【正文】 滲透檢測1 滲透檢測基礎(chǔ)知識(shí) 滲透探傷定義Perant Testing 簡稱 PT (Perate) 滲透探傷是以毛細(xì)管作用原理為基礎(chǔ)的檢查表面開口缺陷的一種常規(guī)的無損檢測方法。 滲透探傷的工作原理和操作步驟工作原理 ： 零件表面被施加含有熒光染料或著色染料的滲透液后，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過一定時(shí)間的滲透，滲透液可以滲進(jìn)表面開口缺陷中；經(jīng)去除零件表面多余的滲透液和干燥后；再在零件表面施加顯象劑；同樣，在毛細(xì)管作用下，顯象劑將吸引缺陷中的滲透液，即滲透液回滲到顯象劑中；在一定的光源下（黑光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被顯示（黃綠色熒光或紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。操作步驟 見圖 11 滲透檢測可以檢查金屬、非金屬零件或材料的表面開口缺陷，例如裂紋、疏松、氣孔、夾渣、冷隔、折疊等。 滲透探傷不受零件化學(xué)成分限制，不受零件結(jié)構(gòu)限制，也不受缺陷形狀限制。可以檢查磁性材料，也可以檢查非磁性材料；可以檢查黑色金屬，有色金屬，也可以檢查非金屬；可以檢查焊接件，鑄件，鍛件和機(jī)加工件；只需要一次探傷，即可把零件表面各個(gè)方向及形狀的缺陷全部檢查出來。 但是，滲透探傷不適用于檢查表面是吸收性的零件或材料，例如粉末冶金零件。 滲透檢測的重復(fù)性差，污染較嚴(yán)重。 滲透探傷的分類1 根據(jù)染料分類： 熒光法、著色法和熒光著色法2 根據(jù)去除方式分類： 水洗型、后乳化型和溶劑去除型3 根據(jù)顯象方式分類： 干式、濕式、速干式、自顯象（一般分類）顯象劑的種類： 干式顯象劑、濕式顯象劑濕式顯象劑包括：水溶式，水懸浮式，溶劑懸浮式（速干式）， 塑料薄膜式（干粉懸浮于樹脂清漆中）4 各種滲透探傷方法的優(yōu)缺點(diǎn) 著色法只需在白光或日光下進(jìn)行，在沒有電源的場合下也能工作，熒光法需要配備黑光燈和暗室，無法在沒電的場合下工作。 水洗型滲透適于檢查表面較粗糙的零件（鑄造件、螺拴、齒輪、鍵槽等），操作簡便，成本較低，特別適合批量零件的滲透檢測。而對(duì)于水基滲透液可以檢查不能接觸油類的特殊零件（液氧容器） 后乳化型滲透適于表面光潔，靈敏度要求高的零件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪片，渦輪盤等，特別是后乳化型熒光法配合速干式顯象被認(rèn)為是靈敏度最高的一種滲透方法。 溶劑去除型著色法由于可以使用在沒有水和電的場合，因而應(yīng)用非常廣泛，特別是噴罐使用，可簡化操作，適用于大型零件的局部檢測（如鍋爐、壓力容器的焊縫檢測等），該法成本較高，不適于大批量零件的滲透檢測。 滲透探傷與磁粉探傷和渦流探傷的比較 表 12 2 滲透探傷的物理化學(xué)基礎(chǔ) 液體分子間作用力 表面張力 彎曲液面附加壓強(qiáng) 毛細(xì)管現(xiàn)象 分子論 分子運(yùn)動(dòng)論 宏觀物體由大量分子組成、分子在永不停息地運(yùn)動(dòng)、分子間存在互相作用力 最小能量理論 分子動(dòng)能、分子勢能、物體的內(nèi)能 自然界的三種物質(zhì)形態(tài) 氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài) 不同的物質(zhì)介質(zhì)相接觸，出現(xiàn)界面。一般存在如下幾種界面：液－－氣界面、固－－氣界面、液－－液界面和液－－固界面。人們習(xí)慣于把有氣相參與組成的相界面叫表面，其他的相界面稱界面。因此常稱液－－氣界面為液體表面，固－－氣界面為固體、表面。 在液－－氣表面，把跟氣體接觸的液體薄層稱為表面層。 在液－－固界面，把跟固體接觸的液體薄層稱附著層。 表面層的分子，一方面收到液體內(nèi)部分子的作用，另一方面受到氣體分子的作用。附著層的分子，一方面受到液體內(nèi)部分子的作用，另一方面，受到固體分子的作用。2 .2 表面張力和表面張力系數(shù) 體積一定的幾何形體中，球體的表面積最小。因此，一定量的液體從其它形狀變?yōu)榍蛐螘r(shí)，就伴隨著表面積的減小。另外，液膜也有自動(dòng)收縮的現(xiàn)象。這些都說明液體表面有收縮到最小面積的趨勢。這是液體表面最基本的特性。 根據(jù)力學(xué)知識(shí)，液體能夠從其它形狀變?yōu)榍蛐问怯捎谟辛Φ淖饔谩０堰@種存在于液體表面，使液體表面收縮的力稱為液體的表面張力。表面張力一般用表面張力系數(shù)表示。 表面張力系數(shù) α 為任一單位長度上的收縮表面的力，也常稱為表面張力。它和液體表面相切且垂直于液體邊界。它是液體的基本性質(zhì)之一，以牛頓 /米（ N/m）為單位。 一定成分的液體，在一定的溫度下有一定的表面張力系數(shù) α 值。不同的液體， α 值是 不同的。一般液體的 α 值隨 溫度上升而下降；少數(shù)金屬熔融液體（銅、鎘）的表面張力系數(shù)隨溫度上升而增高。容易揮發(fā)的液體，表面張力系數(shù)更小，含有雜質(zhì)的 α 值也 小。表面張力的產(chǎn)生機(jī)理 液體分子作用間的作用力 液體表面層分子和內(nèi)部分子互相作用示意圖間圖 21。 圖 21 液體表面層和內(nèi)部分子的互相作用分子作用半徑 r ：分子作用力所能達(dá)到的最大距離，圖 21分子作用球：半徑為 r的球形作用范圍。 在圖 21中， MN為液體與氣體的分界面， A、 B及 C為液體中處于不同位置的分子。分子 A處于液體內(nèi)部，分子 B靠近液體表面，分子 C處于液體表面。分子 B距 液體表面 MN的距離小于分子作用半徑 r，分子 C距表面 MN的距離為 0，即分子作用球只有一半部分在液體內(nèi)部，而另一半部分在液體之外。在液體之外，分子作用力就是液面上的氣體分子對(duì)分子 B和 C的作用力，其大小與液體內(nèi)分子作用力相比可以忽略不計(jì)。在液體內(nèi)部，分子 B、 C的分子作用球內(nèi)的分子，對(duì)分子 B、 C的作用力較大，不能忽略。因此，分子 B、 C的合力不為零。合力 R的方向指向液體內(nèi)部。分子距離液面MN距離越小，合力 R就越大。 分子 A處于液體內(nèi)部，在液體中有大量的其它分子處于分子 A的分子作用球內(nèi)，這些分子作用于分子 A上的引力指向各個(gè)不同方向，總體上這些引力是互相抵消的，其合力為零。?所以，在圖 21中， R1R2R3 綜上所述，每一個(gè)到液體表面的距離小于分子作用半徑r的分子，都受到一個(gè)指向液體內(nèi)部的力的作用，而這些分子組成的表面層，即由表面分子及近表面分子組成的液體表面層，都受到垂直于液面而且指向液體內(nèi)部的力的作用。這種作用力就是液體表面層對(duì)整個(gè)液體施加的壓力，其實(shí)質(zhì)是液體分子間的作用力。液體表面越小，受到這種力作用的分子數(shù)目越少，系統(tǒng)的能量相應(yīng)越低，系統(tǒng)就越穩(wěn)定。于是液體表面有自行收縮的趨勢。 另外，處于液體表面的分子，分布比較稀疏，表面分子間存在互相吸引的力，這樣，就使得液體表面能夠?qū)崿F(xiàn)自行收縮。這些就是液體表面張力產(chǎn)生的機(jī)理。因此，液體分子間的互相作用力是表面張力產(chǎn)生的根本原因。表面過剩自由能 表面過剩自由能是單位面積表面分子的自由能與單位面積內(nèi)部分子的自由能的差值。 表面張力系數(shù)是單位液體方面的過剩自由能，常稱為表面過剩自由能，它是將液體表面擴(kuò)大（縮小）單位面積，表面張力所作的功。界面張力與界面能 正如液體的自由表面具有表面張力與表面能一樣，液－－液界面與液－－固界面等兩相之間的界面也有類似的界面張力與界面能。 對(duì)于界面而言，兩相之間的化學(xué)特點(diǎn)越接近，它們之間的界面張力就越小；界面張力值總是小于兩相各自的表面張力之和，這是因?yàn)閮上嘀g總會(huì)有某些吸附力。 同液體的表面張力一樣，界面張力也有使其界面自發(fā)減少的趨勢 潤濕現(xiàn)象1 潤濕（或不潤濕）現(xiàn)象 潤濕作用是一種表面及界面過程。普遍而言，表面上的一種流體被另一種流體所取代的過程就是潤濕。因此，潤濕作用必然涉及三相，而其中至少兩相為流體。一般情況下，潤濕是指固體表面上的氣體被液體取代，有時(shí)是一種液體被另一種液體所取代。潤濕現(xiàn)象是固體表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，固－－液兩相分子間相互作用等微觀特性的宏觀表現(xiàn)。 潤濕液體裝在容器里，靠近容器壁處的液面呈凹面，不潤濕液體裝容器里，零件容器壁處的液面呈凸面，容器的內(nèi)徑越小，這種現(xiàn)象越顯著。見圖 22所示。 因?yàn)樗蛩芤菏翘貏e常見的取代氣體的液體，所以，一般就把能增強(qiáng)水或水溶液取代固體表面空氣的物質(zhì)稱為潤濕劑。2 潤濕方程與接觸角圖 23，將一滴液體滴在固體平面上，可有三種界面，即液－－氣，固－－氣及固－－液界面。與該三種界面一一對(duì)應(yīng)，存在三種界面張力。液－氣界面張力實(shí)際上是液體的表面張力，它力圖使液體表面收縮，用 γ L表示，固－氣界面存在固體與氣體的界面張力，它力圖使液滴表面鋪開，用 γ S表示，固－液界面存在固體與液體的界面張力，它力圖使液滴表面收縮，用 γ SL表示。 接觸角： 液－固界面經(jīng)過液體內(nèi)部到液－氣表面之間的夾角，用 θ 表示。 當(dāng)液滴停留在固體平面上時(shí)，三種界面張力相平衡，它們之間的關(guān)系為： 此式 是潤濕的基本公式，常稱為潤濕方程。 經(jīng)變換，可公式變?yōu)椋? 潤濕的三種