渗透检测是一种以毛细现象原理为基础,检测表面开口缺陷的无损检测方法。由于其具有检测成本低、操作简单、结果显示直观等优点,被广泛应用于工件的无损检测中。
1、渗透检测材料
渗透检测材料是渗透剂、乳化剂和显像剂等材料的总称。渗透检测材料的选择决定了渗透检测系统的灵敏度。使用灵敏度等级合适的渗透剂,对检测出需要控制的不连续缺陷至关重要。还要控制好检测工艺,大限度地显示工件上的不连续。
渗透剂的灵敏度等级和方法可在QPL-AMS2644-2019《被鉴定的产品目录,检验材料,渗透》合格产品目录上查询。
决定使用哪个灵敏度等级的渗透剂由被检工件的检测要求决定,通常检测要求会对渗透剂的灵敏度有明确规定。渗透检测材料也必须是同族组的,即完成一个特定的渗透检测过程须使用特定的渗透材料组合系统。
2、检测方法和技术
检测方法和技术的影响主要包括检测方法的选择、工艺流程的控制等。无论采用何种检测方法,都要防止过清洗、过乳化或过擦洗的情况发生。应根据被检工件的表面状态、用途、设计要求等,合理选择检测方法。工艺流程的控制主要包括渗透时间、乳化时间、烘干温度及显像剂的施加,其要求如下:
(1)渗透时间
在10~52℃的温度条件下,渗透时间一般不少于10min,对于疑有疲劳裂纹的工件,渗透时间可多延长至4h。
(2)乳化时间
乳化时间取决于乳化剂的性能、乳化剂的浓度、乳化剂的受污染程度和工件表面的粗糙度等。原则上乳化时间在保证允许的荧光背景前提下应尽量短,可通过试验来确定佳的乳化时间。
针对亲水型后乳化去除法乳化时间对检测结果的影响,检测人员进行了如下试验:
试验零件为后机身涡流发生器。试验组采用浓度为10%的乳化剂乳化60s,对照组采用浓度为10%的乳化剂乳化70s。通过比较可以发现,试验组裂纹轮廓显示清晰,背景亮度适中,对照组由于乳化时间过长,背景过洗,裂纹显示模糊。
(3)烘干温度
烘干温度不能太高,烘干时间不能太长,否则缺陷中的渗透剂被烘干,不能渗出形成显示。
针对亲水型后乳化荧光渗透检测烘干温度对检测结果的影响,检测人员进行了如下试验:
试验零件为套筒类工件。在相同的检测工艺下,试验组在终清洗后,放置在温度为60℃的干燥箱内烘干;对比组在终清洗后,放置在温度为75℃的干燥箱内烘干,从检测结果中可以看出,温度过高会使缺陷显示不完整且模糊,容易漏检小裂纹缺陷。
(4)显像剂的施加
显像剂把缺陷中渗出的渗透剂吸附至工件表面,产生清晰可见的裂纹显示。显像剂也增加缺陷显示和背景之间的对比度减小工件表面光的反射。
钴合金紧闭型疲劳裂纹水洗型渗透检测,未施加显像剂和施加显像剂的POD曲线。可知施加显像剂时,能以95%的置信水平,90%的概率检出长1.7mm的紧闭型疲劳裂纹,而未施加显像剂时,裂纹很长,如19.1mm,也很难检出,检出率低于65%。