滲透檢測

滲透檢測(penetrant testing,縮寫符號為PT），又稱滲透探傷，是一種以毛細作用原理為基礎的檢查表面開口缺陷的無損檢測方法。

基本介紹

• 書名：滲透檢測
• 作者：金信鴻
• ISBN：978-7-111-47053-3
• 類別：高等工科院校無損檢測專業規劃教材
• 定價：28.0
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2014-10-09
• 裝幀：平裝
• 開本：16

內容簡介

滲透檢測是無損檢測五大常規檢測技術之一，是高等院校無損檢測專業基礎課。本教材編寫的目標和出發點都是立足於為無損檢測專業的高年級本科生或研究生教學使用，同時又兼顧高職學院學生教學及工程技術人員需要。強調理論基礎的重要性，始終以理論基礎貫穿全文；考慮教學、培訓的雙重需要，將理論、工程、資格考核有機結合；教材編排注重結構層次、滲透檢測過程的邏輯關係。內容包括緒論、滲透檢測的基本原理、滲透檢測探傷劑、滲透檢測方法、滲透檢測技術、痕跡顯示的解釋與評定、滲透檢測設備和器材、滲透檢測套用、安全與健康、滲透檢測質量控制和滲漏檢測等。教材全面反映滲透檢測技術的各種分支內容，同時考慮滲透檢測的最新發展

章節目錄

序
叢書序言
前言
第1章緒論1
11滲透檢測技術的發展1
12滲透檢測的特點2
複習題3
第2章滲透檢測的物理化學基礎4
21分子運動論4
22液體表面張力和表面自由能6
23潤濕現象12
24彎曲液面下的附加壓強與液體毛細現象18
25吸附現象25
26溶解現象29
27表面活性和表面活性劑30
28滲透檢測中的光學基礎48
複習題62
第3章滲透檢測劑64
31滲透劑64
32清洗劑82
33乳化劑83
34顯像劑86
35滲透檢測劑系統90
36滲透劑的配製方法91
37國內外部分滲透檢測劑性能介紹92
複習題95
第4章滲透檢測設備與器材96
41滲透檢測設備96
42滲透檢測的輔助器材101
43光照條件(檢測場地)105
44試塊106
45滲透檢測設備、儀器和標準試塊的質量控制111
複習題112
第5章滲透檢測工藝113
51滲透檢測方法的分類113
52滲透檢測的基本步驟114
53典型的滲透檢測方法127
54特殊的滲透檢測方法133
55滲透檢測方法的選擇136
複習題137
第6章痕跡顯示的解釋和評定139
61缺陷的基本知識139
62痕跡顯示的分類145
63缺陷顯示的分類147
64滲透檢測常見缺陷的顯示特徵149
65質量評定154
66缺陷的記錄156
複習題157
第7章滲透檢測套用158
71焊接件滲透檢測158
72鑄件滲透檢測160
73鍛件滲透檢測162
74機加工件滲透檢測164
75在役試件滲透檢測165
76非金屬件滲透檢測166
複習題166
第8章滲透檢測的質量管理167
81質量管理體系認證167
82計量認證體系169
83滲透檢測的人員資格鑑定172
84滲透檢測的設備器材管理175
85滲透檢測耗材的管理177
86滲透檢測環境與安全防護管理180
87滲透檢測檔案管理180
88滲透檢測工藝管理185
89滲透檢測記錄及歸檔186
複習題188
附錄189
附錄A正交試驗法與正交表189
附錄B滲透檢測缺陷顯示圖例202
參考文獻209

定義作用

滲透檢測(penetrant testing,縮寫符號為PT），又稱滲透探傷，是一種以毛細作用原理為基礎的檢查表面開口缺陷的無損檢測方法。這種方法是五種常規無損檢測方法（射線檢測、超音波檢測、磁粉檢測、滲透檢測、渦流檢測）中一種，是一門綜合性科學技術。

同其他無損檢測方法一樣，滲透檢測也是以不損壞被檢測對象的使用性能為前提，運用物理、化學、材料科學及工程學理論為基礎，對各種工程材料、零部件和產品進行有效的檢驗，藉以評價它們的完整性、連續性、及安全可靠性。滲透檢測是產品製造中實現質量控制、節約原材料、改進工藝、提供勞動生產率的重要手段，也是設備維護中不可或缺的手段。

著色滲透檢測在特種設備行業及機械行業里套用廣泛。特種設備行業包括鍋爐、壓力容器、壓力管道等承壓設備，以及電梯、起重機械、客運索道、大型遊樂設施等機電設備。螢光滲透檢測在航空、航天、兵器、艦艇、原子能等國防工業領域中套用特別廣泛。

適用範圍及特點

滲透檢測可廣泛套用於檢測大部分的非吸收性物料的表面開口缺陷，如鋼鐵，有色金屬，陶瓷及塑膠等，對於形狀複雜的缺陷也可一次性全面檢測。主要用於裂紋、白點、疏鬆、夾雜物等缺陷的檢測無需額外設備，對套用於現場檢測來說，常使用攜帶型的灌裝滲透檢測劑，包括滲透劑、清洗劑和顯像劑這三個部份，便於現場使用。滲透檢測的缺陷顯示很直觀，能大致確定缺陷的性質，檢測靈敏度較高，但檢測速度慢，因使用的檢測劑為化學試劑，對人的健康和環境有較大的影響。

滲透檢測特別適合野外現場檢測，因其可以不用水電。滲透檢測雖然只能檢測表面開口缺陷，但檢測卻不受工件幾何形狀和缺陷方向的影響，只需要進行一次檢測就可以完成對缺陷的檢測。

基本原理及步驟

滲透檢測是基於液體的毛細作用（或毛細現象）和固體染料在一定條件下的發光現象。

滲透檢測的工作原理是：工件表面被施塗含有螢光染料或者著色染料的滲透劑後，在毛細作用下，經過一定時間，滲透劑可以滲入表面開口缺陷中；去除工件表面多餘的滲透劑，經過乾燥後，再在工件表面施塗吸附介質——顯像劑；同樣在毛細作用下，顯像劑將吸引缺陷中的滲透劑，即滲透劑回滲到顯像中；在一定的光源下（黑光或白光），缺陷處的滲透劑痕跡被顯示（黃綠色螢光或鮮艷紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態。

滲透檢測的基本步驟

無論是那種滲透檢測方法，其步驟基本上是差不多的，主要包括以下幾步：

1、預處理；

2、滲透；

3、清洗；4、顯像；

5、觀察記錄及評定；

6、後處理。

滲透檢測的結果主要受到操作者的操作影響，所以進行滲透檢測的人員一定要嚴格按照相關的工藝標準、規程及技術要求來進行操作，這樣才能確保檢測結果的可靠性。

方法

滲透檢測方法，即在測試材料表面使用一種液態染料，並使其在體表保留至預設時限，該染料可為在正常光照下即能辨認的有色液體，也可為需要特殊光照方可顯現的黃/綠螢光色液體。

此液態染料由於“毛細作用”進入材料表面開口的裂痕。毛細作用在染色劑停留過程中始終發生，直至多余染料完全被清洗。此時將某種顯像劑施加到被檢材質表面，滲透入裂痕並使其著色，進而顯現。具備相應資質的檢測人員可對該顯現痕跡進行解析。

檢測方法的分類

根據滲透劑和顯像劑種類不同，檢測方法可按照表1和表2進行分類：

表1

方法名稱	滲透劑種類	方法代號
螢光滲透檢測	水洗型螢光滲透劑	FA
後乳化型螢光滲透劑	FB
溶劑去除型螢光滲透劑	FC
著色滲透檢測	水洗型著色滲透劑	VA
後乳化型著色滲透劑	VB
溶劑去除型著色滲透劑	VC

表2

方法名稱	顯像劑種類	方法代號
乾式顯像法	乾式顯像劑	D
濕式顯像法	濕式顯像劑	W
快乾式顯像劑	S
無顯像劑顯像法	不用顯像劑	N

1、根據滲透劑所含染料成分分類

根據滲透劑所含染料成分，滲透檢測分為螢光滲透檢測法、著色滲透檢測法和螢光著色滲透檢測法，簡稱為螢光法、著色法、和螢光著色法三大類。滲透劑內含有螢光物質，缺陷圖像在紫外線能激發螢光的為螢光法。滲透劑內含有有色染料，缺陷圖像在白光或日光下顯色的為著色法。螢光著色法兼備螢光和著色兩種方法的特點，缺陷圖像在白光或日光下能顯色，在紫外線下又能激發出螢光。

2、根據滲透劑去除方法分類

根據滲透劑去除方法，滲透檢測分為水洗型、後乳化型和溶劑去除型三大類。水洗型滲透法是滲透劑內含有一定量的乳化劑，工件表面多餘的滲透劑可以直接用水洗掉。有的滲透劑雖不含乳化劑，但溶劑是水，即水基滲透劑，工件表面多餘的滲透劑也可直接用水洗掉，它也屬於水洗型滲透法。後乳化型滲透法的滲透劑不能直接用水從工件表面洗掉，必須增加一道乳化工序，即工件表面上多餘的滲透劑要用乳化劑“乳化”後方能用水洗掉。溶劑去除型滲透法是用有機溶劑去除工件表面多餘的滲透劑。

3、根據顯像劑類型分類

根據顯像劑類型，滲透檢測分為乾式顯像法、濕式顯像法兩大類。乾式顯像法是以白色微細粉末作為顯像劑，施塗在清洗並乾燥後的工件表面上。濕式顯像法是將顯像粉末懸浮於水中（水懸浮顯像劑）或溶劑中（溶劑懸浮顯像劑），也可將現象粉溶解於水中（水溶性顯像劑）。此外，還有塑膠薄膜顯像法；也有不使用顯像劑，實現自顯像的。

一般步驟及要求

1.被檢物表面處理。

2.施加滲透液。

3.停滯一定時間。

4.表面滲透液清洗。

5.施加顯像劑。

6.缺陷內部殘留的滲透液被顯像劑吸附出來，進行觀察。

7.缺陷判定。

一、表面處理

對表面處理的基本要求就是，任何可能影響滲透檢測的污染物必須清除乾淨，同時，又不能損傷被檢工件的工作功能。滲透檢測工作準備範圍應從檢測部位四周向外擴展25mm以上。

污染物的清除方法有：機械清理，化學清洗和溶劑清洗，在選用時應進行綜合考慮。特別注意塗層必須用化學的方法進行去除而不能用打磨的方法。

二、滲透劑的施加

常用的施加方法有噴塗、刷塗、澆塗和浸塗。

滲透時間是一個很重要的因素，一般來說，施加滲透劑的時間不得少於10min，對於應力腐蝕裂紋因其特別細微，滲透時間需更長，可以長達2小時。

滲透溫度一般控制在10~50℃範圍內，溫度太高，滲透劑容易乾在被檢工件上，給清洗帶來困難；溫度太低，滲透劑變稠，動態滲透參量受到影響。當被檢工件的溫度不在推薦範圍內時，可進行性能對比試驗，以此來驗證檢測結果的可靠性。

在整個滲透時間內應讓被檢表面處於潤濕狀態。

三、滲透劑的去除

在滲透劑的去除時，既要防止過清洗又要防止清洗不足，清洗過度可能導致缺陷顯示不出來或漏檢，清洗不足又會使得背景過濃，不利於觀察。

水洗型滲透劑的去除：水溫為10~40℃，水壓不超過0.34MPa，在得到合適的背景的前提下，水洗的時間越短越好。

後乳化型滲透劑的去除：乳化工序是後乳化型滲透檢測工藝的最關鍵步驟，必須嚴格控制乳化時間防止過乳化，在得到合適的背景的前提下，乳化的時間越短越好。

溶劑去除型滲透劑的去除：應注意不得往復擦拭，不得用清洗劑直接沖洗被檢表面。

四、顯像劑的施加

顯像劑的施加方式有噴塗、刷塗、澆塗和浸塗等，噴塗時距離被檢表面為300~400mm，噴塗方向與被檢面的夾角為30~40°，刷塗時一個部位不允許往復刷塗幾次。

五、觀察

觀察顯示應在顯像劑施加後7~60min內進行。

觀察的光源應滿足要求，一般白光照度應大於1000Lx，無法滿足時，不得低於500Lx，螢光檢測時，暗室的白光照度不應大於20Lx，距離黑光燈380mm處，被檢表面輻照度不低於1000μW/。

在進行螢光檢測時，檢測人員進入暗室應有暗適應時間。

六、缺陷評定

按照標準要求進行記錄和評定。

優缺點

滲透檢測可以檢測（鋼、耐熱合金、鋁合金、鎂合金、銅合金）和非金屬（陶瓷、塑膠）工件的表面開口缺陷，例如，裂紋、疏鬆、氣孔、夾渣、冷隔、摺疊和氧化斑疤等。這些表面開口缺陷，特別是細微的表面開口缺陷，一般情況下，直接目視檢查是難以發現的。

滲透檢測不受被控工件化學成分限制。滲透檢測可以檢查磁性材料，也可以檢查非磁性材料；可以檢查黑色金屬，也可以檢查有色金屬，還可以檢查非金屬。

滲透檢測不受被檢工件結構限制。滲透檢測可以檢查焊接件或鑄件，也可以檢查壓延件和鍛件，還可以檢查機械加工件。

滲透檢測不受缺陷形狀（線性缺陷或體積型缺陷）、尺寸和方向的限制。只需要一次滲透檢測，即可同時檢查開口於表面的所有缺陷。

但是，滲透檢測無法或難以檢查多孔的材料，例如粉末冶金工件；也不適用於檢查因外來因素造成開口或堵塞的缺陷，例如工件經噴丸處理或噴砂，則可能堵塞表面缺陷的“開口”，難以定量的控制檢測操作質量，多憑檢測人員的經驗、認真程度和視力的敏銳程度。