；为缺陷深度；d d为缺陷宽度为缺陷宽度2 2 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础 毛细管一端封闭一端封闭，此时润湿液体在毛细管中仍能上升，由于末端存在空气压力，毛细管中液体上升的高度小于开口毛细管小于开口毛细管 液体渗透检测 增加，h增加，太大，不利于渗透，太小，挥发性大。工件中贯通贯通缺陷不常见，非
12、贯通非贯通的较常见，类似于此情况，液体渗透液正是在毛细作用下自动地渗进表面缺陷中去的。液体渗透检测液体渗透检测机理液体渗透检测机理 PT是利用液体渗入渗入工件表面来寻找缺陷的方法。具体过程是将渗透液喷于工件表面，在毛细作用毛细作用下，渗透液渗入到工件表面开口的缺陷中，去除多余渗透液，保留缺陷内的渗透液，再在工件表面上涂上一层显像剂，缺陷中的渗透液在毛细作用毛细作用下重新被吸到工件表面，从而形成缺陷痕迹，据此对缺陷做出评判。PT的效果有赖于表表面面的的清清洁洁程程度度、缺缺陷陷空空腔腔几几何何尺寸和形状尺寸和形状、液体表面张力液体表面张力及润湿工件表面的能力润湿工件表面的能力 液体渗透检测四四.
13、表面活性和表面活性剂表面活性和表面活性剂 表面活性就是使溶剂液体的表面张力系数降低的性质。表面活性就是使溶剂液体的表面张力系数降低的性质。加加入入少少量量的的表表面面活活性性物物质质能能使使原原液液体体的的表表面面张张力力系系数数显显著著降低，从而产生润湿，乳化，分散等现象。降低，从而产生润湿，乳化，分散等现象。2 2 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础液体渗透检测五五.乳化作用和乳化剂乳化作用和乳化剂 在在某某物物质质的的作作用用下下，把把原原来来不不相相溶溶的的物物质质变变为为可可溶溶性性的的，这这种种作作用用称称为为乳乳化化作作用用。所所用用这这种种物物质质叫叫乳乳化化剂剂。例例如如，
14、把把水水和和油油一一起起倒倒进进容容器器中中，静静置置后后就就会会出出现现分分层层现现象象，形形成成明明显显的的界界面面。如如果果加加以以搅搅拌拌，使使油油分分散散在在水水中中，形形成成乳乳浊浊液液，但但稍稍静静置置，又又会会分分成成明明显显的的两两层层。如如果果在在容容器器中中加加入入合合适适的的乳乳化化剂剂，经经搅搅拌拌混混合合后后，可可形形成成稳稳定定的的乳乳浊浊液液。这这一一类类乳乳化化剂剂是是由由具具有有亲亲水水基基和和亲亲油油基基(又又叫叫憎憎水水基基)的的两两亲亲分分子子构构成成的的，它它能能吸吸附附在在水水和和油油的的界界面面上上，起起一一种种搭搭桥桥的的作作用用，不不仅仅防防
15、止止了了水水和和油油的的互互相相排排斥斥，而而且且把把两两者者紧紧紧紧地地连连接接在在自自己己的的两两端端，使使油油和和水水不不相相分分离离。这这样样就就把把渗渗透透液液变变成成可可溶溶性性的的了了，经经这这样样处处理理后后的的渗渗透透液液在在检检测测清清洗洗时时，很容易被水洗掉，保证了检测工作的顺利进行。很容易被水洗掉，保证了检测工作的顺利进行。液体渗透检测五五.乳化作用和乳化剂乳化作用和乳化剂1.作用作用 用于乳化不溶于水的渗透液，使其便于用水清洗。用于乳化不溶于水的渗透液，使其便于用水清洗。有表面化有表面化剂和添加和添加剂组成。成。2.性能要求性能要求 a 综合性能合性能 乳化效果好，化
16、学性乳化效果好，化学性质稳定，定，对工件无腐工件无腐蚀，对人人体无害，凝胶作用体无害，凝胶作用强，便于清洗。外，便于清洗。外观能与渗透液明能与渗透液明显区区别；受少量水或渗透液；受少量水或渗透液污染不降低性能；存染不降低性能；存储保保管中，温度管中，温度稳定性好，性能不定性好，性能不变；对操作者的健康无操作者的健康无害，无毒及无不良气味；害，无毒及无不良气味；闪点高，点高，挥发性低，性低，废液及液及去除去除污水的水的处理理简便等。便等。液体渗透检测五五.乳化作用和乳化剂乳化作用和乳化剂b物理性能 粘度：影响乳化时间，最短的乳化时间大于等于30s。闪点：不低于50C。挥发性：应低。c化学性能毒性
17、：无毒。容水性：应能允许混入5%的水含量。与渗透液的相容性：应允许混入20%的渗透液而不变质。特殊性能：水洗性，特殊性能：水洗性，荧光，槽液寿命，温度光，槽液寿命，温度稳定性，定性，停留停留时间。液体渗透检测五五.乳化作用和乳化剂乳化作用和乳化剂3、乳化、乳化剂分分类分分亲水和水和亲油两大油两大类。亲水性的乳化形式是油包水型，水分散在油里；水性的乳化形式是油包水型，水分散在油里；亲油性的乳化形式是水包油型，油分散在水里。油性的乳化形式是水包油型，油分散在水里。若乳化若乳化剂的的浓度高，乳化能力度高，乳化能力强，乳化速度快，乳化，乳化速度快，乳化时间难以控制且乳化以控制且乳化剂拖拖带损耗大；耗大
18、；若若浓度低，乳化能力弱，乳度低，乳化能力弱，乳化速度慢，乳化化速度慢，乳化时间常。常。应根据被根据被检零件的大小、数量、表面零件的大小、数量、表面光光洁度等情况，通度等情况，通过试验来来选择最佳最佳浓度和度和时间。4、乳化、乳化剂的的选择 根据根据值及工件的材及工件的材质、检验要求、渗透液种要求、渗透液种类进行行选择。液体渗透检测六六.光学基础知识光学基础知识u可见光和紫外线可见光和紫外线u光致发光光致发光u着色强度，荧光强度着色强度，荧光强度u发光强度，光通量，照度发光强度，光通量，照度u可见度可见度u对比度对比度 2 2 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础液体渗透检测一一.渗透检测材料
19、渗透检测材料u渗透剂渗透剂u清洗剂，去除剂清洗剂，去除剂u显像剂显像剂二二.渗透检测设备渗透检测设备u试块试块u黑度灯黑度灯u照度计照度计3 3 渗透检测材料与设备渗透检测材料与设备液体渗透检测液体渗透检测液体渗透检测液体渗透检测液体渗透检测一一.液体渗透检测方法的分类液体渗透检测方法的分类u按缺陷的显示方法不同，可分为着色法和荧光法；u按渗透液的清洗方法不同，可分为自乳化型、后乳化型和溶剂清洗型；u按显像剂或显像方法分：干式显像，湿式显像，快干式显像和无显像剂式；u按缺陷的性质不同，可分为检查表面缺陷的表面检测法和检查穿透型缺陷的检漏法；u按施加检测剂的方式不同，可分为浸泡法、刷涂法、喷涂法
20、、流涂法和静电喷涂法等。4 4 渗透检测技术渗透检测技术液体渗透检测二二.液体渗透检测的基本步骤液体渗透检测的基本步骤4 4 渗透检测技术渗透检测技术基本要点u表面清洗时，只把附在表面的渗透液清除干净，不使渗入缺陷的渗透液流出，确保其留在缺陷内u确保渗透液能充分进入缺陷内液体渗透检测二二.液体渗透检测的基本步骤液体渗透检测的基本步骤4 4 渗透检测技术渗透检测技术1 预清洗预清洗：清除不洁物（锈蚀、污垢、氧化皮等）去除方法去除方法 机械方法：吹沙、抛光、超声波清洗等 化学方法：酸洗、碱洗 溶剂去除法液体渗透检测二二.液体渗透检测的基本步骤液体渗透检测的基本步骤 渗透剂使用温度为15154040
21、，距表面20203030喷，渗透时间为5 520min20min，（渗透时间包括渗涂时间和滴落时间）。当给零件加载时，细小裂缝张开，有利于渗透剂渗入，可检测微裂纹 2 渗透渗透液体渗透检测二二.液体渗透检测的基本步骤液体渗透检测的基本步骤4 4 渗透检测技术渗透检测技术液体渗透检测二二.液体渗透检测的基本步骤液体渗透检测的基本步骤3 去除多余渗透剂去除多余渗透剂可采用水洗、乳化后水洗和溶剂清洗 4 干燥干燥 去除表面水分，可采用干布、压缩空气吹干，热风吹干等。主要用于水洗型、后乳化型 应注意 温度不要太高；时间不要过长 液体渗透检测二二.液体渗透检测的基本步骤液体渗透检测的基本步骤4 4 渗透
22、检测技术渗透检测技术去除多余渗透剂液体渗透检测二二.液体渗透检测的基本步骤液体渗透检测的基本步骤4 4 渗透检测技术渗透检测技术5 显像显像 显像剂厚度为0.050.07mm，保持1015min，施加显像剂要均匀，且一次涂覆 液体渗透检测二二.液体渗透检测的基本步骤液体渗透检测的基本步骤4 4 渗透检测技术渗透检测技术液体渗透检测二二.液体渗透检测的基本步骤液体渗透检测的基本步骤4 4 渗透检测技术渗透检测技术 6 观察观察 可见光下用肉眼或放大镜观察，此法适用于着色法着色法 紫外线灯适用于荧光法荧光法7 评定评定 根据JB/T4730-20058 后处理后处理 清洗残留渗透剂和显像剂 液体渗
23、透检测二二.液体渗透检测的基本步骤液体渗透检测的基本步骤4 4 渗透检测技术渗透检测技术钢包吊耳处因受力而裂纹 液体渗透检测液体渗透检测三三.常见缺陷的显像特征常见缺陷的显像特征4 4 渗透检测技术渗透检测技术 渗透显示图像是确定缺陷的依据，并不是所有的显示都是缺陷引起的，为正确分析显示的图像，通常将显示分为真实真实缺陷缺陷和虚假影像虚假影像 液体渗透检测4 4 渗透检测技术渗透检测技术真实缺陷显示 主要指裂纹、气孔、夹杂、疏松、折叠、分层等 1.连续连续线状缺陷显示：裂纹、冷隔、锻造折叠 2.断续断续线状缺陷显示：零件磨削、喷丸、锻造、机加工时，原来表面线性缺陷被堵塞，PT时呈断续状，计算时
24、按连续长缺陷计算 液体渗透检测4 4 渗透检测技术渗透检测技术液体渗透检测A线包括渗透装置、预清洗装置、清洗装置、烘干装置、线包括渗透装置、预清洗装置、清洗装置、烘干装置、显像装置和观察台。显像装置和观察台。B线包括后清洗装置和后烘干装置。线包括后清洗装置和后烘干装置。电气控制柜独立。电气控制柜独立。液体渗透检测液体渗透检测4 4 渗透检测技术渗透检测技术3.圆形显示：铸件表面的气孔、针孔或疏松形成的，对较深的表面裂纹，因被吸出较多渗透剂，而呈圆形。4.小点状显示：气孔、显微疏松 液体渗透检测4 4 渗透检测技术渗透检测技术 PT中因操作不当、程序控制不严、乳化洗涤不足等原因，使多余渗透液清除不干净造成假显示。而因加工工艺造成的显示，称为无关显示。虚假影像很容易去除，并不重复出现，应注意操作，加工应干净 虚假影像液体渗透检测五五.影响渗透检测灵敏度的因素影响渗透检测灵敏度的因素l渗透剂性能的影响渗透剂性能的影响l乳化效果的影响乳化效果的影响l操作方法的影响操作方法的影响l工作环境的影响工作环境的影响4 4 渗透检测技术渗透检测技术液体渗透检测一一.渗透检测的应用渗透检测的应用二二.渗透检测的新近发展渗透检测的新近发展5 5 渗透检测的应用及新近进展渗透检测的应用及新近进展