第七章 渗透检测工艺

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1．机械清理与表面修整
包括振动光饰、抛光、干吹砂、湿吹砂、钢丝刷、砂轮磨等。 振动光饰适用于去除轻微的氧化皮、毛刺、锈蚀、铸件型砂或模料 等，不能用于铝镁、钛等软金属材料。 抛光适用于去除被检工件表面的积炭、毛刺等。 干吹砂适用于去除氧化皮、熔渣、铸件型砂、模料、喷涂层和积炭 等。湿吹砂可用于清除比较轻微的沉积物。如果不会使金属表面硬化 或使表面缺陷被磨料封堵或污染的话，可以用吹砂打磨来清理金属表 面。 钢丝刷和砂轮磨用于去除氧化皮、溶渣、铁屑、铁锈等。应注意， 涂层必须用化学法去除，不能用打磨法去除。 用机械方法清除污物时产生的金属细末、砂末等可能堵塞缺陷。所 以，经过机械处理的受检工件，渗透检测前一般应进行酸洗或碱洗。 焊接件和铸件吹砂后可不酸洗或碱洗而进行渗透检测；精密铸造的关 键受检工件，如涡轮叶片等，吹砂以后必须酸洗方能渗透检测。喷丸 法处理后的被检工件也应进行酸洗或碱洗。渗透检测通常安排在喷丸 前进行。
第七章 渗透检测工艺
渗透检测6个基本步骤：
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①表面准备和预清洗——检测前工件表 面的预处理和预清洗； ②施加渗透剂——渗透剂的施加及滴落； ③多余渗透剂的去除； ④干燥——自然干燥或吹干或烘干； ⑤施加显像剂； ⑥观察及评定——观察和评定显示的痕 迹。
渗透检测的时机
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7．1．2清除污染物的方法
• 进行表面准备和预清洗前，选择合适的方法是非常重要的。常用 的方法有：机械清理、化学清洗、溶剂清洗。 选择预清洗方法时， 必须考虑如下几点： • ①必须了解污染物的类别，有针对性地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。应注意，溶剂蒸气除油、超声 清洗及水基清洗剂在内的溶剂洗涤，是用于去除油脂及蜡等污染物的 方法。碱清洗、酸蚀处理等化学清洗是用于清除油漆、釉子、锈皮、 积炭或用溶剂清洗法去不掉的其他污染物的方法。机械清理与表面修 整是用于清除焊渣、飞溅、泥土或用溶剂清洗和化学清洗不能清除的 其他污染物的方法。 • ②必须了解选用的预清洗方法，对被检工件的影响。选用的预清 洗方法，不得损伤被检工件的工作功能。例如，前已叙述，密封面不 得进行酸蚀处理。应该注意，为个别部位选择的清洗用物质，例如化 学清除剂、溶剂及腐蚀剂等，应与被清除的污染物相容，而且应不损 伤被检工件表面及其预期功能。 • ③必须了解选用的预清洗方法的实用性。例如：被检大工件不能 放在小型除油槽中去进行除油。
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4．溶剂去除
包括溶剂蒸气除油和溶剂液体清洗。 溶剂蒸气除油通常为三氯乙烯蒸气除油。溶剂液体清洗通常用酒精、丙酮 或汽油、三氯乙烯等溶剂清洗或擦洗，常用于大工件局部区域的清洗。 有许多溶剂能有效地用来溶解油脂、油膜、蜡、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。 溶剂不能去除锈蚀、氧化皮、焊瘤、飞溅物以及普通无机物。 有些溶剂是易燃物质，有些则可能还有毒，所以，应按照制造厂说明书和 注意事项进行操作使用。 溶剂蒸气除油是清除受检工件表面和开口缺陷处的油和油脂类污染物的较 好方法。但它不能清除无机型污染物(如夹渣、腐蚀、盐类等)，也不能清除树 脂类(例如，塑料、涂层、清漆、油漆等)。 若需要将深缺陷中的油脂全部 清除干净时，建议采用溶剂浸泡法。 钛合金被检工件容易与卤族元素作用，产生应力腐蚀裂纹，因此，钛合金 应采用添加特殊抑制剂的三氯乙烯进行除油，并且在除油前必须进行处理， 以消除应力。 橡胶、塑料及涂漆被检工件不能使用三氯乙烯蒸气除油，因为这些被检工 件会受到三氯乙烯的破坏。也不得使用会对其产生有害影响的溶剂除油。必 要时，应通过试验，确认所使用的溶剂是否会对被检橡胶、塑料工件产生有 害影响。另外，还应注意温度对其的影响。 铝、镁合金被检工件在除油后，容易在空气中锈蚀，应尽快浸入渗透剂中。
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渗透检测应在喷漆、镀层、阳极化、涂层、氧化或其他表面处理工 序前进行。表面处理后还局部机加工的，对该局部机加工表面需再次 进行渗透检测。 工件要求腐蚀检测时，渗透检测紧接在腐蚀工序后进行。 焊接件在热处理后进行渗透检测。如果需进行两次以上热处理，可 在温度较高的一次热处理后进行渗透检测，紧固件和锻件的渗透检测 一般安排在热处理之后进行。 使用过的工件应去除表面积炭层及漆层后进行渗透检测。但是，阳 极化层可不去除，工件可直接进行渗透检测。完整无缺的脆漆层，可 不必去除就直接进行渗透检测。在漆层上检测发现裂纹后，去除裂纹 部位的漆层，再检查基体金属上有无裂纹。 磨削、焊接、矫直、机械加工和热处理等操作，如果可能产生表面 缺陷，渗透检测则应在这些操作完成后进行。对有延迟裂纹倾向的材 料，至少应在焊接完成24 h后进行焊接接头的渗透检测。 渗透检测通常在喷丸和研磨操作前进行，如果在其后进行，则应进 行包括腐蚀在内的预清洗操作，使表面开口缺陷完全开口。
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2．碱洗及蒸汽清洗
碱洗适用于去除油污、抛光剂、积炭等，多用于铝合 金。 碱洗液是一种不易燃的水溶液，含有经过特别选择的 洗涤剂。该洗涤剂能够对各类污物起润湿、渗透、乳化及 皂化作用。 热的碱洗液还可用来除锈和除垢，清除掩盖表面缺陷 的氧化皮。 碱洗液应按照制造厂的建议使用。 注意，采用碱洗工艺清洗后的被检工件，必须把清洗 剂冲洗干净；并在渗透检测前，将其整体加热干燥；施加 渗透剂时，被检工件温度一般不得超过50℃。 蒸汽清洗是一种改进的热碱清洗方法，在容器内进行。 适用于大型被检工件。能够清除被检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。
7．2施加渗透剂
• 7．2．1渗透剂施加方法 • 渗透剂施加方法应根据被检工件大小、形状、数量和检 查部位来选择。所选方法应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。具体施加方法如 下： • 喷涂：静电喷涂、喷罐喷涂或低压循环泵喷涂等。适用 于大工件的局部或全部检查。 • 刷涂：刷子、棉纱、抹布刷涂。适用于局部检查、焊缝 检查。 • 浇涂(流涂)：将渗透剂直接浇在受检工件表面上。适用 于大工件的局部检查。 • 浸涂：把整个被检工件全部浸入渗透剂中。适用于小工 件的表面检查。
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5．洗涤剂清洗 洗涤剂清洗液是一种不易燃的水溶液，含有特殊的表面活性剂，能够对各 类污染物(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、中性和酸性三类，选定的清洗液对被检工件应 无腐蚀作用。 采用洗涤剂清洗，可以很容易地将被检工件表面和缝隙内的污染物清除干 净。清洗时间一般应为10～15 min。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45～60 kg／m3)。清洗时应作适当搅动。 6．超声波清洗 超声波清洗利用超声波的机械振动，去除被检工件表面的油污。它常与洗涤 剂或有机溶剂配合使用。这样可提高清洗效果、减少清洗时间，便于大批量 小工件检测。 如果是清除无机污物，例如，清除锈蚀、夹渣、盐类、腐蚀物等，则应辅 以水和洗涤剂。如果是清除有机污物，如油脂、油膜等，则应辅以有机溶剂。 超声清洗后，施加渗透剂前，应加热被检工件，以去除溶剂或洗涤剂。然 后，将被检工件冷却至50。C以下。 7．去漆处理 根据油漆的化学成分，有针对性地选择的去漆剂，能够有效地去除被检表 面的油漆膜层。 一般情况下，去除漆层时，可以采用热的碱洗液清洗，还可采用特殊的去 漆剂。油漆膜层必须完全除掉，直至露出金属表面。 去漆后，应使被检工件表面充分干燥。
7．1．1污染物类别及其对渗透检测的影响
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• 3．酸洗处理
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(1)酸洗处理的作用 ①酸洗处理可以清除被检表面的锈蚀。 ②酸洗处理可以清除可能掩盖表面缺陷，并且可能妨碍渗透剂渗入表面开 口缺陷的氧化皮。 ③被检工件经打磨、机械加工后，进行酸洗处理时，可以清除封闭表面开 口缺陷的金属毛刺。喷丸后，进行酸洗处理，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。 (2)酸洗处理时的注意事项 ①酸和铬酸盐将会影响荧光染料的发光作用。因此，酸洗处理后的被检工 件必须清洗干净，使被检表面呈中性；并且在施加渗透剂前，充分干燥。 ②被检工件被酸洗液作用后，可能发生氢脆。因此，酸洗处理后的被检工 件应进行去氢处理；并且在施加渗透剂前，将被检工件冷却至50℃以下。例 如：高强度钢酸洗时，容易吸收氢气，产生氢脆现象。因此，应进行去氢处 理。去氢条件一般为，在200℃左右温度下，烘烤3 h。去氢应在酸洗后尽快 进行。 ③酸洗时，要严格控制时间，防止被检表面腐蚀严重。强酸溶液用于去除 严重的氧化皮，中等强度的酸溶液用于去除轻微氧化皮，弱酸溶液用于去除 被检表面薄层金属。 ④酸洗后要进行中和处理，然后在流动水中进行彻底的清洗。清洗后要烘 干被检工件，以去除被检表面上可能渗入缺陷中的水分。 ⑤酸洗处理，应按制造厂推荐意见进行。
• 7．2．2渗透时间及温度
• • • 1．渗透时间 渗透时间指施加渗透剂到开始去除处理之间的时间。 采用浸涂法施加时，还应包括排液所需的时间。这时它是施加渗透剂时间 和滴落时间之和。被检工件浸涂渗透剂后，应进行滴落，以减少渗透剂的损 耗。滴落时，排除被检工件表面流淌的渗透剂所需的时间称滴落时间。因为 渗透剂在滴落过程中仍在继续往缺陷中渗透，所以滴落时间是渗透时间的一 部分。滴落过程中，渗透剂中的挥发物质被挥发掉，使渗透剂中的染料浓度 相对提高，即提高了渗透检测灵敏度。 渗透时间又称接触时间或停留时间。被检工件不同，要求发现的缺陷种类 和大小不同，被检表面状态不同及所用渗透剂不同，渗透时间的长短也不同。 一般渗透检测工艺方法标准规定：在10～50℃的温度条件下，施加渗透剂的 渗透时间一般不得少于10 min。对于怀疑有缺陷的被检工件，渗透时间可相 应延长，或者额外施加渗透剂，以保证缺陷内渗入足够的渗透剂。应力腐蚀 裂纹特别细微，渗透时间需更长，甚至长达2 h。 2．渗透温度 渗透温度一般控制在10～50℃范围内。温度太高，渗透剂易干在被检工件 上，给清洗带来困难；温度太低，渗透剂变稠，动态渗透参量受影响。为提 高检测细小裂纹的灵敏度，可将渗透温度控制在10～50℃范围的上限。当渗 透检测不可能在10～50 ℃的标准温度范围内进行时，则应用铝合金淬火试块 作对比试验，对操作方法进行修正。
7．1表面准备和预清洗
• 检测部位的表面状况在很大程度上影响着渗透检测的检测质量。 任何渗透检测成功与否，在很大程度上取决于被检表面的污染程度及 粗糙程度。所有污染物会阻碍渗透剂进入缺陷。另外，清理污染过程 中产生的残余物反过来也能同渗透剂起反应，影响渗透检测灵敏度。 被检表面的粗糙程度也会影响渗透检测效果。 • 受检工件表面准备和预清洗的基本要求是，任何可能影响渗透检 测的污染物必须清除干净；同时，又不得损伤受检工件的工作功能。 一般渗透检测工艺方法标准规定：渗透检测准备工作范围应从检测部 位四周向外扩展25 mm。 • 通常情况下，焊缝、轧制件、铸件、锻件的表面状态，是可以满足 渗透检测要求的。当焊缝、轧制件、铸件、锻件表面的不规则外形， 影响渗透检测效果；或铁锈、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时，必须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 渗透检测效果。特别是对铝、镁、钛等软合金。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。 • 在渗透检测的表面准备和预清洗中，要防止由于清理和清洗方法的 不当，造成缺陷的堵塞。人们往往忽视清洗方法的正确运用。