渗透检测基础原理

简单地说，渗透探伤就是通过把渗透介质渗出到有一定对比度的背景色上来观察表面不连续的一种探伤方法。

这是通过把渗透剂（通常为液体）喷到经过清理的被检工件表面来实现的。

当渗透剂被留在检物体的表面并经过一定时间 (驻留时间) 以后，由于毛细现象的作用，渗透剂将渗入到所有表面开口内。

接下来再把多余的渗透剂擦掉并用显像剂将留在不连续中的渗透剂析出。

最终的影像会在较高的对比度显示出来，把所存在的不连续放大并以以便于进一步的目视评估。

简言之渗透耗材的分类

有两种主要的办法可以对渗透剂进行分类：一种是按照所形成的影像的类型来分类，另一种是按照去除多余渗透剂的方法。

渗透剂有可见光和荧光两种显示方式。

当在白光下进行观察时，可见光染料（通常为红色）会在白色的显像剂背景下形成非常鲜艳的红色显示。当在紫外光下观察时，荧光渗透剂会在背景光下形成一种绿色的荧光显示。和可见光相比，人眼对荧光更为敏感，使用莹光渗透剂可以获得更为灵敏的检测结果。

第二种对渗透剂分类的方法和去除被检测面过多渗透剂的方法有关。他们可以是水洗法、溶剂清除法和乳化液法。可以水洗的渗透剂中包含有一种乳化剂，这种乳化剂可以把油性的渗透剂通过低压水清洗掉。

溶剂性清洗渗透剂需要使用溶剂来清除被检表面过多的渗透剂。

在驻留时间后，后乳化性渗透剂可通过加入一种乳化液在试验表面，然后和水洗法一样，用水乳化液去除。

综合上述的两种分类方法，可以把渗透剂分为下述的的六大类：

1）可见光/水洗性渗透剂；2）可见光/溶剂清洗型渗透剂；3）可见光/后乳化性渗透剂；4）荧光/水洗性渗透剂；5）荧光/溶剂清洗型渗透剂；6）荧光/后乳化性渗透剂。

除了后乳化性渗透剂需要额外的步骤加入乳化液以外，上述的几种渗透剂的应用方法基本上一致。

因此，在实际应用中无论采用哪种方法都要遵循四个基本的步骤以便相对简单地进行渗透探伤。

尽管比较简单，但按照既定的顺序认真地进行每一步的操作仍然显得非常重要。否则的话，探伤结果将变得不可靠。

渗透检测的基础操作

渗透探伤的第一步是要对被探伤工件的表面进行彻底地清理。

因为渗透探伤是用来反映表面不连续的探伤方法，因此这一步就显得特别地重要。

任何堵住了不连续表面开口的异物都将会阻碍渗透剂进入开口，进而影响不连续的显示。被检测物表面不得存有油污、赃物、锈蚀以及油漆等。

在用机械的方法（如钢丝刷或喷砂）清理如铜或者铝这样较软工件的表面时要特别小心。

任何过度的机械清理都有可能损伤被检工件的表面，进而覆盖已存在的表面开口并影响缺陷的检测。

渗透剂在被检工件的表面经过适当的清理并干燥以后加入。

对于小工件而言，可以把它浸入盛有渗透剂的池子中来加渗透剂。

对于较大的工件而言，可以用喷涂或刷子刷的办法来施加渗透剂。

渗透剂可以在被检工件的表面保留5~30分钟，这一时间被称为驻留时间。

实际的驻留时间取决于：渗透剂制造厂商的建议，被检工件的温度以及缺陷尺寸的大小。

在这一时间段内，渗透剂必须使被检工件的表面保持湿润以便使渗透剂能够进入所存在的开口。

受毛细现象的作用，渗透剂渗入到开口很小的裂纹中去。

前面我们在讨论钎焊填料渗入到钎焊接头的过程中曾经讨论过这一现象。毛细现象可以使液体渗入到很细的开口中去。

在达到驻留时间后，需要将多余的渗透剂从被检工件表面彻底、仔细地清理掉。

必须小心、仔细地对被检工件表面进行足够的清理以防止出现过多的渗透剂背景色或无关显示，从而避免漏掉或屏蔽真正的缺陷显示。

然而，过度的清理也是不足取的，因为它会把进入较浅不连续的渗透剂洗掉。

在去除掉多余的渗透剂后，需要在被检工件表面施加上显像剂。

显像剂可以是干粉、也可以是悬浮于挥发性溶液中的颗粒物，挥发性溶液可以很快地蒸发并把颗粒留在被检工件的表面。

重要的是施加显像剂要薄、要均匀。

事实上，为了避免显像剂的堆积的一种好办法是将显像剂分几次施加到被检工件的表面并保证每层的厚度都很薄，且每层显像剂的施加都要有几分钟的时间间隔。过厚的显像剂层会将非常小的显示屏蔽掉。

渗透探伤的灵敏度取决于显像剂颗粒的大小以及被检工件上显像剂的厚度。

较大的颗粒尺寸和过厚的显像剂厚度将会降低渗透探伤的灵敏度。

像海绵吸水一样，显像剂把存在于所有表面不连续内的渗透剂吸出并形成有对比度的显示。

这种“析出”效果能将微小的不连续放大以形成便于观察的显示。

此时就可以对不连续显示进行评估以确定其是否有害。

当采用可见的染色渗透剂时，对不连续的评估可在日（白）光下进行，而使用荧光渗透剂时则需要在黑暗的环境中使用紫外光（黑光）来对不连续进行评估。

渗透检测方法的优缺

首先，渗透剂的使用不只局限于金属性被检物。

使用这种探伤方法可以对所有的非孔状材料进行表面不连续探伤。渗透探伤也特别适合于对使用不同金属材料的焊缝或钎焊接头进行评估，而这对其他探伤方法来讲则是一个问题。

这种方法还可以用于非磁性金属，而其他方法则不行。

其次，这种探伤的工艺非常简便，特别是溶剂清洗型渗透探伤。

对这种探伤方法而言，实际上可以把小罐装的渗透剂、显像剂、清洗剂方便地带到任何探伤现场。

根据所采用的渗透剂系统型式，探伤所需设备的变化也非常地少。和别的探伤方法相比，渗透探伤的使用者不必花费过多的设备费用。

在渗透探伤的局限性中最为突出的是它不能用来检测表面下的不连续。

此外，和磁粉探伤相比，渗透探伤相对而言比较费时也比较麻烦。

由于工件的表面条件对探伤结果的影响比较明显，对某些应用场合而言所需要的表面清理工作量会非常地大。

还需要在探伤后对被检工件表面进行清理处理。在对粗糙、不规则的表面进行探伤时，无关的显示会使渗透结果的评估变得相对比较困难。

相对于其它探伤方法而言，渗透探伤所需的设备比较简单，它可以由渗透剂、清洗剂、没有棉絮的抹布，显影剂，以及（如果有要求时）乳化液组成。

可见光的染色渗透探伤需要好的白光源，而荧光类渗透剂则需要好的紫外线光源。

此外，荧光探伤法还要求有一个暗室以便于监控清理和对探伤结果进行评估解释。

事实证明，在对非常细小的不连续进行评估时，使用放大镜会显得非常有用。

一旦发现有（缺陷）显示，则可以利用照片或草图的方法将其永久性地记录下来。利用一种透明的胶带，还可以将这种显示从探伤工件的表面取下来加到探伤报告中去。

当使用渗透探伤方法时，在开始焊接以前，必须将包括多余的渗透剂、清洗剂以及显像剂的所有探伤材料从工件表面取掉。

因为在含有这类物质的工件表面不仅会影响焊接质量，而且会产生有毒甚至是危险的烟气而导致严重的安全隐患。