渗透检测工艺

渗透检测工艺

渗透检测工艺基本步骤：
1、 表面准备和预清洗
2、 施加渗透剂
3、 多余渗透剂的去除
4、 干燥
5、 施加显像剂
6、 观察与评定
7、 后清洗及复验
渗透检测的时机选择：
1、 机加工和热处理等操作，可能产生表面缺陷，渗透检测则应在这些工序后进行。对有延迟裂纹倾向的材料，至少应在焊后24小时进行焊接接头的渗透检测。
2、 表面处理工艺（喷漆、镀层、阳极化、涂层、氧化、喷丸和研磨）的操作，渗透检测应在这些工序前进行，表面处理后需机加工的，对该加工部位再次进行渗透检测。
3、 工件要求腐蚀检测时，应在腐蚀工序后进行。
4、 在役工件的渗透检测应去除表面积炭和油漆层。但阳极化层可不去除。

表面准备和预清洗
渗透检测成功与否，取决于被检表面的状况（污染程度及粗糙度）。所有污染物都会阻碍渗透剂进入缺陷，清洗污染物的过程中的残留物反过来也能同渗透剂反应，影响渗透检测的灵敏度。被检表面的粗糙度影响渗透检测效果。

内容：清理固体污染物＋液体污染物
固体污染物：铁锈、氧化皮、腐蚀产物、焊接飞溅、焊渣、毛刺、油漆及涂层等
液体污染物：防锈油、机油、润滑油及有机组分的其它液体，强酸强碱及包括卤素在内的有化学活性的残留物
基本要求：
1、任何可影响渗透检测的污染物必须清除干净，不得损伤受检工件的工作功能：
例如：不得用钢丝刷打磨铝、镁、钛等软合金。密封面不得进行酸蚀处理等。
2、表面准备和预清洗范围：检测部位四周25mm。
▲ 通常情况下，焊缝、轧制件、铸件、锻件的表面状态，是可以满
足渗透检验要求的。
▲ 如果焊缝、轧制件、铸件、锻件的表面出现不规则，影响渗透探
伤效果。则应用打磨方法或机械加工方法进行表面处理。
▲ 如果铁锈、型砂、积炭等物，可能遮盖拒收缺陷迹痕，或对检验
效果产生干扰。则应用打磨方法或机械加工方法进行表面处理。
▲打磨方法或机械加工方法可能堵塞表面缺陷的开口，降低渗透探伤
效果；因此，打磨、机械加工后，应进行酸蚀处理。
▲ 喷丸后，也应进行酸蚀处理。
注意事项：
防止表面准备和清洗不当，造成缺陷的堵塞。在化学清洗或溶剂清洗时，不应浸、刷，杜绝压力水喷，易造成缺陷的浸润堵塞，残留的液体都会阻碍渗透剂的渗入。

污染物的害处
渗透探伤前，必须清除干净任何可能影响渗透检验的污物杂质，以保证渗透探伤得以成功。
污物的害处，至少有如下几点：
① 所有污物，都会妨碍渗透液对受检零件的润湿，妨碍渗透液渗入缺陷，甚至完全堵塞缺陷。
② 所有污物，都会妨碍显像剂对缺陷中的渗透液的吸附，影响缺陷迹痕显示的效果。
③ 缺陷中的污物，会与渗透液混合，甚至发生作用，降低渗透液的灵敏度及其性能；有些污物，例如酸和铬酸盐，会影响荧光染料的发光作用。
④ 有些污物，会引起虚假显示；有些污物，会掩盖显示；所有污物，都会污染渗透液、显像剂等渗透探伤剂。

预清洗方法
进行表面准备和预清洗，选择合适的方法是非常重要的，常有的方法有机械清理、化学清洗、溶剂清洗。但是，不论选择哪种一种方法，都不是万能的。例如：
▲溶剂清洗剂不能清洗锈蚀、氧化皮、焊瘤、飞溅物以及普通无机物；
▲蒸汽去油不能清洗无机型污物（夹渣、腐蚀、盐类等），也不能清除树脂型污物（ 塑料涂层、清漆、油漆等）。
关于如何选择预清洗方法，如下几点是必须考虑的：
① 必须了解污物杂质的类别，有针对性的选用合适的预清洗方法。因为，没有一种预清洗方法是万能的。
② 必须了解选用的预清洗方法，对受检零件的影响。选用的预清洗方法，不得损伤受检零件的工作功能。例如，前已叙述，密封面不得进行酸蚀处理。
③ 必须了解选用的预清洗方法的实用性。例如：大工件不能放在小型除油槽中去进行除油。

洗涤剂清洗
洗涤剂清洗液是一种不易燃的水溶化合物，含有特别选择的表面活性剂，能够对各类液体污物（例如油脂、油膜、切削加工润滑油等），起润湿、渗透、乳化及
皂化作用。
洗涤剂清洗液可分为碱性、中性和酸性，但对受检零件必须无腐蚀作用。
采用洗涤剂清洗，可以很容易地将零件表面和缝隙内的污物清除干净。
清洗时间一般应为１０～１５分钟。
清洗温度一般可为７５℃～９５℃。
浓度应按照制造厂的推荐值（一般为４５～６０ｋｇ／ｍ３）。
清洗时应作适当搅动。
碱清洗和蒸汽清洗
碱洗适用于去除油污、抛光剂、积炭等，多用于铝合金。
碱清洗液：是一种不易燃的水溶化合物，含有经过特别选择的洗涤剂，该洗涤剂能够对各类液体污物※起润湿、渗透、乳化及皂化作用。
热的碱清洗液还可用来除锈和除垢，清除掩盖表面缺陷的氧化皮。
碱清洗液必须按照制造厂的建议使用。
注意：
▲采用碱清洗工艺清洗后的工件，必须把清洗剂冲洗干净；
▲并在渗透探伤前，将其整体加温干燥；
▲施加渗透液时，工件温度一般不得超过50℃。
蒸汽清洗：是一种改进的的热碱清洗方法，在容器内进行。适用于大型工件。能够清除工件表面的无机污物和各种有机污物，但无法清除较深缺陷底部的污物。此时，可采用溶剂浸泡法。
酸蚀处理
酸蚀处理有如下作用：
① 酸蚀处理可以清除工件表面的锈蚀；
② 酸蚀处理可以清除可能掩盖表面缺陷，并且可能妨碍渗透液渗入表面开口缺陷的氧化皮；
③ 工件打磨、机械加工后，进行酸蚀处理；可以清除封闭表面开口缺陷的金属毛刺。
④ 喷丸后，进行酸蚀处理；可以清除由于喷丸形成的封闭表面开口缺陷的细微金属物。
酸洗处理时，一般应注意如下事项：
① 酸和铬酸盐将会影响荧光染料的发光作用。因此，酸蚀处理后的工件必须清洗干净，使工件表面呈中性；并且在施加渗透液前，充分干燥。
② 受检工件被酸蚀剂作用后，可能发生氢脆。因此，酸蚀处理后的工件应进行去氢处理（200℃，烘烤3h）；并且在施加渗透液前，将工件冷却至50℃左右。
③ 严格控制酸洗时间，防止被检面腐蚀。
④ 酸洗后及时中和处理。
⑤ 使用时，必须按照制造厂的推荐意见使用。


溶剂清洗
有许多溶剂清洗剂能有效地用来溶解油脂、油膜、腊、密封胶、油漆及普通有机污物等。溶剂应无残留物，尤其是在采用手动、液浸法时更应特别注意。
溶剂清洗剂不能清洗锈蚀、氧化皮、焊瘤、飞溅物以及普通无机物。
有些清洗溶剂是易燃物质，有些清洗溶剂可能还有毒；所以，应按照制造厂说明书和注意事项进行操作使用。（后接）
溶剂液体清洗常用于大另件局部区域的清洗。
蒸汽除油
蒸汽除油是清除工件表面和开口缺陷处的油和油脂类污物的较好方法。
蒸汽除油不能清除无机型污物（例如夹渣、腐蚀、盐类等）。
蒸汽除油不能清除树脂类污物（例如塑料、涂层、清漆、油漆等）。
当与工件接触的时间较短，而无法将深缺陷中的油脂全部清除干净时，建议采用溶剂浸泡法。
特例：
钛合金被检件易于卤素元素作用产生应力腐蚀裂纹，使用三氯乙烯除油前必须进行消除应力处理。
铝、镁合金被检工件在除油后，容易在空气中锈蚀，应尽快浸入渗透剂。

超声清洗
超声清洗：是一种在溶剂和清洗剂中辅以超声波振动，以提高清洗效果和减少清洗时间的清洗方法。
如果是清除无机污物，例如清除锈蚀、夹渣、盐类、腐蚀物等，则应采用水和洗涤剂。
如果是清除有机污物，例如油脂、油膜等，则应采用有机溶剂。
超声清洗后，施加渗透液前，应加热工件，去除溶剂、清洗剂；然后，将工件冷却至50℃以下。
去漆处理
根据油漆的化学成分，有针对性的选择去漆剂，能够有效地去除工件表面的油漆膜层。
一般情况下，油漆膜层必须完全除掉，直至露出金属表面。
去漆后，应使工件表面充分干燥。
陶瓷的空气焙烧
在清洁的氧化环境中加热陶瓷工件，是去除水分及清除微量有机污物的有效方法。
加热的最高温度应不降低陶瓷的性能。

施加渗透剂
原则：保证被检部位完全被渗透剂覆盖，并在整个渗透时间内保持润湿状态。
方法：
1、 喷涂－静电、喷灌或低压循环泵喷涂。适用大工件局部或全部。
2、 刷涂－刷子、抹布刷涂。适用局部检查、焊缝检查。
3、 浇涂－渗透剂直接浇在工件表面上。适用大工件的局部检查。
4、 浸涂－工件全部浸在渗透剂中。适用小工件的表面检查。
时间：
JB/T4730-2005规定10～50℃下，施加渗透剂的渗透时间≥10min。
注意浸涂法中，为减少渗透剂损耗，应进行滴落，渗透时间还应包括滴落时间，滴落过程中渗透剂的挥发物质被挥发掉，使渗透剂染料的浓度相对提高，提高了渗透检测灵敏度。
温度：
JB/T4730-2005规定10～50℃，当温度不在标准温度范围内时，应使用A型试块作对比试验。
去除多余的渗透剂
水洗型渗透剂的去除
工艺标准：JB/T4730-2005规定：水温、水压、角度及距离。
特点：水洗型渗透剂含有乳化剂，水洗时间、水洗压力高、水洗温度高，便有可能把缺陷中的渗透剂清洗掉，产生过清洗。
原则：在得到合格背景前提下，水洗时间越短越好。荧光法在紫外灯下（着色法在白光下）边观察变清洗。
后乳化渗透剂的去除：
1、 亲水型乳化剂
操作程序――水预清洗、乳化、最终水洗。
施加方法――浸涂、浇涂或喷涂。不能刷涂，因刷涂不均匀。
2、 亲油型乳化剂
操作程序――乳化、水洗。
施加方法――浸涂或浇涂。不能刷涂或喷涂，也不能在工件上搅动。
3、乳化时间
关键步骤：乳化时间的控制，防止过乳化，在保证达到允许的着色或荧光背景下乳化时间尽量短。
影响因素：表面粗糙度、乳化剂浓度、乳化剂温度、乳化剂被污染的程度和后乳化型渗透剂的种类。
4、质量控制
在白光或黑光下进行，边清洗边观察。
过乳化必须重新进行渗透检测。
欠乳化时烘干工件重新进行渗透检测，对一般工件可再次进行补充乳化。
溶剂去除型渗透剂的去除
程序：
干净不脱毛的布依次擦洗以去除大部分多余渗透剂
用蘸有清洗剂的干净不脱毛的布依次擦洗
注意点：不得往复擦洗，不得用清洗剂直接冲洗被检面。
干燥
目的：去除被检工件表面的水分，使得渗透剂回渗到显像剂上。
时机：取决于多余渗透剂的去除方法和使用的显像剂。
溶剂去除型―――自然干燥
水洗工件―――使用干粉显像或非水湿显像，显像前必须干燥；使用水湿显像，显像后干燥；使用自显像，在水洗后干燥。
方法：干净布擦干、压缩空气吹干、热风吹干、热空气循环烘干、热浸。
热浸技术――工件清洗后，短时间放在80～90℃的热水中浸一下，提高工件的初始温度，加快干燥速度。
缺点：具有补充清洗作用，易造成过清洗，时间要严格控制在20s之内，光洁表面不允许热浸。
温度和时间：干燥时被检工件表面温度不得大于50℃，干燥时间5～10min。
干燥温度与所有渗透剂种类及被检工件的材料有关，一般由试验确定。
干燥时间与被检件的材料、尺寸、水分多少、初始温度和烘干装置等因素有关。

现象
显像方法：干式显像、溶剂悬浮显像、湿式显像、自显像。
干式显像：
适用范围：荧光渗透检测－粗糙表面。
施加方法：喷洒、掩埋，滞留的显像剂使用干燥的低压空气吹除或轻轻敲打。
灵敏度：不能形成良好的背景，对比度低，检测灵敏度低。
分辨力：显像剂只吸附在缺陷部位，缺陷轮廓图形不随时间扩散，可分开显示临近的缺陷，分辨力高。
溶剂悬浮显像：
适用范围：荧光渗透检测－光滑表面，其他表面优先选用溶剂悬浮显像。
施加方法：常用压力罐喷洒，喷嘴至工件距离300～400mm，方向与工件夹角30～40°。
灵敏度：能形成良好的背景，对比度高。溶剂挥发迅速，能大量吸热，加剧了缺陷中渗透剂的回渗，检测灵敏度得以提高。
分辨力：显像后由于溶剂的迅速挥发，缺陷轮廓图形随时间扩散慢，可以较好地分开显示临近的缺陷，分辨力较高。
湿式显像:
适用范围：在显像剂选择中最后考虑选择的方法,水溶解湿式显像剂不适用于着色检测体系和水洗型渗透检测体系。
施加方法：浸涂、浇涂和喷涂，多数采用浸涂。涂敷后需滴落，再干燥（显像）。
对于水悬浮湿式显像剂，为防显像粉末沉淀，浸涂应不定时搅拌。
灵敏度：能形成良好的背景，对比度高，检测灵敏度较高。
分辨力：分辨力低。
自显像：对灵敏度要求不高的场合。
显像时间：
干式显像－从显像剂的施加到开始观察检查显示的时间
湿式显像－从干燥起到开始观察检查显示的时间
显像时间取决于显像剂和渗透剂的种类、缺陷的大小、被检件的表面温度。
控制显像时间的原则：
1、必须有足够的时间使得缺陷中的渗透剂充分回渗到工件表面。
2、防止缺陷的显示由于时间的延长而扩散，导致分辨力的下降。
JB/T4730-2005规定：自显像停留时间10～120min，其他显像方法的显像时间一般不少于7min。

观察和评定
观察时机：显像剂施加后7～60min内进行。
观察光源：
着色检测 白光照度≥1000lx，条件所限但不得低于500lx。
荧光检测 白光照度不得大于20lx，黑光照度：380mm处工件表面照度不得低于1000uw/cm2，自显像时，150mm处工件表面照度不得低于3000uw/cm2

后清洗
作用
渗透探伤完毕后，如果在工件表面上仍然残留显象剂涂层、渗透液或其它污物，则可能产生如下危害：
① 残余渗透液或显象剂有可能影响后面工序的加工。例如，对于要求返修的焊缝，则渗透探伤剂的残留物，会对返修焊接区造成危害。
② 残余渗透液或显象剂有可能影响工件的使用性能。例如，如果受检工件用于液氧（LOX）设备中，则渗透探伤剂中碳氢化合物的残留物，可能导致猛烈爆炸。
③ 残余渗透液或显象剂有可能与使用中的其它因素结合产生腐蚀等。例如，显象剂涂层会吸收或容纳促进腐蚀的潮气，对受检工件造成腐蚀。如果受检工件用于原子核设施中，高度清洁更特别重要。
显象剂的清除方法
① 干式显像剂，可能粘在湿渗透液或其它液体物质的地方，也可能滞留在缝隙中，可使用无油吹风器吹除或水冲洗。
② 水基湿式显像剂的去除比较困难。因为该类显像剂经过80℃左右干燥后，粘附在受检工件表面上，故去除的较好方法是用含有洗涤剂的热水喷洗，有一定压力，效果更好；然后采用手工擦洗或机械（擦刷机、洗涤机）冲洗。
③ 可溶显像剂用自来水冲洗即可。因为该类显像剂可溶于水中。
④ 溶剂悬浮湿式显像剂的去除，可先用湿毛巾擦，然后用干布擦；也可直接用清洁干布或毛刷擦；对于螺纹、裂缝或表面凹陷，可用加有洗涤剂的热水喷洗，
⑤超声清洗效果更好。
注意：
清除显象剂的时机。检查后，工件上显像剂还未干燥时，可采用水洗法尽快进行。
多余渗透液的去除
① 蒸汽去油（至少10 min）。
② 溶剂浸泡（至少15 min）。
③ 超声溶剂清除（至少3 min）。
注意：
① 某些情况下，要求先采用蒸汽去油，然后用溶剂浸泡。
② 所用时间取决于工件性质，应通过试验来确定。
③ 蒸汽去油应在显象剂清除后进行，否则将导致显象剂在工件表面凝结。
注意事项
后乳化渗透探伤后，进行后清洗时，如果零件很少，则运用乳化剂乳化，然后用水冲洗。
注：这个方法对去除显象剂涂层及滞留的渗透液残流物也是有效的。
碳钢工件渗透探伤，后清洗时，如果用水清洗，则应在水中添加硝酸钠或铬酸钠化合物等防锈剂，清洗后还应用防锈油防锈。
镁合金材料也很容易腐蚀，渗透探伤后，进行后清洗时，常需要铬酸钠溶液处理。

关于渗透检测实际操作的正确性：
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10～40℃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。
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。
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。
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。