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渗透检测剂 渗透剂去除剂显象剂渗透检测剂系统 渗透剂 渗透剂的分类渗透剂的组成渗透剂的性能着色渗透剂荧光渗透剂特殊类型的渗透剂 渗透剂的分类 一 渗透剂的分类1 按溶剂分类 水基渗透剂 油基渗透剂 2 去除方法分类 自乳化型渗透剂 后乳化型渗透剂 溶剂去除型渗透剂 渗透剂的分类 一 渗透剂的分类3 染料成分分类 荧光液 着色液 荧光着色液4 按灵敏度水平分类低 中 高 超高四类水洗型有低 中 高三类 后乳化型有标准 中等 高 超高三类 着色液有低 中二类 渗透剂的分类 二 特殊类型的渗透剂1 水基渗透剂 是一种以水作为渗透溶剂 在水中溶解染料的一种的渗透剂 众所周知 水的渗透能力是较差的 但如果在水中加进适量的表面活性剂以降低水的表面张力 增加水对固体的润湿能力 水是可以变成一种好的渗透溶剂的 2 着色荧光渗透剂 3 化学反应型着色渗透剂 4 高温下使用的渗透剂 5 过滤性微粒渗透剂 渗透剂的组成 一 渗透剂的组成成份渗透剂一般由染料 溶剂 乳化剂和多种改善渗透剂性能的附加成分所组成 在实际的渗透剂配方中 一种化学试剂往往同时起几种作用 渗透剂的组成 一 渗透剂的组成成份1红色染料着色渗透剂中所用染料多为红色染料 因为红色染料能与显像剂的白色背景形成鲜明的对比 产生较好反差 以引起人们注意 着色渗透剂中的染料应满足色泽鲜艳 易溶解 易清洗 杂质少 无腐蚀和对人体基本无毒的基本要求 渗透剂的组成 一 渗透剂的组成成份2荧光燃料荧光染料的种类很多 在黑光的照射下从发蓝光到发红色荧光的染料均有 荧光渗透剂应选择在黑光的照射下发出黄绿色荧光大的染料 这是因为人眼对黄绿色荧光最敏感 从而可以提高检测灵敏度 我国常用的荧光染料有YJI 43 YJP 15 香豆素化合物MDAC和YJN 68等 荧光的串激 渗透剂的组成 一 渗透剂的组成成份3 溶剂溶剂是用于溶解染料的 根据化学结构 相似相溶 的原则 应尽量选择分子结构与染料相似的溶剂 但 相似相溶 仅是经验法则 有一定的局限性 有一些物质 结构虽相似 如氯乙烷与聚氯乙稀 但却并不相溶 因此 在实际应用中 应以实验加以验证 渗透剂的组成 一 渗透剂的组成成份4 表面活性剂 增加染料在溶剂中的溶解度和增强渗透剂对固体表面的润湿能力 表面活性剂作为乳化剂添加到渗透剂中 使渗透剂容易被水洗掉 乳化剂还能促进染料的溶解 起增溶的作用 选择两种以上的表面活性剂组合使用 渗透剂的性能 一 渗透剂的综合性能渗透力 荧光亮度和色泽 清洗性 吸附性能 无腐蚀 稳定性 毒性小 其他 如对氟 氯 硫的要求 渗透剂的性能 二 物理性能1 粘度 流体分子间存在内摩擦力而互相牵制的表现为粘度 粘度影响渗透剂渗入缺陷的速度 粘度大小影响渗透剂在缺陷中的保留性能 重复显示 粘度不宜太高 也不宜太低 2 表面张力与接触角3 密度 比重 比重愈小 渗透力愈好 渗透剂比重 水的比重 缺陷中渗透剂在水面上 温度不同 渗透剂的比重不同 4 挥发性 不宜挥发较好 不会很快干燥 渗透剂的性能 动态渗透参量渗透液的渗透速度常用动态渗透参量 KPP 来表征 粘度是影响渗透液渗透速度的主要因素 它影响受检工件浸入渗透液所需的相对停留时间 KPP常用下式表示 fLcos 式中 fL 表面张力 KPP 接触角 粘度 从上式可知 粘度与动态渗透参量成反比 粘度越高 动态渗透参量越小 渗透液渗入表面开口缺陷所需的时间就越长 粘度对渗透液的运动性能有很大的影响 因而粘度是衡量渗透液性能的一项重要指标 渗透剂的性能 静态渗透参量渗透检测中常用静态渗透参量 SPP 来表征渗透液的渗透能力 静态渗透参量SPP用下式表示 SPP fLcos 式中 fL 表面张力 接触角 SPP值越大 渗透液的渗透能力越强 当接触角 小于5 时 cos 1 因此 SPP fL 从这个意义上讲 静态渗透参量是当接触角小于5 时的表面张力 使用此类渗透液进行渗透检测时 一般可得到为满意的检验结果 渗透剂的性能 二 物理性能5 闪点和燃点渗透剂温度升高时 能产生火花时的最低温度称闪点 渗透剂能够用火焰点燃的温度称为燃点 闪点 开口闪点 闭口闪点6 电导性具有高电阻 避免产生逆弧传给操作者 渗透剂的性能 三 化学性能1化学惰性化学稳定性2清洗性3含水量 水的含量 渗透剂的含量 含水量太多会使渗透剂分离 通常含水量控制 5 4容水量 对含水量的限制值 即当水的增加使渗透剂开始变浑浊时的含量称为容水量 5毒性 应无毒6溶解性 溶剂对染料应有较高的溶解能力 7对材料和容器的腐蚀作用 PH F Cl S值控制 渗透剂的性能 理想渗透剂应具备的主要性能易渗入零件表面的缺陷中去 能很好的保留在缺陷中 即使是浅而宽的缺陷也不会从缺陷中被清洗掉 不宜挥发 不会很快干在工件表面上 渗透剂的质量检查 一 外观检查外观 清晰 透明 色泽鲜艳 无污染 光照下检查 着色 白光照 红色鲜艳 荧光 紫外光照 黄绿色清晰 着色荧光 白光下红色 橙色或紫色 紫外下黄绿色 渗透剂的质量检查 二 润湿性能检查脱脂棉球沾少量渗透剂 涂在光洁铝板表面 停留10分钟 观察 无收缩 无小泡 则润湿状态好 渗透剂的质量检查 三 含水量 容水量测定1 水洗型荧光液含水量测定 蒸馏法含水量 管中水的含量 毫升 渗透剂100 毫升 100 在500毫升烧瓶中 放样品渗透剂100毫升和无水溶剂100毫升 酒精灯加热 观察集水管中水量 2 渗透剂容水量测定 02考 容水量 加入水的体积 渗透剂体积 水的体积 100 在100毫升量筒中 放50毫升渗透剂 以0 5毫升的增量逐次往渗透剂中加水 并摇动 当渗透剂出现浑浊 凝胶 分层等现象时 记下加水总量 渗透剂的质量检查 四 腐蚀性试验1 中温腐蚀试验工艺放入50 1 的恒温水槽中 三小时后取出 清洗 干燥 观察 不应有失光 变色 腐蚀现象2 钛合金热盐应力腐蚀性试验 试样制备 图4 3 图4 4 分别放入40 HNO3 3 5 HF中轻度腐蚀 施加应力 6mm螺栓固定 如图 4 5 分别处理 流滴12小时 538 4 烘箱内烘4 5小时 渗透剂的质量检查 四 腐蚀性试验2 钛合金热盐应力腐蚀性试验 观察 a 在加应力的情况下 观察试样是否有明显的裂纹 b 当用3 5 NaCl溶液浸涂的试块无裂纹时 取下螺栓 在138 4 温度下NaOH的水溶液中浸泡30分钟 随后冲洗涂层表面 在40 HNO3 3 5 HF的水溶液中腐蚀试样3 4分钟 用10倍放大镜观察腐蚀面 c 对仍在夹具中的没有浸涂试样的看得见部分进行观察 如果没有观察到裂纹 则应用类似b的方法清洗 腐蚀和检查 看是否符合要求 d 如果NaCl溶液浸涂的试块没有凹坑或裂纹 材料太好 所以不用这个试样 重做 或如果没有浸涂的试样有裂纹 则试验是无效的 须重做 材料太差 也不用 e 对用渗透剂浸涂的试样 用10倍放大镜目视检查 试样应无明显凹坑 腐蚀 裂纹或表面变色情况 渗透剂的质量检查 四 腐蚀性试验3 高温腐蚀试验 试验对象 高温铸造合金 尺寸12 12 2 5mm2 4块 表面打磨 2块试样浸涂被检渗透剂 另2块不涂 试样放入烘箱 在1010 28 条件下 保温100 5小时 取出 冷却 裁取 抛光试样断面 用200倍显微镜观察 对比 浸涂有被检渗透剂的试样不应有更多的腐蚀 氧化痕迹 渗透剂的质量检查 五 可去除性检查1 试片 不锈钢100 50mm2 退火 吹砂 距离450mm 压力0 4MPa 2 试片涂或浸渗透剂 时间15分钟 然后用0 4Pa的水45度角冲洗 时间30秒 热风干燥 用白光或紫外光检查是否有余色或余光 注 如果是后乳化渗透剂 则要进行乳化 如果是溶剂去除型渗透剂 用溶剂去除 渗透剂的质量检查 六 渗透剂亮度试验1 粗略测定方法 密封静置4小时以上 白光下或紫外光下比较亮度 观察有否分层 沉淀现象 2 紫外照度测定法 荧光液 二张干净滤纸 分别沾有标准荧光液和被检荧光液 烘干 紫外光下比较 如果无明显差别 合格 若有明显差别则 a 用二氯甲烷稀释标准荧光液和被检荧光液到10 浓度 b 80 80滤纸浸湿 85 烘干 c 照度计与紫外灯下读数250lux d 荧光液浸纸放于照度计上 读数差值应小于25 为合格 渗透剂的质量检查 七 灵敏度黑点试验渗透剂灵敏度常用A型 C型试块测试 或用黑点试验 1 试验方法 2 临界厚度计算 T r2 2R d2 8R 00考 黑点直径愈小 临界厚度愈小 说明荧光渗透剂的发光强度愈高 超亮的荧光渗透剂其黑点直径可在1mm以下 渗透剂的质量检查 八 荧光液的黑光稳定性试验 黑光长期照射的影响 在荧光液亮度比较试验后进行10张滤纸浸入制备好的待测荧光液中 取出干燥5分钟 5张放于无强光 强烈气流的地方 另5张放于800微瓦 cm2的黑光下1小时 重复亮度比较试验 亮度最低值要求 低灵敏度荧光液50 中灵敏度荧光液50 高灵敏度荧光液70 渗透剂的质量检查 九 渗透剂的热稳定性试验在荧光液亮度比较试验后进行10张滤纸浸入制备好的待测荧光液中 取出干燥5分钟 5张放于无强光 强烈气流的地方 另5张放于干净的金属板上 装入调到121 2 空气静止的烘箱内1小时 重复亮度对比试验 交替测试装箱与不装箱滤纸的渗透剂亮度 要求最低值 低灵敏度荧光液60 超高灵敏度荧光液80 渗透剂的质量检查 十 渗透剂的温度稳定性试验1升渗透剂密封在容器内 温度变化试验 18 保留8小时升温到66 保留8小时冷却到室温 目视检查 无离析显示 对水洗型渗透剂 容水量不低于5 试验后不产生凝胶 离析 浑浊 分层 渗透剂的质量检查 十一 槽液寿命试验50ml渗透剂放于直径为150mm的烧杯 在对流的烘箱内 50 3 保温7小时 降到室温 目测 无离析 沉淀或形成泡沫 十二 渗透剂的储存稳定性试验渗透剂密封储存于16 38 的容器内 仓库中保存一年 性能应满足各项技术指标 渗透剂的质量检查 十三 渗透剂的粘度测定在38 3 时 按GB265 88标准进行测定 粘度值不超过标准值的10 十四 渗透剂的闪点测定在敞口槽内 按GB261 83测定 水洗型渗透剂闭口闪点应大于50 后乳化型渗透剂闭口闪点应在60 70 十五 渗透剂停留时间试验施加渗透剂后在工件表面停留4小时 20 5 能顺利去除为合格 着色渗透剂 一 水洗型着色液 VA 1 分类 水基着色液 油基自乳化型着色液 2 水基着色液 溶剂 水溶质 红色染料优点 无色 无臭 无味 五毒 不可燃 来源方便 使用安全 不污染 价格低缺点 灵敏度低适用于 同油类接触易引起爆炸的部件 如液态氧容器典型配方 书P60 表4 23 油基自乳化着色液溶剂 高渗透性油基溶剂 乳化剂溶质 油溶性红色染料优点 灵敏度比水基高 清洗方便缺点 容易吸收水份 使着色液浑浊典型配方 书P60 表4 3 着色渗透剂 二 后乳化型着色液 VB 溶剂 高渗透性油基溶剂溶质 油溶性红色染料加乳化工序再清洗优点 灵敏度高 渗透力强适用于 浅而宽的表面缺陷不适用于 表面粗糙的零件典型配方 书P61 表4 4 着色渗透剂 三 溶剂去除型着色液 VC 溶剂 高渗透性油基溶剂溶质 油溶性红色染料去除用溶剂 多数用丙酮优点 渗透力强 灵敏度高典型配方 书P61 表4 5 着色渗透剂 着色渗透剂灵敏度较低 不能用于检测临界疲劳裂纹 应力腐蚀裂纹或晶间腐蚀裂纹 着色渗透剂能渗透到细微裂纹中去 但是要形成用荧光渗透剂能得到的显示 就需要体积比之大得多得着色渗透剂才行 荧光渗透剂 一 水洗型荧光渗透剂1 成份 溶剂 油基溶剂 乳化剂溶质 油溶性荧光染料2 灵敏度及牌号低灵敏度 适用于表面粗糙零件 用于轻合金铸件ZA 1等中灵敏度 适用于精密铸钢件ZB 1等高灵敏度 适用于良好加工面 用于精密铸造涡轮叶片Magneflux ZL67等典型配方 书P63 表4 7 荧光渗透剂 二 后乳化型荧光渗透剂1 成份 溶剂 油基溶剂溶质 油基荧光染料添加 互溶剂 润滑剂等2 灵敏度及牌号标准灵敏度 适用于变形材料机加工件HA 1 Ardrox 985P12高灵敏度 适用于要求较高的变形材料机加工件HB 1 Ardrox 985P13超高灵敏度 适用于特殊构件 如航空涡轮盘Ardrox 985P14典型配方 书P64 表4 8 荧光渗透剂 三 溶剂去除型荧光渗透剂1 成份 与后乳化型荧光渗透剂的成份基本相同2 灵敏度等级低灵敏度 中灵敏度 高灵敏度 超高灵敏度 与水洗型或后乳化型荧光渗透剂同级使用典型配方 书P64 表4 9 特殊类型渗透剂 着色荧光渗透剂 水洗型 成份 溶剂 乙醇溶质 醇溶性染色剂 罗丹明B 荧光着色染料添加 保护剂 火棉胶 防止过洗 乳化剂典型配方 书P65 表4 10 特殊类型渗透剂 过滤性微粒渗透剂化学反应性着色渗透剂高温下使用的渗透剂 乳化剂与溶剂去除剂 乳化剂与溶剂去除剂的分类 组分及特点乳化剂的性能乳化剂的质量检查溶剂去除剂的质量检查 乳化剂与溶剂去除剂的分类 组分及特点 一 乳化剂1 组分 表面活性剂 添加剂 调节粘度 与其它成分的互溶性等 2 分类 亲水型乳化剂 HLB值8 18 水包油型 将油分散在水中 粘度较高需用水稀释 粘度通常在5 20 亲油型乳化剂 HLB值3 5 6 油包水型 将水分散在油中 乳化剂的性能 一 乳化剂的综合性能要求外观 色泽 荧光颜色能与渗透剂明显区别 抗污染 受水或渗透剂污染时不降低乳化去除信念 乳化时间合理 表面活性 粘度 浓度适中 温度稳定性好 储存中温度不影响其性能 腐蚀性 对检测件和盛装容器不腐蚀 毒性小 闪点高 挥发性低 乳化剂的性能 二 乳化剂的物理性能粘度 闪点 挥发性三 化学性能毒性容水性与渗透剂的互溶性四 特殊性能要求水洗性荧光槽液寿命温度稳定性 乳化剂与溶剂去除剂的分类 组分及特点 二 去除剂1 概念 渗透检验用来去除零件表面多余渗透剂的溶剂称为去除剂 2 去除剂种类 水 用于水洗型渗透剂的清洗 有机溶剂 用于溶剂去除型渗透剂的清洗 如煤油 乙醇 丙酮 三氯乙烯等 水洗型渗透剂与溶剂去除型渗透剂的主要区别 粘滞性不同 3 性能要求 对染料有较好的溶解度 与渗透剂中的溶剂有较好的互溶性 有一定的挥发性 不与荧光液起化学反应 不熄灭荧光 乳化剂的质量检查 一 外观检查 着色液的乳化剂与着色液 荧光液的乳化剂与荧光液应有明显的颜色区别 二 乳化性能检查荧光 着色 背景不相差悬殊 合格荧光 着色 背景相差悬殊 更换三 亲油性乳化剂的容许含水量检查油性乳化剂 5 V V 的水 搅拌后观察乳化剂不产生凝胶 离析 浑浊或分层 油性乳化剂 5 V V 的水 渗透剂 渗透剂不产生凝胶 离析 浑浊或渗透剂上分层 且渗透剂的去除性能仍符合要求 乳化剂的质量检查 四 亲水性乳化剂的容水量测定测定方法按 4 3渗透剂的质量检查 通常亲水性乳化剂的容水量不应低于5 V V 五 温度稳定性检查方法与渗透剂检查相同六 亲油性乳化剂的槽液寿命检查方法与渗透剂检查相同七 亲水性乳化剂的浓度根据生产厂规定的方法稀释 溶剂去除剂的质量检查 1溶剂去除剂与溶剂去除剂着色液或与溶剂去除剂荧光液配合使用时 要求 溶解渗透剂适度 去除剂挥发适度 储存保管稳定 不使金属腐蚀与变色 无不良气味 毒性小常用的溶剂去除剂有 丙酮 乙醇 汽油或三氯乙烯等 溶剂去除剂的质量检查 2溶剂去除剂的质量要求 外观 无色透明 不含沉淀物 去除性能检查 储存稳定性检查 在15 38 下储存一年后 作去除试验 性能不应降低 显象剂 显象剂的种类 组分及特点显象剂的性能显象剂的质量检查 显象剂的种类 组分及特点 显象目的 从缺陷中吸附出渗透剂显示缺陷的存在一 干式 干粉 显象剂适用范围 螺纹 粗糙表面零件 材料 白色无机粉末 如 氧化镁 碳酸钙 氧化锌 性能 轻 细 松散 干燥尺寸 1 3 m 较好的吸水 吸油性能 易被渗透剂润湿 易吸附在干燥零件上形成薄层 在紫外灯下不发荧光 无毒 无腐蚀 显象剂的种类 组分及特点 二 湿式显象剂1水悬浮湿式显象剂 要求零件有较高的表面光洁度 组成 干粉 水 30 100g 升 添加剂 润湿剂 改善表面润湿作用 分散剂 防止沉淀和结块 限制剂 防止无限制扩散 保证分辨力 防锈剂 防止腐蚀 2水溶性显象剂 组成 显象剂可溶性粉末 水溶解 特点 不会沉淀 结块 易清洗 使用安全 添加剂 同水悬式显象剂 显象剂的种类 组分及特点 二 湿式显象剂3溶剂悬浮显像剂组成 显像剂 挥发性的有机溶剂添加剂 限制剂 稀释剂因其有机溶剂有较强的渗透能力 能渗入到缺陷中去 挥发过程中把缺陷中的渗透剂带回到工件表面 故显像灵敏度高 另外 有机溶剂挥发快 缺陷显示扩散小 显示轮廓清晰 分辨力高 三 贴膜显象剂 显象粉 透明清漆 显象剂的性能 一 显象剂的综合性能吸湿能力 强 显象粉的粒度 细 有粘附力 能形成覆盖层 不发荧光 荧光法 色差大 着色法 不腐蚀 对人体无害 易清洗 显象剂的性能 二 显象剂的物理化学性能1 颗粒性 不能过大 2 干粉显象剂的密度 松散状态 0 075g cm3 包装状态 0 13g cm33 水悬式或溶剂悬浮式的沉淀率 沉淀速度称为沉淀率 粒度细微沉淀慢 悬浮好 显象剂的性能 三 显象剂的化学性能1毒性2腐蚀性3温度稳定性4污染 显象剂的性能 四 显象剂的特殊性能荧光 在紫外灯下检查应无荧光 分散性 沉淀后搅拌能迅速 均匀的分散而不留残块 显象剂的去除性 应能很好的从零件上去除 润湿能力 应有很好的润湿能力 不会剥落 卷曲 显象剂的质量检查 一 外观检查在良好的对比背景上 有较强的反差 在荧光下 达到标准荧光显象剂的荧光亮度 显象剂的质量检查 二 干粉的质量检查荧光污染与水污染检查取一块吹砂钢试块将其一半浸入蒸馏水 快速摇动后取出放于干粉中高温下干燥在1500 w cm2的紫外灯下检查与标准干粉对比 不应有很多荧光出现另一半干燥的可检查被水污染情况 显象剂的质量检查 干粉的松散性 密度 检查按第十三章实验五操作 松装密度要求 净重量 500 0 075 即75g 升 摇实密度 净重量 体积 0 13 即130g 升 显象剂的质量检查 三 湿式显象剂