滲透檢測（第2版）

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

《滲透檢測(第2版)》是在全國特種設(shè)備無損檢測人員資格考核委員會直接領(lǐng)導(dǎo)下編寫的滲透檢測人員資格考核統(tǒng)編教材，按照全國特種設(shè)備無損檢測人員資格考核大綱編寫。《滲透檢測(第2版)》共分13章，主要內(nèi)容包括：滲透檢測的基礎(chǔ)知識，滲透檢測的物理化學(xué)基礎(chǔ)，滲透檢測的光學(xué)基礎(chǔ)，滲透檢測劑，滲透檢測設(shè)備、儀器和試塊，滲透檢測方法，滲透檢測工藝，顯示的解釋與缺陷評定，質(zhì)量控制與安全防護(hù)，滲透檢測應(yīng)用，承壓設(shè)備滲透檢測工藝規(guī)程和工藝卡，國內(nèi)外滲透檢測標(biāo)準(zhǔn)對比分析以及6個滲透檢測實驗。

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

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

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(yùn)用物理、化學(xué)、材料科學(xué)及工程學(xué)理論為基礎(chǔ)，對各種工程材料、零部件和產(chǎn)品進(jìn)行有效的檢驗，借以評價它們的完整性、連續(xù)性、及安全可靠性。滲透檢測是產(chǎn)品制造中實現(xiàn)質(zhì)量控制、節(jié)約原材料、改進(jìn)工藝、提供勞動生產(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、大型游樂設(shè)施等機(jī)電設(shè)備。熒光滲透檢測在航空、航天、兵器、艦艇、原子能等國防工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用特別廣泛。

適用范圍及特點

滲透檢測可廣泛應(yīng)用于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，陶瓷及塑料等，對于形狀復(fù)雜的缺陷也可一次性全面檢測。主要用于裂紋、白點、疏松、夾雜物等缺陷的檢測無需額外設(shè)備，對應(yīng)用于現(xiàn)場檢測來說，常使用便攜式的灌裝滲透檢測劑，包括滲透劑、清洗劑和顯像劑這三個部份，便于現(xiàn)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(zhì)，檢測靈敏度較高，但檢測速度慢，因使用的檢測劑為化學(xué)試劑，對人的健康和環(huán)境有較大的影響。

滲透檢測特別適合野外現(xiàn)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(jìn)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；去除工件表面多余的滲透劑，經(jīng)過干燥后，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），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

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(yù)處理；

2、滲透；

3、清洗；4、顯像；

5、觀察記錄及評定；

6、后處理。

滲透檢測的結(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)要求來進(jìn)行操作，這樣才能確保檢測結(jié)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(tài)染料，并使其在體表保留至預(yù)設(shè)時限，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)入材料表面開口的裂痕。毛細(xì)作用在染色劑停留過程中始終發(fā)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(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)的檢測人員可對該顯現(xiàn)痕跡進(jìn)行解析。

檢測方法的分類

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

表1

表2

1、根據(jù)滲透劑所含染料成分分類

根據(jù)滲透劑所含染料成分，滲透檢測分為熒光滲透檢測法、著色滲透檢測法和熒光著色滲透檢測法，簡稱為熒光法、著色法、和熒光著色法三大類。滲透劑內(nèi)含有熒光物質(zhì)，缺陷圖像在紫外線能激發(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，缺陷圖像在白光或日光下能顯色，在紫外線下又能激發(fā)出熒光。

2、根據(jù)滲透劑去除方法分類

根據(jù)滲透劑去除方法，滲透檢測分為水洗型、后乳化型和溶劑去除型三大類。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)顯像劑類型分類

根據(jù)顯像劑類型，滲透檢測分為干式顯像法、濕式顯像法兩大類。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，進(jìn)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干凈，同時，又不能損傷被檢工件的工作功能。滲透檢測工作準(zhǔn)備范圍應(yīng)從檢測部位四周向外擴(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于10min，對于應(yīng)力腐蝕裂紋因其特別細(xì)微，滲透時間需更長，可以長達(dá)2小時。

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，給清洗帶來困難；溫度太低，滲透劑變稠，動態(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，可進(jìn)行性能對比試驗，以此來驗證檢測結(jié)果的可靠性。

在整個滲透時間內(nèi)應(yīng)讓被檢表面處于潤濕狀態(tài)。

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(dǎo)致缺陷顯示不出來或漏檢，清洗不足又會使得背景過濃，不利于觀察。

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。

后乳化型滲透劑的去除：乳化工序是后乳化型滲透檢測工藝的最關(guān)鍵步驟，必須嚴(yán)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(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°，刷涂時一個部位不允許往復(fù)刷涂幾次。

五、觀察

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

觀察的光源應(yīng)滿足要求，一般白光照度應(yīng)大于1000Lx，無法滿足時，不得低于500Lx，熒光檢測時，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)行熒光檢測時，檢測人員進(jìn)入暗室應(yīng)有暗適應(yīng)時間。

六、缺陷評定

按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行記錄和評定。

優(yōu)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、塑料）工件的表面開口缺陷，例如，裂紋、疏松、氣孔、夾渣、冷隔、折疊和氧化斑疤等。這些表面開口缺陷，特別是細(xì)微的表面開口缺陷，一般情況下，直接目視檢查是難以發(fā)現(xiàn)的。

滲透檢測不受被控工件化學(xué)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(jié)構(gòu)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(jī)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，即可同時檢查開口于表面的所有缺陷。

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；也不適用于檢查因外來因素造成開口或堵塞的缺陷，例如工件經(jīng)噴丸處理或噴砂，則可能堵塞表面缺陷的“開口”，難以定量的控制檢測操作質(zhì)量，多憑檢測人員的經(jīng)驗、認(rèn)真程度和視力的敏銳程度。

滲透檢測技術(shù)的優(yōu)點

滲透檢測方法可檢查各種非疏孔性材料的表面開口缺陷，如裂紋、氣孔、折疊、疏松、冷隔等。滲透檢測技術(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。滲透檢測具有較高的檢測靈敏度，超高靈敏度的滲透檢測材料可清晰地顯示寬0.5μm、深10μm、長1mm左右的細(xì)微裂紋。而且，滲透檢測的顯示直觀，容易判斷，操作也非?？焖?、簡便，一次操作即可檢出一個平面上各個方向的缺陷。此外，滲透檢測還具有設(shè)備簡單攜帶方便、檢測費(fèi)用低、適應(yīng)于野外工作等優(yōu)點。正是由于以上優(yōu)點,滲透檢測技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

滲透檢測技術(shù)的局限性

首先是滲透檢測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,因為檢測多孔性材料時，會使整個表面呈現(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，易造成假象,降低檢測效果。其次是滲透檢測只能檢出零部件的表面開口缺陷，被污染物堵塞或經(jīng)機(jī)械處理(如噴丸、拋光和研磨等)后開口被封閉的缺陷則不能被有效檢出。另外,滲透檢測只能檢出缺陷的表面分布,難以確定缺陷的實際深度,因而很難對缺陷做出定量評價。2100433B