第6章渗透探伤-new概要.ppt

渗透探伤概念 渗透探伤：利用带有荧光染料(荧光法)或红色染料(着色法)渗透剂的渗透作用，显示缺陷痕迹的无损检验法。 用于各种金属材料和非金属材料构件表面开口缺陷的质量检验。 一、渗透探伤的理化基础 1．毛细作用 (1) 圆柱形细管内液体的毛细现象 毛细作用原理如图6-1。 毛细作用原理 细管在润湿液体中，由于润湿 的作用，靠近管壁的液面会上 升而形成凹面。 另一方面，由于表面张力的缘故，使弯曲的液面产生了附加压力(F上)，从而使液体表面向上收缩成平面。随后，管中靠近管壁的液体又在润湿作用下上升，重新形成凹面，而弯曲的液面又在附压力F上的作用下,使其收缩成平面。 如此往复，使毛细管内的液面逐渐上升，直至弯曲面附加压力与毛细管内升高的液柱重量相等为止。 (1) 圆柱形细管内液体的毛细现象 (2) 两平行板间的毛细现象 润湿液体在间隔距离很小的两平行板间也会产生毛细现象（图6-2)，其液面为圆柱状的凹形弯月面。与式(6-1)类似，润湿液体的上升高度h′是直径为d的管内同样液体上升高度的1/2，即 d----板件距离（mm） 探伤的液体毛细作用 实际探伤中，渗透液对零件表面缺陷的渗透作用，本质上就是液体的毛细作用。 表面开口的点状缺陷(气孔)的渗透，相当于渗透液在圆柱形管内的毛细作用； 表面条状缺陷(裂纹、夹杂等)的渗透，相当于渗透液在间距很小的两平板间的毛细作用。 (3) 液体的渗透深度 图6-3为渗透液在凹槽内渗透时的受力情况。随着液体的渗透，被液体封闭在槽内的气体体积将越来越小，反压强 则越来越大，直到渗透 液达到某一深度h〞时， 处于平衡状态，液体就 不能再继续往下渗透。 渗透深度h： 分析可知：若表面张力系数α增大，渗透深度h 〞也相应增大。同时，渗透液在弯月面上的附加压强也将增大，有助于提高渗透深度。（ α 好） 但从液体受力角度分析，若α太大，将不利于液体向凹槽内的渗透。（ α不能太大） 渗透液的α也不能取得太小，否则，液体的挥发性大,以致在施加显象剂时不能显示缺陷。 2．乳化作用 (1) 乳化现象 油和水互不相混，即使用力振荡也只能暂时混合，静止后又会分层。由于油和水的接触界面上存在着界面张力，起着互相排斥和尽量缩小其接触面积的作用。 如果在油和水的混合液中加入少量的表面活性剂，油就会变成许多微小的颗粒分布于水中，静止后也就很难分层。 乳化现象：由于表面活性剂的作用，使本来不能混合在一起的两种液体能均匀地混合在一起的现象。具有乳化作用的表面活性剂称为乳化剂。 (2) 乳化机理 表面活性剂分子:由非极性的亲油疏水的碳氢链部分(亲油基)与有极性的亲水疏油的基团(亲水基)构成。而且两部分分别处于两端，形成不对称结构。 表面活性剂分子是两亲分子，能吸附于油水界面，降低油水界面的界面张力，使原来互不相混的油和水形成稳定的乳状液，完成乳化过程。 (2) 乳化机理 渗透探伤常用的表面活性剂:非离子型表面活性剂(水溶液中不电离)，其亲水基主要由具有一定数量的含氧基团(醚基和羟基)构成。 非离子型表面活性剂在水溶液中不电离，所以稳定性高，不易受无机盐、酸、碱的影响；与其它类型表面活性剂相容性好，并且能溶于水和有机溶剂。 （3）表面活性剂的亲水性 表面活性剂是否溶于水(即亲水性的大小)是一项非常重要的指标。非离子型表面活性剂的亲水性大小用亲憎平衡值H.L.B表示： （3）表面活性剂的亲水性 几种不同H.L.B值的表面活性剂按一定的比例混合在一起，即可得到一种新H.L.B值的表面活性剂。混合后的H.L.B值按下式计算： 表面活性剂的亲水性大小决定着它所起的作用。 根据H.L.B值可使其具有润湿、洗涤、乳化、增溶、消泡等不同作用(图6-4)。 3．荧光现象 光致发光：在白光下不发光的物质在紫外光的照射下能够发光的现象。 荧光物质：在外界光源移开后，立即停止发光的物质。荧光渗透液中的荧光染料就是其中一种。 3．荧光现象的机理 当紫外光照射到荧光液时，荧光物质便吸收紫外线的光能量，使离原子核较近的位于低能级轨道上的电子受激发而跳跃到离原子核较远的高能级轨道上，原子处于激发状态。 处于激发状态的原子很不稳定，高能级轨道上的电子要自发地跳跃到原来失去电子的低能级轨道上。当电子由高能级跳到低能级时便发出光子，光子所具有的能量是高低能级的能量差。不同荧光物质产生的荧光波长不完全一样，因此光的颜色也有差异。荧光颜色最好为黄绿色，因为这种颜色在暗处的衬度较高，人眼的感觉很敏锐。 渗透探伤用的荧光液中的荧光染料吸收紫外线能量后，发出的光子颜色为黄绿色。 二、渗透探伤基本原理 渗透探伤包括六个基本操作步骤： 预清