着色探伤 教程

渗入检测1/841渗入检测基础知识1.1渗入探伤定义PenetrantTesting简称PT(Penetrate)渗入探伤是以毛细管作用原理为基础检查表面开口缺陷一种常规无损检测办法。1.2渗入探伤工作原理和操作步骤工作原理：零件表面被施加具有荧光染料或着色染料渗入液后，在毛细管作用下，通过一定期间渗入，渗入液能够渗进表面开口缺陷中；经清除零件表面多出渗入液和干燥后；再在零件表面施加显象剂；同样，在毛细管作用下，显象剂将吸引缺陷中渗透液，即渗入液回渗到显象剂中；在一定光源下（黑光或白光），缺陷处渗入液痕迹被显示（黄绿色荧光或红色），从而探测出缺陷形貌及分布状态。2/84

操作步骤

见图1-1

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渗入检测能够检查金属、非金属零件或材料表面开口

缺陷，例如裂纹、疏松、气孔、夹渣、冷隔、折叠等。

渗入探伤不受零件化学成份限制，不受零件构造限制，

也不受缺陷形状限制。能够检查磁性材料，也能够检查

非磁性材料；能够检查黑色金属，有色金属，也能够检查非金属；能够检查焊接件，铸件，锻件和机加工件；只需要一次探伤，即可把零件表面各个方向及形状缺陷所有检查出来。

不过，渗入探伤不适用于检查表面是吸取性零件或材料，例如

粉末冶金零件。

渗入检测反复性差，污染较严重。

1.3渗入探伤分类

1根据染料分类：

荧光法、着色法和荧光着色法

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2根据清除方式分类：

水洗型、后乳化型和溶剂清除型3根据显象方式分类：

干式、湿式、速干式、自显象（一般分类）显象剂种类：干式显象剂、湿式显象剂湿式显象剂包括：水溶式，水悬浮式，溶剂悬浮式（速干式），塑料薄膜式（干粉悬浮于树脂清漆中）4多种渗入探伤办法优缺陷

着色法只需在白光或日光下进行，在没有电源场所下也能工作，荧光法需要配备黑光灯和暗室，无法在没电场所下工作。水洗型渗入适于检查表面较粗糙零件（铸造件、螺拴、齿轮、键槽等），操作简便，成本较低，尤其适合批量零件渗入检测。而对于水基渗入液能够检查不能接触油类特殊零件（液氧容器）后乳化型渗入适于表面光洁，敏捷度要求高零件，例如发动机涡轮片，涡轮盘等，尤其是后乳化型荧光法配合速干式显象被以为是敏捷度最高一种渗入办法。5/84溶剂清除型着色法由于能够使用在没有水和电场所，因而应用非常广泛，尤其是喷罐使用，可简化操作，适用于大型零件局部检测（如锅炉、压力容器焊缝检测等），该法成本较高，不适于大批量零件渗入检测。

1.4渗入探伤与磁粉探伤和涡流探伤比较

P.7表1-2

6/842渗入探伤物理化学基础液体分子间作用力表面张力弯曲液面附加压强毛细管现象2.1分子论2.1.1分子运动论宏观物体由大量分子组成、分子在永不停息地运动、分子间存在互相作用力2.1.2最小能量理论分子动能、分子势能、物体内能7/842.1.3自然界三种物质形态

气态、液态和固态

不一样物质介质相接触，出现界面。一般存在如下几个界面：液－－气界面、固－－气界面、液－－液界面和液－－固界面。人们习惯于把有气相参与组成相界面叫表面，其他相界面称界面。因此常称液－－气界面为液体表面，固－－气界面为固体、表面。在液－－气表面，把跟气体接触液体薄层称为表面层。在液－－固界面，把跟固体接触液体薄层称附着层。表面层分子，一方面收到液体内部分子作用，另一方面受到气体分子作用。附着层分子，一方面受到液体内部分子作用，另一方面，受到固体分子作用。8/842.2表面张力和表面张力系数

体积一定几何形体中，球体表面积最小。因此，一定量液体从其他形状变为球形时，就伴伴随表面积减小。另外，液膜也有自动收缩现象。这些都说明液体表面有收缩到最小面积趋势。这是液体表面最基本特性。根据力学知识，液体能够从其他形状变为球形是由于有力作用。把这种存在于液体表面，使液体表面收缩力称为液体表面张力。表面张力一般用表面张力系数表达。表面张力系数α为任一单位长度上收缩表面力，也常称为表面张力。它和液体表面相切且垂直于液体边界。它是液体基本性质之一，以牛顿/米（N/m）为单位。一定成份液体，在一定温度下有一定表面张力系数α值。不一样液体，α值是不一样。一般液体α值随温度上升而下降；少数金属熔融液体（铜、镉）表面张力系数随温度上升而增高。容易挥发液体，表面张力系数更小，具有杂质α值也小。9/84表面张力产生机理

液体分子作用间作用力液体表面层分子和内部分子互相作用示意图间图2-1。

图2-1液体表面层和内部分子互相作用10/84分子作用半径r：分子作用力所能达成最大距离，图2-1分子作用球：半径为r球形作用范围。在图2-1中，MN为液体与气体分界面，A、B及C为液体中处于不一样位置分子。分子A处于液体内部，分子B靠近液体表面，分子C处于液体表面。分子B距液体表面MN距离小于分子作用半径r，分子C距表面MN距离为0，即分子作用球只有二分之一部分在液体内部，而另二分之一部分在液体之外。在液体之外，分子作用力就是液面上气体分子对分子B和C作用力，其大小与液体内分子作用力相比能够忽视不计。在液体内部，分子B、C分子作用球内分子，对分子B、C作用力较大，不能忽视。因此，分子B、C协力不为零。协力R方向指向液体内部。分子距离液面MN距离越小，协力R就越大。分子A处于液体内部，在液体中有大量其他分子处于分子A分子作用球内，这些分子作用于分子A上引力指向各个不一样方向，总体上这些引力是互相抵消，其协力为零。11/84

因此，在图2-1中，R1>R2>R3综上所述，每一种到液体表面距离不大于分子作用半径r分子，都受到一种指向液体内部力作用，而这些分子组成表面层，即由表面分子及近表面分子组成液体表面层，都受到垂直于液面并且指向液体内部力作用。这种作用力就是液体表面层对整个液体施加压力，其实质是液体分子间作用力。液体表面越小，受到这种力作用分子数目越少，系统能量相应越低，系统就越稳定。于是液体表面有自行收缩趋势。另外，处于液体表面分子，分布比较稀疏，表面分子间存在互相吸引力，这样，就使得液体表面能够实现自行收缩。这些就是液体表面张力产生机理。因此，液体分子间互相作用力是表面张力产生主线原因。12/84表面过剩自由能表面过剩自由能是单位面积表面分子自由能与单位面积内部分子自由能差值。表面张力系数是单位液体方面过剩自由能，常称为表面过剩自由能，它是将液体表面扩大（缩小）单位面积，表面张力所作功。界面张力与界面能正如液体自由表面具有表面张力与表面能同样，液－－液界面与液－－固界面等两相之间界面也有类似界面张力与界面能。对于界面而言，两相之间化学特点越接近，它们之间界面张力就越小；界面张力值总是不大于两相各自表面张力之和，这是因为两相之间总会有某些吸附力。同液体表面张力同样，界面张力也有使其界面自发减少趋势13/842.3润湿现象1润湿（或不润湿）现象润湿作用是一种表面及界面过程。普遍而言，表面上一种流体被另一种流体所取代过程就是润湿。因此，润湿作用必然包括三相，而其中最少两相为流体。一般情况下，润湿是指固体表面上气体被液体取代，有时是一种液体被另一种液体所取代。润湿现象是固体表面构造与性质，固－－液两相分子间互相作用等微观特性宏观体现。14/84润湿液体装在容器里，接近容器壁处液面呈凹面，不润湿液体装容器里，零件容器壁处液面呈凸面，容器内径越小，这种现象越显著。见图2-2所示。15/84

由于水或水溶液是尤其常见取代气体液体，因此，一般就把能增强水或水溶液取代固体表面空气物质称为润湿剂。2润湿方程与接触角16/84图2-3，将一滴液体滴在固体平面上，可有三种界面，即液－－气，固－－气及固－－液界面。与该三种界面一一对应，存在三种界面张力。液－气界面张力事实上是液体表面张力，它力图使液体表面收缩，用γL表达，固－气界面存在固体与气体界面张力，它力图使液滴表面铺开，用γS表示，固－液界面存在固体与液体界面张力，它力图使液滴表面收缩，用γSL表达。

接触角：液－固界面通过液体内部到液－气表面之间夹角，用

θ表达。当液滴停留在固体平面上时，三种界面张力相平衡，它们之间关系为：

此式是润湿基本公式，常称为润湿方程。

17/84经变换，可公式变为：3润湿三种方式和四个等级

沾湿润湿、浸湿润湿、铺展润湿当θ≤180º时，发生沾湿润湿；当θ≤90º，发生浸湿润湿；当θ≤0º，发生铺展润湿。

当接触角θ为0º，即cosθ＝1时，液滴在固体表面接近于薄膜形态，此情况称为完全润湿。当接触角θ在0º和90º之间，即0<cosθ<1时，液滴在固体表面上成为不大于半球形球冠，这种情况称为润湿。18/84

当接触角θ在90º和180º之间，即－1<cosθ<0时，液滴在固体表面上成为大于半球形球冠，这种情况称为不润湿。当接触角θ为180º，即cosθ＝－1时，液滴在固体表面上成为球形，它与固体之间仅有一种接触点，这种情况称为完全不润湿。同一种液体，对不一样固体而言，它也许是润湿，也也许是不润湿。在液体中加入表面活性剂，则液体表面张力变小，接触角变小，润湿性能提升。润湿现象所反应润湿性能综合反应了液体表面张力和接触角两种物理性能指标。19/842.4毛细现象

2毛细现象（1）圆管中毛细管现象

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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现象，称为毛细管现象。毛细现象并不局限于一般意义上毛细管，例如两平行板间夹缝，多种各样棒、纤维、颗粒堆积物空隙都是特殊形式毛细管。2弯曲液面附加压强

由于液体表面张力存在，弯曲液面会产生附加压强。液体表面张力系数越大，弯曲液面曲率半径越小，则产生附加压强越大。任意形状弯曲液面下附加压强拉普拉斯公式：21/843毛细现象中液面高度毛细管在润湿液体中，由于润湿作用，接近管壁液面就会上升，形成表面凹下，在弯曲液面附加压强下，液体表面向上收缩，而形成平面；随后，润湿作用又起主导作用，接近管壁液面又上升，重新形成表面凹下弯曲液面，弯曲液面在附加压强作用下又上升。如此循环，使毛细管液面逐渐上升，始终到向上弯曲液面附加压强作用力与毛细管内升高液柱重量相等时，达到平衡，才停顿上升。毛细管中上升力F上，为毛细管内壁弯曲液面附加压强产生压力：F上＝α·cosθ·2πr

22/8423/84

α－液体表面张力系数，θ－接触角，r－毛细管内壁半径。毛细管中下降力F下，等于液柱重量：

F下＝πr2•d•g•h

g－重力加速度，d－液体密度，h－液体在管中上升高度。

液面停顿上升时，上升力与下降力平衡，F上＝F下，即

α·cosθ·2πr＝πr2•d•g•h

整顿，得

从上式能够看出，毛细管曲率半径越小，管子越细，则上升高度越高。假如液体不润湿管壁，则管内液面是下降凸液面，该弯曲液面

24/84对液体附加压强是指向液体内部，使管内液面将低于管外液面，所下降高度同样可用该公式计算。

（2）两平行板间毛细现象

润湿液体在间距很小两平行板间也会产生毛细现象，如图2-6所示。其上升高度公式为

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缺陷内液面高度

以长a，宽C，深b狭长细槽作零件上裂纹模型来分析讨论渗入探伤时渗入液渗入裂纹毛细现象。裂纹模型如下列图，为开口于零件表面裂纹，但不穿透。当渗入液施加于有表面开口裂纹零件表面时，具有足够润湿性能渗入液将润湿裂纹内表面，裂纹内将形成向液体内凹陷弯曲液面，并在弯曲凹面上产生指向液体外部（裂纹）附加压强P。裂纹宽度越小，附加压强越大。这个附加压强迫使渗入液向裂纹内渗入同步，就压缩裂纹内已被渗入液封闭气体。26/84

伴随渗入液不停渗入，裂纹内气体体积将越来越小，而气体反压强P气将越来越大，直到气体反压强与液面上附加压强完全平衡为止。

假如考虑零件外部大气压强P0，平衡时有：P＋P0＝P气要使渗入液完全占有裂纹空间，就必须将裂纹内气体完全排除。（采取一定措施）

27/84渗入探伤中毛细现象（1）渗入与毛细作用

渗入过程中，渗入液对受检表面开口缺陷渗入作用；实质上是液体毛细作用。例如，渗入液对表面点状缺陷（如气孔、砂眼等）渗入，就类似于渗入液在毛细管内毛细作用；渗入液对表面条状缺陷（如裂纹、夹渣和分层等）渗入，就类似于渗入液在间距很小两平行板间毛细作用。（2）显像与毛细作用显象过程中，渗入液从缺陷中回渗到显象剂中形成缺陷显示痕迹，也是由于毛细作用。显像剂一般有两个基本功能：吸附足量从缺陷中回渗到工件表面渗入剂通过毛细作用将渗入剂在工件表面横向扩展，放大缺陷显示

提供一种可观测背景28/842.5吸附现象1固体表面吸附（固－液界面和固－气界面）

吸附：物质自一相内部富集于界面现象即为吸附现象。吸附现象在多种界面上都可发生。当固体和液体或气体接触时，凡能把液体或气体中某些成份聚集到固体表面上来现象，就是固体吸附现象。能起吸附作用固体称为吸附剂，例如显象剂粉末、活性碳、硅胶、分子筛等；被吸附在固体表面上液体或气体称为吸附质。例如显象过程中，显象剂粉末吸附缺陷中回渗渗入液，显象剂粉末是吸附剂，渗入液是吸附质。用吸附量衡量吸附剂吸附能力，是指单位质量吸附剂所吸附吸附质质量，有时也指吸附剂单位表面积上所吸附质量。吸附量数值越大，吸附剂吸附能力越强。固体被用作吸附剂，是由于固体吸附剂有很大表面积和很大比表面。29/842液体表面吸附

吸附现象不但发生在固体表面，还可发生在液体表面（液－液界面和液－气界面）。在溶液吸附中（溶液是吸附剂），作为吸附质使用最广是能减少表面张力和界面张力表面活性剂。表面活性剂吸附在水表面上（液－气界面）上，能减少水表面表面张力；表面活性剂吸附在油－水界面上，能减少油－水界面界面张力。

3物理吸附和化学吸附

按照吸附现象本质，可将吸附分为物理吸附和化学吸附。30/844渗入探伤中吸附现象

显象过程中显象剂粉末吸附从缺陷中回渗渗入液，从而形成缺陷显示。此吸附现象属于固体表面（固－液界面）吸附，显象剂粉末是吸附剂，回渗渗入液是吸附质。显象剂粉末越细，比表面越大，吸附量越多，缺陷显示越清楚。另外，由于吸附为放热过程假如显象剂中具有常温下易挥发溶剂，当溶剂在显象表面迅速挥发时，能大量吸热，从而促进了显象剂粉末对缺陷中回渗渗入液吸附，加快并加剧了吸附显象，可提升显象敏捷度。

自乳化渗入法或后乳化渗入法，表面活性剂被当作乳化剂使用，吸附在渗入液－水界面，减少了界面张力，使零件表面多出渗入液得以顺利乳化清洗。表面活性剂分子“两亲”性质，使其能吸附在油－水界面上，减少油－水界面界面张力，使乳化清洗顺利进行。

31/842.6溶解现象2.6.1溶解现象及溶解度2.6.2渗入剂浓度2.6.3相同相溶经验法则化学构造相同物质，彼此容易互相溶解；极性相同物质彼此容易互相溶解。2.6.4渗入检测与溶解度、浓度1着色（荧光）强度显象剂中白色粉末组成毛细管，产生毛细作用，吸附渗入液。不过，吸附上来同样数量渗入液，有看得见，有看不见，这是由于渗入液着色强度或荧光强度不一样所致。32/84所谓着色强度或荧光强度，事实上是缺陷内被吸附出来一定数量渗入液在显象后显示色泽能力。它与渗入液中着色染料或荧光染料种类有关，与染料在渗入液中溶解度有关。着色（荧光）强度用两种办法来度量，一种是用渗入液消光值K来度量（着色），另一种是用渗入液临界厚度来度量。渗入液消光值越大，着色强度就越大，缺陷显示就越清楚。提高渗入液浓度，就可增大消光值K。（对着色液而言）渗入液临界厚度，是指被显象剂吸附上来渗入液，厚度达到某一值时，在增加其厚度，该渗入液着色（荧光）强度不再增加，此时液层厚度叫做渗入液临界厚度。可见，临界厚度越小，着色（荧光）强度就越大，越有助于缺陷显示。33/842.7表面活性与表面活性剂

1表面活性：凡能使溶剂表面张力减少性质。

2表面活性剂：是这样一种物质，它在加入量很少时，能大大将低溶剂（一般为水）表面张力或液－液界面张力，变化体系界面状态，产生润湿、乳化、起泡及加溶等一系列作用，从而达成实际使用要求。在右图中，曲线1和2为表面活性物质，曲线1为表面活性剂，3为非表面活性物质。

表面活性剂种类渗入检测常用非离子型

34/84表面活性剂分子构造表面活性剂分子一般总是由非极性亲油疏水碳氢链部分和极性亲水疏油基团共同组成，并且这两部分分处两端，形成不对称构造。因此，表面活性剂分子是一种两亲分子，具有既亲水又亲油两亲性质。这种两亲分子能吸附在油水界面上，减少油水界面界面张力；能吸附在水溶液表面上，减少水溶液表面张力。表面活性剂亲水性亲水性大小是表面活性剂一项非常主要指标。非离子型表面活性剂亲水性，可用亲水基分子量大小来表示，称为亲憎平衡值，即H.L.B值：

亲水基部分分子量100H.L.B=×

表面活性剂分子量5

H.L.B值越高，亲水性越强。35/84由于经济上及其他某些方面原因，工业生产表面活性剂历来就不也许制备得很纯，其实也没有必要制备得很纯；恰恰相反，表面活性剂中加入另外一种表面活性剂或其他添加剂后，比单一表面活性剂有更加好效果，并且溶液物理化学性质也有显著变化。几个成份非离子型表面活性剂混合后，其H.L.B值为：

a、b、c－组成混合乳化剂各表面活性剂H.L.B值；x、y、z－各表面活性剂重量。举例计算：P.35分清亲水基和亲油基2.7.3表面活性剂作用P.35图2-2636/84

2.7.4乳化作用1乳化现象和乳化剂由于表面活性剂作用使本来不能混合到一块两种液体（油水）能够混合到一起现象称为乳化现象。具有乳化作用表面活性剂称乳化剂。2乳化形式

乳状液是一种液体分散于另一种不相溶液体中形成胶体分散体系，外观常呈乳白色不透明液状。乳状液中以液滴形式存在那一相称为分散相（也称内相、不连续相），另一相是连成一片，称为分散介质（也称外相、连续相）。常见乳状液，一般都有一相是水或水溶液，一般称为“水”相；另一相是与水不相溶有机相，常称为“油”相。外相为水内相为油乳状液叫做水包油型乳状液（牛奶），以O/W表达；外相为油，内相为水乳状液叫做油包水型乳状液（原油），以W/O表达。3渗入探伤中乳化现象渗入探伤时，使用后乳化型渗入液，清除零件表面多出渗入液时，一般使用水包油型乳化剂进行乳化清洗。此时，渗入液是乳化37/84对象，由于乳化目标是要将零件表面多出渗入液清洗掉，故乳化剂还应有良好洗涤作用。H.L.B值在11~15范围内乳化剂，既具有乳化作用，又有洗涤作用，是比较抱负清除剂。2.7.5表面活性剂在溶液中特性

利用表面活性剂凝胶现象可提升渗入探伤敏捷度。“非离子型”乳化剂与水混合，其粘度随含水量变化，在某一含水量范围内粘度有极大值，此范围称为“凝胶区”。清洗时，零件表面接触大量随，乳状液含水量超出了凝胶区，粘度小而易被水冲走，缺陷缝隙处接触水量少，含水量在凝胶区，形成凝胶，缺陷内渗入液不易被水冲走，从而提升了探伤敏捷度。

38/843渗入探伤光学基础3.1光本性3.2发光及光致发光1发光2光致发光（荧光、磷光）

本来在白光下不发光物质，在紫外线等外辐射源作用下，能够发光，这种现象称为光致发光。当外辐射源停顿后，发光立即停止称为荧光，不然称为磷光。3渗入检测用光着色探伤时，观测时使用白光，其波长范围为400-760nm，可由白炽灯、日光灯或日光等得到。荧光探伤时，使用紫外线，它是一种比可见光波长更短不可见光，也称黑光。其波长范围为330-390nm，中心波长365nm，一般用黑光灯得到。紫外线能使荧光液产生荧光，荧光探伤就是利用荧光液受紫外线照射而激发产生荧光这一现象为基础。其荧光波长约为510-550nm，其中心波长为550nm，呈黄绿色。39/843.3光度学

发光强度是指光源向某方向单位立体角发射光通量，单位坎德拉（cd）。光通量是指能引发眼睛视觉强度辐射通量，单位是流明（lm）。照度是指被照射物单位面积上所接收光通量，单位是勒克斯（lx），1勒克斯＝1流明/m2，照度是表达物体被照亮程度。渗入探伤时，工作场地保持一定照度，对于确保探伤敏捷度及提升工作效率是非常必要。一般要求，着色探伤时，被检物表面上可见光照度应在500lx以上。黑光灯强度为1000uw/cm23.4对比度和可见度3.4.1对比度某个显示和围绕这个显示背景之间亮度和颜色之差，称为对比度。试验表白，红色染料显示与白色显象剂背景之间对比率越为6:1，而荧光显示与不发荧光背景之间对比率却有300:1，甚至更大到1000:1。这是荧光探伤敏捷度较高一种原因。40/843.4.2可见度人眼观测机能：在强白光下，对颜色和对比度差异辨别能力强，在暗光中（黑暗），对薄弱发光体辨别能力强。3.5缺陷显示及裂纹检出能力3.5.1缺陷显示缺陷容积越大，它容纳渗入液就越多，留在缺陷中可供回渗渗入液就越多，缺陷显示就越显著。显象剂显示缺陷图像比缺陷实际尺寸要大。缺陷长度是缺陷显示主要尺寸，它能提供一种可供肉眼观测实测尺寸。3.5.2裂纹检出能力裂纹检出能力是相对于背景及外部光等条件，裂纹缺陷内渗入液能形成可用肉眼直接观测裂纹缺陷显示能力。41/84

渗入液中染料种类及浓度将影响裂纹检出能力。渗入液被化学药品污染，荧光液长时间受紫外光照射，着色液长时间受日光照射等，将减少裂纹检出能力。先浸后滴落施加渗入液办法，可使渗入液中大量挥发性成份挥发掉，而留下更多粘度较大组分，染料浓度相对于原渗入液中浓度更高，可提升裂纹检出能力。42/843.3显象剂显象特性1显象剂显象功能显象是利用显象剂吸附从缺陷中回渗到受检零件表面渗透液，形成一可见缺陷显示。显象剂显象过程同渗入液渗入过程同样，是由于毛细作用。显象剂一般有两个基本功能：（1）吸附足量从缺陷中回渗到零件表面渗入液；（2）通过毛细作用将渗入液在零件表面横向扩展，使缺陷显示放大到可见。2显象剂显象过程

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着色探伤时，观测缺陷图形显示是在明亮白光下，通过色彩反差进行，整个白色衬底上只有缺陷部分展现红色显示。由于缺陷图形显示周围背景，必须是某种程度白色，因此着色探伤不使用干式显象剂。而使用溶剂悬浮显象剂（速干式）显象时，显象过程中，由于溶剂迅速挥发，促进了渗透液回渗，挥发中带走大量热量，促进了显象剂对回渗渗入液吸附，使显象敏捷度得到提升。荧光探伤时，无缺陷区域呈深蓝紫色，唯有缺陷部分发出黄绿色光，观测缺陷显示在黑暗中进行。荧光探伤中常使用干粉显象剂，也可使用其他显象剂或自显象。由于干粉显象剂只吸附在缺陷部位，虽然通过一段时间后，缺陷轮廓图形也不散开，仍能显示出清晰图形，因此使用干粉显象剂能够分开显示出互相接近缺陷，即显象辨别力高。44/844渗入检测剂4.1渗入液分类及组分1渗入液分类几个特殊类型渗入液着色荧光渗入液、过滤性微粒渗入液、化学反应型渗入液、高温下使用渗入液。2渗入液组成成份渗入液一般由染料、溶剂、乳化剂和多种改善渗入液性能附加成份所组成。在实际渗入液配方中，一种化学试剂往往同步起几种作用。（1）红色染料

着色液中所用染料多为红色染料，由于红色染料能与显象剂白色背景形成鲜明对比，产生良好反差。着色液中染料应满足色泽鲜艳，易溶解、易清洗、杂质少、无腐蚀、对人体无害等。45/84

染料有油溶型、醇溶型和油醇混合型等。一般着色液中多使用油溶型偶氮染料。常用染料有苏丹红、128烛红、223号烛红、荧光桃红、刚果红和丙基红等。其中以苏丹IV使用最为广泛，它化学名称为偶氮苯。（2）荧光染料

荧光染料是荧光液关键材料之一。荧光染料应具有很强荧光，发出荧光应为黄绿色。同步应耐黑光、耐热和对金属无腐蚀等。荧光染料荧光强度和波长与所用溶剂及其浓度有关。荧光液荧光强度伴随浓度增加而增加，但浓度达成某一数值后，就不再继续增加，甚至会削弱。

利用“串激”办法能够增强荧光亮度。即在荧光液中加入两种或两种以上荧光染料，组成激活系统，起到“串激”作用。所谓“串激”就是第二种染料发出荧光波长与第一种染料吸取光谱波长相同，即第二种染料荧光谱与第一种染料吸取谱一致。这时，46/84第一种染料在溶剂中吸取第二种染料荧光得到激发，增强了本身发出荧光强度。（3）溶剂

溶剂有两个主要作用：一溶解染料；二起到渗入作用。因此，渗透液中所用溶剂应具有渗入能力强，对染料溶解性能好，挥发性小、毒性小、对金属无腐蚀等性能，且经济易得。多数情况下，渗透液都是将几个溶剂组合使用，使各成份特性达成平衡。溶剂可分为基本溶剂和起稀释作用溶剂两类。基本溶剂应充足溶剂染料，使渗入液着色（荧光）强度大。稀释剂除具有合适调整粘度与流动性目标外，还起到减少材料费用作用。基本溶剂与稀释溶剂能否平衡地配合，就直接影响渗入液特性（粘度、表面张力、润湿性能等），是决定渗入性能好坏主要原因。

煤油是最常用溶剂。它具有表面张力小，润湿能力强等长处，但它对染料溶解度小。加入邻苯二甲酸二丁酯不但提升了对染料47/84溶解度，又可在较低温度下，使染料不致沉淀出来，另外还可调整渗入液粘度和沸点，减少溶剂挥发，使渗入液具有优良综合性能。乙二醇单丁醚、二乙二酸丁醚常用作偶合溶剂。使渗入液具有较好乳化性、清洗性和互溶性。染料在溶剂中溶解度与温度有关，为使染料在低温下不从溶剂中分离出来，还需在渗入液中加入一定量稳定剂。（4）乳化剂在水洗型着色液与水洗型荧光液中，表面活性剂作为乳化剂加到渗入液内，使渗入液容易被水洗。乳化剂应与溶剂互溶，不应影响红色染料红色色泽，或不影响荧光染料荧光亮度。48/844.2渗入液性能1渗入液综合性能a渗入力强，容易渗入零件表面缺陷中。b荧光液应具有鲜明荧光，着色液应具有鲜艳色泽。c清洗性好，容易从零件表面清洗掉。d润湿显象剂性能好，容易从缺陷中被吸附到显象剂表面，而将缺陷显示出来。e无腐蚀，对零件和设备无腐蚀性。f稳定性好，在光与热作用下，材料成份和荧光亮度或色泽能维持较长时间。g毒性小，或无毒。h其他：检查钛合金与奥氏体不锈钢材料时，要求渗入液低氟低氯，检查镍合金材料时，要求渗入液低硫；检查与氧、液氧接触工件时，要求渗入液与氧不发生反应。49/842渗入液物理性能粘度表面张力和接触角密度挥发性闪点和燃点电导性闪点：可燃性液体在温度上升过程中，液面上方挥发出大量可燃性蒸气，这些可燃性蒸气和空气混合，接触火焰时，会出现爆炸闪光现象。刚才出现闪光现象时，液体最低温度称为闪点。燃点：指液体加热到能被接触火焰点燃并能继续燃烧时液体最低温度。

对同一液体而言，燃点高于闪点。闪点低，燃点也低，着火危险性大。

50/843渗入液化学性能

a化学惰性

要求渗入液对被检材料和盛装容器不腐蚀，呈化学惰性。注意：水洗型渗入液中乳化剂也许呈若碱性，也许腐蚀铝镁合金。渗入液中硫、钠等元素存在，在高温下会对镍基合金零件产生热腐蚀（热脆），渗入液中卤族元素很容易与钛合金及奥氏体不锈钢材料作用，在应力作用下，产生应力腐蚀裂纹。

b清洗性c含水量和容水量

渗入液总水含量与渗入液总量之比百分数称含水量。渗入液中含水量超出某一极限时，渗入液出现分离、混浊、凝胶或敏捷度下降等现象，这一极限值称为渗入液容水量。

渗入液含水量越小越好，渗入液容水量指标越高，抗水污染能力越强。

d毒性e溶解性f腐蚀性能

51/84综上所述，粘度、表面张力、接触角与清洗性能等影响渗入液敏捷度；闪点、燃点、电导性与化学惰性，毒性等包括操作者安全及零件和设备腐蚀。

任何一种渗入液，不也许具有一切优良性能，也不能只用某一项性能来评价渗入液优劣。52/844.1.4着色渗入剂1水洗型着色液敏捷度太低，用在很少场所。

一种是水基，另一种是自乳化。2后乳化型着色液3溶剂清除型着色液与速干式显象配合使用，敏捷度较高。

着色渗入液敏捷度较低，不能用于探测临界疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹或晶间腐蚀裂纹等非常微小裂纹。53/844.1.5荧光渗入液1水洗型荧光液（自乳化型荧光液）

分低、中、高敏捷度。常用水洗型低敏捷度检查铝镁合金铸造件，批量螺拴、键槽、齿轮等零件。容易受到水污染。2后乳化型荧光液分标准敏捷度、高敏捷度、超高敏捷度。用于表面光洁，敏捷度要求较高零件检查。抗水污染能力强，也不易受酸或铬酸影响。3溶剂清除型荧光液54/844.2清除剂

水、乳化剂和水、溶剂4.2.1乳化剂

分亲水和亲油两大类。若乳化剂浓度高，乳化能力强，乳化速度快，乳化时间难以控制且乳化剂拖带损耗大；若浓度低，乳化能力弱，乳化速度慢，乳化时间常。应根据被检零件大小、数量、表面光洁度等情况，通过试验来选择最佳浓度和时间。乳化剂性能1综合性能

外观能与渗入液显著区分；受少许水或渗入液污染不减少性能；乳化性能适中，乳化时间合理，容易操作；存放保管中，温度稳定性好，性能不变；对操作者健康无害，无毒及无不良气味；55/84闪点高，挥发性低，废液及清除污水处理简便等。2

物理性能粘度：影响乳化时间，最短乳化时间大于等于30s。闪点：不低于50°C。挥发性：应低。3化学性能毒性：无毒。容水性：应能允许混入5%水含量。与渗入液相容性：应允许混入20%渗入液而不变质。特殊性能：水洗性，荧光，槽液寿命，温度稳定性，停留时间。56/844.2.2溶剂清除剂

分类：卤化型、非卤化型、特殊用途

性能要求：溶剂渗入液适度，清除时挥发适度，存放保管中稳定，不使金属腐蚀与变色，无不良气味，毒性小等。一般多使用丙酮、乙醇、汽油或三氯乙烯等有机溶剂。

57/844.3显象剂4.3.1显象剂种类、组分及特点显象剂种类：干式显象剂湿式显象剂湿式显象剂包括：水溶式，水悬浮式，溶剂悬浮式（速干式），塑料薄膜式（干粉悬浮于树脂清漆中）。1干式显象剂－干粉显象剂适用于螺纹及粗糙表面零件荧光检查。干粉显象剂为白色无机粉末，如氧化镁、氧化锌、碳酸钙、氧化钛粉末等。一般与荧光液配合使用。

要求：P.702湿式显象剂（1）水悬浮式显象剂：干粉悬浮于水中，加入润湿剂、分散剂、限制剂和防锈剂。呈弱碱性，常时间停留会腐蚀铝镁合金。要求零件表面有较高光洁度。58/84（2）水溶性湿式显象剂

显象粉溶解在水中，也加有润湿剂、分散剂、防锈剂和限制剂等。（3）溶剂悬浮式湿式显象剂

显象剂粉末加在挥发性有机溶剂中配制而成。常用丙酮、煤油等，该类显象剂中也加有限制剂和稀释剂等。

该类显象剂一般装在喷罐中使用，并且常与着色液配合使用。

单就显象办法而言，该类显象剂敏捷度较高，由于显象剂中有机溶剂有较强渗入能力，能渗入到缺陷中，挥发过程中把缺陷中渗入液带回到零件表面，故显象敏捷度高。

另外，有机溶剂挥发快，缺陷显示扩散小，显示轮廓清楚，辨别力高。（错误）59/844.3.2显象剂性能1综合性能

吸湿能力强，吸湿速度快，容易被缺陷处渗入液所润湿并吸出足量渗入液。显象剂粉末颗粒细微，对零件表面有一定粘附力，能在零件表面形成均匀薄覆盖层，将缺陷显示宽度扩展到足以用肉眼看到2物理性能颗粒度：应足够细，不大于3μm干粉密度：涣散时<0.075kg/l，包装状态<0.130kg/l。悬浮性：足够3化学性能毒性、腐蚀性（F、Cl、S等）、温度稳定性、污染。60/844.4渗入探伤剂系统4.4.1渗入探伤剂系统定义及同族组1渗入探伤剂系统

主要由渗入液、乳化剂、清除剂和显象剂所组成特定组合系统。既要满足各自要求，又要互容，达成检测缺陷目标。2渗入探伤系统同族组同族组：指完成一种特定渗入探伤所有检查过程所必须一系列材料，含渗入液、乳化剂、清除剂和显象剂。渗入探伤时，必须采取同一厂家提供同族组产品，不一样族组产品不能混用。61/843渗入探伤剂系统选择标准

（1）同族组要求：（2）敏捷度要求（3）根据被检工件状态进行选择（4）价格、毒性、清洗性（5）特殊性等4.5国内外渗入探伤剂介绍P.7362/845渗入探伤设备5.1便携式设备及压力喷罐

渗入探伤剂（包括渗入液、清除剂和显象剂），一般装在密闭喷罐内使用。喷罐一般由探伤剂盛装容器和探伤剂喷射机构两部分组成。典型构造见图10-1。罐内装有探伤剂和气雾剂，40°C左右可产生0.29~0.49Mpa压力。显象剂喷罐内还装有玻璃弹子，起搅拌作用。63/845.2固定式设备预清洗装置、渗入装置、乳化装置、水洗装置、干燥装置、显象装置、后清洗装置等。5.3检查场地及光源5.3.1检查场地5.3.2检测光源1白光灯

80W日光灯在1米处照度为500勒克斯。2黑光灯P.88工作原理与镇流器串接使用主要事项（开关、电压）3黑光强度检测仪

64/845.4测量设备5.4.1黑光辐射强度计

直接测量法，读数为微瓦/厘米2；5.4.2黑光照度计

间接测量法，读数来勒克斯，又称为黑光照度计。5.4.3白光照度计5.4.4荧光亮度计65/845.5渗入检测试块1铝合金淬火试块（A型试块）图5-19P.93

作用：a用于两种不一样渗入液敏捷度对比b一种渗入液不一样操作工序敏捷度对比清洗和保存按JB4730标准办法进行

在试块中心用气体灯加热发到426°C左右，再放入冷水中淬火，然后在110°C下干燥15分钟，冷却至室温保存。66/842不锈钢镀铬辐射状裂纹试块（B型试块）

该试块主要用于校验操作办法和工艺系统敏捷度。一般与塑料复制品或照片对照使用。清理和保存按标准要求或参照黄铜试块。67/843黄铜板镀铬裂纹试块（C型试块）

主要用于鉴别各类渗入探伤剂性能和确定敏捷度等级。

清理和保存措施68/845.5.4其他试块美国PSM-5试块吹砂钢试块陶器试块缺陷试件

69/846渗入检测办法6.1水洗型渗入探伤法包括水洗型着色和水洗型荧光，广泛应用是水洗型荧光法。使用场所：a敏捷度要求不高；b检查大体积或大面积零件；c检查开口窄而深缺陷；d检查螺纹和带有键槽零件；e检查表面很粗糙零件。渗入时间和显象时间确实定：a根据零件状态和缺陷种类以及环境温度确定渗入时间；b根据零件材料种类，表面状态，渗入液类型来确定显象时间。显象方式选择：着色液，任何表面状态都选用溶剂悬浮式显象剂；荧光液，光洁表面，选用溶剂悬浮式显象剂，粗糙表面选用干式显象。优缺陷P.10270/846.2后乳化型渗入探伤法

后乳化型荧光法是广泛应用一种办法。使用场所：a表面阳极化工件，镀铬工件及复查工件；b检查要求比水洗型敏捷度高零件；c被酸或其他化学试剂污染零件，d检查开口浅而宽缺陷；e被检零件缺陷也许被脏物污染；f检查应力裂纹、晶间腐蚀裂纹和磨削裂纹；g敏捷度能够变化

主要应用在：经机加工光洁零件检查，如发动机涡轮叶片，气轮机叶片，涡轮盘等零件检查。清除时首先是预水洗，然后乳化，再最后水洗。

乳化时间是最关键控制原因根据零件表面光洁度，乳化剂浓度，乳化剂温度，被污染程度和渗入液来确定，一般用试验办法确定。优缺陷：P.10471/846.3溶剂清除型渗入探伤法

溶剂清除型着色法是广泛应用一种办法。溶剂清除型渗入探伤法适用于焊接件和表面光洁零件检查，尤其适用于大零件局部检查，也适用于非批量零件检查和现场检查（着色法）。该办法多配用溶剂悬浮式显象法优缺陷：P.1066.4特殊渗入检测办法

72/846.5渗入检测办法选用

选择渗入探伤办法，首先考虑检测缺陷类型和敏捷度要求，其次考虑零件批量大小、表面情况及几何形状，还应考虑检查场所水源、电源、气源及检查费用等。细小裂纹、宽而浅裂纹，表面光洁度高零件，选用后乳化型荧光或着色法；疲劳裂纹、磨削裂纹及其他微小裂纹检查，选用后乳化型荧光或溶剂清除型荧光法。小零件批量生产时，选用水洗型荧光法。大零件局部检查，选用溶剂清除型荧光或着色法。粗糙表面零件，选用水洗型荧光或着色。检查场所无电源及暗室时，选用着色法。P.110表6-5渗入探伤办法选择指南73/847渗入检测工艺

六大基本步骤：表面准备和预清洗、渗入、清除、干燥、显象、观测（检查）。检测时机安排7.1表面准备和预清洗1污物类别

固体污物：表面清理；液体污物：预清洗。2污物影响（P.1134条）3清除污物办法机械法，化学办法，溶剂清除办法，其他办法。74/847.2施加渗入剂1渗入液施加办法应根据零件大小、形状、数量和检查部位来选择。所选办法应确保被检部位完全被渗入液覆盖，并在整个渗入时间内保持润湿。主要有：喷涂，刷涂，浇涂，浸涂。２渗入时间