渗透检测讲义.docx
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渗透检测讲义
第一讲绪论（2学时）
【教学目标】
1.掌握渗透检测的定义、原理及作用；
2.了解渗透检测的发展史；
3.掌握渗透检测的分类及基本操作步骤；
4.掌握渗透检测的优点与局限性；
5.掌握渗透检测与其他检测方法的不同。
【教学重点、难点】
1.重点：
（1）渗透检测的原理；
（2）渗透检测的分类；
（3）渗透检测的基本操作；
（4）渗透检测的有点与局限性；
（5）渗透检测与其他方法的不同。
2.难点：
（1）渗透检测的原理；
（2）渗透检测的操作步骤。
【教学方法、手段】
1方法：
讲授法；
2.手段：
板书。
【教学内容】
绪论
0.1渗透检测简介
0.1.1渗透检测的定义、原理和作用
1.定义
渗透检测：
以毛细作用原理为基础用以检查表面开口缺陷的无损检测方法。
是五种常规无损检测方法（射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测）中的一种。
2.原理
图0-1渗透检测操作的基本步骤
（1）渗透：
在工件表面施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后，在毛细作用下，经过一定时间，渗透液可以渗入表面开口缺陷中；
（2）去除：
清除工件表面多余的渗透液；
（3）显像：
经干燥后，在工件表面施涂吸附介质——显像剂；同在在毛细作用下，显像剂将吸引缺陷中的渗透液，即渗透液回渗到显像剂中；
（4）检查：
在一定的光源下（黑光或白光），缺陷处的渗透液痕迹被显示（黄绿色荧光或鲜红色），从而探测出缺陷的形貌和分布状态。
3.作用
以不破坏被检测对象的使用性能为前提，运用物理、化学、材料科学与工程学理论为基础，对各种工程材料、零部件和产品进行有效的检验，借以评价它们的完整性、连续性及安全可靠性。
同时，渗透检测也是制造中实现质量控制、节约原材料、改进工艺、提高劳动生产率的重要手段，是设备维护中不可或缺的手段。
0.1.2渗透检测的历史
1.19世纪初
（1）金属加工者发现，淬火液或清洗液从肉眼看不清的裂纹中渗出；
（2）利用铁锈检查裂纹。
户外存放的钢板，如果钢板表面有裂纹，谁渗入了裂纹，形成铁锈，裂纹上的铁锈比其他地方要多。
因此根据铁锈的位置，可以确定钢板上裂纹的位置。
2.19世纪末
“油—白法”，是公认的最早应用的一种渗透检测方法。
将重油稀释在煤油中，得到一种混合体作为渗透液；把工件浸入渗透液中，一定时间后，用浸有没有的布把工件表面擦干净，再涂上一种白粉加酒精的悬浮液，待酒精挥发后，如果工件白面有开口缺陷，则在工件表面均匀的白色背景上出现显示缺陷的深黑色痕迹。
3.1930年以前
渗透检测发展缓慢。
4.1930年以后~二战期间
航空工业的发展，非铁磁性材料（铝合金、镁合金、钛合金）大量使用，促进了渗透检测的发展。
5.20世纪30年代~40年代
美国斯威策等人对渗透液进行了大量的研究：
（1）着色染料→渗透液→↑显像清晰；
（2）荧光染料→渗透液→显像粉现象→↑检测灵敏度。
6.20世纪50开始
（1）国外：
美国相继制定了多种渗透检测工艺规范和材料规范。
（2）国内：
发展还相对落后。
荧光亮度较低、稳定性不够和清洗性能较差等。
7.20世纪60年代~70年代
渗透检测有发展到一个高峰：
国外：
（1）↑检测速度、检测一致性，↓检测误差率→渗透检测渗透检测自动检测系统；
（2）↑探测疲劳裂纹、热裂纹的灵敏度和可靠性→闪烁荧光渗透法；
（3）↓环境污染→水基渗透液、水洗法渗透检测技术和闭路检测技术；
（4）更好适合于镍基合金、钛基合金和奥氏体不锈钢的渗透检测→严格控制硫、氟、氯等杂质元素含量的新型渗透液。
国内：
（达到国外同类产品水平）
（1）自乳化型荧光渗透液；
（2）后乳化型荧光渗透液；
（3）低毒性着色渗透液。
0.2渗透检测方法的分类
0.2.1根据渗透液所含染料的成分分类
1.荧光法（Ⅰ）
渗透液中含有荧光物质，缺陷图像在紫外线下能激发荧光。
2.着色法（Ⅱ）
渗透液中含有有色染料，缺陷图像在白光或日光下显色。
3.荧光着色法（Ⅲ）
兼有荧光和着色两种方法的特点，缺陷图像在白光或日光下能显色，在紫外线下又能激发出荧光。
0.2.2根据渗透液去除方法分类
1.水洗型（A）
渗透液中含有乳化剂，工件表面多余的渗透液可直接用水清洗掉。
2.后乳化型（B/D）
渗透液中不含乳化剂，不能直接用水清洗掉工件表面多余的渗透液，必须增加一道乳化工序，即工件表面多余的渗透液要用乳化剂“乳化”之后方能用水清洗掉。
（1）亲油型后乳化渗透检测（B）：
见图0-2；
（2）亲水型后乳化渗透检测（D）：
在乳化前增加与水洗环节。
3.溶剂去除型（C）
渗透液中不含乳化剂，工件表面多余的渗透液用有机溶剂清洗。
0.2.3根据显像剂类型分类
1.干式显像法（a）
以白色微粒细粉末作为显像剂，施涂在清洗并干燥的工件表面上。
2.湿式显像法
将显像粉末溶解于水中，也可将显像粉末悬浮于水中or溶剂中。
（1）水溶性显像剂（b）
（2）水悬浮显像剂（c）
（3）非水悬浮显像剂（d）：
又称溶剂悬浮显像剂or速干式显像剂。
3.特殊显像法
如塑料薄膜显像法
4.自显像法
0.2.4渗透检测操作的基本步骤
渗透检测一般应在冷热加工之后，表面处理之前以及工件制成之后进行。
水洗型后乳化型溶剂去除型
非水基湿式显像
干燥
干粉显像
后清洗
观察检查
干燥
干粉显像
乳化
水洗
溶剂去除
渗透
预清洗
预清洗
预清洗
渗透
渗透
水基湿式显像
图0-2渗透检测的操作步骤
0.3渗透检测的优点和局限性
0.3.1渗透检测的优点
1.可以检查金属（钢、耐热合金、铝合金、镁合金、钛合金）和非金属（陶瓷、塑料）工件的表面开口缺陷。
如：
裂纹、疏松、气孔、夹杂、冷隔、折叠、氧化斑等。
2.不受被检工件化学成分的限制。
可以检测磁性材料，也可以检测非磁性材料；
也可以检测黑色金属，也可以检测有色金属，还可以检测非金属。
3.不限被检工件结构限制。
可以检测焊接件or铸件，也可以检测压延件和锻件，还可以检测机械加工件。
4.不受缺陷形状、尺寸和方向限制。
只需一次检测即可查出表面的所有开口缺陷。
0.3.2渗透检测的局限性
1.只能检出表面开口缺陷；
2.无法检出被堵塞、机械处理（喷砂等）、和开口被封闭的缺陷；
3.不适于检测多孔、疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件。
4难以对缺陷做出定量评价。
0.4渗透检测与其他方法的比较
表0-1渗透检测与磁粉检测、涡流检测的比较
方法原理
缺陷漏磁场吸附磁粉
毛细渗透作用
电磁感应作用
能检测的缺陷
表面及近表面缺陷
表面开口缺陷
表面及近表面缺陷
磁粉检测（MT）
渗透检测（PT）
涡流检测（ET）
方法原理
缺陷漏磁场吸附磁粉
毛细渗透作用
电磁感应作用
能检测的缺陷
表面及近表面缺陷
表面开口缺陷
表面及近表面缺陷
缺陷表现形式
磁粉附着在缺陷附近形成磁痕
渗透液渗出形成缺陷显示
检测线圈电压和相位发生变化
显示材料
磁粉
渗透液和显像剂
记录仪、电压表和示波器
适用材质
铁磁性材料
非松孔性材料
导电材料
主要检测对象
锻钢件、铸钢件、压延件、焊缝、管材、棒材、机加工件及使用中的钢件
任何非多孔性材料制成的零部件及组合件，以及使用过的上述零部件
管材、线材、棒材及零件可检查缺陷，材料分选及厚度测量等
主要检测缺陷
裂纹、发纹、白点、折叠、夹杂物、冷隔等
裂纹、疏松、针孔
裂纹、材质变化、厚度变化
缺陷显示
直观
直观
不直观
检测速度
快
较慢
最快
应用
探伤
探伤
探伤、材质分选、测厚
污染
轻
较重
最轻
灵敏度
高
高
较低
【单元小结】
1.渗透检测原理；
2.渗透检测分类及操作步骤；
3.渗透检测优缺点；
4.渗透检测与磁粉检测、涡流检测的不同。
【课后作业】
1.P4-1，P5-2、3；
2.用框图分别表示出水洗型、后乳化型、溶剂去除型渗透检测方法的操作步骤。
【参考资料】
1.《磁粉检测》主编：
宋地哲，2007，中国劳动社会保障出版社。
第二讲第一章渗透检测的物理基础（2学时）
【教学目标】
1.；
2.；
3.；
4.；
5.。
【教学重点、难点】
1.重点：
（1）；
（2）；
（3）；
（4）；
（5）。
2.难点：
（1）；
（2）。
【教学方法、手段】
1方法：
讲授法；
2.手段：
板书。
【教学内容】
【单元小结】
1.；
2.；
3.；
4.。
【课后作业】
1.；
2.。
【参考资料】
1.《磁粉检测》主编：
宋地哲，2007，中国劳动社会保障出版社。
第三讲第一章渗透检测的物理基础（2学时）
【教学目标】
1.；
2.；
3.；
4.；
5.。
【教学重点、难点】
1.重点：
（1）；
（2）；
（3）；
（4）；
（5）。
2.难点：
（1）；
（2）。
【教学方法、手段】
1方法：
讲授法；
2.手段：
板书。
【教学内容】
【单元小结】
1.；
2.；
3.；
4.。
【课后作业】
1.；
2.。
【参考资料】
1.《磁粉检测》主编：
宋地哲，2007，中国劳动社会保障出版社。
第四讲第一章渗透检测的物理基础（2学时）
【教学目标】
1.；
2.；
3.；
4.；
5.。
【教学重点、难点】
1.重点：
（1）；
（2）；
（3）；
（4）；
（5）。
2.难点：
（1）；
（2）。
【教学方法、手段】
1方法：
讲授法；
2.手段：
板书。
【教学内容】
【单元小结】
1.；
2.；
3.；
4.。
【课后作业】
1.；
2.。
【参考资料】
1.《磁粉检测》主编：
宋地哲，2007，中国劳动社会保障出版社。
第五讲第一章渗透检测的物理基础（2学时）
【教学目标】
1.；
2.；
3.；
4.；
5.。
【教学重点、难点】
1.重点：
（1）；
（2）；
（3）；
（4）；
（5）。
2.难点：
（1）；
（2）。
【教学方法、手段】
1方法：
讲授法；
2.手段：
板书。
【教学内容】
【单元小结】
1.；
2.；
3.；
4.。
【课后作业】
1.；
2.。
【参考资料】
1.《磁粉检测》主编：
宋地哲，2007，中国劳动社会保障出版社。
第六讲第一章渗透检测的物理基础（2学时）
【教学目标】
1.；
2.；
3.；
4.；
5.。
【教学重点、难点】
1.重点：
（1）；
（2）；
（3）；
（4）；
（5）。
2.难点：
（1）；
（2）。
【教学方法、手段】
1方法：
讲授法；
2.手段：
板书。
【教学内容】
【单元小结】
1.；
2.；
3.；
4.。
【课后作业】
1.；
2.。
【参考资料】
1.《磁粉检测》主编：
宋地哲，2007，中国劳动社会保障出版社。
第七讲第一章渗透检测的物理基础（2学时）
【教学目标】
1.；
2.；
3.；
4.；
5.。
【教学重点、难点】
1.重点：
（1）；
（2）；
（3）；
（4）；
（5）。
2.难点：
（1）；
（2）。
【教学方法、手段】
1方法：
讲授法；
2.手段：
板书。
【教学内容】
【单元小结】
1.；
2.；
3.；
4.。
【课后作业】
1.；
2.。
【参考资料】
1.《磁粉检测》主编：
宋地哲，2007，中国劳动社会保障出版社。
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