渗透检测技术

渗透检测技术的优点

渗透检测方法可检查各种非疏孔性材料的表面开口缺陷，如裂纹、气孔、折叠、疏松、冷隔等。渗透检测技术不受材料组织结构和化学成分的限制，不仅可以检查有色金属和黑色金属，还可以检查塑料、陶瓷及玻璃等。渗透检测具有较高的检测灵敏度，超高灵敏度的渗透检测材料可清晰地显示宽0.5μm、深10μm、长1mm左右的细微裂纹。而且，渗透检测的显示直观，容易判断，操作也非常快速、简便，一次操作即可检出一个平面上各个方向的缺陷。此外，渗透检测还具有设备简单携带方便、检测费用低、适应于野外工作等优点。正是由于以上优点,渗透检测技术在工业领域得到了广泛的应用。

渗透检测技术的局限性

首先是渗透检测不适于检查多孔性或疏松材料制成的工件或表面粗糙的工件,因为检测多孔性材料时，会使整个表面呈现强的荧光背景,以致掩盖缺陷显示;而工件表面太粗糙时，易造成假象,降低检测效果。其次是渗透检测只能检出零部件的表面开口缺陷，被污染物堵塞或经机械处理(如喷丸、抛光和研磨等)后开口被封闭的缺陷则不能被有效检出。另外,渗透检测只能检出缺陷的表面分布,难以确定缺陷的实际深度,因而很难对缺陷做出定量评价。2100433B

本书是一部渗透检测人员资格鉴定考核的培训教材。主要内容包括：渗透检测基础知识，渗透检测物理化学基础，渗透检测材料，渗透检测器材，渗透检测技术，检测评定，渗透检测应用及缺陷图谱，质量控制与案例防护和渗透检测实验等。为了更好地掌握教材内容，本书还收录了渗透检测术语，国内外渗透检测标准对比分析等内容。

本书既注重理论与实践应用的结合，又紧跟现代科学技术的发展，并及时介绍国内、外渗透检测的新观点和新技术。

本书除作为渗透检测人员资格鉴定考核培训教材外，也可供各企业生产一线人员、质量管理人员、安全监督人员、工艺技术人员、研究机构及大专院校相关专业师生学习参考。

前言III

1 渗透检测基础知识 1

1.1 渗透检测的定义和作用1

1.2 渗透检测的基本原理1

1.3 渗透检测的分类2

1.4 渗透检测操作程序2

1.5 渗透检测的优缺点2

1.6 表面缺陷无损检测方法的比较3

2 渗透检测的物理化学基础4

2.1 自然界的三种物质形态4

2.2 表面张力与表面张力系数4

2.2.1 表面张力4

2.2.2 表面张力产生的机理6

2.3 润湿7

2.3.1 润湿（或不润湿）现象7

2.3.2 润湿方程与接触角8

2.3.3 润湿的三种方式和润湿的四个等级8

2.4 毛细现象10

2.4.1 毛细现象10

2.4.2 毛细现象中的液面高度10

2.4.3 渗透检测中的毛细现象13

2.5 吸附现象15

2.5.1 固体表面的吸附现象15

2.5.2 液体表面的吸附现象15

2.5.3 物理吸附和化学吸附16

2.5.4 渗透中的吸附现象16

2.6 溶解17

2.6.1 溶解现象及溶解度17

2.6.2 渗透剂浓度17

2.7 表面活性与表面活性剂18

2.7.1 表面活性与表面活性剂的定义18

2.7.2 表面活性剂的H. .B 值19

2.7.3 乳化作用19

2.8 渗透剂的渗透性20

2.8.1 静态渗透参量 Static Penetration Parameter（SPP）20

2.8.2 动态渗透参量 Kinetic Penetration Parameter（KPP）21

2.9 渗透检测的光学基础22

2.9.1 光度量术语及单位22

2.9.2 发光23

2.9.3 紫外线24

2.9.4 人眼对光的响应24

2.9.5 对比度和可见度25

3 渗透检测材料27

3.1 渗透剂27

3.1.1 渗透剂的分类和组成27

3.1.2 渗透剂的性能28

3.1.3 着色渗透剂31

3.1.4 荧光渗透剂32

3.1.5 特殊用途的渗透剂33

3.2 去除剂与乳化剂33

3.2.1 去除剂33

3.2.2 乳化剂34

3.2.3 溶剂去除剂35

3.3 显像剂35

3.3.1 显像剂的分类及组成35

3.3.2 显像剂性能37

3.4 渗透检测材料系统38

3.4.1 常见的渗透检测材料系统38

3.4.2 渗透检测材料系统的选择原则38

4 渗透检测器材40

4.1 渗透检测装置40

4.1.1 便携式渗透检测装置40

4.1.2 固定渗透检测装置41

4.2 检测场地及光源45

4.2.1 检测场地45

4.2.2 检测光源46

4.3 测量设备46

4.3.1 紫外线辐照计46

4.3.2 白光照度计47

4.3.3 荧光亮度计47

4.4 渗透检测试块48

4.4.1 A型试块（铝合金淬火裂纹试块）48

4.4.2 B型试块（不锈钢镀铬试块）49

4.4.3 C型试块50

4.4.4 1型参考试块51

4.4.5 2型参考试块52

4.4.6 缺陷试件53

5 渗透检测技术54

5.1 渗透检测基本步骤54

5.1.1 表面准备和预清洗55

5.1.2 施加渗透剂 59

5.1.3 去除多余的渗透剂 60

5.1.4 干燥 61

5.1.5 显像 62

5.1.6 观察和评定 64

5.1.7 后清洗及复验 65

5.2 缺陷显示及裂纹检出能力66

5.2.1 缺陷显示66

5.2.2 裂纹检出能力67

5.2.3 影响渗透剂渗入开口缺陷的因素67

5.3 典型渗透检测方法68

5.3.1 水洗型渗透检测法68

5.3.2 后乳化型渗透检测法70

5.3.3 溶剂去除型渗透检测法72

5.4 渗透检测方法的选用73

5.5 渗透检测剂系统的选择原则74

5.6 渗透检测工艺规程75

5.6.1 工艺规程的基本内容75

5.6.2 工艺规程实例76

6 检测评定78

6.1 显示的解释和评定78

6.2 显示的分类78

6.3 缺陷的评定与记录80

6.3.1 缺陷显示的分类80

6.3.2 缺陷的分类81

6.3.3 缺陷显示评定的一般要求82

6.3.4 缺陷显示记录82

6.4 渗透检测报告83

6.4.1 检测报告基本内容83

6.4.2 检测报告示例83

7 渗透检测应用及缺陷图谱85

7.1 焊接件85

7.1.1 坡口的渗透检测85

7.1.2 焊接过程中的渗透检测85

7.1.3 显示评定86

7.1.4 典型焊接缺陷显示图谱87

7.2 铸件90

7.2.1 铸件渗透检测的特点90

7.2.2 铸件渗透检测要点91

7.2.3 铝合金铸件的渗透检测92

7.2.4 显示评定92

7.2.5 典型铸造缺陷显示图谱94

7.3 锻件96

7.3.1 锻件渗透检测的特点96

7.3.2 锻件渗透检测要点97

7.3.3 奥氏体不锈钢锻件的渗透检测98

7.3.4 显示评定99

7.3.5 典型锻件缺陷显示图谱99

7.4 热处理件101

7.4.1 热处理件渗透检测的特点和要点101

7.4.2 淬火件渗透检测102

7.4.3 显示评定102

7.4.4 典型热处理缺陷显示图谱102

7.5 机械加工件103

7.5.1 机械加工件渗透检测的特点和要点103

7.5.2 精加工件渗透检测103

7.5.3 显示评定103

7.5.4 典型机械加工缺陷显示图谱104

7.6 在役件104

7.6.1 在役件渗透检测的特点和要点104

7.6.2 钢制在役件的渗透检测105

7.6.3 显示评定105

7.6.4 典型在役件缺陷显示图谱105

8 质量控制与安全防护106

8.1 质量控制的必要性106

8.1.1 渗透检测人员106

8.1.2 渗透检测材料的性能检查107

8.1.3 渗透检测材料系统的灵敏度鉴定114

8.1.4 渗透检测材料的质量控制114

8.1.5 渗透检测器材的质量控制116

8.1.6 渗透检测工艺操作的质量控制117

8.2 渗透检测安全防护119

8.2.1 防火安全119

8.2.2 卫生安全120

9 渗透检测试验122

9.1 试验1：着色渗透检测综合灵敏度校验122

9.2 试验2：焊缝着色渗透检测122

9.3 试验3：不同温度下着色渗透材料性能比较123

附录A 渗透检测术语125

附录B 国内外渗透检测标准对比分析128

参考文献1342100433B

在土力学中，一般把渗透力(也称渗流力)定义为单位体积的土体内土骨架受到的孔隙水的渗流作用力。渗透力是一种体积力，量纲与水的容重的量纲相同，作用方向与渗流的方向一致。因为土骨架受到的渗流作用力与土骨架给孔隙水的渗流阻力大小相等、方向相反，所以可以通过分析孔隙水的受力得到渗透力的表达式。

几乎所有的土力学教科书给出的饱和土的渗透力的表达式均为

J=γ_wi

式中

J——渗透力(矢量)；

γ——水的容重；

i——渗透坡降(矢量)，也称为水势梯度(矢量)，以下称水势梯度。 2100433B