液体渗透检测
4 渗透检测技术
二. 液体渗透检测的基本步骤
液体渗透检测
二. 液体渗透检测的基本步骤
3 去除多余渗透剂
可采用水洗、乳化后水洗和溶剂清洗
4 干燥
去除表面水分，可采 用干布、压缩空气吹干， 热风吹干等。主要用于水 洗型、后乳化型 应注意① 温度不要太高； ②时间不要过长
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五. 乳化作用和乳化剂
1.作用 用于乳化不溶于水的渗透液，使其便于用水清洗。 有表面化剂和添加剂组成。 2.性能要求 a 综合性能 乳化效果好，化学性质稳定，对工件无腐蚀，对 人体无害，凝胶作用强，便于清洗。外观能与渗透液 明显区别；受少量水或渗透液污染不降低性能；存储 保管中，温度稳定性好，性能不变；对操作者的健康 无害，无毒及无不良气味；闪点高，挥发性低，废液 及去除污水的处理简便等。
三. 常见缺陷的显像特征
渗透显示图像是确定缺陷的
依据，并不是所有的显示都是
缺陷引起的，为正确分析显示 的图像，通常将显示分为真实 缺陷和虚假影像
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真实缺陷显示
主要指裂纹、气孔、夹杂、疏松、折叠、分层等
1.连续线状缺陷显示：裂纹、冷隔、锻造折叠 2.断续线状缺陷显示：零 件磨削、喷丸、锻造、机 加工时，原来表面线性缺 陷被堵塞，PT时呈断续状， 计算时按连续长缺陷计算
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2 渗透检测的物理基础
一.液体的表面张力
由于液体分子间距比气体小得多，分子力比气体大。所有
在分子作用球半径的液体薄层内并与气体交界的分子，都受到 指向液体内部力的作用，此薄层称为表面层，此吸引力即为内
聚力。因此，表面层中的分子均有从表面进入液体内部的趋势，
因而，液体要尽可能地缩小其表面积，而球的表面积是最小的。 （水滴为球形）
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一. 液体渗透检测方法的分类
按缺陷的显示方法不同，可分为着色法和荧光法； 按渗透液的清洗方法不同，可分为自乳化型、后乳化型和溶 剂清洗型； 按显像剂或显像方法分：干式显像，湿式显像，快干式显像 和无显像剂式； 按缺陷的性质不同，可分为检查表面缺陷的表面检测法和检 查穿透型缺陷的检漏法； 按施加检测剂的方式不同，可分为浸泡法、刷涂法、喷涂法、 流涂法和静电喷涂法等。
类似于此情况，液体渗透液正是在毛细作用下自动
地渗进表面缺陷中去的。
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液体渗透检测机理
PT是利用液体渗入工件表面来寻找缺陷的方法。 具体过程是将渗透液喷于工件表面，在毛细作用下， 渗透液渗入到工件表面开口的缺陷中，去除多余渗透 液，保留缺陷内的渗透液，再在工件表面上涂上一层 显像剂，缺陷中的渗透液在毛细作用下重新被吸到工 件表面，从而形成缺陷痕迹，据此对缺陷做出评判 。
渗透检测
1 概述
二、渗透检测的特点
优点：
不受试件形状，大小，化学成分，组织结构，缺陷方向限制， 一次可简便地探出任何方位的缺陷 原理简明易懂，便于掌握。对于训练有素的检验人员来说， 发生无关显示的机率比其他方法少 检测设备及工艺过程简单，检测费用低，既不需要特殊设备， 又不受场地限制，适于野外及无电源地区。
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2 渗透检测的物理基础
渗透检测用的渗透剂绝大部分为液体，故必须研究渗透过 程中的毛细管现象、清洗剩余渗透液过程中的乳化现象、显
象过程中的毛细吸附。
渗透检测中不同液体向固体孔隙中的渗透能力不同，称 为液体的渗透力，其强度将明显影响发现缺陷的能力。 液体的渗透力取决于液体的表面张力、液体与固体表面间的 润湿角的大小、缺陷的形状和大小以及渗透液的粘度等因素。
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二. 液体渗透检测的基本步骤 基本要点
确保渗透液能充分进入缺陷内 表面清洗时，只把附在表
面的渗透液清除干净，不使 渗入缺陷的渗透液流出，确 保其留在缺陷内
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二. 液体渗透检测的基本步骤
1 预清洗：清除不洁物（锈蚀、污垢、氧化皮等） 去除方法
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2 渗透检测的物理基础
在毛细管中上升高度h
2 cos h Rg
式中：θ 为液面与管壁接触角； ρ 为液体的密度；
σ 为表面张力系数；
R为细管半径；
g为重力加速度。
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2 渗透检测的物理基础
液体在间距很小的两平行板之间也会发生毛细现象，此时，液面 形状为柱面，液面上身或下降的高度h可用下式计算：
润湿是固体表面上的气体被液体取代的过程。渗透液润湿
金属表面或其他固体材料表面的能力，是判定其是否具有高的
渗透能力的另一个最重要的性能。 液体对固体的润湿程度，可以用它们的接触角的大小来表 示。把两种互不相溶的物质间的交界面称为界面，则接触角θ 就是指液固界面与液气界面处液体表面的切线所夹的角度， 如 图所示。由图可知，θ 越大，液体对固体工件的润湿能力越小。
毛细管一端封闭，此时润湿液体在毛细管中仍 能上升，由于末端存在空气压力，毛细管中液体上 升的高度小于开口毛细管
2b cos h p0d 2 cos
式中：p为大气压强； b为缺陷深度； d为缺陷宽度
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σ 增加，h增加， σ 太大，不利于渗透， σ 太小，挥发性大。
工件中贯通缺陷不常见，非贯通的较常见，
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三.液体的毛细现象
通常把内径、宽度 ≤ 1mm 的管子或两平行板，称 为毛细管
润湿时液体在毛细管中上升和不润湿液体在毛细 管中下降的现象叫做毛细现象
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毛细机理：
润湿管壁—凹弯月形
不润湿管壁—凸弯月形 凹弯月面下液体压强＜水平液面压强 凸弯月面下液体压强＞水平液面压强 液面不断上升 直至与水平液面压强相等 液面不断下降
PT的效果有赖于表面的清洁程度、缺陷空腔几何 尺寸和形状、液体表面张力及润湿工件表面的能力
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2 渗透检测的物理基础
四.表面活性和表面活性剂
表面活性就是使溶剂液体的表面张力系数降低的性质。
加入少量的表面活性物质能使原液体的表面张力系数显著
降低，从而产生润湿，乳化，分散等现象。
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二. 液体渗透检测的基本步骤
去除多余渗透剂
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二. 液体渗透检测的基本步骤
5 显像
显像剂厚度为0.05～0.07mm，保持10～15min， 施加显像剂要均匀，且一次涂覆
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二. 液体渗透检测的透检测
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A线包括渗透装置、预清洗装置、清洗装置、烘干装置、 显像装置和观察台。B线包括后清洗装置和后烘干装置。 电气控制柜独立。
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3.圆形显示：铸件表面的气孔、针孔或疏松形成的，
对较深的表面裂纹，因被吸出较多渗透剂，而呈 圆形。 4.小点状显示：气孔、显微疏松
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θ=0°，完全润湿； θ＜90°，润湿； 90°＜θ＜180°，不润湿； θ=180°，完全不润湿
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2 渗透检测的物理基础
二.液体的润湿作用
当液体与固体相接触时，有两种现象： ① 当液滴成球形，与固体接触有收缩趋势 —不润湿 ②当液滴沿固体表面散开与固体接触有扩散趋 势 —润湿 润湿时，内聚力＜附着力，润湿角θ≤90°
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五. 乳化作用和乳化剂
b物理性能 粘度：影响乳化时间，最短的乳化时间大于等于30s。 闪点：不低于50°C。 挥发性：应低。 c化学性能 毒性：无毒。 容水性：应能允许混入5%的水含量。 与渗透液的相容性：应允许混入20%的渗透液而不变质。 特殊性能：水洗性，荧光，槽液寿命，温度稳定性， 停留时间。
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㈡ 虚假影像 PT中因操作不当、程序控制不严、 乳化洗涤不足等原因，使多余渗透液清 除不干净造成假显示。而因加工工艺造 成的显示，称为无关显示。虚假影像很 容易去除，并不重复出现，应注意操作， 加工应干净
五. 乳化作用和乳化剂
在某物质的作用下，把原来不相溶的物质变为可溶性的， 这种作用称为乳化作用。所用这种物质叫乳化剂。例如，把水和 油一起倒进容器中，静置后就会出现分层现象，形成明显的界面。 如果加以搅拌，使油分散在水中，形成乳浊液， 但稍静置，又 会分成明显的两层。如果在容器中加入合适的乳化剂， 经搅拌 混合后，可形成稳定的乳浊液。这一类乳化剂是由具有亲水基和 亲油基 ( 又叫憎水基 ) 的两亲分子构成的，它能吸附在水和油的 界面上，起一种搭桥的作用，不仅防止了水和油的互相排斥，而 且把两者紧紧地连接在自己的两端，使油和水不相分离。这样就 把渗透液变成可溶性的了，经这样处理后的渗透液在检测清洗时， 很容易被水洗掉，保证了检测工作的顺利进行。
① 机械方法：吹沙、抛光、超声波清洗等
② 化学方法：酸洗、碱洗 ③ 溶剂去除法
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二. 液体渗透检测的基本步骤
2 渗透
渗透剂使用温度为15～40℃，距表面20～30㎜ 喷，渗透时间为5～20min，（渗透时间包括渗涂时 间和滴落时间）。当给零件加载时，细小裂缝张开， 有利于渗透剂渗入，可检测微裂纹
cos h rg
式中：r为两板之间间距的一半；
（6-2 ）
在渗透检测中，可将零件表面的开口缺陷看作毛细管或毛
细缝隙， 渗透液在毛细作用下进入表面缺陷，显像过程也是利
用显像剂微粉之间形成很小的毛细作用，将渗透剂吸收出来， 在试件表面形成一个放大的缺陷显示。
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2 渗透检测的物理基础
液体渗透检测
五. 乳化作用和乳化剂