相關(guān)無損檢測技術(shù)-滲透渦流

滲透檢測

衣粟山東省特種設(shè)備檢驗研究院0531-889072742/2/20231無損檢測相關(guān)知識基礎(chǔ)知識滲透檢測滲透檢測是一種以毛細(xì)管作用原理為基礎(chǔ)的檢測表面開口缺陷的無損檢測方法。滲透探傷是基于液體的毛細(xì)管作用和固體染料在一定條件下的發(fā)光現(xiàn)象。原理：零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透后，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過一定時間的滲透，滲透液可以滲進(jìn)表面開口缺陷中；除去多余的滲透液和干燥后；再在零件表面施涂吸附介質(zhì)（顯象劑）；同樣在毛細(xì)管作用下，顯象劑將吸附缺陷中的滲透液，使?jié)B透液回到顯象劑中；在一定光源下，缺陷處之滲透液痕跡被顯示，從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。2/2/20232無損檢測相關(guān)知識滲透探傷的優(yōu)點可以檢測任何非松孔性材料（金屬和非金屬）或零件的表面開口狀缺陷；能直觀地顯示出缺陷的位置。形狀、大小和嚴(yán)重程度；具有較高的檢測靈敏度；著色探傷不用設(shè)備，不用水電，特別適用于現(xiàn)場檢驗；檢驗不受工件幾何形狀和缺陷方向的影響。2/2/20233無損檢測相關(guān)知識滲透探傷的局限性只能檢測表面開口缺陷（堵塞時也不能檢出）單個工件檢測效率低，成本高；檢驗缺陷重復(fù)性不好；污染較重。2/2/20234無損檢測相關(guān)知識滲透探傷的分類滲透液中所含染料成份分類熒光滲透探傷法、著色滲透探傷法和熒光著色滲透探傷法滲透液去除方法分類水洗型滲透液內(nèi)含有一定量的乳化劑，零件表面多余的滲透液可直接用水洗掉。后乳化型滲透液中不含乳化劑，零件表面多余的滲透液在用乳化劑乳化后，才能用水清洗掉。溶劑去除型滲透液是用有機溶劑擦除清洗掉零件表面多余的滲透液。2/2/20235無損檢測相關(guān)知識滲透探傷的分類根據(jù)滲透探傷靈敏度級別分類很低級、低級、中級、高級和超高級熒光滲透探傷靈敏度可有五個級別，只有水洗型熒光滲透探傷靈敏度有很低級著色滲透探傷靈敏度等級有很低級、低級和中級三個級別熒光法比著色法有較高的檢測靈敏度根據(jù)缺陷是否穿透分類表面滲透探傷檢漏滲透探傷2/2/20236無損檢測相關(guān)知識滲透探傷的操作程序水洗型后乳化型溶劑去除型2/2/20237無損檢測相關(guān)知識各種滲透探傷方法優(yōu)缺點著色滲透探傷法著色滲透探傷—日光、無需電源水洗型著色滲透法—粗糙表面、操作簡便、成本低，但靈敏度較低。水基—不能接觸油類的特殊零件，靈敏度低；后乳化型著色—中等靈敏度、適宜檢查較精密零件；溶劑去除型著色—應(yīng)用廣、操作簡便、適宜于大型零件的局部檢查。成本較高、不適用于大批量零件的檢查。2/2/20238無損檢測相關(guān)知識各種滲透探傷方法優(yōu)缺點熒光滲透探傷法需要配備黑光燈和暗室水洗型—成本低、易于水洗、檢查速度快、適用于表面較粗糙零件，帶有螺紋、鍵槽的零件及大批量的小零件，靈敏度較低，寬而淺的缺陷易漏檢，光潔度高的零件重復(fù)檢查效果差。后乳化型—具有極明亮的熒光、細(xì)小缺陷檢驗靈敏度高，能檢寬而淺的缺陷，重復(fù)檢驗效果好，戌本較高，不適用表面粗糙的零件；溶劑去除型—適用局部檢查，重復(fù)檢查效果好，但成本較高，不適用于表面粗糙的零件檢查。2/2/20239無損檢測相關(guān)知識化學(xué)基礎(chǔ)表面張力存在于液體表面，使液體表面收縮的力稱為液體的表面張力。表面張力系數(shù)液體的表面張力通常以表面張力系數(shù)表示，它是任一單位長度上的表面張力。2/2/202310無損檢測相關(guān)知識表面張力F=mg=αL2/2/202311無損檢測相關(guān)知識潤濕、接觸角固體表面氣體被液體取代或固體表面的一種液體被另一種液體取代的現(xiàn)象稱為潤濕接觸角是指指液/固界面與包含液體的氣/液界面切線的夾角θrLrSrSL氣體固體液滴2/2/202312無損檢測相關(guān)知識毛細(xì)現(xiàn)象潤濕液體在毛細(xì)管中呈凹面并且上升，不潤濕液體在毛細(xì)管中呈凸面并且下降的現(xiàn)象稱為毛細(xì)現(xiàn)象。能夠發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象的管子稱為毛細(xì)管。2/2/202313無損檢測相關(guān)知識潤濕液體毛細(xì)現(xiàn)象的過程毛細(xì)管插在潤濕液體中，由于潤濕作用，靠近管壁的液面會上升，形成表面凹下，從而擴(kuò)大了液體表面；在彎曲液面的附加壓強作用下（表面張力作用），液體表面向上收縮，而又成為平面；隨后，潤濕作用又起主導(dǎo)作用，靠近管壁的液面又向上升，重新形成表面凹下，而附加壓強又使其收縮成平面；如此循環(huán)，使毛細(xì)管的液面逐漸上升，一直到附加壓強的作用力與毛細(xì)管內(nèi)升高的液柱重量相等時，達(dá)到平衡，才停止上升。2/2/202314無損檢測相關(guān)知識潤濕液體在毛細(xì)管中上升高度彎曲液面的附加壓力液柱的重量高度公式潤濕現(xiàn)象能綜合反映液體表面張力和接觸角兩種物理指標(biāo),同時也表示液體滲透能力的好壞2/2/202315無損檢測相關(guān)知識乳化現(xiàn)象和乳化劑由于表面活性劑的作用使本來不能混合到一塊的兩種液體能夠混合在一起的現(xiàn)象稱為乳化現(xiàn)象具有乳化作用的表面活性劑稱乳化劑。外相為水，內(nèi)相為油的乳狀液叫做水包油型的乳狀液，以o/w表示，反之油包水w/o2/2/202316無損檢測相關(guān)知識滲透探傷中吸附現(xiàn)象物質(zhì)自一相內(nèi)部富集于界面的現(xiàn)象為吸附現(xiàn)象。顯象過程中，顯象劑粉末吸附從缺陷中回滲的滲透液，從而形成缺陷顯示。2/2/202317無損檢測相關(guān)知識表面活性劑的親水性表面活性劑是否易溶于水，即親水性大小非離子性表面活性劑的親水性，用親憎平衡值H.L.B表示。H.L.B值越高，親水性越強幾種成份的非離子型表面活性劑混合后，H.L.B的計算：2/2/202318無損檢測相關(guān)知識滲透特性滲透過程是缺陷處滲透液附著層的推斥力和滲透液表面張力共同作用的結(jié)果靜態(tài)滲透參量滲透液在表面開口缺陷中上升高度與滲透液表面張力及滲透液接觸角直接相關(guān)，表征著滲透液滲入缺陷的能力。動態(tài)滲透參量2/2/202319無損檢測相關(guān)知識光學(xué)基礎(chǔ)光致發(fā)光（熒光、磷光）許多原來在白光下不發(fā)光的物質(zhì)，在紫外線等輻射源的作用下，能夠發(fā)生，這種現(xiàn)象叫光致發(fā)光照度指被照射物單位面積上所接受的光通量。2/2/202320無損檢測相關(guān)知識光學(xué)基礎(chǔ)顯象利用顯象劑吸附從缺陷中回滲到受檢零件表面的滲透液，形成一個肉眼可見的缺陷顯示。顯象劑的功能吸附足量的從缺陷中回滲到零件表面的滲透液；通過毛細(xì)作用將滲透液在零件表面橫向擴(kuò)展，使缺陷輪廓圖形的顯示擴(kuò)大到足以用肉眼可見2/2/202321無損檢測相關(guān)知識光學(xué)基礎(chǔ)裂紋的檢測出能力裂紋檢出能力表征相對于背景及外部光等條件，裂紋缺陷內(nèi)的滲透液能形成可用肉眼直接觀察裂紋缺陷顯示的能力不同的滲透液，裂紋檢出能力是不同的，可使用帶裂紋的試塊進(jìn)行靈敏度試驗測定；利用中間開槽的鋁合金淬火試塊（A型試塊），可以確定兩種不同滲透液的裂紋檢出能力的高低利用不同尺寸的裂紋試塊，黃銅板鍍鉻裂試塊（C型試塊）可能確定滲透液裂紋檢出能力的不同等級。鑒別各類滲透探傷劑性能和確定靈敏度等級。2/2/202322無損檢測相關(guān)知識滲透液滲透液的分類按溶解染料的基本溶劑分類按多余滲透液的去除方法分類按染料成份分類按靈敏度水平分類按與受檢材料的相容性分類2/2/202323無損檢測相關(guān)知識滲透液的綜合性能滲透力強，容易滲入零件的表面缺陷熒光滲透液應(yīng)具有鮮明的熒光，著色滲透液應(yīng)具有鮮艷的色澤清洗性好，容易從零件表面清洗掉潤濕顯象劑的性能好無腐蝕穩(wěn)定性好毒性小低氯低氟低硫等特殊要求2/2/202324無損檢測相關(guān)知識著色滲透液水洗型著色滲透液后乳化型著色滲透液溶劑去除型著色滲透液2/2/202325無損檢測相關(guān)知識熒光滲透液水洗型熒光滲透液后乳化型熒光滲透液溶劑去除型熒光滲透液2/2/202326無損檢測相關(guān)知識乳化劑和溶劑去除劑乳化劑以表面活性劑為主體，還添加其它溶劑親水性乳化劑應(yīng)該用水稀釋后使用，親油型乳化劑應(yīng)該不加水直接使用用來去除零件表面多余滲透液的溶劑叫去除劑。采用溶劑去除零件表面多余滲透劑時，溶劑主要是溶解滲透劑，便于清除，沒有乳化作用2/2/202327無損檢測相關(guān)知識顯象劑干式顯象劑干粉顯象劑只吸附在缺陷部位，即使經(jīng)過一段時間后，缺陷輪廓也不散開，仍能顯示出清晰的圖象，所以干粉顯象劑可以分開顯示出互相接近的缺陷，其分辨率較高濕式顯象劑溶劑懸快浮濕式顯象劑—快干式顯象劑快干式顯象劑顯象靈敏度高溶劑易于揮發(fā)，能大量吸熱，由于顯象劑的吸附是一個放熱過程，所以有機溶劑的迅速揮發(fā)并帶走大量熱量，能促進(jìn)顯象劑對缺陷中回滲的滲透液的吸附，加快了吸附作用，使顯象靈敏度得以提高2/2/202328無損檢測相關(guān)知識滲透探傷劑系統(tǒng)同族組指完成一個特定的滲透探傷全部檢驗過程所必須的由滲透液、乳化劑、去除劑和顯像劑所構(gòu)成的滲透探傷系統(tǒng)，必須采用同一廠家提供的同族組的產(chǎn)品，不同族組的產(chǎn)品不能混用。如果不同族組，就可能出現(xiàn)滲透液、乳化劑、去除劑和顯象劑等材料，雖然各自都符合技術(shù)要求，但由于它們之間不相容，最終可能導(dǎo)致滲透探傷無法進(jìn)行2/2/202329無損檢測相關(guān)知識滲透探傷系統(tǒng)的選用原則在滿足同族組前提下，首先考慮探傷所需的靈敏度和可靠性經(jīng)濟(jì)性疲勞裂紋、磨削裂紋或其它細(xì)微裂紋的檢查，宜選用后乳化型熒炮滲透探傷系統(tǒng)；大零件的局部檢查，宜選用溶劑去除型熒光滲透探傷劑系統(tǒng)或溶劑去除型著色滲透劑系統(tǒng)表面光潔的零件，宜選用后乳化型熒光滲透探傷劑系統(tǒng)；表面粗糙的零件，宜選用水洗型熒光滲透探傷劑系統(tǒng)2/2/202330無損檢測相關(guān)知識滲透探傷操作基本方法水洗型熒光滲透探傷法水洗型著色滲透探傷法后乳化型熒光滲透探傷法后乳化型著色滲透探傷法溶劑去除型熒光滲透探傷法溶劑去除型著色滲透探傷法2/2/202331無損檢測相關(guān)知識滲透探傷操作基本步驟表面準(zhǔn)備和預(yù)清洗滲透去除干燥顯象檢驗2/2/202332無損檢測相關(guān)知識滲透探傷方法選擇滲透探傷方法的選用原則首先考慮檢測靈敏度的要求，同時應(yīng)考慮零件的批量大小、表面狀況和幾何形狀，還應(yīng)考慮檢驗場所的水源、氣源、電源和檢驗費用等以缺陷為對象：淺缺陷、淺而寬的缺陷宜選用后乳化熒光液+非水基濕式顯象滲透探傷法；缺陷靠近或聚集，需觀察缺陷表面形狀，宜選用后乳化熒光液+干式顯象滲透探傷法選用時機上，一般在最終成品上進(jìn)行滲透探傷2/2/202333無損檢測相關(guān)知識缺陷的評定相關(guān)痕跡非相關(guān)痕跡偽缺陷痕跡缺陷的評定記錄和報告2/2/202334無損檢測相關(guān)知識試塊和試片鋁合金淬火試塊(A型試塊）適用于兩種不同的滲透探傷劑在互不污染的情況下進(jìn)行靈敏度的對比試驗，也適用于同一種滲透探傷劑的某一不同操作工序的靈敏度對比不銹鋼鍍鉻輻射狀裂紋試塊（B型試塊）主要用于校驗操作方法和工藝系統(tǒng)靈敏度黃銅板鍍鉻裂紋試塊（C型試塊）主要用于鑒別各類滲透探傷劑性能和確定靈敏度等級2/2/202335無損檢測相關(guān)知識渦流檢測2/2/202336無損檢測相關(guān)知識渦流檢測基礎(chǔ)渦流檢測是以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)。渦流檢測原理把導(dǎo)體接近通有交流電的線圈，由線圈建立交變磁場，該交變磁場通過導(dǎo)體，并與之發(fā)生電磁感應(yīng)作用，在導(dǎo)體內(nèi)建立渦流。導(dǎo)體中的渦流也會產(chǎn)生自已的磁場，渦流磁場改變了原磁場的強弱，進(jìn)而導(dǎo)致線圈電壓和阻抗的改變。當(dāng)導(dǎo)體表面或近表面出現(xiàn)缺陷時，將影響到渦流的強度和分布，渦流的變化又引起了檢測線圈電壓和阻抗的變化，根據(jù)這一變化，就可以間接地知道導(dǎo)體內(nèi)缺陷的存在。2/2/202337無損檢測相關(guān)知識渦流檢測基礎(chǔ)由于導(dǎo)體自身各種因素（如電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀、尺寸和缺陷等）的變化，會導(dǎo)致感應(yīng)電流的變化，利用這種現(xiàn)象而判知導(dǎo)體性質(zhì)、狀態(tài)的檢測方法，叫做渦流檢測方法2/2/202338無損檢測相關(guān)知識渦流檢測管材、線材和工件的探傷，材料工件的狀態(tài)檢驗、材料分選和厚度測量優(yōu)點非接觸法檢測，適用于對管材、棒材和絲材進(jìn)行自動化探傷，檢測速度快；對于表面缺陷的探測靈敏度很高，且在一定范圍內(nèi)具有良好的線性指示；影響渦流的因素很多，如裂紋、材料、尺寸、形狀及電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率等，采用特定的電路進(jìn)行處理，可以提取某一因素而抑制其它因素，由此有可對這一單獨的因素進(jìn)行有效檢測不需接觸工件也不用耦合介質(zhì)，所以可以進(jìn)行高溫在線檢測由于是采用電信號顯示，所以可存儲、再現(xiàn)及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2/2/202339無損檢測相關(guān)知識渦流檢測的缺點檢測對象必須是導(dǎo)電材料由于集膚效應(yīng)，只能檢出表面和近表面缺陷，無法檢出埋藏較深的缺陷；形狀復(fù)雜的試件很難應(yīng)用；不能顯示出缺陷的圖形，因此無法從顯示信號判斷出缺陷的性質(zhì)；干擾因素較多，容易引起雜亂信號2/2/202340無損檢測相關(guān)知識渦流檢測的應(yīng)用厚度測量材質(zhì)分選缺陷檢測材料的物理性能測量2/2/202341無損檢測相關(guān)知識集膚效應(yīng)直流電通過圓柱體導(dǎo)體時，導(dǎo)體橫截面上的電流密度基本上均勻的。但當(dāng)交流電通過圓柱體導(dǎo)體時，橫截面上的電流密度不在是均勻的了，而是導(dǎo)體表面電流密度大，中心電流密度小，這種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)或集膚效應(yīng)。電流密度從表面至中心的變化規(guī)律為:2/