相关无损检测技术-渗透涡流

渗透检测

衣粟山东省特种设备检验研究院0531-889072742/2/20231无损检测相关知识基础知识渗透检测渗透检测是一种以毛细管作用原理为基础的检测表面开口缺陷的无损检测方法。渗透探伤是基于液体的毛细管作用和固体染料在一定条件下的发光现象。原理：零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透后，在毛细管作用下，经过一定时间的渗透，渗透液可以渗进表面开口缺陷中；除去多余的渗透液和干燥后；再在零件表面施涂吸附介质（显象剂）；同样在毛细管作用下，显象剂将吸附缺陷中的渗透液，使渗透液回到显象剂中；在一定光源下，缺陷处之渗透液痕迹被显示，从而探测出缺陷的形貌及分布状态。2/2/20232无损检测相关知识渗透探伤的优点可以检测任何非松孔性材料（金属和非金属）或零件的表面开口状缺陷；能直观地显示出缺陷的位置。形状、大小和严重程度；具有较高的检测灵敏度；着色探伤不用设备，不用水电，特别适用于现场检验；检验不受工件几何形状和缺陷方向的影响。2/2/20233无损检测相关知识渗透探伤的局限性只能检测表面开口缺陷（堵塞时也不能检出）单个工件检测效率低，成本高；检验缺陷重复性不好；污染较重。2/2/20234无损检测相关知识渗透探伤的分类渗透液中所含染料成份分类荧光渗透探伤法、着色渗透探伤法和荧光着色渗透探伤法渗透液去除方法分类水洗型渗透液内含有一定量的乳化剂，零件表面多余的渗透液可直接用水洗掉。后乳化型渗透液中不含乳化剂，零件表面多余的渗透液在用乳化剂乳化后，才能用水清洗掉。溶剂去除型渗透液是用有机溶剂擦除清洗掉零件表面多余的渗透液。2/2/20235无损检测相关知识渗透探伤的分类根据渗透探伤灵敏度级别分类很低级、低级、中级、高级和超高级荧光渗透探伤灵敏度可有五个级别，只有水洗型荧光渗透探伤灵敏度有很低级着色渗透探伤灵敏度等级有很低级、低级和中级三个级别荧光法比着色法有较高的检测灵敏度根据缺陷是否穿透分类表面渗透探伤检漏渗透探伤2/2/20236无损检测相关知识渗透探伤的操作程序水洗型后乳化型溶剂去除型2/2/20237无损检测相关知识各种渗透探伤方法优缺点着色渗透探伤法着色渗透探伤—日光、无需电源水洗型着色渗透法—粗糙表面、操作简便、成本低，但灵敏度较低。水基—不能接触油类的特殊零件，灵敏度低；后乳化型着色—中等灵敏度、适宜检查较精密零件；溶剂去除型着色—应用广、操作简便、适宜于大型零件的局部检查。成本较高、不适用于大批量零件的检查。2/2/20238无损检测相关知识各种渗透探伤方法优缺点荧光渗透探伤法需要配备黑光灯和暗室水洗型—成本低、易于水洗、检查速度快、适用于表面较粗糙零件，带有螺纹、键槽的零件及大批量的小零件，灵敏度较低，宽而浅的缺陷易漏检，光洁度高的零件重复检查效果差。后乳化型—具有极明亮的荧光、细小缺陷检验灵敏度高，能检宽而浅的缺陷，重复检验效果好，戌本较高，不适用表面粗糙的零件；溶剂去除型—适用局部检查，重复检查效果好，但成本较高，不适用于表面粗糙的零件检查。2/2/20239无损检测相关知识化学基础表面张力存在于液体表面，使液体表面收缩的力称为液体的表面张力。表面张力系数液体的表面张力通常以表面张力系数表示，它是任一单位长度上的表面张力。2/2/202310无损检测相关知识表面张力F=mg=αL2/2/202311无损检测相关知识润湿、接触角固体表面气体被液体取代或固体表面的一种液体被另一种液体取代的现象称为润湿接触角是指指液/固界面与包含液体的气/液界面切线的夹角θrLrSrSL气体固体液滴2/2/202312无损检测相关知识毛细现象润湿液体在毛细管中呈凹面并且上升，不润湿液体在毛细管中呈凸面并且下降的现象称为毛细现象。能够发生毛细现象的管子称为毛细管。2/2/202313无损检测相关知识润湿液体毛细现象的过程毛细管插在润湿液体中，由于润湿作用，靠近管壁的液面会上升，形成表面凹下，从而扩大了液体表面；在弯曲液面的附加压强作用下（表面张力作用），液体表面向上收缩，而又成为平面；随后，润湿作用又起主导作用，靠近管壁的液面又向上升，重新形成表面凹下，而附加压强又使其收缩成平面；如此循环，使毛细管的液面逐渐上升，一直到附加压强的作用力与毛细管内升高的液柱重量相等时，达到平衡，才停止上升。2/2/202314无损检测相关知识润湿液体在毛细管中上升高度弯曲液面的附加压力液柱的重量高度公式润湿现象能综合反映液体表面张力和接触角两种物理指标,同时也表示液体渗透能力的好坏2/2/202315无损检测相关知识乳化现象和乳化剂由于表面活性剂的作用使本来不能混合到一块的两种液体能够混合在一起的现象称为乳化现象具有乳化作用的表面活性剂称乳化剂。外相为水，内相为油的乳状液叫做水包油型的乳状液，以o/w表示，反之油包水w/o2/2/202316无损检测相关知识渗透探伤中吸附现象物质自一相内部富集于界面的现象为吸附现象。显象过程中，显象剂粉末吸附从缺陷中回渗的渗透液，从而形成缺陷显示。2/2/202317无损检测相关知识表面活性剂的亲水性表面活性剂是否易溶于水，即亲水性大小非离子性表面活性剂的亲水性，用亲憎平衡值H.L.B表示。H.L.B值越高，亲水性越强几种成份的非离子型表面活性剂混合后，H.L.B的计算：2/2/202318无损检测相关知识渗透特性渗透过程是缺陷处渗透液附着层的推斥力和渗透液表面张力共同作用的结果静态渗透参量渗透液在表面开口缺陷中上升高度与渗透液表面张力及渗透液接触角直接相关，表征着渗透液渗入缺陷的能力。动态渗透参量2/2/202319无损检测相关知识光学基础光致发光（荧光、磷光）许多原来在白光下不发光的物质，在紫外线等辐射源的作用下，能够发生，这种现象叫光致发光照度指被照射物单位面积上所接受的光通量。2/2/202320无损检测相关知识光学基础显象利用显象剂吸附从缺陷中回渗到受检零件表面的渗透液，形成一个肉眼可见的缺陷显示。显象剂的功能吸附足量的从缺陷中回渗到零件表面的渗透液；通过毛细作用将渗透液在零件表面横向扩展，使缺陷轮廓图形的显示扩大到足以用肉眼可见2/2/202321无损检测相关知识光学基础裂纹的检测出能力裂纹检出能力表征相对于背景及外部光等条件，裂纹缺陷内的渗透液能形成可用肉眼直接观察裂纹缺陷显示的能力不同的渗透液，裂纹检出能力是不同的，可使用带裂纹的试块进行灵敏度试验测定；利用中间开槽的铝合金淬火试块（A型试块），可以确定两种不同渗透液的裂纹检出能力的高低利用不同尺寸的裂纹试块，黄铜板镀铬裂试块（C型试块）可能确定渗透液裂纹检出能力的不同等级。鉴别各类渗透探伤剂性能和确定灵敏度等级。2/2/202322无损检测相关知识渗透液渗透液的分类按溶解染料的基本溶剂分类按多余渗透液的去除方法分类按染料成份分类按灵敏度水平分类按与受检材料的相容性分类2/2/202323无损检测相关知识渗透液的综合性能渗透力强，容易渗入零件的表面缺陷荧光渗透液应具有鲜明的荧光，着色渗透液应具有鲜艳的色泽清洗性好，容易从零件表面清洗掉润湿显象剂的性能好无腐蚀稳定性好毒性小低氯低氟低硫等特殊要求2/2/202324无损检测相关知识着色渗透液水洗型着色渗透液后乳化型着色渗透液溶剂去除型着色渗透液2/2/202325无损检测相关知识荧光渗透液水洗型荧光渗透液后乳化型荧光渗透液溶剂去除型荧光渗透液2/2/202326无损检测相关知识乳化剂和溶剂去除剂乳化剂以表面活性剂为主体，还添加其它溶剂亲水性乳化剂应该用水稀释后使用，亲油型乳化剂应该不加水直接使用用来去除零件表面多余渗透液的溶剂叫去除剂。采用溶剂去除零件表面多余渗透剂时，溶剂主要是溶解渗透剂，便于清除，没有乳化作用2/2/202327无损检测相关知识显象剂干式显象剂干粉显象剂只吸附在缺陷部位，即使经过一段时间后，缺陷轮廓也不散开，仍能显示出清晰的图象，所以干粉显象剂可以分开显示出互相接近的缺陷，其分辨率较高湿式显象剂溶剂悬快浮湿式显象剂—快干式显象剂快干式显象剂显象灵敏度高溶剂易于挥发，能大量吸热，由于显象剂的吸附是一个放热过程，所以有机溶剂的迅速挥发并带走大量热量，能促进显象剂对缺陷中回渗的渗透液的吸附，加快了吸附作用，使显象灵敏度得以提高2/2/202328无损检测相关知识渗透探伤剂系统同族组指完成一个特定的渗透探伤全部检验过程所必须的由渗透液、乳化剂、去除剂和显像剂所构成的渗透探伤系统，必须采用同一厂家提供的同族组的产品，不同族组的产品不能混用。如果不同族组，就可能出现渗透液、乳化剂、去除剂和显象剂等材料，虽然各自都符合技术要求，但由于它们之间不相容，最终可能导致渗透探伤无法进行2/2/202329无损检测相关知识渗透探伤系统的选用原则在满足同族组前提下，首先考虑探伤所需的灵敏度和可靠性经济性疲劳裂纹、磨削裂纹或其它细微裂纹的检查，宜选用后乳化型荧炮渗透探伤系统；大零件的局部检查，宜选用溶剂去除型荧光渗透探伤剂系统或溶剂去除型着色渗透剂系统表面光洁的零件，宜选用后乳化型荧光渗透探伤剂系统；表面粗糙的零件，宜选用水洗型荧光渗透探伤剂系统2/2/202330无损检测相关知识渗透探伤操作基本方法水洗型荧光渗透探伤法水洗型着色渗透探伤法后乳化型荧光渗透探伤法后乳化型着色渗透探伤法溶剂去除型荧光渗透探伤法溶剂去除型着色渗透探伤法2/2/202331无损检测相关知识渗透探伤操作基本步骤表面准备和预清洗渗透去除干燥显象检验2/2/202332无损检测相关知识渗透探伤方法选择渗透探伤方法的选用原则首先考虑检测灵敏度的要求，同时应考虑零件的批量大小、表面状况和几何形状，还应考虑检验场所的水源、气源、电源和检验费用等以缺陷为对象：浅缺陷、浅而宽的缺陷宜选用后乳化荧光液+非水基湿式显象渗透探伤法；缺陷靠近或聚集，需观察缺陷表面形状，宜选用后乳化荧光液+干式显象渗透探伤法选用时机上，一般在最终成品上进行渗透探伤2/2/202333无损检测相关知识缺陷的评定相关痕迹非相关痕迹伪缺陷痕迹缺陷的评定记录和报告2/2/202334无损检测相关知识试块和试片铝合金淬火试块(A型试块）适用于两种不同的渗透探伤剂在互不污染的情况下进行灵敏度的对比试验，也适用于同一种渗透探伤剂的某一不同操作工序的灵敏度对比不锈钢镀铬辐射状裂纹试块（B型试块）主要用于校验操作方法和工艺系统灵敏度黄铜板镀铬裂纹试块（C型试块）主要用于鉴别各类渗透探伤剂性能和确定灵敏度等级2/2/202335无损检测相关知识涡流检测2/2/202336无损检测相关知识涡流检测基础涡流检测是以电磁感应原理为基础。涡流检测原理把导体接近通有交流电的线圈，由线圈建立交变磁场，该交变磁场通过导体，并与之发生电磁感应作用，在导体内建立涡流。导体中的涡流也会产生自已的磁场，涡流磁场改变了原磁场的强弱，进而导致线圈电压和阻抗的改变。当导体表面或近表面出现缺陷时，将影响到涡流的强度和分布，涡流的变化又引起了检测线圈电压和阻抗的变化，根据这一变化，就可以间接地知道导体内缺陷的存在。2/2/202337无损检测相关知识涡流检测基础由于导体自身各种因素（如电导率、磁导率、形状、尺寸和缺陷等）的变化，会导致感应电流的变化，利用这种现象而判知导体性质、状态的检测方法，叫做涡流检测方法2/2/202338无损检测相关知识涡流检测管材、线材和工件的探伤，材料工件的状态检验、材料分选和厚度测量优点非接触法检测，适用于对管材、棒材和丝材进行自动化探伤，检测速度快；对于表面缺陷的探测灵敏度很高，且在一定范围内具有良好的线性指示；影响涡流的因素很多，如裂纹、材料、尺寸、形状及电导率和磁导率等，采用特定的电路进行处理，可以提取某一因素而抑制其它因素，由此有可对这一单独的因素进行有效检测不需接触工件也不用耦合介质，所以可以进行高温在线检测由于是采用电信号显示，所以可存储、再现及进行数据处理。2/2/202339无损检测相关知识涡流检测的缺点检测对象必须是导电材料由于集肤效应，只能检出表面和近表面缺陷，无法检出埋藏较深的缺陷；形状复杂的试件很难应用；不能显示出缺陷的图形，因此无法从显示信号判断出缺陷的性质；干扰因素较多，容易引起杂乱信号2/2/202340无损检测相关知识涡流检测的应用厚度测量材质分选缺陷检测材料的物理性能测量2/2/202341无损检测相关知识集肤效应直流电通过圆柱体导体时，导体横截面上的电流密度基本上均匀的。但当交流电通过圆柱体导体时，横截面上的电流密度不在是均匀的了，而是导体表面电流密度大，中心电流密度小，这种现象称为趋肤效应或集肤效应。电流密度从表面至中心的变化规律为:2/