华东理工现代无损检测技术及缺陷评价课件第5章 渗透检测技术(PT)

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第五章渗透检测技术LiquidPenetrant

Testing5/19/20261无损检测方法回顾1）所要检查的缺陷的位置：表面：PT，MT，ET。2）缺陷的种类：平面型缺陷，体积型缺陷；3）工件类型焊缝：UT，RT，MT，PT；铸件：铝：RT，UT，PT

钢结构：MT，UT，PT，RT。5/19/202625/19/20263渗透检测方法视频(一)5/19/20264渗透检测方法视频(二)5/19/20265基本操作程序①渗透：将含有染料的渗透液涂覆在工件表面上，在毛细作用下，渗透液渗入表面开口缺陷；②去除（清洗）：去除工件表面多余的渗透液；③显像：再在工件表面涂上一层显像剂，缺陷中的渗透液在毛细作用下被吸附到工件表面，形成放大的缺陷。④观察：在黑光灯下（荧光法）或白光下（着色法）观察缺陷显示。5/19/20266渗透检测方法分类按渗透液种类不同分类：

荧光法（F），着色法（V），荧光着色两用。按清洗方法的不同分类：

水洗型（A），后乳化型（B），溶剂清洗型（C）。按显像剂类型的方类：

干式显像法（D）（用于荧光法）

水基湿显像法：水溶液显像（A）,水悬浮液显像（W）

非水基湿显像法(S)（溶剂悬浮、速干式）自显象法(N)

（用于荧光法）

5/19/202671.2.2渗透检测方法分类按渗透液种类不同分类：荧光法（Ⅰ），着色法（Ⅱ

），荧光着色两用（Ⅲ

）。按清洗方法的不同分类：水洗型（A），亲油型后乳化型（B），溶剂清洗型（C），亲水型后乳化型（D）。按显像剂类型的分类：干粉显像剂（a）（用于荧光法）水溶解显像剂（b）水悬浮显像剂（c）溶剂悬浮显像剂(d)（非水显像、速干式）（着色法）自显像(e)（用于荧光法）5/19/20268渗透检测物理基础--毛细管现象定义

将小直径的玻璃管（称毛细管）插入盛有液体的容器中，液体会沿着管内壁自动地上升（或下降），使玻璃管内的液面高出（或低于）容器的液面，这种现象称为毛细管现象。

5/19/20269毛细管现象定量计算式中：h——液体在管内的上升高度。

γ——液体表面张力系数；

θ——接触角；

r——毛细管内壁半径；

ρ——液体的密度；

g——重力加速度。

5/19/202610液体表面张力产生的原因液体表面和内部分子作用球示意图

5/19/202611渗透检测的物理化学基础2.2.2。1.液体的表面层（p13）

分子作用半径、分子作用球分子间的相互作用力随分子间距的增大而减少，相邻分子间作用力所能达到的最大距离叫做分子作用半径，用r表示，半径为r的球形作用范围叫分子作用球。ABr5/19/202612表面张力产生的原因

每一个离液面的距离小于分子作用半径r的分子，都受到一个垂直于液面，指向液体内部的力的作用，这种作用力使液体表面有自由收缩，使其表面积减小的趋势，这就是表面张力产生的机理。液体分子间的相互作用力是表面张力产生的原因。（p14）例如：荷叶上的小水珠及小水银珠等，在分子压强的作用下，总有取球形状态的趋势，因为体积一定时，球体的面积最小，能量最低。5/19/202613

表面张力与表面张力系数表面胀力系数表面胀力系数为任一单位长度上的收缩表面的力，也常称为表面张力，它与液体表面相切。单位为牛顿／米（N/m）或毫牛顿／米（mN/m）。5/19/2026142.3润湿现象润湿的定义

润湿作用是一种表面及界面过程，从最普遍的意义而言，表面上的一种流体被另一种流体所取代的过程就是润湿。前一种流体可以是气体或液体，后一种流体一般为液体。5/19/202615润湿现象接触角与润湿方程接触角液-固界面经过液体内部到液-气界面之间的夹角称为接触角，以θ表示。液滴的接触角5/19/202616接触角与润湿方程润湿方程润湿方程可看作是三相交界处的三种界面张力平衡的结果：

γs-γsL=γL·cosθ

式中γs---固体与气体的界面张力；γL---液体的表面张力；

γsL---固体与液体的界面张力;θ---接触角。5/19/202617润湿的方式和等级润湿性能评价将θ＝90°定为润湿与否的判定标准。当θ角小于90°时，液体不呈球形，且能覆盖固体表面，此现象称润湿现象，表明液体能润湿这种固体。

5/19/202618润湿的方式和等级润湿性能评价

θ角大于90°时，液体呈球形，产生不润湿现象，表示液体不能润湿这种固体。

θ角为0时，是完全润湿现象，也叫铺展润湿现象

θ角为180时，是完全不润湿现象，γL越小，θ角越小，润湿性能越好。5/19/2026192.3.3润湿方程讨论：液体的表面张力γL

固体与液体的界面张力γsLcosθ

接触角θ5/19/202620毛细管现象应用渗透剂在缺陷内的毛细渗透细颗粒的显象剂对缺陷内渗透剂的毛细吸附5/19/202621毛细管现象毛细上升的影响因素由公式：h=2γcosθ/rρg可得出以下结论：毛细上升高度h与γcosθ

成正比；毛细上升高度h与管径r成反比；毛细上升高度h与液体密度ρ成反比。5/19/202622渗透检测的优点与局限性渗透检测的优点可检测各种材料具有较高的灵敏度（0.1μm）使用范围广、显示直观、操作方便、检测费用低。5/19/202623渗透检测的优点与局限性渗透检测的局限性只能检出缺陷的表面分布，难以确定缺陷的实际深度；检出结果受操作者的影响也较大。只能检查表面开口的缺陷不适于检查多孔性材料和表面粗糙的工件5/19/202624渗透检测的应用焊接件的检验

铸件的检验

锻件的检验

其他零件制品的检验

机加工零件的检查非全属零件的检查5/19/202625镀铬试块(B型试块)5/19/2026265/19/202627试块结果比较5/19/202628

干式显象与湿式显象比较：

5/19/202629

荧光检测5/19/202630典型缺陷显示:条状裂纹(铝合金试块)5/19/202631铸造缺陷：疏松5/19/202632裂纹5/19/202633铸造缺陷：收缩裂纹5/19/202634锻造缺陷：裂纹5/19/202635

典型缺陷显示5/19/2026365/19/2026375/19/2026385/19/2026395/19/202640Beforeandafterinspectionpicturesofcracksemanatingfromahole5/19/202641ExamplesofFluorescentWet

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