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解密渗透探伤奥秘-探伤原理

17-01-17 | 来源:上海磁海 | 作者: 上海磁海 | 点击:
  

渗透探伤 Penetrant Testing,是五大无损检测方法之一,是利用毛细现象检查材料表面缺陷的一种无损检验方法。渗透探伤操作简单,不需要复杂设备,费用低廉,缺陷显示直观,具有相当高的灵敏度,能发现宽度1微米以下的缺陷。这种方法由于检验对象不受材料组织结构和化学成分的限制,因而广泛应用于黑色和有色金属锻件、铸件、焊接件、机加工件以及陶瓷、玻璃、塑料等表面缺陷的检查。它能检查出裂纹、冷隔、夹杂、疏松、折叠、气孔等缺陷;但对于结构疏松的粉末冶金零件及其他多孔性材料不适用。


 

20世纪初,最早利用具有渗透能力的煤油检查机车零件的裂缝。到40年代初期美国斯威策 (R.C.Switzer)发明了荧光渗透液。这种渗透液在第二次世界大战期间,大量用于检查军用飞机轻合金零件,渗透探伤便成为主要的无损检测手段之一,获得广泛应用。随着科技的进步和产业发展的客观需求,轻金属,如:铝合金、镁合金,以及各种复合材料越来越多的应用于汽车、轨道交通、航空航天飞行器、能源、军工、机械等领域。伴随着生产材料的升级换代,渗透检测在21世纪凭借其工艺简单、灵敏度高、材料实用性强等优点,在产品和材料的质量检测中扮演者越来越重要的角色。今天,上海磁海(CHiNDT)将带领大家了解一下渗透探伤的原理。
 

渗透探伤从着色工艺可分为两大类:荧光渗透和着色渗透;从清洗工艺可分为:水洗型、后乳化型和溶剂去除型;从显像工艺可分为:干粉现象、湿法显像、自显像等。但无论哪一种渗透探伤工艺,其基本原理都是一样的,主要包含六个步骤:


探伤工艺原理一:材料准备
(灰层油污等吸附在工件表面及缺陷中)
 

如上图,待检测的工件表面及裂纹中往往具有灰尘、油污等污染物,必须经过处理后方可进行渗透探伤,否则会污染昂贵的渗透液,并导致探伤失效。常用的清洗方式为超声波清洗、酸洗、碱洗等。


探伤工艺原理二:工件清洗
(灰层油污等吸附在工件表面及缺陷中)
 

如上图,待检测的工件放在清洗设备中(超声波清洗机、酸洗机)进行清洗。工件表面及裂纹中的污染物在清洗后应完全去除,并进行烘干,进而进行渗透、滴落。


探伤工艺原理三:渗透液施加
(渗透液通过毛细现象进入裂缝)
 

在清洗干净并烘干工件后,可将渗透液施加在工件表面,在等待约10-15分钟后,渗透液完全进入工件表面的裂纹中。渗透液的常用的施加方式包括:浸泡法、涂刷法、喷涂法等。


探伤工艺原理四:表面渗透液去除
(表面渗透液洗掉,而缺陷内部渗透液保留)
 

在约10-15分钟的渗透滴落后,渗透液完全进入工件表面的裂纹中,要对工件表面多余的渗透液进行去除,确保仅在裂纹中残余渗透液,用于进一步的显像工艺。


探伤工艺原理五:显像粉施加

 

在渗透液清洗、烘干后,对工件进行喷涂显像粉。显像粉具有极强的吸附能力,会把裂纹中的渗透液“抽”到工件表面,从而实现显像。显像粉的施加方式包括:爆粉显像、喷洒法、静电喷涂法等。


探伤工艺原理六:显像、观察
(渗透液被显像粉吸出,显示缺陷)
 

显像后约十分钟,裂纹中的渗透液会背吸附至工件表面,从而实现裂纹的人工观察。
 

渗透探伤缺陷实例:

汽车平衡杆缺陷-荧光渗透
 

 

荧光渗透缺陷
 

 

法兰缺陷-着色渗透
 

叶片缺陷-着色渗透

 

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