1、,工作任务二 典型焊接试板的渗透检验教学目的1、掌握渗透检验的基本原理与应用；2、掌握船厂流行的渗透检验试剂、检验标准；3、掌握船厂实施渗透检验的基本流程；4、掌握渗透检验的基本操作；5、掌握渗透检验的缺陷判断与分析；6、完成渗透检验报告。,工作任务二 典型焊接试板的渗透检验渗透检验是在被检焊件上侵蚀的带有荧光的或红色的染料，利用渗透剂的渗透作用，显示表面缺陷痕迹的一种无损检测方法。该法具有操作简单，成本低廉。广泛应用于各种金属材料和非金属材料构件的表面开口缺陷的质量检验。 一、渗透检验的原理、方法及应用渗透检验的原理比较简单，但方法很多，不同的缺陷应当选用不同的方法探伤，另外，渗透剂的配制也
2、很重要，它将会直接影响显示结果。,液体渗透剂(含黑光灯),（一）渗透探伤的基本原理当检验工件表面涂覆了带有颜色或荧光物质且具有高度渗透能力的渗透液时，在液体对固体表面的湿润作用和毛细管作用下，渗透液渗透入焊件表面考口缺陷中，然后，将焊件表面多余的渗透液清晰干净，注意保留渗透到缺陷的渗透液，再在焊件表面涂上一层显像剂，将缺陷中的渗透液在毛细作用下 重新吸附到焊件表面，从而形成缺陷的痕迹，通过之间目视或特殊的灯具，观察缺陷痕迹颜色或荧光图像对却像性质进行评定，这就时渗透探伤的基本原理。,（二）渗透检验的常用方法根据不同的显像方式，不同的渗透剂及显像剂，常用的渗透检验方法有如下几种。1、着色检验方法
3、着色渗透法时将透有彩色染料的渗透剂渗入焊缝表面，清洗后，涂吸附剂，使缺陷内的彩色油液渗至表面，根据色斑点或条纹发现和判断缺陷的方法。其使用的渗透液通常由红色染料及溶解着色剂的溶剂所组成，显像剂则为含有吸附性强的白色颗粒状的悬浮液组成。能直观地反映出缺陷的部位、形态及数量。,2、荧光渗透检验法这种检验方法时使用含有荧光物质的渗透剂，经清洗后保留在却像中的渗透液被显像剂吸附出来。用紫光源照射，使荧光物质产生波长较长的可见光，在暗室中对着色后的焊件表面进行观察，通过显现的荧光图像对判断缺陷的大小、位置及形态。3、水洗型渗透检验方法它与其它渗透检验相同，但此方法以水清洗剂，渗透剂以水为溶剂，或者在渗透
4、剂中夹有乳化剂，使非水溶性的渗透剂发生乳化作用而具有水溶性。也可以在渗透剂中直接加入乳化剂，而使渗透剂具有水溶性。,4、溶剂去除渗透检验法直接乳化型渗透剂有灵敏度不足的缺点,使用溶剂作为清洗剂可避免上述问题.由于清洗使用的溶剂主要是各种有机物,它们具有较小的表面张力系数,对固体表面有很好的润湿作用，因此有很强的渗透能力。但如操作不当，很容易浸入缺陷的内部，将渗透液冲洗出来，或者降低了着色物的浓度，使图像色彩对比度不足而造成漏检。5、干式显像渗透检验法这种检验法主要用于荧光渗透剂，用经干燥后的细颗粒干粉可获得很薄的粉膜，对荧光显像有利，可提高探伤灵敏度。,6、湿式显像渗透探伤法湿式显像剂是在具有
5、高挥发性的有机溶剂中加入起吸附作用的白色粉末配制而成，这些白色粉末并不溶解于有机溶剂中，而是呈悬浮状态，使用时必须摇晃均匀。为改善显像剂的性能，还要加入一些增加粘度的成分，以限制有机溶剂在吸附吸附渗透液到焊件表面后扩散，防止显像的图像比实际缺陷扩大的假象，同时为了尽快进行观察，常常采用吹风机进行热风烘吹加以干燥。实际探伤时经常是将上述几种方法的综合应用。,二、 渗透探伤剂的配制要求渗透探伤剂是指渗透剂、乳化剂、清洗剂和显像剂的总称。由于渗透探伤的方法不同，对探伤剂的要求各不相同，因而探伤剂的成分也不同。需要特别指出的是各种探伤剂要配套使用，不能相互交叉代替。某种渗透剂值适合于与某种乳化剂、清洗
6、剂和显像剂配合使用。（一）渗透剂由于显像方式不同，着色探伤和荧光探伤的渗透剂中起主导作用的成分也不同，前者要求颜色醒目，着色强度高。除此之外，它们都有一些共同性要求：,1、渗透性能好这是对渗透剂的最基本要求。由于液体的渗透性在相当程度上取决于它的表面张力系数，因此作为渗透剂主题的溶剂应选用表面张力系数低的液体，如苯、煤油、甲苯、乙醇、松节油、乙酸、乙酯醇。水的表面张力系数较大，因而渗透性较差，当用水作为着色剂和荧光剂的溶剂时，应加入一些降低表面张力系数的表面活性剂以提高渗透性。,2、溶解性能好渗透探伤的显像作用是呈现颜色的染料和能发荧光的物质应能充分溶解于溶剂中，否则会出现沉淀而显像不明显。如
7、果着色剂或荧光剂在某种渗透剂中溶解度不高，或在环境温度下降而使溶解度迅速降低时，则应考虑在渗透剂配方中加入助溶剂以提高溶解度。3、洗涤性能好渗透处理后，表面总会残留多余的渗透剂，必须在清洗处理时很容易清洗掉，否则残留的渗透剂在显像后判读伪缺陷困难。,水涤型渗透剂对水有很好的溶解性，直接用水可以很容易清洗掉，溶剂去除型的渗透剂，只用与其配套使用的溶剂才有较好的洗涤性。4、挥发性不高渗透剂中的溶剂多为低沸点有机溶剂，易于挥发，这样在缺陷停留时间过短，甚至未及显像即行干凅，同样也降低了探伤灵敏度，因此在渗透剂成分调配中应适度考虑一些沸点相对较高的组成。,（二）乳化剂油性物质时不能溶解于水的，当加入乳
8、化剂后，使油能变成极微小的颗粒而均匀地分布在水中，形成了“水包油”的匀质状态，即使在静止状态下，油也不会聚在一起而造成油水分层的情况，这一显像称为乳化现象，而具有这一显像的物质称为乳化剂。在渗透剂中加入乳化剂，使非水溶性的渗透剂发生乳化作用而具有水溶性。若在渗透剂中直接加入乳化剂，而使渗透剂具有水溶性，则这种渗透剂称为自乳化剂渗透剂。,（ 三）显像剂显像剂中的白色粉末的颗粒应细小，作为白色粉末的载体应易于挥发，载体通常时各种低沸点的有机溶剂，如乙醇、丙酮、苯等。用水作为载体也可以，但干燥较慢。涂刷后的溶剂应尽快蒸发，从而使白色粉末尽快形成多空隙的薄层，便于吸附缺陷中的渗透液。有的显像剂配方中还
9、添加一些粘度较大的成分，如火棉胶，过氯乙烯树脂等，限制显像扩大，以防止缺陷显示痕迹比缺陷实际尺寸大的假象。因此性能比较完善的显像剂通常时由白色粉末的吸附剂，悬浮白色粉末的溶剂以及限制迹痕扩大的限制剂等多种成分组合而成。,（四）荧光渗透探伤的探伤剂就有基本操作而言，也有渗透、乳化、清洗、显像等程序，因此相应的也有渗透剂、清洗剂、显像剂等，其基本要求与着色探伤的要求是一致的。由于显像方式不同，只是起主导作用的成分不同，例如荧光渗透剂必须有荧光物质，对荧光物质的要求是荧光强度要高，荧光物质产生的荧光颜色要易于识别，对荧光探伤剂同样要注意对焊件的腐蚀性，对人体的健康以及存放的稳定性要求。,三、 渗透探
10、伤操作过程与工艺卡（一）渗透探伤操作过程1、探伤前的清理探伤前的清理是向被检焊件表面涂覆渗透剂前的一项准备工作，其目的是彻底清除焊件表面妨碍渗透液渗入缺陷的油脂、涂料、铁锈、氧化皮和污物等附着物。经预清洗后残余的溶剂、清洗剂和水分应充分干燥，并尽快进行下一步操作。2、焊件表面的渗透处理应根据被检焊件的数量、尺寸、形状以及渗透剂的种类选择渗透方法，并保证有足够的渗透时间。,探伤前的清理,焊件表面的渗透处理,1）渗透方法的选择（1）浸渍法 浸渍法是将焊件直接浸没在已调配好的渗透液槽中，渗透效果好，省时省工，对小型批量的零件适用，但一次配制渗透液量大。（2）刷涂法 刷涂法是用气泵将渗透液雾化成微小的
11、液体颗粒后，通过喷雾器喷洒在焊件被检部位上。由于渗透液喷出时有一定速度，这将有利于渗透作用，因此渗透效果较刷涂法好。目前市场上也有灌装的配制好的渗透剂出售，由于罐内装有压缩气体，有直喷性能，所以使用十分方便。喷涂法应在敞开的环境或通风良好的场所中采用。,2）渗透时间的确定渗透所需时间按渗透种类、被检焊件的材质、缺陷本身的性质以及被检焊件和渗透液的温度而定。对水洗型渗透剂，无论是水基的还是自乳化型的，由于渗透性能较差，需要的渗透时间就长一些。对后乳化型和溶剂去除型的渗透剂，因有降低表面张力、增加润湿作用的成分，故有极好的渗透性能，所需时间较短。适宜的渗透温度为1550。探伤时，切忌采用加热的方法
12、提高渗透剂的温度，因为它所含的各种成分多为低沸点的易燃物，极易引燃。通常只要将渗透剂移置于室温较高的环境下即可。,焊件本身的温度也会影响渗透效果。当焊件温度较高时，因为缺陷焊缝中的空气在较高温度下受热膨胀而密度变小，当温度相对较低的渗透剂涂抹在焊件表面时，会使缝隙内的空气冷却而收缩，有利于吸附渗透过程的进行。由于渗透时间受多种因素制约，很难统一明确规定具体数值，渗透时间可以根据上述定性分析的情况，在510min范围内调整选用。,3、焊件的乳化处理仅对采用后乳化渗透剂时才必要。因为渗透剂中大多以不溶于水的有机物作为着色剂的溶剂，如果用水清洗，则必须先作乳化处理。乳化剂的使用方法基本上与渗透处理相
13、同，可采用浸渍、浇注、喷洒等方法。一般情况下应当避免刷涂，小型焊件可直接浸渍于乳化剂中，局部探伤则可向被检表面浇注乳化剂。施加乳化剂后不再作其它处理，只是根据渗透剂、乳化剂的性质和被检物表面粗糙情况保持25min即可。,4、焊件的清洗处理其目的是为了去除附着在被检焊件表面上多余的渗透剂，在处理过程中，既要防止处理不足而造成对缺陷识别的困难，同时也要防止处理过渡而使渗入缺陷中的渗透剂也被洗去，用荧光渗透剂时，可在紫外线照射下边观察处理程度，边进行操作。清洗处理在渗透探伤中是一步至关重要地步骤。对于水洗型和后乳化型可用水进行清洗，水的压力及喷射的角度、喷嘴距焊件的表面距离都很重要。对于局部探面看不
14、到渗透剂的色彩为适度。如焊件表面较粗糙时，在基本冲洗干净后，可从不同方向再适度冲洗，以防止在局部死角还残留少量渗透剂。,焊件的清洗处理,在清洗处理中，特别应防止过度清洗。水压过大，垂直于焊件表面冲洗以及冲洗时间过长，都容易将缺陷内的渗透液冲洗掉，而使该显像的缺陷漏检。用溶剂清洗比用水清洗相对要简单一些，操作时一般选用棉花或纤维纺织品将多余的渗透液吸掉，然后再用清洗剂进行擦拭。清洗时要尽量避免反复擦试造成清洗过渡。同时，应该主要不要将擦拭物长时间在焊件表面停留，因为擦拭物本身纤维的毛细管作用，会吸附缺陷中的渗透液。对于使用荧光显像的渗透探伤，由于观察必须在暗室中进行，所以将焊件先期移至暗室内，清
15、洗处理在暗室中操作。,5、焊件干燥处理干燥有自然干燥和人工干燥两种方式。对自然干燥，主要控制干燥时间不宜钛长。对人工干燥，则应控制干燥温度，以免蒸发掉缺陷内的渗透剂，降低检验质量。对于用水进行清洗处理的应在清洗之后就进行干燥。用溶剂清洗的由于溶剂发挥很快，而且多为易燃物，所以无干燥的必要。但应该防止局部凹处积留残液。显像之后时是否干燥则视显像剂及显像方式而定，一般只有湿式显像法才需要干燥处理。,6、焊件表面的显像处理根据显像剂的使用方式不同，显像处理的操作方式也不同。荧光探伤可直接使用经干燥后的细颗粒氧化镁粉作为显像剂即干式显像法，喷洒在被检面上。对小型焊件也可埋入氧化镁粉中，保留一定时间，让
16、显像剂充分吸附缺陷中的渗透剂，最后用压力比较低的压缩空气吹拂掉多余的显像剂即可。湿式显像像多用于着色探伤。使用方法与渗透处理相同，采用浸渍、喷洒、涂刷均可。但注意涂层要薄而均匀，要注意防止聚集流淌。否则可能在局部表面形成较厚显像剂，掩盖了一些小缺陷。刷涂法工具简单，但工效低，不易涂抹均匀，操作技术稍难。,焊件表面的显像处理,湿式显像法经适宜的显像时间后要及时进行干燥处理。保持足够的显像时间时为了使显像剂充分吸附缺陷中的渗透剂，时间不足，这一过程就进行得不充分，缺陷将难以全部显现。但显现时间过长，则回使被吸附表面的红色渗液在显像剂中扩散，造成显现的彩色图像和缺陷的真实形状大小不符。显像时间取决于
17、所采用的配方，一般在7分钟之内就要进行干燥。,7、显像缺陷痕迹观察由于渗透探伤是依靠韧的视力或辅以510倍的放大镜区观察，因此要求探伤人员的矫正视力在1.0以上。对于着色探伤，探伤区光度不低于350lx。对于荧光渗透探伤，观察人员应该在暗室中至少停留5min，适应环境，被检测物表面的照度不低于50lx。对于显像的缺陷痕迹，可用示意图或透明胶纸描绘复制的方式记录其所在位置、形状及大小。对于着色探伤，在有条件时用照相的方法记录亦可。,显像缺陷痕迹观察,8、探伤后焊件的处理如果残留在焊件上的显像剂或渗透剂影响以后的加工、使用，或要求重新检验时，应即那个表面冲洗干净。,（二）渗透探伤工艺卡 渗透探伤工
18、艺卡是指导焊接结构实施渗透探伤操作的依据。渗透探伤工艺卡编制的基本内容与格式如下表所示。 渗透探伤工艺卡（1）,渗透探伤工艺卡（2）,渗透探伤工艺卡（3）,（三）对比试块 在渗透检验生产中，为了对渗透检验试剂的性能与渗透检验探伤灵敏度进行评价，一般采用相应的对比试块。 对比试块是具有人造缺陷的试块。 1、镀铬对比试块的制作及应用 将1Cr18Ni9Ti或其它适当的不锈钢材料，在尺寸4mm 40mm 130 mm 的长方形试块上单面镀镍30 1.5m，在镀镍层上再镀铬0.5m ，渡后退火。,从未渡面以直径10mm的钢球，用布氏硬度法按750Kkgf、1000kgf、1250kgf负荷打三点硬度，
19、使在渡层上形成三处辐射状裂纹。 镀铬对比试块主要用于校验操作方法和工艺系统灵敏度。使用前，应将其拍摄成照片或用塑料制成复制品，以供探伤时对照使用。 试验时，先将该试块按正常工序进行处理，最后观察辐射状裂纹显示情况。如果与照片或复制品一致，则可认为设备和材料以及探伤工艺正常。,2、铝合金对比试块的制作及应用 从810mm厚的铝合金（LY-12、淬火）板材上切取一块大小为50mm75mm的试块，用喷灯在中心部位加热至适当温度（510530），然后在冷水中淬火，从而在铝块中产生天然的裂纹。再沿75mm方向的中心位置开一个1.5mm1.5mm的沟槽，从而完成一块铝合金对比试块的制作。,铝合金对比试块中
20、间有一道沟槽，试块被分成两半，因此适合于两种不同的探伤试剂在互不影响的情况下进行灵敏度对比试验；也适用于同一种渗透剂在不同的工艺操作下进行灵敏度的对比试验。 由于试块上提供各种近似自然缺陷的裂纹，故适合于对探伤剂进行综合性能比较。但由于其裂纹尺寸往往较大，故对高灵敏度探伤剂的性能鉴别有困难。,四、渗透探伤缺陷的判别、分级与记录 渗透探伤最重要的部分就是缺陷的性质判断，经过对缺陷的观察、分析，对照国家或者行业标准，最后形成探伤报告。 （一）渗透探伤焊接缺陷的判别 焊接缺陷的显示痕迹分为线状显示和圆状显示。 1、线状显示痕迹 线状显示痕迹是指长度大于或等于3倍宽度的显示痕迹。,根据缺陷的形式不同，
21、痕迹的形态也不同，通常反映的焊接缺陷有裂纹、未熔合、分层、条状夹杂等。这些痕迹有可能表现为比较整齐的连续直线；在缺陷全部扩展到表面时，可能为同一直线的延长线上断续呈现；也有可能显像为参差不齐的、略为曲折的线段，或长宽比不大的不规则痕迹。 2、圆状显示痕迹 圆状显示痕迹指长度小于3倍宽度的痕迹，可能成圆形、扁圆形或不规则形状。圆形显示痕迹通常由焊接表面气孔、弧坑缩孔、点状夹杂等形成的缺陷而形成的。,根据痕迹形状来判断缺陷类型在相当程度上依靠检验人员的经验，虽然有一般的规律可遵行，例如在检验焊缝时，根部未焊透通常表现为连续或断续的直线段；裂纹则为宽度不大的不规则的线段；条状夹杂则为长宽比相对说来不
22、大的不规则痕迹，表面气孔多成圆形显示。这是一般规律而言，较为准确的结论还要依据显像的位置特征、材料的特征等因素综合判断。对于缺陷的深度判断更为困难，对于着色探伤则依据痕迹色彩的深浅大体定性地对比确定。,（二）渗透探伤焊接缺陷的分级 不同的技术标准对分级的划分也不同，目前有渗透探伤法和压力容器着色探伤两项标准的分级方法。 1、渗透探伤法标准对缺陷显示痕迹的等级分类 这一标准将缺陷分为按圆状和线状痕迹划分的等级和按分散状痕迹划分的等级分类两种情况。分散状缺陷显示痕迹是指在一定区域内存在及个缺陷显示痕迹。这个区域2500 mm2的矩形面积（矩形最大边长150mm）。,上述两种情况等级分类见下表,在判
23、定痕迹时，如果有2个或2个以上缺陷显示痕迹大致在同一条直线上，同时间距又小于2mm，则应看做是一个连续的线状缺陷显示痕迹，其长度为痕迹长度与间距之和。如果缺陷显示痕迹中最短长度小于2mm，而间距又大于显示痕迹时，则可看做单个的缺陷显示痕迹，间距小于显示痕迹时，则可看做密集形的缺陷显示痕迹。可按分散状缺陷显示痕迹总长度来定级。分散缺陷显示痕迹总长度指在2500m2面积内，长度超过1mm的缺陷显示痕迹的总和。,2、压力容器着色探伤标准缺陷显示痕迹的分级 这项标准对缺陷显示按线状和圆状各分为三级，各级允许存在的缺陷尺寸氦与材料厚度有关，具体数值见表。 凡是出现以下情况之一的均为不合格。 1）任何表面
24、裂纹分层。 2）大于表中规定的单个缺陷。 3）在一条直线上有4个或4个以上间隙排列的缺陷显示， 且每个缺陷之间的距离小于2mm。 4）在任何一块150mm25mm表面上存在10个或10个以 上的缺陷显示。 产品的合格级别由设计部门根据压力容器有关标准决定。,表 最大允许存在的缺陷尺寸,五、渗透探伤结果的记录 1、探伤结果的标识 经渗透探伤后确定认为合格时，应在被检物表面作出标记，表明该焊件已被检并确认合格，如表面有缺陷显示，也应在有缺陷的部位用涂料表明其位置，供返修时寻找。如有需要，还要用照明、示意图或描绘等方法作出记录备查，或作为填写报告时的依据。 2、探伤报告 渗透探伤的结果最终以探伤报告
25、的形式作出评定结论，探伤报告应综合反映实际的探伤方法、工艺及操作情况，并经有任职资格的探伤人员审核后签发存档，作为焊接结构的合同的确立或者合格的证明资料。,一份完整的探伤报告应包括下列内容： 1）焊接工件名称、编号、形状及尺寸、表面及热处理 状态、探伤部位、探伤比。 2）探伤方法，包括渗透类型及显像方式。 3）操作条件，包括渗透湿度和渗透时间、乳化时间、 水压及水温、干燥温度及时间、显像时间。 4）操作方法 5）探伤结论 6）示意图 7）探伤日期、探伤人员姓名、资格等。,渗透探伤报告,六、渗透检验新技术 （一）高灵敏度渗透检验试剂 用于焊缝探伤的有高灵敏度水洗型渗透探伤试剂，克服了普通水洗型因大量冲水而造成过洗的缺点，大大提高了检测灵敏度。 （二）特种渗透探伤试剂 1、反应型着色渗透探伤试剂 首先由日本油脂株式会社研制成功。它是一种无色透明或颜色极浅的透明液体，与显像剂相遇起化学反应显现鲜艳的红色，其中有些成分在紫外光下发出金黄色的荧光,1）显示缺陷清晰 2）由于无色或颜色极淡，对工件表面、缝隙、台阶 的沟槽及操作者不会造成污染。 3）缺陷的鉴别率高。 2、高温型渗透探伤试剂 适用于在高温下进行渗透探伤。我国研制的探伤试剂适宜温度为5180 3、不燃型渗透探伤试剂 国产的不燃型渗透探伤试剂其耐温上限为230 。 （三）自动化渗透探伤装置,
