淺析著色探傷劑

溫海軍 姚榮茂 陳炳耀

摘 要：談起著色探傷劑，從事機(jī)械制造行業(yè)的人接觸比較多，它就是一種表面檢測，一種無損的檢測方法，為什么加個(gè)“探”字，就是我們探測過程中用肉眼是很難辨認(rèn)出金屬表面上的裂紋以及表面是否超成損傷，舉個(gè)例子，不銹鋼表面如果有氣孔、分層、疏松、裂紋、焊接不良等缺陷常用到這種檢測方法，這種檢測方法也叫PT檢測。因此著色探傷劑適用于檢查一些致密性金屬材料與非金屬性材料（包含玻璃、陶瓷、氟塑料）一些表面開口性的缺陷。

關(guān)鍵詞：金屬表面；無損檢測；滲漏透；非金屬

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.028

1 著色探傷劑的基本原理

在金屬表面或者非金屬表面涂上著色劑，著色劑慢慢滲入受損部位。通過放置一段時(shí)間后再對(duì)著色部位進(jìn)行沖洗干凈，然后在清洗的部位再涂上顯影劑，這樣就可以看出損傷的位置有著色劑滲入里面且非常清晰。

主要原理是通過毛細(xì)現(xiàn)象慢慢地滲入缺陷中，然后通過清晰劑把表面滲透液清除，清除不掉就是滲透液的殘留，最后利用顯像劑來吸附出缺陷中的殘留，利用滲透液來檢驗(yàn)缺陷的最終目的，以下是探傷劑的操作步驟：

2 滲透探傷的分類

2.1 染料的分類

根據(jù)染料的分類可分為熒光法、熒光著色法，根據(jù)去除類型也可以分為三類：水洗型、后乳化型、溶劑去除型。顯象種類也分兩種：干式顯象劑、濕式顯象劑；濕式顯象劑又分為好幾處種：水溶式、水懸式、溶劑懸浮式、塑料薄膜式。

2.2 各種滲透探傷方法的優(yōu)缺點(diǎn)

在用著色法進(jìn)行探傷時(shí)環(huán)境只要在白光或者日光下進(jìn)行就可以，也就是說有時(shí)可無電源照樣可以進(jìn)行工作，而熒光法則不同需要找到一個(gè)比較暗的地方進(jìn)行操作，或者利用黑光燈，所以必須通過電源的供應(yīng)。水洗型滲透適用于對(duì)表面粗糙程度比較高的零部件，操作簡單且成本低，適合批量型零部件的滲透檢測。然而水基類的滲透就要防止與帶有油類的零部件進(jìn)行檢測，特別是液氧容器。后乳化型適用于表面很光滑、干凈、靈敏度高的的零部件，像發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪片，渦輪盤就此類部件，最高的一種滲透方法就是將乳化型熒光法配合速干式，以上幾種滲漏檢查方法可以說溶劑去除型著色法用的最廣泛，可以利用使用噴罐式進(jìn)行操作，簡單易操作，在大型零部件上做局部檢測很普遍。

3 滲透液的性能

3.1 滲透液的物理性能

滲透液主要物理性能指標(biāo)有：粘度指標(biāo)、表面張力和接觸角、密度、揮發(fā)性、閃點(diǎn)和燃點(diǎn)、電導(dǎo)性這些常用指標(biāo)。這里重點(diǎn)講一下閃點(diǎn)：當(dāng)可燃性液體在溫度上升到一定階段時(shí)，液面上會(huì)揮發(fā)了大量的可燃性氣體，因可燃性氣體與空氣接觸混合后，如果遇到火焰容易產(chǎn)生爆炸閃光一現(xiàn)象，出現(xiàn)閃光現(xiàn)象的那一刻，液體的最低溫度稱之為閃點(diǎn)。而燃點(diǎn)，是指液體加熱到一定程度與火焰接觸后點(diǎn)燃可持續(xù)燃燒時(shí)的最低溫度。注：同一液體，燃點(diǎn)是高于閃點(diǎn)的，這也說明了一點(diǎn)，閃點(diǎn)低時(shí)燃點(diǎn)也低，著火的危險(xiǎn)很高。

3.2 滲透液的化學(xué)性能

3.2.1 化學(xué)惰性

要檢查金屬表面，當(dāng)然滲透液對(duì)被檢部件是不可以有腐蝕的，呈化學(xué)惰性最好。注：特別要注意的是水洗型滲透液會(huì)對(duì)鋁鎂合金產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，因?yàn)榇祟悵B透液含有乳化劑，他的酸值呈若堿性。在高溫下，滲透液中的硫、鈉等元素會(huì)與鎳基合金零部件產(chǎn)生熱腐蝕反應(yīng)，另外滲透液中的鹵元素也會(huì)與鈦合金及奧氏體不銹鋼起化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)在應(yīng)力的作用產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。

3.2.2 滲透液的含水量和容水量

滲透液的含水量是有一定的要求的，當(dāng)滲透液中含水量如果超過一定的極限，滲透液就會(huì)出現(xiàn)分離現(xiàn)象，也會(huì)出現(xiàn)混濁、凝膠、靈敏度下降等現(xiàn)象，此種極限現(xiàn)象又稱之為滲透液的容水量。所以滲透液的含水可以說越小越好，如滲透液的水量指標(biāo)很高，它的抗水污能力就越強(qiáng)。

3.3 滲透液的綜合性能

滲透液具備滲透力強(qiáng)，能夠很快滲入零部件表面的缺陷中，由于熒光液有特有的熒光效果，使他具備鮮艷的色澤。清洗性也要好，使得零部件表面清洗容易，潤濕顯象劑性能也要好，可以很自然地用肉眼看出缺陷中被吸到表面，使缺陷更明顯突顯出來。當(dāng)然了，滲透液是不可以有腐蝕的，所以滲透液是無腐蝕的，不會(huì)造成零部件以及設(shè)備的腐蝕性。在穩(wěn)定方面，由于在外界光與熱的作用，仍然可以保持材料本身的成份與熒光亮度，色澤保持也是持久性，最好毒性小或者沒有毒。其它性能方面的要求，檢查鈦合金和奧氏這樣的不銹鋼材料，滲透液低氟低氯，檢查鎳合金材料，必須滲透液低于硫，檢查與氧、液氧接觸這樣的工件時(shí)，氧不可以與滲透液起發(fā)現(xiàn)反應(yīng)。

綜合上述的物理指標(biāo)與化學(xué)指標(biāo)，不同的的滲透液，他所具有的性能指標(biāo)是不一樣的，發(fā)揮出來的效果也是不一樣的，各有所長，也不可以用某一項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)判它的滲透液的優(yōu)劣情況。

4 滲透探傷中的毛細(xì)現(xiàn)象

4.1 滲透與毛細(xì)作用

滲透液在滲透過程對(duì)受檢表面開口缺陷的滲透是什么起作用呢？其實(shí)是液體的毛細(xì)起作用。舉個(gè)例子，零部件點(diǎn)狀缺陷，滲透液好比就像毛細(xì)管內(nèi)的毛細(xì)作用，再例如表面條狀（裂紋）的滲透就好比滲透液在間距很小的兩平行板間的毛細(xì)作用。

4.2 顯象與毛細(xì)作用

毛細(xì)的另一個(gè)用就是顯象，滲透液從缺陷中回滲到顯象劑中形成缺陷顯示，這種顯象過程就是毛細(xì)起的作用。顯象有兩大基本功能，第一處回滲到部件表面，第二種就是模向擴(kuò)展，放大缺陷顯示。

5 吸附現(xiàn)象

5.1 吸附現(xiàn)象

吸附現(xiàn)象的表現(xiàn)在于各種界面上，液體與固體之的接觸，氣本與固體，這些吸附到表面的成份聚集就是吸附，能起到吸附作用我們稱之為吸附劑，就如果我們探傷劑里的顯象劑粉末、活性碳、硅膠等，部件表面吸呼出來的液體或者氣體我們也稱之為吸附質(zhì)，拿顯象過程中，顯象劑粉末起吸附作用就是吸附劑，吸附回滲的滲透液就是吸附質(zhì)。怎樣來衡量吸附能力呢？從看吸附量來判定，通俗地講就是單位表面積上所吸附的質(zhì)量。由此可知，吸附量數(shù)值越大，吸附劑吸附能力就會(huì)越強(qiáng)，反之就越差。

6 滲透探傷中的吸附現(xiàn)象

剛才講了顯象劑粉末是吸附劑，回滲出來的滲透液是吸附質(zhì)，然而顯象劑粉末如果越細(xì)，比表面越大，吸附量就會(huì)越多，這時(shí)缺陷就會(huì)越清晰，吸附屬于放熱現(xiàn)象，顯象劑在常溫下容易揮發(fā)出溶劑，溶劑在顯象表面揮發(fā)，吸收大量的熱量，加快了顯象劑粉末對(duì)回滲中的滲透液的吸附，吸附現(xiàn)象就隨之加快，從而提高了顯象靈敏度。

自乳化滲透法與后乳化滲透法后，人們現(xiàn)在把表面活性劑當(dāng)作乳化劑使用，吸附在滲透液水界面，降低了界面張力，有利于零件表面的多余的滲透液可以順利地乳化清洗掉，要稱為表面活性劑的“兩親”性質(zhì)。

7 滲透檢測方法的選用

選擇滲透探方法，首先要對(duì)被檢部件進(jìn)行了解，缺陷是屬于哪一種類型、靈敏度的要求，另外還要被測檢測部件是批量還是小量，需要在什么樣的環(huán)境下進(jìn)行。比如：細(xì)小，寬而淺的裂紋、表面光潔的部件可選乳化型熒光或著色法這兩種。乳化型熒光與溶劑除型熒光法可用在疲勞裂紋、磨削裂紋、微小裂紋這些檢測上，通常小零件用水洗型熒光法，大零件局部可以用著色法或者溶劑去除型熒光。如在檢驗(yàn)場所沒有電源可采用著色法。

8 結(jié)論

根據(jù)以上介紹，相信大家對(duì)著色探傷劑有了一個(gè)初步的了解，他的原理也是非常簡單，整個(gè)探傷過程也不復(fù)雜，它的施工工藝從原理上也可大致分為六大基本步聚：表面的準(zhǔn)備與清洗、其二是滲透、再去除、干燥一段時(shí)間后、顯象、最后就觀察檢驗(yàn)，具體每一階段的施工工藝在這里就不做詳細(xì)介紹，這里只做初步的講解，希望對(duì)大家在對(duì)著色探傷劑的進(jìn)一步研究起到幫助。

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作者簡價(jià)：溫海軍（1981-），男，江西贛州人，品質(zhì)經(jīng)理，研究方向：化工、品質(zhì)管理。