渗透探伤工艺..docVIP

河南工程学院《焊接检验及生产管理》 考查课专业论文 渗透探伤工艺 学生姓名： 冯师超 学 院： 机械工程学院 专业班级： 材料成型及控制工程1142班 学 号： 201110617240 任课教师： 桑玮玮 2014年 11 月 19 日 渗透探伤工艺 摘要 渗透探伤是无损检测常规检验方法之一，原理是利用毛细作用将渗透液渗入微细的开口性缺陷内以后，再去除多余的渗透液并施加显相剂，使残留在缺陷内的渗透液又靠毛细作用回渗以显示缺陷。本文从基本理论出发并结合实际应用，分析讨论焊缝渗透探伤的工艺过程要点和探伤灵敏度的影响因素。 关键字 渗透探伤 检测 工艺 1.前言 渗透探伤是以物理学中液体对固体的润湿能力和毛细现象为基础，先将含有染料且具有高渗透能力的液体渗透剂，涂敷到被检工件表面，由于液体的润湿作用和毛细作用，渗透液便渗入表面开口缺陷中，然后去除表面多余渗透剂，再涂一层吸附力很强的显像剂，将缺陷中的渗透剂吸附到工件表面上来，在显示剂上便显示出缺陷的迹痕，通过迹痕的观察，对缺陷进行评定。 渗透探伤作为一种表面缺陷探伤方法，可以应用于金属和非金属材料的探伤，如钢铁材料、有色金属、陶瓷材料和塑料等表面开口缺陷都可以采用渗透探伤进行检验。形状复杂的部件采用一次渗透探伤可做到全面检验。下面就简介焊缝渗透探伤的方法、步骤和结果评定。 1.1 润湿性能的重要性和评价指标 渗透剂的第一重要性能是润湿性能,其次才是其渗透性能,因为润湿整个被检工件表面是渗透剂渗进未知开口缺陷的前提。评价润湿性能的唯一指标是接触角a,它是固体、固液和液体中三个表面张力(rS,rSL和rL)汇交平衡时(静态),rL和rSL的夹角。它不但取决于液体和固液的表面张力,还取决于固体的表面张力,即cosa=（rS- rSL)/ rL(1)这是现行教材中已公认的理论公式。但某些教材中却还有这样的论述,”液体的表面张力越小,接触角a越小,润湿性能越好”。这个观点错在似乎决定润湿性能的指标仅是液体的表面张力。水能润湿玻璃,但不能润湿石蜡,然而水的表面张力 rL并无变化,其接触角H的变化取决于rS和rSL差值的变化。如液体及其浸润的工件一定,在液体中加入了表面活性剂,此时rS无变化,rSL基本无变化,而rL却明显变小了,根据式(1)可知a变小,润湿性能变好。因此正确的叙述是,当rS和rSL一定时,液体表面张力rL减小,接触角a减小,润湿性能变好。 1.2毛细理论和半通窄缝理论 毛细理论是建立在毛细管全通(一端与大气相通,一端与液体相通)基础上的。液面在下端,毛细管铅直放置时,液体在毛细管中上升的高度可用下式表示 式中 ---液体表面张力系数 ---液体和毛细管的接触角 ------液体密度 ---重力加速度 如下端与液体相通的毛细管倾斜放置,则液面在毛细管中上升的铅直高度不变,斜向长度变大了。如毛细管上端与液体相通,将其铅直、倾斜或水平放置,则液面在毛细管中的渗入深度可为毛细管全长。显像剂之所以能把已渗入各方位缺陷的渗透液/反渗0出来,就是这个道理。用毛细理论来解释显像,是比较贴切的。 尽管上面提到评价渗透能力时,用液体在毛细管中上升的高度h(或用AcosH)可粗略解释渗透原理中的毛细理论,但对我们最关心的裂纹类缺陷的渗透,使用毛细理论显然是不够的。半通窄缝理论有两个前提,一是开口窄缝的埋藏端是封闭的,所谓半通是指开口端加渗透剂前与大气相通,加渗透剂后缺陷中的气体被液体密封;二是不考虑液体自重的影响,仅考虑因AcosH引起的附加压强与气体被封闭后随渗透深度增加而增大的压强相平衡。这两个前提符合绝大多数裂纹类缺陷(或称线状显示)的实际情况。 尽管上面提到评价渗透能力时,用液体在毛细管中上升的高度h(或用AcosH)可粗略解释渗透原理中的毛细理论,但对我们最关心的裂纹类缺陷的渗透,使用毛细理论显然是不够的。半通窄缝理论有两个前提,一是开口窄缝的埋藏端是封闭的,所谓半通是指开口端加渗透剂前与大气相通,加渗透剂后缺陷中的气体被液体密封;二是不考虑液体自重的影响,仅考虑因AcosH引起的附加压强与气体被封闭后随渗透深度增加而增大的压强相平衡。这两个前提符合绝大多数裂纹类缺陷(或称线状显示)的实际情况。 根据半通窄缝理论,渗透深度h可用下式表示 式中 b----缺陷的深度 a----缺陷的宽度(为推导方便,假定窄缝表面开口和深埋部分一样宽) po------缺陷刚被液