3-渗透检测技术的现状及发展080315.ppt

渗透检测技术的现状及发展,-08-03-20,目录,1.关于渗透检测系统分类2.关于渗透检测的适用范围:3.关于渗透检测材料4.关于渗透检测实际操作的正确性5.关于渗透检测的可靠性6.关于渗透检测工艺方法标准7.关于渗透检测标准试块8.关于渗透检测工艺限制9.关于裂纹深度的渗透检测试验10.不规则裂纹的角度对渗透深度的影响11.在役容器穿透裂纹的渗透检测12.关于渗透检测自动自动化,1.关于渗透检测系统分类,1.按渗透液所含染料成分分类：可分为荧光渗透检测法、着色渗透检测法及荧光着色渗透检测法等三类。2.按渗透液的去除方法分类：可分为可水洗性渗透检测法、亲油后乳化渗透检测法、亲水性后乳化渗透检测法及溶剂性去除型渗透检测法等四类。3.按渗透检测灵敏度等级分类：可分为很低级灵敏度、低级灵敏度、中级灵敏度、高级灵敏度及超高级灵敏度等五类。4.按显像剂类型分类：可分为干粉显像剂、水溶性显像剂、水悬浮性显像剂、非水湿显像剂、特殊应用显像剂及自显像等六类。5.按去除溶剂类型分类：可分为卤族类溶剂去除剂、非卤族类溶剂去除剂及特殊应用类溶剂去除剂等三类。,2.关于渗透检测的适用范围,渗透检测可有效地应用于检验非多孔性的金属材料及非多孔性的非金属材料。它可以应用于压力容器的工艺制造过程中检验及最终成品检验；它还可以应用于在役压力容器的定期检验及维修检验。渗透检测应用于陶瓷类制品检验时，要注意陶瓷类制品是否上釉；上釉者为瓷，可以使用常规渗透检测方法进行渗透检测。渗透检测应用于石墨类制品检验时，要注意石墨类制品是否经过浸铜等工艺处理；经过浸铜等工艺处理后，石墨类制品中的细微孔洞被填充，就可以使用常规渗透检测方法进行渗透检测。渗透检测应用于粉末冶金类制品检验时，要注意区分粉末冶金类制品究竟是松孔类制品，还是致密类制品；如果是致密类制品，就可以使用常规渗透检测方法进行渗透。,3.关于渗透检测材料a,渗透检测材料包括荧光/或着色渗透液、乳化剂、溶剂去除剂和显像剂。一族渗透检测材料包括由生产厂家推荐的实用的渗透液、乳化剂、溶剂去除剂和显像剂。不同生产厂家生产的渗透检测材料不得交叉使用。渗透检测应用于奥氏体及钛合金压力容器时，要注意控制渗透检测材料中氯及氟等卤族元素的含量；应用于镍基合金压力容器时，要注意控制渗透检测材料中硫元素的含量。渗透检测应用于某些橡胶及塑料制品时，要注意渗透检测材料与这些橡胶及塑料制品的相容性。,3.关于渗透检测材料b,乳化剂分亲水性与亲油性两种，并以此有亲水性后乳化渗透检测法与亲油性后乳化渗透检测法之分。亲油性乳化剂根据不同的扩散速度分为快作用型及慢作用型两种，它与化学成分及粘度有关；亲油性乳化剂通常按供应状态使用。亲水性后乳化剂实质是一种洗涤剂，通常按浓缩状态供应，用水稀释后使用。溶剂去除剂可分为卤化型与非卤化型两类。非卤化型溶剂去除剂中，氯及氟等卤族元素的含量受到严格控制，可用于奥氏体及钛合金材料的清洗。,4.关于渗透检测实际操作的正确性a,(1)渗透检测实际操作过程中，渗透检测剂材料及受检压力容器都应处于1040之间。如果在实际操作过程中，不能满足这些温度极限，则应在准备采用的温度条件下，通过试验进行鉴定，以确定可否在准备采用的温度条件下进行渗透检测实际操作。(2)任何渗透检测工艺可否得到成功，在很大程度上取决于受检焊接接头表面及缺陷表面不应有干扰渗透检测的固体或液体污染物。所有需要渗透检测的受检焊接接头或有关部位，都必须在施加渗透液前进行清洗和干燥。清洗处理的残留物，会妨碍渗透液对缺陷的渗入；如果是如强硷、强酸和铬酸等，则可能与渗透液发生有害的反应，并降低渗透液的灵敏度及性能。,4.关于渗透检测实际操作的正确性b,(3)所有需要渗透检测的表面，如果经过喷砂、喷丸或磨削加工，就有可能封闭缺陷的开口，或有可能掩盖缺陷的显示迹痕，或有可能干扰检验的有效性。为此，应考虑采用浸蚀方法处理上述表面。(4)采用静电喷涂方法施加渗透液，可以避免过量的渗透液堆积在受检零件上；可以防止渗透液进入空心孔通道，并使其成为储存处，而在检验时引起严重的渗出问题。,4.关于渗透检测实际操作的正确性c,(3)所有需要渗透检测的表面，如果经过喷砂、喷丸或磨削加工，就有可能封闭缺陷的开口，或有可能掩盖缺陷的显示迹痕，或有可能干扰检验的有效性。为此，应考虑采用浸蚀方法处理上述表面。(4)采用静电喷涂方法施加渗透液，可以避免过量的渗透液堆积在受检零件上；可以防止渗透液进入空心孔通道，并使其成为储存处，而在检验时引起严重的渗出问题。,4.关于渗透检测实际操作的正确性d,(5)受检表面的多余渗透液的去除特别关键，不允许出现去除过度现象。对于可水洗性渗透检测法而言，必须防止过度清洗。对于后乳化渗透检测法而言，必须防止过度乳化，截留在缺陷中的渗透液一般不受过度清洗的影响。亲油性乳化剂只能用浸涂法或浇涂法施加，不能用刷涂法或喷涂法施加。亲水性乳化剂只能用浸涂法、浇涂法或喷涂法施加，不能用刷涂法施加。对于溶剂性去除型渗透检测法而言，必须避免使用过量的溶剂，更不允许使用溶剂冲洗受检表面。为避免出现去除过度现象，对于荧光渗透检测法而言，应在黑光灯监视下进行去除操作；对于着色渗透检测法而言，应在白光灯监视下进行去除操作。,4.关于渗透检测实际操作的正确性e,(6)最好使用恒温控制的热风循环式干燥箱进行干燥处理。干燥温度不应超过70，干燥时间不应超过30分钟。否则，检验灵敏度将受到损伤。(7)渗透检测，常使用喷涂法施加溶剂悬浮湿式显像剂。注意：不应使用浸涂法或浇涂法施加溶剂悬浮湿式显像剂。否则，会通过显像剂中的溶剂作用，而使缺陷中的渗透液冲洗（溶解）掉，产生漏检的严重后果。,5.关于渗透检测的可靠性a,（a）毛细现象作用的强弱：特别重要的是，受检制品、渗透检测剂及渗透检测工艺等被确定后，受检压力容器的表面准备及预清洗就非常关键。受检制品的表面准备及预清洗特别好，其表面开口缺陷的内表面就可能非常干净，毛细现象作用就可能非常强，渗透检测的可靠性就可能非常高。否则。如果受检制品的表面开口缺陷预清洗不好，表面开口缺陷被污染甚至被堵塞，则毛细现象就不可能发生，渗透检测就要失败。当然，渗透检测的可靠性也就无从谈起。,5.关于渗透检测的可靠性b,（b）试块人工缺陷与实际的表面开口缺陷的对应性：不论是随机开裂的A型试块，还是辐射开裂的B型试块及平行开裂的C型试块，它们都与受检压力容器的实际的表面开口缺陷不同。因此，最好在使用A/B/C型试块的同时，还应使用受检压力容器的带有实际的表面开口缺陷的试块。两者的对应性越高（例如标准试块上的细微裂纹缺陷与受检压力容器细微裂纹缺陷显示的对应性越高），渗透检测的可靠性就可能越高。,5.关于渗透检测的可靠性c,（c）渗透检测方法及工艺的选择：被检压力容器不同，制造方法不同，产生的缺陷类型将不同，缺陷的尺寸（长度、宽度、深度）也将不同。不同的缺陷类型，不同的缺陷尺寸，将导致选用不同的渗透检测方法及工艺。很明显，缺陷类型及缺陷尺寸与渗透检测方法及工艺对应性越高，渗透检测的可靠性就可能越高。试想，如果使用水洗性着色渗透探伤法检查晶间腐蚀裂纹，渗透检测的可靠性则将无从谈起。,6.关于渗透检测工艺方法标准(略),7.关于渗透检测-A型标准试块a,7.关于渗透检测-A型标准试块b,7.关于渗透检测-A型标准试块cJB/T4730.5-2005-A型对比试块技术要求：符合JB/T-9213的相关要求用途：检验渗透检测剂能否满足要求；比较两种渗透检测剂性能优劣。对用于非标准温度下的渗透检测方法做出鉴定。,7.关于渗透检测-A型标准试块dJB/T9213-A型对比试块技术要求,A型试块上的裂纹：见图所示，具体要求为：开口裂纹、呈不规则分布；裂纹宽度：3m、35m、5m；每块试块上，3m的裂纹，不得少于两条。质量检验要求为：用金相法逐块测量每块试块上的裂纹宽度；把测量结果和测量位置，正确记录在测试参数卡片上。,7.关于渗透检测-B型标准试块aISO3452-3/II型-改型的B型试块*（a）可清洗度测试区（试块上半部）（b）缺陷评定区（试块下半部）,7.关于渗透检测-B型标准试块bISO3452-3/II型-改型的B型试块*试块的用途：评定荧光和着色渗透检测的综合性能。评定某渗透检测剂系统和某渗透检测程序对于不同尺寸缺陷的分辨能力；评定某渗透检测剂系统和某渗透检测程序对某粗糙度表面的清洗能力。,可清洗度测试区：将其分成四个大小均为2535mm的相等区域；通过特定的表面处理方法，制成四个粗糙度Ra不同的区域。粗糙度Ra分别为2.5，5，10和15m。Ra=2.5m区域由喷砂处理制成，其余区域由电侵蚀方法制配。缺陷评定区：试块上的裂纹要求为：圆或近似圆的放射状裂纹直径分别为：3.0，3.5，4.0，4.5和5.5mm。,7.关于渗透检测-B型标准试块cISO3452-3/II型-改型的B型试块*,7.关于渗透检测-B型标准试块dJB/T6064-B型对比试块*,试块尺寸、形状及结构，参见ISO3452-II型对比试块图。尺寸为：152（5745）2.5mm。结构：试块分隔为可清洗度测试区及缺陷评定区两个部分；可清洗度测试区：15257mm；缺陷评定区：15245mm。可清洗度测试区：15257mm。表面粗糙度Ra为1.22.5m缺陷评定区：15245mm。五个辐射状裂纹区：裂纹区直径为：0.81.6mm、1.62.4mm、2.73.5mm、3.74.5mm、5.56.3mm。,试块的用途：评定荧光和着色渗透检测的综合性能。评定某渗透检测液系统和某渗透检测程序对于不同尺寸缺陷的分辨能力；评定某渗透检测系统和某渗透检测程序对某粗糙度表面的清洗能力。当用不同灵敏度的渗透液系统进行检验时，试块上各显示的裂纹区数应如下表1（根据JB/T60641992）所示：表1渗透液系统灵敏度与可显示裂纹区数的对应关系表渗透液系统的灵敏度可显示的裂纹区数低灵敏度23中灵敏度34高灵敏度45超高灵敏度5,7.关于渗透检测-B型标准试块eJB/T6064-B型对比试块*,7.关于渗透检测-B型标准试块fJB/T4730.5-2005-B型对比试块,尺寸、形状及结构-参见JB/T6064-B型对比试块-缺陷评定区-中间3点中间3点：1.62.4mm、2.73.5mm、3.74.5mm、技术要求：符合JB/T-6064的相关要求用途：检验渗透检测剂系统灵敏度及操作工艺正确性不同灵敏度再B型试块上可显示的裂纹区数应如下表所示：灵敏度等级灵敏度等级1级-低灵敏度2级-中灵敏度3级-高灵敏度可显示的裂纹区数12233复习：B型对比试块尺寸、形状及结构：ISO3452-II型-B型对比试块可清洗度测试区：粗糙度Ra分别为2.5，5，10和15m缺陷评定区：放射状裂纹直径分别为：3.0，3.5，4.0，4.5和5.5mm。JB/T6064-B型对比试块可清洗度测试区：粗糙度Ra为1.22.5m缺陷评定区：放射状裂纹直径分别为：0.81.6mm、1.62.4mm、2.73.5mm、3.74.5mm、5.56.3mm,7.关于渗透检测-C型标准试块aISO3452-3/I型-C型试块*,7.关于渗透检测-C型标准试块bISO3452-3/I型-C型试块*,用途：评定荧光和着色渗透液系统的灵敏度等级。简要介绍如下：试块尺寸、形状及结构：见图ISO3452-I型试块。尺寸：351002mm。形状：矩形。结构：四块（I、II、III、IV型），均为矩形；电镀层总厚度分别为：10m(IV型)，20m(III型)，30m(II型)和50m(I型)。裂纹深度接近电镀层总厚度，裂纹宽度与深度之比约为1：20。,7.关于渗透检测-C型标准试块cISO3452-3/I型-C型试块*试块的用途为：评定荧光和着色渗透液系统的灵敏度等级。,电镀层总厚度为10m(IV型)，20m(III型)和30m(II型)的试块：用于确定荧光渗透液系统的灵敏度等级1级（普通）灵敏度：应显示II型试块75以上人工缺陷；I型试块全部（100）人工缺陷。2级（高级）灵敏度：应显示III型试块75以上人工缺陷，II型试块全部（100）人工缺陷。3级（超高级）灵敏度：应显示IV型试块75以上人工缺陷，III型试块全部（100）人工缺陷。电镀层总厚度为30m(II型)和50m(I型)的试块：用于确定着色渗透液系统的灵敏度等级。1级（普通）灵敏度：应显示I型试块90以上人工缺陷；2级（高级）灵敏度：应显示II型试块75以上人工缺陷，I型试块全部（100）人工缺陷。检验要求：实测试块裂纹宽度和深度（或电镀层总厚度）值。,7.关于渗透检测-C型标准试块dISO3452-3/I型-C型试块*10m（黑光）,7.关于渗透检测-C型标准试块eISO3452-3/I型-C型试块*20m（黑光）,7.关于渗透检测-C型标准试块fISO3452-3/I型-C型试块*30m（黑光）,7.关于渗透检测-C型标准试块fISO3452-3/I型-C型试块*30m（黑光）,7.关于渗透检测-C型标准试块gISO3452-3/I型-C型试块*50m（黑光）,7.关于渗透检测-C型标准试块gISO3452-3/I型-C型试块*50m（黑光）,7.关于渗透检测-C型标准试块hISO3452-3/I型-C型试块*30m（白光）,7.关于渗透检测-C型标准试块iISO3452-3/I型-C型试块*50m（白光）,8.关于渗透检测工艺限制,着色渗透检测不推荐使用干粉显像剂和水溶性显像剂，应采用非水湿显像剂。自显像工艺应经过批准，使用专用的自显像渗透液，黑光幅照度应不低于3000w/cm2。关键重要零件不推荐使用着色渗透检测。涡轮发动机关键零件的维修及检修仅允许采用亲水性后乳化荧光渗透检测法进行检验，且检验灵敏度应为高级及超高级。,9.关于裂纹深度的渗透检测试验,渗透检测越来越受到人们的重视，从断裂力学的角度出发，人们对渗透检测结果的期望，不再局限于裂纹的长度和宽度，更关心的是裂纹的深度。但是，渗透检测的裂纹深度测量，一直是渗透检测的一个盲点。国内某研究单位，使用铝合金平板材料及铝合金焊接试验件进行着色渗透检测试验，并通过裂纹测深仪测量及试验件解剖对照，发现裂纹深度与长度和宽度之间有一定的对应关系。并以此得出统计规律数据，得到裂纹长度、宽度与深度之间的对照表，对裂纹深度的评估有一定的参考价值。,10.不规则裂纹的角度对渗透深度的影响,影响渗透检测灵敏度的因素很多，包括渗透检测材料、渗透检测工艺方法及渗透检测设备等，但是受检缺陷本身的性质，例如受检裂纹的几何形貌即开口宽度、深度及长度等，就直接影响渗透检测的灵敏度。规则裂纹的渗透作用已有研究报道，而不规则裂纹的探讨报道甚少。理论推导的公式表明：渗透液在裂纹中的渗透深度主要取决于裂纹的角度大小；当裂纹的开口宽度和深度都相同时，渗透液在有角度的裂纹中渗透得深；当裂纹的开口宽度相同时，裂纹越尖锐，检测灵敏度越高。渗透深度与裂纹的长度无关。,11.在役容器穿透裂纹