滲透檢(jiǎn)驗是在被檢鋼結構上(shàng)侵蝕的帶有熒光的或紅色的染料,利用滲透劑的滲透作用,顯示表(biǎo)麵缺陷痕跡的一種無損檢測方法。
一、滲透檢驗的原理、方法及應用
(一)滲透探傷的基本原(yuán)理 當檢驗工件表麵塗覆了帶(dài)有顏色或熒光物質且具有高度滲透能力的滲透液(yè)時,在液體對固體表(biǎo)麵的濕潤作(zuò)用和毛細管作(zuò)用(yòng)下,滲透液滲透入鋼結(jié)構表(biǎo)麵考口缺(quē)陷中,然後,將鋼(gāng)結構表麵多(duō)餘的滲透液清晰幹淨,注意保留滲透到缺陷的滲透液,再(zài)在鋼結構表(biǎo)麵塗上一層顯像劑,將缺陷中的滲透液在毛細作用下 重新吸附到鋼結構表麵,從而形成缺陷的痕跡,通過之間(jiān)目視或(huò)特殊的燈具,觀(guān)察缺陷痕跡顏色或熒光圖像對卻像性質進行評定,這就(jiù)時滲透探傷的基本原理。
(二(èr))滲透檢驗(yàn)的常用方法
1、著色檢驗方法 將(jiāng)透有彩色染料的滲透劑滲入鋼結構(gòu)表麵,清洗後,塗吸附劑,使缺陷(xiàn)內的彩色油液滲至表麵,根據色斑點或(huò)條紋發現和判斷缺陷的(de)方法。
2、熒光滲透檢驗法 這種檢驗方法時使(shǐ)用(yòng)含(hán)有熒光物質的滲透劑,經清洗後保留在(zài)卻像中的滲(shèn)透(tòu)液被顯像劑吸附出來。用紫光源照射,使(shǐ)熒光物(wù)質產生波長較長的可見光,在暗室中對著色(sè)後的焊件表麵進行觀察,通過顯現的(de)熒(yíng)光圖像對判斷缺陷的大小、位置及形態。
3、水洗型滲透檢驗方法
它與(yǔ)其它滲透檢驗相同,但此方法以水清洗劑,滲透劑以水為溶劑,或者在滲透劑中夾(jiá)有乳化劑,使非水溶性的滲透劑發生乳化作用而具有水溶性。也可以在滲透劑中(zhōng)直接加入乳化劑,而使滲透劑具有水溶性。
4、溶(róng)劑去除滲透檢驗法
5、幹式顯像滲(shèn)透檢驗法
這種檢驗法主(zhǔ)要用於熒光(guāng)滲透劑,用經幹燥後的細顆粒幹粉可獲得很薄的粉膜,對熒光顯像有利,可提高探傷靈敏度。
6、濕式顯像滲透探傷法(fǎ)
濕式(shì)顯像劑(jì)是在具有高揮發性的有機溶劑中加入起吸附作用的白色粉末配製而成,這些白色粉末並不溶解於有機溶劑中,而(ér)是呈懸浮狀態,使用(yòng)時必須搖晃均勻。
二、 滲透探傷劑的配製要求
滲透探傷劑是指滲透(tòu)劑、乳化(huà)劑、清洗劑和顯像劑(jì)的總(zǒng)稱。
(一)滲(shèn)透劑
1、滲透(tòu)性能好 2、溶解性能好 3、洗滌性能好 4、揮發性不高
(二)乳化劑
油性物質時不能溶(róng)解於水的,當加(jiā)入乳化劑後,使油能變成極(jí)微小的(de)顆粒而均(jun1)勻(yún)地分布在水中,形成了“水包油”的勻質狀態(tài),即使在靜止狀態下(xià),油也不會(huì)聚在一起而造(zào)成油水分層的情(qíng)況,這一顯像(xiàng)稱為乳化現象,而具有這一顯像的物質稱為乳化劑。若在滲透劑中直接加入乳化劑,而使滲透劑具有水溶性,則這種滲透劑稱為自乳化劑(jì)滲透劑。
( 三)顯像劑
(四)熒光滲透探傷的探(tàn)傷劑
三(sān)、 滲透探傷(shāng)操作(zuò)過程(chéng)與工藝卡
一)滲透探(tàn)傷操作過程(chéng)
1、探傷前的清理。探傷前的清理是向被(bèi)檢焊件表麵塗覆(fù)滲透劑前的一項準備工作(zuò),其目的是徹底清除鋼結構表麵妨礙滲透液滲入缺陷(xiàn)的油脂(zhī)、塗料、鐵鏽、氧化皮和汙物等附(fù)著物。
2、焊件表(biǎo)麵(miàn)的滲透處理
1)滲透(tòu)方法的選擇
(1)浸漬法 浸(jìn)漬法是將鋼結構直接浸沒在已(yǐ)調配好的滲透液槽中,滲透效果好,省時(shí)省工,對小型(xíng)
批量的零件適用,但一次配製滲透液量大。
(2)刷(shuā)塗法 刷(shuā)塗法是用氣泵將滲透(tòu)液霧(wù)化成微小的液體顆粒後,通過噴霧器噴灑在鋼結構被檢部位上(shàng)。
2)滲透時間(jiān)的確(què)定(dìng) 由於滲透時間受多種(zhǒng)因素製約,很難統一明確規定具(jù)體數值(zhí),滲透時間可以根據上述定性分析的情(qíng)況,在5~10min 範圍內調整選用。
3、鋼結構的乳化處理
可采用浸漬、澆注、噴(pēn)灑等方法(fǎ)。施加乳化劑後不再作其它處理,隻是根據滲透劑、乳化劑(jì)的性質和被檢物表麵粗糙情況保持2~5min 即可。
4、鋼(gāng)結構的清洗處理
5、鋼結構幹燥處理
6、鋼結構表麵的顯像處理 顯像時間取決於所采(cǎi)用的配方,一般在7分鍾之內就要進行幹(gàn)燥(zào)。
7、顯像缺陷痕跡觀察 由於滲透探傷是依靠韌(rèn)的(de)視力或輔以5~10倍(bèi)的放(fàng)大鏡區觀察,因此要求探傷人員的(de)矯正視力在1.0以上。對於著色探傷,探(tàn)傷區光度不低於350lx 。對於熒(yíng)光滲透探傷,觀察人應該(gāi)在暗室中至少停留5min ,適應環(huán)境,被檢(jiǎn)物(wù)表麵(miàn)的照度不低於50lx 。
8、探傷後鋼結構的處理 如果殘留在焊件(jiàn)上的(de)顯像劑或滲透劑影響以後的加(jiā)工、使用,或要求重新檢驗時,應即那個表麵衝洗幹淨。
(二)滲透探傷工藝卡 是指(zhǐ)導鋼(gāng)結構實施滲透探傷操作的依據。
(三)對比試(shì)塊 在滲透檢驗生產中,為了對滲透檢驗試劑的性能與滲透檢驗探傷靈敏度進行評價,一般采用相應的對比試塊。
1、鍍鉻對比試塊的(de)製作及應用
將1Cr18Ni9Ti 或(huò)其它適(shì)當的不鏽鋼材料,在尺寸4mm × 40mm × 130 mm 的長方形(xíng)試塊上單麵鍍鎳30 ± 1.5μm ,在鍍鎳層上再鍍鉻0.5μm ,渡後退火。從未渡麵以直徑10mm 的鋼球,用布(bù)氏硬度法(fǎ)按750Kkgf 、1000kgf 、1250kgf 負荷(hé)打三(sān)點硬度,使在渡層上形成三處輻射狀裂紋(wén)。鍍鉻對比(bǐ)試塊(kuài)主要用於校驗操作方法和工藝係統靈(líng)敏度。使用前,應將其拍攝成照片或用塑料製成複製品,以供探傷時對照使用。
2、鋁合金對比試塊的製作及應用
從(cóng)8~10mm厚的鋁合金(LY-12、淬火)板材上(shàng)切取一(yī)塊大小(xiǎo)為50mm ×75mm 的試塊(kuài),用噴燈在中心部位(wèi)加熱至適當溫度(510~530℃),然後在冷水中淬火,從而在鋁塊中產生天然的裂紋。再沿75mm 方向的中心位置開一個1.5mm ×1.5mm 的溝槽,從而完(wán)成一塊鋁合(hé)金對比試塊的製作(zuò)。
四、滲透探傷缺陷的判(pàn)別、分級與記(jì)錄
(一)滲透探傷焊接缺陷的判別
焊接缺陷的顯示痕跡(jì)分為(wéi)線狀顯示(shì)和圓狀顯示。
1、線狀顯示痕跡 線狀顯示痕跡是指長度大於或等(děng)於3倍(bèi)寬度的顯示痕跡(jì)。
2、圓狀顯示痕跡
圓狀顯示痕跡指長度小於3倍寬度的痕跡,可能(néng)成圓形、扁(biǎn)圓形或不規則形狀。圓形顯示痕跡通(tōng)常由(yóu)焊接表麵氣孔、弧坑縮孔、點狀夾雜(zá)等形成的缺陷而(ér)形成的。
(二)滲透探傷焊接缺陷的(de)分級
不同的技術標準對分級(jí)的劃分也不(bú)同,目前有《滲透探傷(shāng)法》和《壓(yā)力容(róng)器著色探傷》兩項(xiàng)標準的分(fèn)級方法。
1、《滲(shèn)透探傷法》標準對缺陷顯示痕跡的等級分類
這一標準(zhǔn)將缺陷分為按(àn)圓狀和線狀痕跡(jì)劃分的等級和按分散狀痕跡劃分的等級分類兩種情況(kuàng)。分散狀缺(quē)陷顯示痕跡是指在一(yī)定區域內存在(zài)及個缺陷(xiàn)顯(xiǎn)示痕(hén)跡。這個區域2500 mm2的矩形麵積(矩形最大邊長150mm )
2、《壓力容(róng)器著色探傷》標準缺陷顯示痕跡的分級
這項標準對缺陷顯(xiǎn)示按線狀和圓狀各分為三級,各(gè)級允許存在的缺陷尺寸氦與材料厚度有關,具體數值見(jiàn)表。
凡是出現以下情況之一的均為不合格。
1)任何表麵裂紋分層。2)大於表中規定的單個缺陷。3)在一條直線上有4個或(huò)4個以上(shàng)間隙排列的缺陷顯示, 且每個缺陷之間(jiān)的距離小於2mm 。4)在任何一塊150mm ╳25mm 表麵上存在10個或10個以上的缺陷顯示。
五、滲透探傷結果的記錄(lù)
1、探傷結果的標(biāo)識
經滲透探傷後確定認為合格時,應在(zài)被檢物表麵作出標記,表明該焊件已被(bèi)檢(jiǎn)並(bìng)確(què)認合格,如表(biǎo)麵有缺陷顯示,也應在有(yǒu)缺(quē)陷的部位用塗料表明其位置,供返修(xiū)時尋(xún)找(zhǎo)。
2、探傷報告(gào)
滲透探傷(shāng)的結果最終以探(tàn)傷報告的形式作(zuò)出評定(dìng)結論,探傷報告應綜合反映實際的探傷方(fāng)法(fǎ)、工藝及(jí)操作情況(kuàng),並經有任職資格的探傷(shāng)人員審核後簽發存檔,作為焊接結構的合同的(de)確立或者合(hé)格的證明資料。 一份完整的探(tàn)傷報告應包括下列內(nèi)容:
1)焊接工件名稱、編號、形狀及尺寸、表麵及熱處理狀(zhuàng)態、探傷部位、探傷比。
2)探傷方法,包括滲透類型及顯像方式。
3)操作條件,包括滲(shèn)透濕度和滲透時間、乳化時間、水壓及水溫、幹燥(zào)溫度及(jí)時間、顯像(xiàng)時間。4)操作方法 5)探傷結論6)示意圖 7)探傷日期(qī)、探(tàn)傷人員姓名、資格等。
六、滲透檢驗新技術
(一)高靈敏度滲透檢驗試劑
(二)特種滲透探傷試劑
1、反應型著色滲透探(tàn)傷試(shì)劑 1)顯示缺陷清晰2)由於無色或顏色極淡,對(duì)工件表麵(miàn)、縫隙、台階 的溝槽及操作者不會造成汙染。3)缺陷的(de)鑒別率(lǜ)高。
2、高溫型滲透探傷試劑 適用於在高溫下進行(háng)滲透探傷。我國研製的探傷試劑適宜溫度為5~180 ℃
3、不燃型滲透探傷試劑 國(guó)產的不燃型滲透探傷試劑其耐溫上限為230 ℃。
(三)自動(dòng)化滲(shèn)透探傷裝置
七、滲透檢驗實例——大型球罐的滲透檢驗
(一)大型球罐的製(zhì)作及(jí)可能(néng)存在的缺陷
球罐為400m2的儲氨容器,材質為(wéi)16MnR ,板厚為44mm 。由於焊接工藝複(fù)雜(zá),現場焊接條件差,易產生表麵裂紋,必須進行表麵探傷。
(二)探傷方法的選擇
1、內外表麵的外觀質量檢查
2、由於支柱和接管處不易用磁(cí)粉檢驗,一般采用溶劑除去型滲透檢驗(yàn),靈敏度較(jiào)高,設備(bèi)簡單,操作方便,適用性好。
(三)球罐滲透檢驗(yàn)的特殊(shū)問題
在滲透檢驗中,滲透時間與(yǔ)滲透劑的溫度有很大關係。為滿足(zú)檢驗要求,一般都在15~40℃進行。特別是北方氣溫低,滲透(tòu)劑(jì)與清洗劑是(shì)易燃物,不能(néng)與(yǔ)明(míng)火接觸,因此采用罐(guàn)內加熱法(fǎ)。
1、工頻加熱法 將工頻加熱器固定在探測麵的內壁,調整(zhěng)電(diàn)流(liú)控製探測麵溫度在30 ℃左右;但設備較(jiào)為(wéi)複雜。
2、煤氣噴嘴加熱 把噴嘴置於(yú)罐內,對受檢部位加熱,通過調節氣體流量和噴嘴(zuǐ)與受檢表麵的距離,使探測麵溫度為30 ℃左右。但設備也複(fù)雜。 3、氣焊槍加熱
(四)作對比試驗
1、製作試板
采用與球罐材料相同的材料製作對焊接試板,規格為30mm × 150mm ×44mm 。用異種鋼(gāng)焊條纏繞細銅(tóng)絲
焊接試(shì)板(bǎn),使之產生裂紋。
2、試驗過程(chéng)
首先在室外低溫(-7 ℃ )進行(háng)探傷,在清(qīng)洗過的焊縫表麵噴塗滲(shèn)透劑,滲透10min ,然(rán)後清洗,再顯像10min 。結果沒有發現裂紋。
再對試板進行徹底清洗,放在室內(室溫(wēn)為25 ℃ )用同樣的條件進行滲透檢驗,結果發(fā)現焊縫(féng)背麵裂(liè)紋密(mì)布。再(zài)次徹底清洗,用(yòng)氣焊槍在(zài)試板背麵加熱(不燙手即可),用同樣方法進行(háng)檢驗,結果顯示情況與室內一(yī)樣。
(五(wǔ))球罐焊縫的滲透(tòu)探傷工(gōng)藝
1、預清洗 2、加(jiā)熱受(shòu)檢區 3、滲(shèn)透 滲透時間15min 4、清洗 5、顯像 顯像15min 後觀察 6、觀察和記錄
(六)探傷結果分析