滲透檢測(Penetrant Testing),業(yè)內(nèi)人士簡稱PT,是工業(yè)無損檢測(Nondestructive Testing)應(yīng)用最早的無損檢測方法,由于滲透檢測簡單易操作,其在現(xiàn)代工業(yè)的各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。
滲透檢測主要的應(yīng)用是檢查金屬(鋼、鋁合金、鎂合金、銅合金、耐熱合金等)和非金屬(塑料、陶瓷等)工件的表面開口缺陷,例如表面裂紋等。
工業(yè)產(chǎn)品在制造和運行過程中,可能在表面產(chǎn)生寬度零點幾微米的表面裂紋, 斷裂力學(xué)研究表明,在惡劣的工作條件下,這些微細裂紋都會是導(dǎo)致設(shè)備破壞的裂紋源。
一、按照不同特征,可將滲透檢測分為多種不同的方法:
按顯示材料,分為熒光法(Fluorescent)和非熒光法(Non-Fluorescent)。前者稱為“熒光滲透檢測”,后者稱為“著色滲透檢測”。
典型的熒光滲透檢測缺陷示意圖。(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
肉眼無法察覺的微裂紋,經(jīng)熒光滲透檢,在紫外線燈的照射下,黃綠色熒光格外醒目,如下圖所示:
二、滲透檢測原理
滲透檢測,本質(zhì)上是利用液體的表面能。
當(dāng)液體和固體界面接觸時會出現(xiàn)以下三種現(xiàn)象,θ稱為接觸角。如下圖所示:
(a)θ=0°,全部潤濕;(b)θ<90°,部分潤濕;(c)θ>90°,不潤濕。
對某一液體而言,表面張力越小,當(dāng)液體在界面鋪展時克服這個力做功越少,則潤濕效果越好。
表面張力,是液體表面層由于分子引力不均衡而產(chǎn)生的沿表面作用于任一界線上的張力。
毛細現(xiàn)象:當(dāng)液體潤濕毛細管或含有細微縫隙的物體,液體沿毛細縫隙流動的現(xiàn)象。
如果液體能潤濕毛細管,則液體在細管上升,管子的內(nèi)徑越小,它里面上升的水面也越高 。例如水在玻璃毛細管內(nèi),液面是上升的,相當(dāng)于水滲入毛細管內(nèi)。
如果液體不能潤濕毛細管,則液體在細管降低。例如水銀(Hg)在玻璃毛細管內(nèi),液面是下降的。
(圖片來源于維基百科)
滲透檢測基本原理:由于毛細現(xiàn)象的作用,當(dāng)人們將溶有熒光染料或著色染料的滲透劑施加于試件表面時,滲透劑就會滲入到各類開口于表面的細小缺陷中(細小的開口缺陷相當(dāng)于毛細管,滲透劑滲入細小開口缺陷相當(dāng)于潤濕現(xiàn)象),然后清除依附在試件表面上多余的滲透劑,經(jīng)干燥后再施加顯像劑,缺陷中的滲透劑在毛細現(xiàn)象的作用下重新吸附到試件的表面上,形成放大的缺陷顯示。用目視檢測即可觀察出缺陷的形狀、大小及分布情況。
三、滲透檢測特點
1、適用范圍
滲透檢測可以應(yīng)用于各種金屬、非金屬、磁性及非磁性材料工件的表面開口缺陷的檢測。除了多孔性的材料無法或難以檢測外,幾乎所有材料的表面開口缺陷都可以使用此方法,獲得令人滿意的檢測結(jié)果。
2、滲透檢測優(yōu)點
(a)不受被檢工件磁性、形狀、大小、組織結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分及缺陷方位的限制,一次操作能檢查出各個方向的缺陷。
(b)操作簡便,設(shè)備簡單。
(c)缺陷顯示直觀,靈敏度高。
3、滲透檢測局限
(a)只能檢測出材料的表面開口缺陷,對于埋藏在材料內(nèi)部的缺陷,滲透檢測就無能為力了。必須指出,由于多孔性材料的缺陷圖像顯示難以判斷,所以滲透檢測并不適合多孔性材料表面缺陷。
(b)滲透劑成分對被檢工件具有一定腐蝕性,必須嚴(yán)格控制硫、鈉等微量元素的存在。
(c)滲透劑所用的有機溶劑具有揮發(fā)性,工業(yè)染料對人體有毒性,必須注意吸入防護。
四、渦流檢測(ET)的原理和特點
渦流檢測(Eddy CurrentTesting),業(yè)內(nèi)人士簡稱ET,在工業(yè)無損檢測(Nondestructive Testing)領(lǐng)域中具有重要的地位,在航空航天、冶金、機械、電力、化工、核能等領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。
渦流檢測主要的應(yīng)用是檢測導(dǎo)電金屬材料表面及近表面的宏觀幾何缺陷和涂層測厚。
按照不同特征,可將渦流檢測分為多種不同的方法:
(1)按檢測線圈的形式分類:
a)外穿式:將被檢試樣放在線圈內(nèi)進行檢測,適用于管、棒、線材的外壁缺陷。
b)內(nèi)穿式:放在管子內(nèi)部進行檢測,專門用來檢查厚壁管子內(nèi)壁或鉆孔內(nèi)壁的缺陷。
c)探頭式:放置在試樣表面進行檢測,不僅適用于形狀簡單的板材、棒材及大直徑管材的表面掃查檢測,也適用于形狀福州的機械零件的檢測。
(2)按檢測線圈的結(jié)構(gòu)分類:
a)絕對方式:線圈由一只線圈組成。
b)差動方式:由兩只反相連接的線圈組成。
c)自比較方式:多個線圈繞在一個骨架上。
d)標(biāo)準(zhǔn)比較方式:繞在兩個骨架上,其中一個線圈中放入已經(jīng)樣品,另一個用來進行實際檢測。
(3)按檢測線圈的電氣連接分類:
a)自感方式:檢測線圈使用一個繞組,既起激勵作用又起檢測作用。
b)互感方式:激勵繞組和檢測繞組分開。
c)參數(shù)型式:線圈本身是電路的一個組成部分。