王曉海

摘 要：無損探傷檢測是利用物質(zhì)的聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，檢測被檢物對象當中是否存在著缺陷或者不均勻性，具體給出缺陷大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息。而滲透檢測作為無損檢測中最常用的一種檢測手段而被廣泛應用到通用工業(yè)、船舶工業(yè)、兵器工業(yè)、核工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域。而檢測過程中顯像劑的品質(zhì)優(yōu)劣與否是檢測的關(guān)鍵點之一。

關(guān)鍵詞：無損探傷檢測、滲透檢測、顯像劑

論文綜述：

一、無損探傷檢測的特點和現(xiàn)狀

1.無損探傷檢測與破壞性檢測相比，無損檢測有以下特點：第一是具有非破壞性，因為它在做檢測時不會損害被檢測對象的使用性能；第二具有全面性，由于檢測是非破壞性，因此必要時可對被檢測對象進行100%的全面檢測，這是破壞性檢測辦不到的；第三具有全程性，破壞性檢測一般只適用于對原材料進行檢測，如機械工程中普遍采用的拉伸、壓縮、彎曲等，破壞性檢驗都是針對制造用原材料進行的，對于成品和在用品，除非不準備讓其繼續(xù)服役，否則是不能進行破壞性檢測的，而無損檢測因不損壞被檢測對象的使用性能。所以，它不僅可對制造用原材料，各中間工藝環(huán)節(jié)、直至最終產(chǎn)成品進行全程檢測，也可對服役中的設(shè)備進行檢測。

2.著色（滲透）探傷是無損探傷中一種常用的方法。滲透檢測是一種以液體毛細管作用（毛細管現(xiàn)象）為基礎(chǔ)，檢測固體材料表面開口缺陷的無損檢測方法。其基本原理是利用毛細現(xiàn)象使?jié)B透液滲入開口于表面的缺陷中，經(jīng)清洗使表面多余的滲透液去除，而缺陷中的滲透液殘留，再利用顯像劑的毛細管作用吸附出缺陷中殘留滲透液而達到檢驗缺陷的目的。

3.無損檢測現(xiàn)狀：滲透檢測始于20世紀初，它是目視檢查以外應用最早的無損檢測方法。20世紀30年代，隨著機械工業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了磁粉檢測法，因其具有檢測靈敏度高、效率高等優(yōu)點被廣泛地應用于機車維修。在20世紀50年代，我國的滲透檢測基本沿用蘇聯(lián)工業(yè)的檢測方法和主導材料。至60年代中期，國內(nèi)許多大型企業(yè)和科研單位為滿足自己的需求使用，紛紛自行研制滲透液，產(chǎn)品達數(shù)十種之多。70年代后期，國內(nèi)已成功研制出可檢測微米級寬度的表面裂紋，且基本無毒害的著色劑。隨后研制出水洗型和后乳化型熒光滲透液，并不斷改進和提高其性能，使檢測能力接近或達到了國外同類產(chǎn)品的水平，滿足了國內(nèi)很多工業(yè)領(lǐng)域滲透檢測大需求，得到了廣泛應用。隨著檢測技術(shù)的發(fā)展，滲透檢測材料的供應已雖產(chǎn)品化、系列化，國內(nèi)外已出現(xiàn)了眾多知名的專門供應滲透檢測系列材料及設(shè)備的廠商。為保證滲透檢測的靈敏度和可靠性，國外已有專門的機構(gòu)對滲透檢測材料的性能和質(zhì)量進行鑒定與監(jiān)控，建立合格產(chǎn)品目錄供用戶選擇使用。我所在碼科泰克（上海）探傷設(shè)備有限公司是由日本MARKTEC公司生產(chǎn)無損檢測設(shè)備、標號設(shè)備及為上述設(shè)備配套的化學品耗材，包括磁粉探傷劑中的防銹劑、標號設(shè)備用清洗劑、油漆、滲透劑、顯像劑等產(chǎn)品。

4.滲透檢測使用范圍：滲透檢測主要用于檢測各種非多孔性固體材料制件的表面開口缺陷。適用于原材料、在制零件、成品零件、在用零件的表面質(zhì)量檢測。滲透檢測方法可以檢測各種金屬（包括非鐵磁性金屬）材料和非金屬材料，如鋁合金、鎂合金、鈦合金、鋼鐵材料（包括奧氏體不銹鋼）、塑料、陶瓷等；可檢測各種加工零件，如擠壓件、鍛造件、鑄造件、焊接件等金屬及非金屬制件；可檢測裂紋、冷隔、夾雜、氣孔、針孔等露出零件表面或與表面相通的各種缺陷。

二、滲透檢測的一般工序：

Ⅰ預處理——Ⅱ滲透——Ⅲ清洗——Ⅳ干燥——Ⅴ顯像——Ⅵ檢驗

品質(zhì)室在對工廠滲透劑產(chǎn)品檢測過程中發(fā)現(xiàn)，工作的難點是第六步檢驗，但是關(guān)鍵點是第五步顯像劑的選擇和噴涂方法。

顯像劑是滲透檢驗中另一個關(guān)鍵性材料。顯像劑可放大缺陷顯示，又可以提供背景，因此可以提高檢測靈敏度。

在這里我們討論顯像劑本身的性能優(yōu)劣，通常來說一種好的顯像劑應具有如下的性能：

1）吸濕能力強，吸濕速度快，能容易被缺陷處的滲透液所潤濕。

2）顯像粉末顆粒細微均勻，對工件表面有較強的吸附力，能均勻地附著于工件表面形成薄而勻曲覆蓋層，有效地蓋住金屬本色能將缺陷處微量的滲透液吸附到表面并擴展到足以被肉眼觀察到，且能保持顯示輪廓清晰。

3）用于熒光法的顯像劑應不發(fā)熒光，也不應含有任何減弱熒光亮度的成分。

4）用于著色法的顯像劑應對光有較大的反射率，能與缺陷顯示形成較大的色差，以保證最佳對比度，對著色染料無消色的作用。

5）具有較好的化學惰性，對盛放的容器和被控丁件不產(chǎn)生腐蝕。

6）無毒、無不良氣味、對人體無害。

7）檢測完畢后，容易從零件表面上去除掉。

8）使用方便、價格便宜。

顯像劑分為干粉顯像劑和濕顯像劑，濕式顯像劑又分為：水懸浮型、水溶型、溶劑懸浮型和溶劑溶型四種類型。溶劑懸浮型顯像劑是將顯像劑粉末加在揮發(fā)性的有機溶劑中配制而成。由于有機溶劑揮發(fā)速度快，因此溶劑懸浮型顯像劑又稱速干型顯像劑。由于這種顯像劑通常都裝在噴罐中使用，而且與滲透劑配合使用。溶劑懸浮型顯像劑中的溶劑具有良好的滲透能力，在其揮發(fā)過程中能不斷的把缺陷中的滲透劑帶回到零件表面上來，故顯像靈敏度高。同時由于溶劑揮發(fā)快，故形成的顯示擴散小、顯示輪廓清晰。

三、實踐與改良

結(jié)合實際情況我們發(fā)現(xiàn)公司生產(chǎn)的顯像劑基本上都是溶劑懸浮型顯像劑。常用顯像劑產(chǎn)品A的性能，并不能特別滿足1.2點，因此及時將這一情況反映給研發(fā)部，進過討論后確定在研發(fā)部的牽頭下，品質(zhì)部配合研發(fā)部共同研發(fā)一款產(chǎn)品，性能上超過顯像劑A。

從實際情況上看顯像劑A存在以下幾個方面的問題：

1.粉體不白，且粉體表面不均勻。

2.顯像時間較慢，噴射顯像劑后大概需要5分鐘才開始顯像 。

3.受氣溫影響大，冬天霧化效果不佳。（均一性差）

顯像檢測使用試驗片要求：符合JB/T604標準要求的“五點式B型試片”。

圖片顯示：前3點顯像比較明顯，后2點比較模糊；顯像粉體昏暗。

針對上述問題，具體改進試驗如下：

第一步：解決顯像劑的顯像白度問題

實驗1：原配方中直接添加鈦白粉增加粉體白度

試驗結(jié)果：白度不夠，未解決。

實驗2：去掉MSK-P，用滑石粉和輕質(zhì)碳酸鈣代替

試驗結(jié)果：顯像效果不佳，未解決。

實驗3：去掉MSK-P和滑石粉，增加輕質(zhì)碳酸鈣量，并添加鈦白粉

試驗結(jié)果：解決顯像劑白度問題。

第二步：解決表面不均勻現(xiàn)像，提高干燥速度。

實驗4：增加HPC-SSL樹脂用量，去掉氣象二氧化硅，改善均一性

試驗結(jié)果：均一性改善不明顯，干燥速度無明顯變化，問題未解決。

實驗5：調(diào)整無水乙醇和正庚烷用量

試驗結(jié)果：干燥速度較原產(chǎn)品加快，均一性不好，問題未解決。

實驗6：調(diào)整無水乙醇和正庚烷用量，減少輕質(zhì)碳酸鈣量

試驗結(jié)果：干燥速度較原產(chǎn)品加快，均一性不好，問題未解決。

實驗7：調(diào)整無水乙醇和正庚烷用量，降低白炭黑，增加鈦白粉量

試驗結(jié)果：干燥速度較原產(chǎn)品加快，均一性明顯改善，問題解決。

四、具體實驗數(shù)據(jù)如下：

五、結(jié)論

通過上述實驗新研發(fā)的顯像劑較以前產(chǎn)品具備以下特點：

1.以5點試塊為例前3點噴射即刻顯像，后兩點需要1分鐘顯像，顯像速度提高。

2.顯像均勻、清晰，觀察方便。

3.水洗性好，直接可被水沖洗。

參考文獻：

《滲透檢驗》中國機械工程學會無損檢測學會

《滲透檢測 NDT人員培訓試用本》中國機械工程學會無損檢測學會