滲透檢測(cè)

滲透檢測(cè)(penetrant testing,縮寫(xiě)符號(hào)為PT），又稱(chēng)滲透探傷，是一種以毛細(xì)作用原理為基礎(chǔ)的檢查表面開(kāi)口缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法。這種方法是五種常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法（射線(xiàn)檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、渦流檢測(cè)）中一種，是一門(mén)綜合性科學(xué)技術(shù)。

同其他無(wú)損檢測(cè)方法一樣，滲透檢測(cè)也是以不損壞被檢測(cè)對(duì)象的使用性能為前提，運(yùn)用物理、化學(xué)、材料科學(xué)及工程學(xué)理論為基礎(chǔ)，對(duì)各種工程材料、零部件和產(chǎn)品進(jìn)行有效的檢驗(yàn)，借以評(píng)價(jià)它們的完整性、連續(xù)性、及安全可靠性。滲透檢測(cè)是產(chǎn)品制造中實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制、節(jié)約原材料、改進(jìn)工藝、提供勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要手段，也是設(shè)備維護(hù)中不可或缺的手段。

著色滲透檢測(cè)在特種設(shè)備行業(yè)及機(jī)械行業(yè)里應(yīng)用廣泛。特種設(shè)備行業(yè)包括鍋爐、壓力容器、壓力管道等承壓設(shè)備，以及電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂(lè)設(shè)施等機(jī)電設(shè)備。熒光滲透檢測(cè)在航空、航天、兵器、艦艇、原子能等國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用特別廣泛。

適用范圍及特點(diǎn)

滲透檢測(cè)可廣泛應(yīng)用于檢測(cè)大部分的非吸收性物料的表面開(kāi)口缺陷，如鋼鐵，有色金屬，陶瓷及塑料等，對(duì)于形狀復(fù)雜的缺陷也可一次性全面檢測(cè)。主要用于裂紋、白點(diǎn)、疏松、夾雜物等缺陷的檢測(cè)無(wú)需額外設(shè)備，對(duì)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)來(lái)說(shuō)，常使用便攜式的灌裝滲透檢測(cè)劑，包括滲透劑、清洗劑和顯像劑這三個(gè)部份，便于現(xiàn)場(chǎng)使用。滲透檢測(cè)的缺陷顯示很直觀(guān)，能大致確定缺陷的性質(zhì)，檢測(cè)靈敏度較高，但檢測(cè)速度慢，因使用的檢測(cè)劑為化學(xué)試劑，對(duì)人的健康和環(huán)境有較大的影響。

滲透檢測(cè)特別適合野外現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，因其可以不用水電。滲透檢測(cè)雖然只能檢測(cè)表面開(kāi)口缺陷，但檢測(cè)卻不受工件幾何形狀和缺陷方向的影響，只需要進(jìn)行一次檢測(cè)就可以完成對(duì)缺陷的檢測(cè)。

基本原理及步驟

滲透檢測(cè)是基于液體的毛細(xì)作用（或毛細(xì)現(xiàn)象）和固體染料在一定條件下的發(fā)光現(xiàn)象。

滲透檢測(cè)的工作原理是：工件表面被施涂含有熒光染料或者著色染料的滲透劑后，在毛細(xì)作用下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，滲透劑可以滲入表面開(kāi)口缺陷中；去除工件表面多余的滲透劑，經(jīng)過(guò)干燥后，再在工件表面施涂吸附介質(zhì)——顯像劑；同樣在毛細(xì)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劑中；在一定的光源下（黑光或白光），缺陷處的滲透劑痕跡被顯示（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

滲透檢測(cè)的基本步驟

無(wú)論是那種滲透檢測(cè)方法，其步驟基本上是差不多的，主要包括以下幾步：

1、預(yù)處理；

2、滲透；

3、清洗；4、顯像；

5、觀(guān)察記錄及評(píng)定；

6、后處理。

滲透檢測(cè)的結(jié)果主要受到操作者的操作影響，所以進(jìn)行滲透檢測(cè)的人員一定要嚴(yán)格按照相關(guān)的工藝標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程及技術(shù)要求來(lái)進(jìn)行操作，這樣才能確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

方法

滲透檢測(cè)方法，即在測(cè)試材料表面使用一種液態(tài)染料，并使其在體表保留至預(yù)設(shè)時(shí)限，該染料可為在正常光照下即能辨認(rèn)的有色液體，也可為需要特殊光照方可顯現(xiàn)的黃/綠熒光色液體。

此液態(tài)染料由于“毛細(xì)作用”進(jìn)入材料表面開(kāi)口的裂痕。毛細(xì)作用在染色劑停留過(guò)程中始終發(fā)生，直至多余染料完全被清洗。此時(shí)將某種顯像劑施加到被檢材質(zhì)表面，滲透入裂痕并使其著色，進(jìn)而顯現(xiàn)。具備相應(yīng)資質(zhì)的檢測(cè)人員可對(duì)該顯現(xiàn)痕跡進(jìn)行解析。

檢測(cè)方法的分類(lèi)

根據(jù)滲透劑和顯像劑種類(lèi)不同，檢測(cè)方法可按照表1和表2進(jìn)行分類(lèi)：

表1

表2

1、根據(jù)滲透劑所含染料成分分類(lèi)

根據(jù)滲透劑所含染料成分，滲透檢測(cè)分為熒光滲透檢測(cè)法、著色滲透檢測(cè)法和熒光著色滲透檢測(cè)法，簡(jiǎn)稱(chēng)為熒光法、著色法、和熒光著色法三大類(lèi)。滲透劑內(nèi)含有熒光物質(zhì)，缺陷圖像在紫外線(xiàn)能激發(fā)熒光的為熒光法。滲透劑內(nèi)含有有色染料，缺陷圖像在白光或日光下顯色的為著色法。熒光著色法兼?zhèn)錈晒夂椭珒煞N方法的特點(diǎn)，缺陷圖像在白光或日光下能顯色，在紫外線(xiàn)下又能激發(fā)出熒光。

2、根據(jù)滲透劑去除方法分類(lèi)

根據(jù)滲透劑去除方法，滲透檢測(cè)分為水洗型、后乳化型和溶劑去除型三大類(lèi)。水洗型滲透法是滲透劑內(nèi)含有一定量的乳化劑，工件表面多余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，工件表面多余的滲透劑也可直接用水洗掉，它也屬于水洗型滲透法。后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，即工件表面上多余的滲透劑要用乳化劑“乳化”后方能用水洗掉。溶劑去除型滲透法是用有機(jī)溶劑去除工件表面多余的滲透劑。

3、根據(jù)顯像劑類(lèi)型分類(lèi)

根據(jù)顯像劑類(lèi)型，滲透檢測(cè)分為干式顯像法、濕式顯像法兩大類(lèi)。干式顯像法是以白色微細(xì)粉末作為顯像劑，施涂在清洗并干燥后的工件表面上。濕式顯像法是將顯像粉末懸浮于水中（水懸浮顯像劑）或溶劑中（溶劑懸浮顯像劑），也可將現(xiàn)象粉溶解于水中（水溶性顯像劑）。此外，還有塑料薄膜顯像法；也有不使用顯像劑，實(shí)現(xiàn)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(shí)間。

4.表面滲透液清洗。

5.施加顯像劑。

6.缺陷內(nèi)部殘留的滲透液被顯像劑吸附出來(lái)，進(jìn)行觀(guān)察。

7.缺陷判定。

一、表面處理

對(duì)表面處理的基本要求就是，任何可能影響滲透檢測(cè)的污染物必須清除干凈，同時(shí)，又不能損傷被檢工件的工作功能。滲透檢測(cè)工作準(zhǔn)備范圍應(yīng)從檢測(cè)部位四周向外擴(kuò)展25mm以上。

污染物的清除方法有：機(jī)械清理，化學(xué)清洗和溶劑清洗，在選用時(shí)應(yīng)進(jìn)行綜合考慮。特別注意涂層必須用化學(xué)的方法進(jìn)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涂、刷涂、澆涂和浸涂。

滲透時(shí)間是一個(gè)很重要的因素，一般來(lái)說(shuō)，施加滲透劑的時(shí)間不得少于10min，對(duì)于應(yīng)力腐蝕裂紋因其特別細(xì)微，滲透時(shí)間需更長(zhǎng)，可以長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)。

滲透溫度一般控制在10~50℃范圍內(nèi)，溫度太高，滲透劑容易干在被檢工件上，給清洗帶來(lái)困難；溫度太低，滲透劑變稠，動(dòng)態(tài)滲透參量受到影響。當(dāng)被檢工件的溫度不在推薦范圍內(nèi)時(shí)，可進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)，以此來(lái)驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

在整個(gè)滲透時(shí)間內(nèi)應(yīng)讓被檢表面處于潤(rùn)濕狀態(tài)。

三、滲透劑的去除

在滲透劑的去除時(shí)，既要防止過(guò)清洗又要防止清洗不足，清洗過(guò)度可能導(dǎo)致缺陷顯示不出來(lái)或漏檢，清洗不足又會(huì)使得背景過(guò)濃，不利于觀(guān)察。

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

后乳化型滲透劑的去除：乳化工序是后乳化型滲透檢測(cè)工藝的最關(guān)鍵步驟，必須嚴(yán)格控制乳化時(shí)間防止過(guò)乳化，在得到合適的背景的前提下，乳化的時(shí)間越短越好。

溶劑去除型滲透劑的去除：應(yīng)注意不得往復(fù)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涂、刷涂、澆涂和浸涂等，噴涂時(shí)距離被檢表面為300~400mm，噴涂方向與被檢面的夾角為30~40°，刷涂時(shí)一個(gè)部位不允許往復(fù)刷涂幾次。

五、觀(guān)察

觀(guān)察顯示應(yīng)在顯像劑施加后7~60min內(nèi)進(jìn)行。

觀(guān)察的光源應(yīng)滿(mǎn)足要求，一般白光照度應(yīng)大于1000Lx，無(wú)法滿(mǎn)足時(shí)，不得低于500Lx，熒光檢測(cè)時(shí)，暗室的白光照度不應(yīng)大于20Lx，距離黑光燈380mm處，被檢表面輻照度不低于1000μW/

在進(jìn)行熒光檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)人員進(jìn)入暗室應(yīng)有暗適應(yīng)時(shí)間。

六、缺陷評(píng)定

按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行記錄和評(píng)定。

優(yōu)缺點(diǎn)

滲透檢測(cè)可以檢測(cè)（鋼、耐熱合金、鋁合金、鎂合金、銅合金）和非金屬（陶瓷、塑料）工件的表面開(kāi)口缺陷，例如，裂紋、疏松、氣孔、夾渣、冷隔、折疊和氧化斑疤等。這些表面開(kāi)口缺陷，特別是細(xì)微的表面開(kāi)口缺陷，一般情況下，直接目視檢查是難以發(fā)現(xiàn)的。

滲透檢測(cè)不受被控工件化學(xué)成分限制。滲透檢測(cè)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(cè)不受被檢工件結(jié)構(gòu)限制。滲透檢測(cè)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(jī)械加工件。

滲透檢測(cè)不受缺陷形狀（線(xiàn)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(cè)，即可同時(shí)檢查開(kāi)口于表面的所有缺陷。

但是，滲透檢測(cè)無(wú)法或難以檢查多孔的材料，例如粉末冶金工件；也不適用于檢查因外來(lái)因素造成開(kāi)口或堵塞的缺陷，例如工件經(jīng)噴丸處理或噴砂，則可能堵塞表面缺陷的“開(kāi)口”，難以定量的控制檢測(cè)操作質(zhì)量，多憑檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)真程度和視力的敏銳程度。

滲透檢測(cè)內(nèi)容簡(jiǎn)介

滲透檢測(cè)是無(wú)損檢測(cè)五大常規(guī)檢測(cè)技術(shù)之一，是高等院校無(wú)損檢測(cè)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。本教材編寫(xiě)的目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)都是立足于為無(wú)損檢測(cè)專(zhuān)業(yè)的高年級(jí)本科生或研究生教學(xué)使用，同時(shí)又兼顧高職學(xué)院學(xué)生教學(xué)及工程技術(shù)人員需要。強(qiáng)調(diào)理論基礎(chǔ)的重要性，始終以理論基礎(chǔ)貫穿全文；考慮教學(xué)、培訓(xùn)的雙重需要，將理論、工程、資格考核有機(jī)結(jié)合；教材編排注重結(jié)構(gòu)層次、滲透檢測(cè)過(guò)程的邏輯關(guān)系。內(nèi)容包括緒論、滲透檢測(cè)的基本原理、滲透檢測(cè)探傷劑、滲透檢測(cè)方法、滲透檢測(cè)技術(shù)、痕跡顯示的解釋與評(píng)定、滲透檢測(cè)設(shè)備和器材、滲透檢測(cè)應(yīng)用、安全與健康、滲透檢測(cè)質(zhì)量控制和滲漏檢測(cè)等。教材全面反映滲透檢測(cè)技術(shù)的各種分支內(nèi)容，同時(shí)考慮滲透檢測(cè)的最新發(fā)展。

滲透檢測(cè)目錄

序

叢書(shū)序言

前言

第1章緒論1

11滲透檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展1

12滲透檢測(cè)的特點(diǎn)2

復(fù)習(xí)題3

第2章滲透檢測(cè)的物理化學(xué)基礎(chǔ)4

21分子運(yùn)動(dòng)論4

22液體表面張力和表面自由能6

23潤(rùn)濕現(xiàn)象12

24彎曲液面下的附加壓強(qiáng)與液體毛細(xì)現(xiàn)象18

25吸附現(xiàn)象25

26溶解現(xiàn)象29

27表面活性和表面活性劑30

28滲透檢測(cè)中的光學(xué)基礎(chǔ)48

復(fù)習(xí)題62

第3章滲透檢測(cè)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(cè)劑系統(tǒng)90

36滲透劑的配制方法91

37國(guó)內(nèi)外部分滲透檢測(cè)劑性能介紹92

復(fù)習(xí)題95

第4章滲透檢測(cè)設(shè)備與器材96

41滲透檢測(cè)設(shè)備96

42滲透檢測(cè)的輔助器材101

43光照條件(檢測(cè)場(chǎng)地)105

44試塊106

45滲透檢測(cè)設(shè)備、儀器和標(biāo)準(zhǔn)試塊的質(zhì)量控制111

復(fù)習(xí)題112

第5章滲透檢測(cè)工藝113

51滲透檢測(cè)方法的分類(lèi)113

52滲透檢測(cè)的基本步驟114

53典型的滲透檢測(cè)方法127

54特殊的滲透檢測(cè)方法133

55滲透檢測(cè)方法的選擇136

復(fù)習(xí)題137

第6章痕跡顯示的解釋和評(píng)定139

61缺陷的基本知識(shí)139

62痕跡顯示的分類(lèi)145

63缺陷顯示的分類(lèi)147

64滲透檢測(cè)常見(jiàn)缺陷的顯示特征149

65質(zhì)量評(píng)定154

66缺陷的記錄156

復(fù)習(xí)題157

第7章滲透檢測(cè)應(yīng)用158

71焊接件滲透檢測(cè)158

72鑄件滲透檢測(cè)160

73鍛件滲透檢測(cè)162

74機(jī)加工件滲透檢測(cè)164

75在役試件滲透檢測(cè)165

76非金屬件滲透檢測(cè)166

復(fù)習(xí)題166

第8章滲透檢測(cè)的質(zhì)量管理167

81質(zhì)量管理體系認(rèn)證167

82計(jì)量認(rèn)證體系169

83滲透檢測(cè)的人員資格鑒定172

84滲透檢測(cè)的設(shè)備器材管理175

85滲透檢測(cè)耗材的管理177

86滲透檢測(cè)環(huán)境與安全防護(hù)管理180

87滲透檢測(cè)文件管理180

88滲透檢測(cè)工藝管理185

89滲透檢測(cè)記錄及歸檔186

復(fù)習(xí)題188

附錄189

附錄A正交試驗(yàn)法與正交表189

附錄B滲透檢測(cè)缺陷顯示圖例202

參考文獻(xiàn)209

《滲透檢測(cè)(第2版)》是在全國(guó)特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)人員資格考核委員會(huì)直接領(lǐng)導(dǎo)下編寫(xiě)的滲透檢測(cè)人員資格考核統(tǒng)編教材，按照全國(guó)特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)人員資格考核大綱編寫(xiě)。

《滲透檢測(cè)(第2版)》是在全國(guó)特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)人員資格考核委員會(huì)直接領(lǐng)導(dǎo)下編寫(xiě)的滲透檢測(cè)人員資格考核統(tǒng)編教材，按照全國(guó)特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)人員資格考核大綱編寫(xiě)?！稘B透檢測(cè)(第2版)》共分13章，主要內(nèi)容包括：滲透檢測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)，滲透檢測(cè)的物理化學(xué)基礎(chǔ)，滲透檢測(cè)的光學(xué)基礎(chǔ)，滲透檢測(cè)劑，滲透檢測(cè)設(shè)備、儀器和試塊，滲透檢測(cè)方法，滲透檢測(cè)工藝，顯示的解釋與缺陷評(píng)定，質(zhì)量控制與安全防護(hù)，滲透檢測(cè)應(yīng)用，承壓設(shè)備滲透檢測(cè)工藝規(guī)程和工藝卡，國(guó)內(nèi)外滲透檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析以及6個(gè)滲透檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。

《滲透檢測(cè)(第2版)》的特點(diǎn)是：既注重理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，又緊跟科技的發(fā)展，及時(shí)介紹國(guó)內(nèi)外滲透檢測(cè)的新觀(guān)點(diǎn)和新技術(shù)?！稘B透檢測(cè)(第2版)》除作為特種設(shè)備滲透檢測(cè)人員資格考核培訓(xùn)教材外，也可供各企業(yè)生產(chǎn)一線(xiàn)人員、質(zhì)量管理人員、安全監(jiān)察人員、研究機(jī)構(gòu)、大專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生學(xué)習(xí)使用。2100433B

滲透檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

滲透檢測(cè)方法可檢查各種非疏孔性材料的表面開(kāi)口缺陷，如裂紋、氣孔、折疊、疏松、冷隔等。滲透檢測(cè)技術(shù)不受材料組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的限制，不僅可以檢查有色金屬和黑色金屬，還可以檢查塑料、陶瓷及玻璃等。滲透檢測(cè)具有較高的檢測(cè)靈敏度，超高靈敏度的滲透檢測(cè)材料可清晰地顯示寬0.5μm、深10μm、長(zhǎng)1mm左右的細(xì)微裂紋。而且，滲透檢測(cè)的顯示直觀(guān)，容易判斷，操作也非?？焖佟⒑?jiǎn)便，一次操作即可檢出一個(gè)平面上各個(gè)方向的缺陷。此外，滲透檢測(cè)還具有設(shè)備簡(jiǎn)單攜帶方便、檢測(cè)費(fèi)用低、適應(yīng)于野外工作等優(yōu)點(diǎn)。正是由于以上優(yōu)點(diǎn),滲透檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

滲透檢測(cè)技術(shù)的局限性

首先是滲透檢測(cè)不適于檢查多孔性或疏松材料制成的工件或表面粗糙的工件,因?yàn)闄z測(cè)多孔性材料時(shí)，會(huì)使整個(gè)表面呈現(xiàn)強(qiáng)的熒光背景,以致掩蓋缺陷顯示;而工件表面太粗糙時(shí)，易造成假象,降低檢測(cè)效果。其次是滲透檢測(cè)只能檢出零部件的表面開(kāi)口缺陷，被污染物堵塞或經(jīng)機(jī)械處理(如噴丸、拋光和研磨等)后開(kāi)口被封閉的缺陷則不能被有效檢出。另外,滲透檢測(cè)只能檢出缺陷的表面分布,難以確定缺陷的實(shí)際深度,因而很難對(duì)缺陷做出定量評(píng)價(jià)。2100433B

本書(shū)是一部滲透檢測(cè)人員資格鑒定考核的培訓(xùn)教材。主要內(nèi)容包括：滲透檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)，滲透檢測(cè)物理化學(xué)基礎(chǔ)，滲透檢測(cè)材料，滲透檢測(cè)器材，滲透檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)評(píng)定，滲透檢測(cè)應(yīng)用及缺陷圖譜，質(zhì)量控制與案例防護(hù)和滲透檢測(cè)實(shí)驗(yàn)等。為了更好地掌握教材內(nèi)容，本書(shū)還收錄了滲透檢測(cè)術(shù)語(yǔ)，國(guó)內(nèi)外滲透檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析等內(nèi)容。

本書(shū)既注重理論與實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合，又緊跟現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，并及時(shí)介紹國(guó)內(nèi)、外滲透檢測(cè)的新觀(guān)點(diǎn)和新技術(shù)。

本書(shū)除作為滲透檢測(cè)人員資格鑒定考核培訓(xùn)教材外，也可供各企業(yè)生產(chǎn)一線(xiàn)人員、質(zhì)量管理人員、安全監(jiān)督人員、工藝技術(shù)人員、研究機(jī)構(gòu)及大專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生學(xué)習(xí)參考。