1、第第 4 4 章章 渗透检测技术渗透检测技术n4.1 4.1 概述概述n4.2 4.2 渗透检测物理基础渗透检测物理基础n4.3 4.3 渗透检测材料渗透检测材料n4.4 4.4 渗透检测设备渗透检测设备n4.5 4.5 渗透检测技术渗透检测技术n4.6 4.6 显示的解释和缺陷评定显示的解释和缺陷评定4.1.14.1.1渗透检测的定义、原理和作用渗透检测的定义、原理和作用 是一种以毛细作用原理为基础的检测技术，是一种以毛细作用原理为基础的检测技术，主要用于检测非疏松多孔性的金属或非金属零部主要用于检测非疏松多孔性的金属或非金属零部件的表面开口缺陷。件的表面开口缺陷。渗透剂缺陷痕迹4.1 概
2、述 将溶有荧光染料或着色染料的渗透液施加到将溶有荧光染料或着色染料的渗透液施加到被检对象的表面，由于毛细作用，渗透液渗入到被检对象的表面，由于毛细作用，渗透液渗入到细小的表面开口缺陷中，清除附着在工件表面的细小的表面开口缺陷中，清除附着在工件表面的多余渗透液，经干燥后再施加显像剂，缺陷中的多余渗透液，经干燥后再施加显像剂，缺陷中的渗透液在毛细现象的作用下被重新吸附到零件表渗透液在毛细现象的作用下被重新吸附到零件表面上，就形成放大了的缺陷显示，即可检查出缺面上，就形成放大了的缺陷显示，即可检查出缺陷的形貌和分布状态。陷的形貌和分布状态。渗透检测的作用渗透检测的作用n是制造业和维修领域中的重要组成
3、部分是制造业和维修领域中的重要组成部分n评价工程材料、零部件和产品的完整性、评价工程材料、零部件和产品的完整性、连续性的重要方法连续性的重要方法n质量管理、节约原材料、改进工艺、提高质量管理、节约原材料、改进工艺、提高生产率的重要手段生产率的重要手段4.1.24.1.2渗透检测技术的发展过程渗透检测技术的发展过程n始于始于2020世纪初，是目视检测外应用最早的检测方法世纪初，是目视检测外应用最早的检测方法n 铁锈观察、油铁锈观察、油-白垩法白垩法n2020世纪六七十年代：世纪六七十年代：闪烁荧光渗透检测材料、闪烁荧光渗透检测材料、n水基渗透液、水洗法渗透检测技术和闭路检测技术水基渗透液、水洗法
4、渗透检测技术和闭路检测技术n2020世纪世纪5050年代：国产技术开始起步，六七十年代有年代：国产技术开始起步，六七十年代有了自己研制的渗透液了自己研制的渗透液n发展趋势：低毒、高灵敏度渗透剂的研制成功发展趋势：低毒、高灵敏度渗透剂的研制成功4.1.3 4.1.3 渗透检测方法的分类渗透检测方法的分类 （参考教材（参考教材P141P141）n根据渗透液的种类（所含的染料成分）分类根据渗透液的种类（所含的染料成分）分类n根据表面多余渗透液的去除方法分类根据表面多余渗透液的去除方法分类n根据渗透液的种类和去除方法分类根据渗透液的种类和去除方法分类n根据显像方法分类根据显像方法分类4 4.1.1.4
5、 4 渗透检测的特点渗透检测的特点1.1.不受材料组织结构和化学成分的限制不受材料组织结构和化学成分的限制 有色金属、黑色金属、塑料、陶瓷及玻璃等。有色金属、黑色金属、塑料、陶瓷及玻璃等。2.2.灵敏度高灵敏度高 可清晰地显示宽可清晰地显示宽0.50.5m m、深、深1010m m、长、长1mm1mm的裂纹。的裂纹。3.3.设备简单、携带方便、检测费用低、适于野外工作设备简单、携带方便、检测费用低、适于野外工作4.4.不适于检查多孔性或疏松材料制成的工件或表面粗不适于检查多孔性或疏松材料制成的工件或表面粗糙的工件糙的工件5.5.只能检测表面开口缺陷只能检测表面开口缺陷6.6.只能检出缺陷表面分
6、布，不能定量只能检出缺陷表面分布，不能定量4.2 4.2 渗透检测物理基础渗透检测物理基础在介绍液体渗透检测的基本原理之前,首先要介绍两种物理现象:润湿作用毛细现象4 4.2.1.2.1表面张力和表面张力系数表面张力和表面张力系数4 4.2.1.1.2.1.1表面张力表面张力 由于表层分子受到内部分子的吸引，都趋向于挤入由于表层分子受到内部分子的吸引，都趋向于挤入液体内部，以使溶体表面层尽量缩小，结果在表面的切液体内部，以使溶体表面层尽量缩小，结果在表面的切线方向上便有一种缩小表面积的力，称为表面张力。线方向上便有一种缩小表面积的力，称为表面张力。表面张力产生的原因：表面张力产生的原因：液体表
7、面分子受内部液体分子的吸引力大液体表面分子受内部液体分子的吸引力大于气体对其的吸引力，使其合力为向下的力，于气体对其的吸引力，使其合力为向下的力，此合力即表面张力，方向指向液体内部，力图此合力即表面张力，方向指向液体内部，力图使液体表面积收缩到尽可能达到的最小程度。使液体表面积收缩到尽可能达到的最小程度。4 4.2.2.1.1.2 2 表面张力系数表面张力系数 表面张力与液面的长度表面张力与液面的长度l l成正比成正比 f fl l，f/lf/l，称为表面张力系数，单位，称为表面张力系数，单位N/mN/m。因此，表面张力是施于液体表面单位长度上的力。因此，表面张力是施于液体表面单位长度上的力。
8、表面张力系数与液体的种类和温度以及有无杂质有关。表面张力系数与液体的种类和温度以及有无杂质有关。一般，易挥发液体的表面张力系数比不易挥发的液体的表面一般，易挥发液体的表面张力系数比不易挥发的液体的表面张力系数小；同种液体，温度越高，表面张力系数越小，表张力系数小；同种液体，温度越高，表面张力系数越小，表面张力也越小；当液体中含有杂质时，会使表面张力系数降面张力也越小；当液体中含有杂质时，会使表面张力系数降低。低。（常用液体材料的表面张力系数见表（常用液体材料的表面张力系数见表4-34-3）液体与固体交界有两种现象：液体与固体交界有两种现象：第一种是液体分子之间的作用力大于液体和第一种是液体分子
9、之间的作用力大于液体和固体分子之间的作用力，称之为固体不被液体润固体分子之间的作用力，称之为固体不被液体润湿，如水银在玻璃表面收缩成水银珠那样。湿，如水银在玻璃表面收缩成水银珠那样。第二种是液体分子之间的相互作用力小于液第二种是液体分子之间的相互作用力小于液体分子和固体分子之间的作用力，称之为固体被体分子和固体分子之间的作用力，称之为固体被液体润湿，如水滴滴在干净的玻璃板上，水滴会液体润湿，如水滴滴在干净的玻璃板上，水滴会慢慢散开。慢慢散开。4 4.2.2.2.2 润湿现象润湿现象4 4.2.2.1.2.2.1 润湿和不润湿润湿和不润湿 能被水润湿的物质叫亲水物质，如玻璃、石英、方能被水润湿的
10、物质叫亲水物质，如玻璃、石英、方解石、长石等；不能被水润湿的物质叫做疏水物质，解石、长石等；不能被水润湿的物质叫做疏水物质，如石蜡、石墨、硅黄等。如石蜡、石墨、硅黄等。4 4.2.2.2.2.2.2 接触角和润湿方程接触角和润湿方程1.1.接触角接触角 液面在接触点的切线与包括该液体的固体表面液面在接触点的切线与包括该液体的固体表面之间的夹角（从三相交点向液体表面做切线，之间的夹角（从三相交点向液体表面做切线，与固液界面之间的夹角即为接触角。与固液界面之间的夹角即为接触角。）2.2.润湿方程润湿方程:coscos=(F=(FS S-F-FSL SL)/F)/FL L（这是因为（这是因为F FS
11、 S=F=FL L cos cos+F FSL SL）909090度，称为不润湿度，称为不润湿 渗透检测中，渗透渗透检测中，渗透液对工件表面的良好液对工件表面的良好润湿是进行渗透检测润湿是进行渗透检测的先决条件。只有当的先决条件。只有当渗透液能充分润湿工渗透液能充分润湿工件表面时，渗透液才件表面时，渗透液才能向狭窄的缝隙内渗能向狭窄的缝隙内渗透。此外，渗透液还透。此外，渗透液还必须能润湿显像剂。必须能润湿显像剂。（接触角的实测数据见表（接触角的实测数据见表4-44-4）将一根很细的管子将一根很细的管子插入盛有液体的容插入盛有液体的容器中，如果液体能器中，如果液体能润湿管子，那么液润湿管子，那么
12、液体会在管子内上升，体会在管子内上升，使管内的液面高于使管内的液面高于容器的液面。如果容器的液面。如果液体不能润湿管子，液体不能润湿管子，管内的液面就会低管内的液面就会低于容器的液面。于容器的液面。4 4.2.3.2.3 毛细现象毛细现象 4 4.2.3.1.2.3.1 毛细管和毛细现象毛细管和毛细现象4 4.2.3.2.3 毛细现象毛细现象 4 4.2.3.1.2.3.1 毛细管和毛细现象毛细管和毛细现象 润湿的液体在毛细润湿的液体在毛细管中呈凹面并且上升，管中呈凹面并且上升，不润湿的液体在毛细不润湿的液体在毛细管中呈凸面并且下降管中呈凸面并且下降的现象，称为毛细现的现象，称为毛细现象。象。
13、4 4.2.3.2.2.3.2 毛细现象中的液面高度毛细现象中的液面高度1.1.毛细管内的液面高度毛细管内的液面高度管内液体形成凹面，产管内液体形成凹面，产生拉应力使管内液面上生拉应力使管内液面上升：升：F FU U=2=2r r2 2/R/R=2=2rcosrcos管内液体自重：管内液体自重：F FD D=r r2 2hghg则则 h=2h=2coscos/r/rg g2.2.两平行板间的液面高度两平行板间的液面高度 润湿的液体在间距润湿的液体在间距很小的两平行板间很小的两平行板间也会产生毛细现象。也会产生毛细现象。同样有：同样有：h=h=coscos/r/rg g。柱形液面上升的柱形液面上
14、升的高度与球形液面上高度与球形液面上升的高度。升的高度。可将零件表面的可将零件表面的开口缺陷看作是毛细开口缺陷看作是毛细管或毛细缝隙。由于管或毛细缝隙。由于所采用的渗透液都是所采用的渗透液都是能润湿零件的，因此能润湿零件的，因此渗透液在毛细作用下渗透液在毛细作用下能渗入表面缺陷中去，能渗入表面缺陷中去，使缺陷附近的表面有使缺陷附近的表面有所不同。所不同。此时可以直接进此时可以直接进行观察，而如果使用行观察，而如果使用显像剂进行显像，灵显像剂进行显像，灵敏度会大大提高。敏度会大大提高。显像过程也是利用渗透的作显像过程也是利用渗透的作用原理。用原理。显像剂是一种细微粉末，显显像剂是一种细微粉末，显
15、像像剂微粉之间可形成很多半径很小剂微粉之间可形成很多半径很小的毛细管，这种粉末又能被渗透的毛细管，这种粉末又能被渗透液所润湿，所以当清洗完零件表液所润湿，所以当清洗完零件表面多余的渗透液后，给零件的表面多余的渗透液后，给零件的表面敷散一层显像剂，根据上述的面敷散一层显像剂，根据上述的毛细现象，缺陷中的渗透液就容毛细现象，缺陷中的渗透液就容易被吸出，形成一个放大的缺易被吸出，形成一个放大的缺陷显示。显示。4 4.2.4.2.4 表面活性和表面活性剂表面活性和表面活性剂4 4.2.4.1.2.4.1 定义定义 能使溶剂表面张力降低的性质称为能使溶剂表面张力降低的性质称为表面活性表面活性。具有表面活
16、性的物质称为具有表面活性的物质称为表面活性物质表面活性物质。当在溶剂中加入少量的表面活性物质时，能当在溶剂中加入少量的表面活性物质时，能明显的降低溶剂的表面张力，改变溶剂的表明显的降低溶剂的表面张力，改变溶剂的表面状态，产生润湿、乳化、起泡及增溶等一面状态，产生润湿、乳化、起泡及增溶等一系列作用，这种表面活性物质称为系列作用，这种表面活性物质称为表面活性表面活性剂剂。4 4.2.4.2.2.4.2表面活性剂的种类和特点表面活性剂的种类和特点1.1.离子型离子型2.2.非离子型非离子型 水溶液中不电离，稳定性高，具有水溶液中不电离，稳定性高，具有较好的溶解性能，在一般固体表面较好的溶解性能，在一
17、般固体表面上也不发生强烈吸附。渗透检测中上也不发生强烈吸附。渗透检测中常用的是非离子型表面活性剂。常用的是非离子型表面活性剂。5.2.4.35.2.4.3表面活性剂在溶液中的特性表面活性剂在溶液中的特性1.1.胶团化作用胶团化作用 表面活性剂在表面活性剂在溶液中的浓度超过溶液中的浓度超过一定值时，会从单一定值时，会从单体缔合形成胶态聚体缔合形成胶态聚集物，形成胶团。集物，形成胶团。形成胶团时，形成胶团时，亲油基聚集于胶团亲油基聚集于胶团之内，亲水基朝外。之内，亲水基朝外。2.2.吸附作用吸附作用 表面活性剂在两相界面上发生的相对表面活性剂在两相界面上发生的相对聚集的现象。吸附使表面活性剂分子形
18、成聚集的现象。吸附使表面活性剂分子形成定向排列，极性的亲水基朝向水或水溶液，定向排列，极性的亲水基朝向水或水溶液，亲油基朝外。亲油基朝外。3.3.增溶作用增溶作用 水溶液中表面活性剂的存在能使水溶液中表面活性剂的存在能使原来不溶或微溶于水的有机化合物的原来不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增加。在未达到临界胶团溶解度显著增加。在未达到临界胶团浓度以前，并没有增溶作用。表面活浓度以前，并没有增溶作用。表面活性剂在溶液中的浓度越大，胶团形成性剂在溶液中的浓度越大，胶团形成越多，增溶作用越显著。越多，增溶作用越显著。4.4.亲水性亲水性 表面活性剂是否溶于水是衡量表面活表面活性剂是否溶于水是衡量
19、表面活性剂的一项重要指标。亲水性用性剂的一项重要指标。亲水性用亲憎亲憎平衡值平衡值表示：表示：H.L.BH.L.B（亲水基部分的分子量（亲水基部分的分子量/表表面活性剂的分子量）面活性剂的分子量）20204 4.2.5.2.5 乳化作用乳化作用5.2.5.15.2.5.1乳化现象和乳化剂乳化现象和乳化剂 由于表面活性剂的作用，使本来不能混由于表面活性剂的作用，使本来不能混合到一起的两种液体能够混合在一起的现象合到一起的两种液体能够混合在一起的现象称为称为乳化现象乳化现象。具有乳化作用的表面活性剂称为具有乳化作用的表面活性剂称为乳化剂乳化剂。4 4.2.5.2.2.5.2 乳化作用的机理乳化作用
20、的机理1.1.改变界面的性质和状态，降低界面张力，改变界面的性质和状态，降低界面张力，使油滴的表面能不会急剧增加；使油滴的表面能不会急剧增加；2.2.在分散的液滴表面形成一种具有一定强在分散的液滴表面形成一种具有一定强度的保护膜，防止液滴重新聚集。度的保护膜，防止液滴重新聚集。4 4.2.5.3.2.5.3乳化形式乳化形式1.1.水包油型（水包油型（O/WO/W）H.L.BH.L.B在在8 81818之间的表面活性剂的乳化剂，之间的表面活性剂的乳化剂，又称为亲水性乳化剂，如牛奶。又称为亲水性乳化剂，如牛奶。2.2.油包水型（油包水型（W/OW/O）H.L.BH.L.B在在3.63.66 6之间
21、的表面活性剂的乳化剂，之间的表面活性剂的乳化剂，又称为亲油性乳化剂，如原油。又称为亲油性乳化剂，如原油。4.2.6 渗透检测中的光学知识渗透检测中的光学知识4 4.2.6.1.2.6.1可见光和紫外线可见光和紫外线1.1.可见光（白色光）可见光（白色光）着色渗透检测时，白光下可观察到缺陷的着色渗透检测时，白光下可观察到缺陷的显示。白色光波长显示。白色光波长400400760nm760nm，日光、白炽灯，日光、白炽灯或高压水银灯均可发出白色光。或高压水银灯均可发出白色光。2.2.紫外线（黑光）紫外线（黑光）荧光渗透检测时，在紫外线照射下，缺陷荧光渗透检测时，在紫外线照射下，缺陷发出明亮的荧光，在
22、暗场才可以观察到。紫外发出明亮的荧光，在暗场才可以观察到。紫外线波长线波长330330390mm390mm。4 4.2.6.2.2.6.2光致发光光致发光 被紫外线激发而发光的现象，称为光致发被紫外线激发而发光的现象，称为光致发光。光致发光物质分为磷光物质和荧光物质。光。光致发光物质分为磷光物质和荧光物质。前者在外界光源停止照射后，仍可持续发光，前者在外界光源停止照射后，仍可持续发光，后者则立刻停止发光。后者则立刻停止发光。光致发光现象是原子从高能级轨道跃迁光致发光现象是原子从高能级轨道跃迁到低能级轨道时产生的。到低能级轨道时产生的。4 4.2.7.2.7 可见度和对比度可见度和对比度1.1.
23、可见度可见度 可见度是观察者相对于背景、外部条件下可见度是观察者相对于背景、外部条件下能看到显示的一种特征，是用来衡量缺陷能看到显示的一种特征，是用来衡量缺陷能否被观察到的指标。能否被观察到的指标。2.2.对比度对比度 某一个显示和围绕这个显示周围的表面背某一个显示和围绕这个显示周围的表面背景之间的亮度或颜色之差。对比度可用某景之间的亮度或颜色之差。对比度可用某个显示和显示的表面背景之间的反射光或个显示和显示的表面背景之间的反射光或发射光的相对量来表示，这个相对量称为发射光的相对量来表示，这个相对量称为对比率。对比率。4 4.3.3 渗透检测材料渗透检测材料 渗透检测试剂主要有渗透液、显像剂渗
24、透检测试剂主要有渗透液、显像剂和去除剂三大类组成。和去除剂三大类组成。4 4.3.1.3.1 渗透液渗透液4 4.3.1.1.3.1.1 理想渗透液应具有的性能理想渗透液应具有的性能1.1.润湿性能好；润湿性能好；2.2.渗透能力强，渗透速度快；渗透能力强，渗透速度快；3.3.色泽好，对比度高；色泽好，对比度高；4.4.化学稳定性好；化学稳定性好；5.5.闪点燃点高，安全性好；闪点燃点高，安全性好；6.6.不易挥发，容易清除；不易挥发，容易清除；7.7.对工件无腐蚀，对人体无害，价格合理。对工件无腐蚀，对人体无害，价格合理。4 4.3.1.2.3.1.2渗透液的分类与组成渗透液的分类与组成1.
25、1.着色渗透液着色渗透液（1 1）水洗型着色渗透液）水洗型着色渗透液a a 水基型着色渗透液水基型着色渗透液 以水作为渗透溶剂，在水中溶解染料，以水作为渗透溶剂，在水中溶解染料，可直接用水清洗。可直接用水清洗。价格便宜、易清洗、安全无毒、不可燃价格便宜、易清洗、安全无毒、不可燃、不污染环境。、不污染环境。渗透能力差，检测灵敏度低，检测对灵渗透能力差，检测灵敏度低，检测对灵敏度要求不高、渗透液与工件发生反应而破敏度要求不高、渗透液与工件发生反应而破坏工件及同油类接触易爆炸的部件。坏工件及同油类接触易爆炸的部件。b b 自乳化型着色渗透液自乳化型着色渗透液 由油基溶剂、互溶剂、红色染料、由油基溶剂
26、、互溶剂、红色染料、乳化剂等组成。乳化剂等组成。渗透能力强，灵敏度比水基着色渗渗透能力强，灵敏度比水基着色渗透液高，成本低，本身含有乳化剂，透液高，成本低，本身含有乳化剂，可以直接用水清洗，也因此称为水洗可以直接用水清洗，也因此称为水洗型着色渗透液。型着色渗透液。易吸收空气中的水分产生浑浊、沉易吸收空气中的水分产生浑浊、沉淀。淀。（2 2）后乳化型着色渗透液）后乳化型着色渗透液 基本成分为油基渗透溶剂、互溶剂、染基本成分为油基渗透溶剂、互溶剂、染料、增光剂、润湿剂等。料、增光剂、润湿剂等。渗透能力强，灵敏度高，毒性低，不含渗透能力强，灵敏度高，毒性低，不含乳化剂因而不能直接用水清洗，需经过乳乳
27、化剂因而不能直接用水清洗，需经过乳化工序后才能用水清洗。化工序后才能用水清洗。不适于检测表面粗糙、有盲孔或带螺纹不适于检测表面粗糙、有盲孔或带螺纹的工件检验，渗透液中乙酸已酯有难闻的的工件检验，渗透液中乙酸已酯有难闻的刺激性气味。适于检查浅而细微的表面缺刺激性气味。适于检查浅而细微的表面缺陷。陷。（3 3）溶剂去除型着色渗透液）溶剂去除型着色渗透液 基本成分是红色染料、油性溶剂、互溶基本成分是红色染料、油性溶剂、互溶剂润湿剂等。剂润湿剂等。着色渗透能力强，用丙酮等有机溶剂直着色渗透能力强，用丙酮等有机溶剂直接清洗，灵敏度较高。常装在喷灌中，与接清洗，灵敏度较高。常装在喷灌中，与清洗剂、显像剂配
28、套出售。清洗剂、显像剂配套出售。适于大型工件的局部检测和无电无水的适于大型工件的局部检测和无电无水的野外作业，但检查成本高，效率低，有毒野外作业，但检查成本高，效率低，有毒性。性。2.2.荧光渗透液荧光渗透液（1 1）水洗型荧光渗透液）水洗型荧光渗透液 a a水基型荧光渗透液水基型荧光渗透液 基本成分是荧关染料和水，特点及适用基本成分是荧关染料和水，特点及适用范围与水基型着色渗透液基本相同，但灵范围与水基型着色渗透液基本相同，但灵敏度高。敏度高。b b自乳化型荧光渗透液自乳化型荧光渗透液 基本成分是荧光染料、油性溶剂、渗透基本成分是荧光染料、油性溶剂、渗透溶剂、乳化剂等。渗透能力强，可直接用溶
29、剂、乳化剂等。渗透能力强，可直接用水冲洗，成本低，检测灵敏度高。水冲洗，成本低，检测灵敏度高。（2 2）后乳化型荧光渗透液）后乳化型荧光渗透液 基本成分为荧光染料、油性溶剂、基本成分为荧光染料、油性溶剂、渗透溶剂、互溶剂、润湿剂等。缺陷中的渗透溶剂、互溶剂、润湿剂等。缺陷中的渗透液不易清洗，所含溶剂的比例比自乳渗透液不易清洗，所含溶剂的比例比自乳化型荧光渗透液高，目的在于溶解更多的化型荧光渗透液高，目的在于溶解更多的染料。密度比水小，抗水污染能力强，不染料。密度比水小，抗水污染能力强，不受酸或碱的影像。受酸或碱的影像。检测灵敏度高，特别适于检测浅而检测灵敏度高，特别适于检测浅而细微的表面缺陷，
30、适用于要求较高的工件细微的表面缺陷，适用于要求较高的工件检测，同样要求工件表面光洁、无盲孔和检测，同样要求工件表面光洁、无盲孔和螺纹等。螺纹等。3.3.溶剂去除型荧光渗透液溶剂去除型荧光渗透液 基本成分为荧光染料、油性溶剂、渗基本成分为荧光染料、油性溶剂、渗透剂、增光剂等。直接用有机溶剂清洗，透剂、增光剂等。直接用有机溶剂清洗，灵敏度较高，可用于无水的地方检验。灵敏度较高，可用于无水的地方检验。4.4.其它渗透液其它渗透液（1 1）着色荧光渗透液）着色荧光渗透液 在灯光下或日光下呈暗红色，在紫外灯在灯光下或日光下呈暗红色，在紫外灯下发出明亮的荧光。它是由特殊的染料、下发出明亮的荧光。它是由特殊
31、的染料、溶剂、渗透剂及某些附加成分组成，并不溶剂、渗透剂及某些附加成分组成，并不是着色染料与荧光染料混在一起。是着色染料与荧光染料混在一起。（2 2）化学反应渗透液）化学反应渗透液 将无色或淡黄色的染料溶解在无色将无色或淡黄色的染料溶解在无色的溶剂中形成。这种渗透液在与配套的的溶剂中形成。这种渗透液在与配套的无色显像剂接触时会发生化学反应，产无色显像剂接触时会发生化学反应，产生鲜艳的颜色，在紫外灯照射下发出明生鲜艳的颜色，在紫外灯照射下发出明亮的荧光，从而形成清晰的缺陷显示。亮的荧光，从而形成清晰的缺陷显示。化学反应型渗透液缺陷显示清晰，化学反应型渗透液缺陷显示清晰，不污染操作者的衣服及皮肤，
32、也不会污不污染操作者的衣服及皮肤，也不会污染零件和工作场地，冲洗出的废水也是染零件和工作场地，冲洗出的废水也是无色的，避免了颜色污染。无色的，避免了颜色污染。（3 3）过滤性微粒渗透液）过滤性微粒渗透液 是一种悬浮液，将粒度大于裂纹宽度是一种悬浮液，将粒度大于裂纹宽度的染料悬浮在溶剂中配制而成。当渗透液的染料悬浮在溶剂中配制而成。当渗透液流进裂纹时，染料微粒不能流进裂纹，微流进裂纹时，染料微粒不能流进裂纹，微粒就会聚集在开口的裂纹处，提供裂纹显粒就会聚集在开口的裂纹处，提供裂纹显示的信息。示的信息。粒可根据实际需要进行选择着色或荧粒可根据实际需要进行选择着色或荧光的。光的。不需显像剂。染料微粒
33、必须适当。不需显像剂。染料微粒必须适当。5.5.渗透液的选择原则渗透液的选择原则（1 1）灵敏度满足探伤要求；）灵敏度满足探伤要求；（2 2）渗透液对被检工件无腐蚀；）渗透液对被检工件无腐蚀；（3 3）价格低，毒性小，易清洗；）价格低，毒性小，易清洗；（4 4）化学稳定性好，能长期使用；）化学稳定性好，能长期使用；（5 5）使用安全，不易着火；）使用安全，不易着火；4 4.3.2.3.2 去除剂（清洗液）去除剂（清洗液）4 4.3.2.1.3.2.1 清洗液（去除剂）清洗液（去除剂）用来去除被检工件表面多余渗透液组成的用来去除被检工件表面多余渗透液组成的溶剂。溶剂。水、乳化剂和水、有机溶剂。水
34、、乳化剂和水、有机溶剂。去除剂应对渗透溶液中的染料有较大的溶解去除剂应对渗透溶液中的染料有较大的溶解度，对渗透溶剂有良好的互溶性，且不与渗透度，对渗透溶剂有良好的互溶性，且不与渗透液起化学反应，不应猝灭荧光染料的荧光。液起化学反应，不应猝灭荧光染料的荧光。4 4.3.2.2.3.2.2 乳化剂乳化剂1.1.作用作用 用于乳化不溶于水的渗透液，使其便于用于乳化不溶于水的渗透液，使其便于用水清洗。用水清洗。2.2.性能要求性能要求 乳化效果好，化学性质稳定，对工件无乳化效果好，化学性质稳定，对工件无腐蚀，对人体无害，颜色与渗透液有明显腐蚀，对人体无害，颜色与渗透液有明显区别，凝胶作用强，便于清洗。
35、区别，凝胶作用强，便于清洗。3.3.乳化剂的选择乳化剂的选择 根据根据H.L.BH.L.B值及工件的材质、检验要求值及工件的材质、检验要求、渗透液种类进行选择。、渗透液种类进行选择。4 4.3.3.3.3 显像剂显像剂1.1.作用作用 将缺陷内的渗透液吸附出来，形成清晰的缺陷将缺陷内的渗透液吸附出来，形成清晰的缺陷图像，显示缺陷。图像，显示缺陷。2.2.组成组成 吸附剂：白色的无机粉末，能吸附在工件表面上吸附剂：白色的无机粉末，能吸附在工件表面上，如钛白、锌白、镁白等；，如钛白、锌白、镁白等；溶剂：悬浮吸附剂，如丙酮、二甲苯、水等；溶剂：悬浮吸附剂，如丙酮、二甲苯、水等；限制剂：限制缺陷图像扩
36、大，提高分辨力；限制剂：限制缺陷图像扩大，提高分辨力；附加成分：润湿剂、防绣剂、分散剂、稀释剂。附加成分：润湿剂、防绣剂、分散剂、稀释剂。3.3.对显像剂的要求对显像剂的要求（1 1）能被渗透液润湿，悬浮性强，分散性）能被渗透液润湿，悬浮性强，分散性好，能均匀的覆盖在工件表面；好，能均匀的覆盖在工件表面；（2 2）粒度细小，吸附力强，显像膜不易剥）粒度细小，吸附力强，显像膜不易剥落，能形成细小的毛细管；落，能形成细小的毛细管；（3 3）能与缺陷处吸出的渗透液形成较大的）能与缺陷处吸出的渗透液形成较大的对比度；对比度；（4 4）化学稳定性好，挥发性强，对工件无）化学稳定性好，挥发性强，对工件无腐
37、蚀，对人体无害；腐蚀，对人体无害；（5 5）成本低，易清洗。）成本低，易清洗。4.4.显像剂的分类显像剂的分类 根据显像液的使用方式不同将其分为干式、湿式根据显像液的使用方式不同将其分为干式、湿式和速干式显像液三种。和速干式显像液三种。干式显像液干式显像液只含有吸附剂，是一种白色的显像粉只含有吸附剂，是一种白色的显像粉末，常与荧光渗透液配合作用。末，常与荧光渗透液配合作用。速干式显像液速干式显像液由吸附剂、悬浮剂、限制剂等组成由吸附剂、悬浮剂、限制剂等组成，要求悬浮剂挥发性好，以缩短显像时间。，要求悬浮剂挥发性好，以缩短显像时间。湿式显像剂湿式显像剂由吸附剂、悬浮剂、限制剂、润湿剂由吸附剂、悬
38、浮剂、限制剂、润湿剂、防绣剂等组成。清洗方便，不可燃，使用安全、防绣剂等组成。清洗方便，不可燃，使用安全，成本低，灵敏度比干式高。，成本低，灵敏度比干式高。此外，还有此外，还有塑料薄膜显像液塑料薄膜显像液和和化学反应显像液化学反应显像液。4.3.4 4.3.4 渗透检测材料系统渗透检测材料系统n4.3.4.1 4.3.4.1 渗透检测材料的同族组渗透检测材料的同族组n4.3.4.2 4.3.4.2 渗透检测材料系统的选择原则渗透检测材料系统的选择原则4.4 4.4 渗透检测设备渗透检测设备4 4.4 4.1 1试块试块4 4.4 4.1 1.1.1试块的作用试块的作用 也称灵敏度试块，是带有人
39、工缺陷或自然缺陷也称灵敏度试块，是带有人工缺陷或自然缺陷的试件，用于衡量渗透检测灵敏度的器材。的试件，用于衡量渗透检测灵敏度的器材。主要作用：主要作用：1.1.灵敏度试验；灵敏度试验；2.2.工艺性试验，鉴别各种探伤试剂的性能，工艺性试验，鉴别各种探伤试剂的性能，确定渗透检测的工艺参数；确定渗透检测的工艺参数；3.3.比较不同工艺操作的灵敏度。比较不同工艺操作的灵敏度。常用到的试块主要有铝合金淬火裂纹试块常用到的试块主要有铝合金淬火裂纹试块、不锈钢镀铬裂纹试块、黄铜镀铬裂纹试块、不锈钢镀铬裂纹试块、黄铜镀铬裂纹试块以及其它灵敏度试块。以及其它灵敏度试块。4 4.4 4.1 1.2.2 铝合金淬
40、火裂纹铝合金淬火裂纹试块（试块（A A型）型）1.1.制作制作 8080505010mm10mm的毛坯磨的毛坯磨光加热保温水冷开光加热保温水冷开槽槽1.51.51.51.5。2.2.优点及缺点优点及缺点 制作简单，缺陷天然，不制作简单，缺陷天然，不可控制，重现性较差。可控制，重现性较差。3.3.清洗清洗 丙酮沸水丙酮沸水0.5h0.5h干燥干燥15m15m浸泡。浸泡。4 4.4 4.1 1.3.3 不锈钢镀铬裂纹试块（不锈钢镀铬裂纹试块（B B型）型）1.1.制作制作 10010025254 4单面镀铬不锈钢单面镀铬不锈钢退火打三点布氏硬度；退火打三点布氏硬度；2.2.用途用途 主要用于校验操
41、作方法与工主要用于校验操作方法与工艺系统的灵敏度，只能与标艺系统的灵敏度，只能与标准工艺的照片或塑件复制品准工艺的照片或塑件复制品对照使用。对照使用。3.3.优缺点优缺点 制作简单，重复性好，裂纹制作简单，重复性好，裂纹深度可控，不便于比较。深度可控，不便于比较。4.4.清洗清洗1.1.制作：制作：10010070704mm4mm毛坯毛坯磨光镀镍镀铬反磨光镀镍镀铬反复弯曲平行分布的疲劳复弯曲平行分布的疲劳裂纹开槽。裂纹开槽。2.2.裂纹等级：裂纹等级：0.50.52 2微米宽微米宽，2 25050微米深的不同的微米深的不同的裂纹。裂纹。3.3.作用：系统性能检测和确作用：系统性能检测和确定灵敏
42、度的有效工具。定灵敏度的有效工具。4.4.优缺点优缺点5.5.清洗和保存清洗和保存4 4.4 4.1 1.4.4 黄铜板镀镍铬层裂纹试块（黄铜板镀镍铬层裂纹试块（C C型）型）4 4.4 4.1 1.5.5 其它灵敏度试块其它灵敏度试块1.1.吹砂钢试块吹砂钢试块 100100505010mm10mm的退火不锈钢制成，一面用的退火不锈钢制成，一面用100100目的砂子进行吹打成毛面状态，主要用目的砂子进行吹打成毛面状态，主要用于校验去除工件表面对于渗透液的工艺方法于校验去除工件表面对于渗透液的工艺方法是否妥当。是否妥当。2.2.陶器试块陶器试块 不上釉的陶器圆盘片，主要用于比较两种过不上釉的陶
43、器圆盘片，主要用于比较两种过滤性微粒渗透液的性能。滤性微粒渗透液的性能。3.3.自然缺陷试块自然缺陷试块4 4.4 4.2 2 渗透探伤装置渗透探伤装置4.44.4.2 2.1.1 携带式探伤装置携带式探伤装置1.1.组成组成 渗透液喷灌、清洗剂喷灌、显像剂喷灌、灯、毛刷渗透液喷灌、清洗剂喷灌、显像剂喷灌、灯、毛刷、金属刷组成。渗透液喷灌内还装有气雾剂。、金属刷组成。渗透液喷灌内还装有气雾剂。2.2.使用要求使用要求 必须远离火源、热源、不能暴晒；喷嘴应与工件表必须远离火源、热源、不能暴晒；喷嘴应与工件表面保持一定距离；遗弃空罐时必须破坏其密封性。面保持一定距离；遗弃空罐时必须破坏其密封性。4
44、 4.4 4.2 2.2.2 固定式渗透检测装置固定式渗透检测装置1.1.组成组成 预清洗装置、渗透装置、乳化装置、显像装预清洗装置、渗透装置、乳化装置、显像装置、干燥装置和后处理装置登。置、干燥装置和后处理装置登。2.2.使用要求使用要求（1 1）预清洗装置所使用的液体对人体有害，禁）预清洗装置所使用的液体对人体有害，禁止烟火；止烟火；（2 2）采用荧光法检测时，必须有暗室，备有便）采用荧光法检测时，必须有暗室，备有便携式黑光灯。携式黑光灯。4 4.4 4.2 2.3.3 黑光灯黑光灯也称水银石英灯，是荧光检测的必备装置也称水银石英灯，是荧光检测的必备装置，它由高压水银蒸汽弧光灯、紫外线，它
45、由高压水银蒸汽弧光灯、紫外线滤滤光光片和镇流器组成。片和镇流器组成。4.4.2.4 4.4.2.4 黑光辐照度检测仪和照度计黑光辐照度检测仪和照度计 4.4.2.5 4.4.2.5 渗透检测整体装置渗透检测整体装置 （参考教材（参考教材P177P177）4 4.5 5.1 1 渗透探伤的一般工艺过程渗透探伤的一般工艺过程 渗透探伤的一般工艺过程是预清理、渗透探伤的一般工艺过程是预清理、渗透、乳化、清洗、干燥、显像、观察渗透、乳化、清洗、干燥、显像、观察、后处理、记录与报告、后处理、记录与报告。4 4.5 5 渗透检测技术渗透检测技术零件在使用渗透液零件在使用渗透液之前必须进行探伤之前必须进行探
46、伤前处理，用来去除前处理，用来去除零件表面的油脂、零件表面的油脂、铁屑、铁锈、氧化铁屑、铁锈、氧化皮等，以防止这些皮等，以防止这些污物堵塞缺陷，阻污物堵塞缺陷，阻塞渗透液的渗入。塞渗透液的渗入。探伤前处理探伤前处理 经预清洗后残余的溶剂经预清洗后残余的溶剂清洗剂和清洗剂和水分应充分干燥，并尽快进行下一步操作。水分应充分干燥，并尽快进行下一步操作。如探伤工作量大，则可清洗一段，探伤一如探伤工作量大，则可清洗一段，探伤一段，以避免间隔时间太长造成二次污染。段，以避免间隔时间太长造成二次污染。预清理预清理 工件表面的油污、铁锈、氧化皮、油漆、工件表面的油污、铁锈、氧化皮、油漆、飞溅物、腐蚀物等等会妨
47、碍渗透液进入缺陷飞溅物、腐蚀物等等会妨碍渗透液进入缺陷，必须进行预清理。，必须进行预清理。1.1.机械清理：打磨、吹砂机械清理：打磨、吹砂2.2.化学清理：酸洗、碱洗化学清理：酸洗、碱洗3.3.溶剂清洗：三氯乙烯蒸汽除油溶剂清洗：三氯乙烯蒸汽除油4.4.其它清除方法：如去漆剂，超声波方法等其它清除方法：如去漆剂，超声波方法等5.5.工件表面预清理范围：外扩工件表面预清理范围：外扩25mm25mm然后就可以进行然后就可以进行渗透，就是将渗渗透，就是将渗透液覆盖在被测透液覆盖在被测零件的表面。零件的表面。常用方法：喷涂，浇涂，刷涂，浸涂。常用方法：喷涂，浇涂，刷涂，浸涂。（1 1）浸渍法浸渍法 浸
48、渍法是将工件直接浸没在调浸渍法是将工件直接浸没在调配好的渗透液槽中，渗透效果好，省时省工，配好的渗透液槽中，渗透效果好，省时省工，对小型批量的零件适用。对小型批量的零件适用。（2 2）刷涂法刷涂法 刷涂法是用软毛刷把渗透液刷涂在刷涂法是用软毛刷把渗透液刷涂在被检验部位，适宜于大型工件的局部检验，特别是被检验部位，适宜于大型工件的局部检验，特别是检验焊缝，工具简单，操作简易，耗用渗透液很少，检验焊缝，工具简单，操作简易，耗用渗透液很少，不易造成浪费，故成本低廉。不易造成浪费，故成本低廉。1、渗透方法的选择（3 3）喷涂法）喷涂法 喷涂法是用气泵将渗透液雾化喷涂法是用气泵将渗透液雾化成微小的液体颗
49、粒后，通过喷雾器喷洒在工件成微小的液体颗粒后，通过喷雾器喷洒在工件被检部位上。喷涂法应在敞开的环境或通风良被检部位上。喷涂法应在敞开的环境或通风良好的场所中采用，特别是在容器内部操作时应好的场所中采用，特别是在容器内部操作时应更加注意。更加注意。（4 4）浇涂）浇涂 将渗透剂直接浇在受检工件表面，将渗透剂直接浇在受检工件表面，适用于大工件的局部检测。适用于大工件的局部检测。渗透时间可以根据上述定渗透时间可以根据上述定性分析的情况，性分析的情况，5 510min10min范围内调整选用。范围内调整选用。2、渗透时间的确定这一操作步骤是仅对采用后乳化型渗透剂时才必要。这一操作步骤是仅对采用后乳化型
50、渗透剂时才必要。乳化剂的施用方法乳化剂的施用方法基本上和渗透处理基本上和渗透处理相同，可采用浸渍相同，可采用浸渍浇注浇注喷洒等方喷洒等方法。法。施加乳化剂后不再施加乳化剂后不再作其他处理，只是作其他处理，只是根据渗透剂根据渗透剂乳化乳化剂的性质和被检物剂的性质和被检物表面粗糙情况保持表面粗糙情况保持2 25min5min即可。即可。目的：为了去除附着在被检工件表面的多余渗透剂，目的：为了去除附着在被检工件表面的多余渗透剂，在处理过程中，既要防止处理不足而造成对缺陷识在处理过程中，既要防止处理不足而造成对缺陷识别的困难，同时也要防止处理过度而使渗入缺陷中别的困难，同时也要防止处理过度而使渗入缺陷
