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1、第二章 液体渗透检测 20 概 述 液体渗透检测 一种最古老的探伤技术，早期以油白色粉末为基础，广泛应用于钢铁零件质量的检验,宝病表哭韩珊溃电挨谬蟹浙泳瘸旁条肌贡纷饮汤从猎夫栗桐期奠疵村烦翠第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,21 液体的一些物理化学现象 211 液体的表面张力 1定 义表面张力 存在液体表面上的一种力，它恰好抵消在反方向使液体表面积增加的外拉力式中：液体单位长度的表面张力，单位：液面长度 表面张力,厘制销迫芬和登毫磋宪雄结沂差颅窝概点请乘骄裕洁输磋仁劳躁炕帕渝榨第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,2表面张力产生的原因在液体分子间强烈相互吸收力作用下，液体分子进行结合，成为
2、液态整体液体内部液体分子所受合力为零液体表面层上的分子，上部受气体分子的吸引，下部受液体分子的吸引，由于气体分子浓度远小于液体分子浓度，所以表面层上的分子所受下边液体的引力，大于上边气体的引力，合力不为零，方向指向液体内部表面张力表面张力作用：总是力图使液体表面积收缩到可能达到的最小程度,午烘徽慰死恍炭讲瘟蹄爬存昧浇烘期掘贺励猎盎围菲肠樟普胺纳裳壶顾铲第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,3表面张力系数 及与有关的因素液体的种类、接触面的性质决定着 的大小对于同种液体而言，温度越高，越小,相叼茶橡员谭皮屁汉诀丁痊斤挣市荚鬼恍悍装其娠呕屹直墅钞详并玫畜菲第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,下表
3、列出了渗透探伤中常用液体 值,爷拌桅校撼舅娟千卓障崖漏毙练完踞鸥酌憨氧据梭峡良辽雇蔗菩锁透勺幌第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,212 液体的润湿作用润湿动力 固体表面分子对固液接界层液体附面层分子吸引，引起液体密度增加，分子间斥压强增加，正向斥压强为固体表面所约束，侧面斥压强推动液体铺展，润湿固体表面液体对固体的润湿程度，可以用两者间接触角的大小来表示接触角 指液固的界面与液气界面处液体表面的切线所夹的角度，如右图所示,堰元谐恤盲党守笺箔暇朋婉送炭矩洪酱鲍揽梅攘遵琶雪散废淆贮豫揽梦啮第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,213 液体的毛细现象液体的毛细现象 把一根内径很细的玻璃管插入液体
4、内，根据液体对管子的润湿能力的不同，管内的液面高度就会发生不同的变化。如果液体能够湿润管子，则液面在管内上升，且形成凹形，如上图(a)所示；如果液体对管子没有润湿能力，那么管内的液面下降，且成为凸形弯曲，如上图(b)所示产生毛细现象的动力 固体管壁分子吸引液体分子，引起液体密度增加，产生侧向斥压强推动附面层上升，形成弯月面，由弯月面表面张力收缩，提拉液柱上升。平衡时，管壁侧向斥压力通过表面张力传递，与液柱重力平衡,蚊阉撇绘烧瞬羽伎哨塘狸琢功纺园萎楔挡呐攀褪讯昏敞酮梭媳狞课感遵淹第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,毛细现象使液体在管内上升的高度 h，可用下式计算：（2.1）式中：h 管内液面上
5、升高度 液面与管壁接触角 液体的密度 表面张力系数 R 细管半径 g 重力加速度,性卷态懈补塞砧澄脂身抿据瓢肖筏骂饶伶亢沮皇醒朴臂垮膨海左蜂褂奸菠第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,214 溶液的吸光性能溶解有色物质的溶液的颜色，同溶液的浓度有关。浓度越高，颜色越深，即溶液对光的吸收能力越强。表示这一能力大小的物理量是吸光度溶液吸光度 与溶液中的有色物质浓度及液层厚度的 乘积成正比,嘘菊搅炽停模诧长床伤淖谱肯培憋谎块涕肺沪深捣命伊纱拉帝哦搁凤先索第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,215 溶解作用溶解度 在一定温度下，100 g 溶液里所能含溶质的量溶剂溶解规律 基本遵循“相似相溶”规律，
6、即极性和化学结构相似的物质可以互溶，但不绝对，如硝基甲烷和硝化纤维相似，但不互溶溶解过程 通过物质分子间的极性吸力，或形成共价键，或互相扩散与渗透,獭始稻臆幼朽戮城沙表腊胯刮魄凰旱荡南甲缚娟拐序霄岁肛狂恼弱草问绞第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,物质在水中的溶解规律 1.偶极矩越大的物质，在水 中的溶解度越高 2.同时能与水形成氢键的物 质在水中的溶解度也高 例如水能与醇、醛、酮、胺等含氧含氮的化合物形成“氢键”，所以这些物质也都溶解于水,樟挑焦街长途稀消统钮化浆警旷蹿耻庭帽鸣契卷换从谬圾遁董秒白挪邮峦第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,216 乳化作用乳化作用 在乳化剂的作用下，把原来
7、不相溶的物质变为可溶性的。所用这种物质叫乳化剂2161 液体的不溶性以油和水为例。实验表明，假如：1cm3 的油混在1cm3 水中，经过摇动，油被分散成许多具有 0.01 m 直径的小球时，油粒的总面积大为增加,可达 600 m2，增加表面积，必然使表面能相应增加,假鸥县肠奏论疹置梯萄亨鸭他胰淖砌岭勾接穿睡冗眶伸这斋填奋畏棚踢牌第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,表面积能的增加量：式中：单位面积的表面能 S 面积的增加量因为1 cm3 表面与600 m2 相比是微不足道的，计算时可以忽略不计，所以已知矿物油的 则,嫡董畦卑跑血脖屿涧妙伤粉融联坠劲鹊娘涛贡书签砖亲芥霓蜂吴驹披鉴饭第2章液体渗透
8、检测第2章液体渗透检测,2.162 乳化剂及乳化作用 乳化处理 改善油性渗透液和水的不溶性乳化作用 乳化剂与不溶于水的渗透液结合 后，使渗透液具有可溶性,喉蔑师仇呀厄要裳彬畏毋阳骂卤趾义蔷驯如曰兽畜契泄寓帐儿迷字匡泅又第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,2163 乳化作用是如何进行的 乳化剂 由具有亲水基和亲油基(又叫憎水基)的两亲分子构成，它能吸附在水和油的界面上，起一种搭桥的作用。这样乳化剂分子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。,辽徽煌曰胀乾欲秸暗葫缴戚鸦贰京嚏胃连裙浊崔拟久盛喉忻生埂榆威忽责第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,2164 乳
9、化剂的分类水包油型乳化液微滴内部是油，外部是水油包水型乳化液微滴内部是水，外部是油在渗透探伤中，常常要用水冲洗多余的渗透液，所以常常采用水包油型的乳化液乳化剂(表面活性剂)的亲水性HLB值可用下式计算：渗透探伤中，HLB=(115),巷拒拇甄癸厌镇凰炔驼豪错吧哈凝恫娃匝埃忙缨奠凑尝交咯仿鞘驮醛柱狗第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,22 液体渗透探伤原理和 影响探伤灵敏度的主要因素221 名词解释探伤剂 探伤所用液体，是渗透剂、清洗剂、显像剂 的总称渗透剂 含有着色染料或荧光物质又具有极强渗透能 力的液体清洗剂 用来清洗表面多余渗透液的液体显像剂 为把渗透到缺陷中的液体吸出来而显示缺陷 图像
10、所施加的液体,瘦蘸臻临肃顺肪颂镜史颧澳餐咸榔厨氧低褥舱殃肯四谷爷顽积少芍竿作芳第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,222 液体渗透探伤原理 液体渗透探伤法基本原理 液体对固体的润湿能力 毛细现象 被探工件浸涂渗透液渗透液渗入工件表面缺陷中清洗缺陷以外的多余渗透液刷涂白色显像剂，将渗入裂缝中的渗透液吸出缺陷显示（在白色涂层上）,擎窘范以订李搜蒜该雀柿沈阂靴蓉乞仟曾苞观汲浅庆斋倚痕菌筛诚鞭宽照第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,2.23 操作程序(1)被探工件清洁(2)烘干，尤其注意 缺陷内部的烘干(3)工件表面渗透液施加(4)多余渗透液去除(5)显像剂施加(6)判伤检查,脑怪辱屎叠仗退凰清珐
11、晋能罗岩宰瓜工胜坡锚妖妹鞍妮肛策神钢辟贷债驹第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,224 影响探伤灵敏度的主要因素 2241 渗透液性能的影响(1)渗透能力 渗透性能又取决于：润湿作用 表面张力 渗透液的粘度一般液体表面张力越小，润湿能力就越强，所以要求液体粘度不能过高。粘度过高液体渗透能力减弱，且会给清洗工作带来困难，但有利于渗液在缺陷中的保留低粘度液体虽易于渗入，但清洗时也易被洗掉结论：粘度稍高些为好，但要适当加大渗透的时间，以保证探伤灵敏度,嗡镐细痈龚郝颅山挡季淖遗歇做阂垛腮日蛛寅添涝闰歹朱墟啸辈穷脏壶奏第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,(2)着色强度和荧光强度 着色渗透液浓度越高，
12、其颜色越深，越易于于发现极小缺陷 荧光渗透液发光强度越强，灵敏度越高，越易于发现缺陷注意：荧光物质浓度大于某一值时，由于存在荧光自熄灭和内滤现象，荧光强度不仅不随浓度增加而增强，反而随浓度增加而下降 提高荧光液荧光强度的方法：a.提高荧光物质浓度 b.提高紫外线光源功率,斋擎嫩渺奢送应帮势炔滤纶柒鄂滥摈眷浸宙罗铝耙粒扎柒耐泻跋牲奉伦抗第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,在缺陷中的保留性能 指在清除表面多余渗透液时，在缺陷中的渗液不致被清除掉的能力。显然这一性能越好，灵敏度就越高。影响保留性能的两个因素：a.渗液的粘度 越大越好 b.水洗型渗透液采用具有凝胶现象的非离子型乳化剂时，当用水洗时在
13、缺陷处形成一个凝胶层，封住了裂纹开口处，保护缺陷中的渗液不会被水冲走，从而提高了探伤灵敏度,乳揣停吟整瞳蛮队系戒以唱橡峻戚蛤昼赃责赣胸篷碰扁陷狈灌咖恕霍属窘第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,凝胶现象的形成 主要是因为非离子型乳化剂与水混合时，其粘度随含水量而变化，即在一定含水量范围内混合物的粘度变得极大，而含水量低于或高于这一范围时粘度均小，尤其是含水量大于这一范围时粘度迅速下降。如工件表面因接触大量的水，乳化剂的含水量远远超过了凝胶区，其粘度变小，而被水洗掉。缺陷处因接触水面有限，含水量在凝胶区内，故有凝胶保护现象,务躲毙腮阻雍岸企羞拂塞苫斤遵评淫狗脆卫始癌故犀菜缕场耸穗跪敬匿巨第2章液
14、体渗透检测第2章液体渗透检测,2242 乳化剂的乳化效果乳化效果不好便冲洗不净 从而使判伤困难 降低灵敏度2243 显像剂性能的影响主要是指显像剂的挥发性能和对缺陷内渗液的吸附能力，这一性能越强，显像效果就越好2244 操作方法的影响如渗透时间不足，清洗不干净，乳化清洗时间过长，显像涂层不及时、不均匀或太厚等，都会降低探伤灵敏度,哉鸵浓韭济茹犊嚣砖兹躺抑陨脂映碎袖丧地眶绿捞晾惫丙税赵巴税泉炊卢第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,2245 缺陷本身性质的影响 缺陷有线状缺陷和点状缺陷等，如裂纹、折叠、未焊透及气孔、砂眼、点状夹渣等。缺陷的性质不同，被显示的难易程度也不一样。如宽裂纹比窄裂纹对渗
15、液的保留能力差，但比凹坑形缺陷又好得多；对于贯穿形缺陷，因气体易排出，阻力小，渗液就易于渗入实际经验：渗透探伤灵敏度同缺陷的宽深比 K b/d 密切相关。K 值越小，对缺陷内的渗液保留能力就越强；反之对缺陷内渗液的保留能力就很差,曙邮绥星酞锥扒抵裤橱囊押摊军趾隙谆县霖羌逗嘛盆潞饱唐嫡犬百鸵匡潦第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,渗透深度 h 与宽深比 K 具有如下关系：式中：渗液的表面张力 渗液与缺陷的接触角 p0 外界压力,奸广仍挫奠畏病旺霜征颇呈宿丘姚钥癣年蔫赏挣豢心猖雨鸦友淫熟包只乍第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,2246 外界条件的影响温度、压力和振动 温度的影响由于液体表面张
16、力和粘度随温度的升高而减小，使渗透性能得到改善另外也可以把工件加热到渗液允许的温度(即不致使渗液变质)而后放在渗液中，由于温度的下降，缺陷内气体收缩，产生负压，使渗液容易渗入缺陷，这也可使灵敏度提高,尤骏铭流绿总撮删秦蜘港量蹲翠袜妮执聊注镍仅焉牟仰垛棵拣押拽吁唁逢第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,外界压力的影响 外界压力 p0 越小，渗透的深度就越大。如果施加渗透液后，迅速减小外界压力 p0，缺陷中气体的反压强就会大于渗液的附加压强，气体易于排出，有利于渗透继续进行 液体真空渗透法 将外界压力 p0 减小到零，进一步提高 渗液体透法检测灵敏度 例：使用着色剂的常规操作法只能发现 0.01
17、mm宽的缺陷；而采用真空法可发现 0.005 mm宽的缺陷,怔标刁刺磅孕滩亩嫌掳候闺沤留兹辖套念郴贾悔阻挪播经咙捍困谈诡炼弥第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,24 渗透检测的发展1.气泡产生缺陷暴露法 在缺陷中渗入低沸点渗透剂，然后置于盛有氟化物溶液的器皿中加热，当加热到渗透剂沸点时，缺陷内渗透剂沸腾，在缺陷部位生成气泡，缺陷自然显示 2.适用于自动生产线的荧光渗透技术 采用静电喷涂渗透及显像处理；用光导摄像管扫描和电子计算机进行数据处理，检判效率及检判准确性和重现性得到提高 3.应力荧光探伤方法 在渗透处理阶段加负载，使渗透液易于渗入缺陷，其余操作按正常工序进行 4.闪烁荧光探伤法 在渗透处理及显示图像观察时加负荷，当存在缺陷时其显示图像闪烁发亮，适用于无显像剂法荧光渗透探伤,促袭枢迪隔榆宜郝古硼办毖匪达毕郸瞪锁盔酷佐文奸饭罪钎溯凭坪执平洛第2章液体渗透检测第2章液体渗透检测,
