温海军 姚荣茂 陈炳耀

摘 要：谈起着色探伤剂，从事机械制造行业的人接触比较多，它就是一种表面检测，一种无损的检测方法，为什么加个“探”字，就是我们探测过程中用肉眼是很难辨认出金属表面上的裂纹以及表面是否超成损伤，举个例子，不锈钢表面如果有气孔、分层、疏松、裂纹、焊接不良等缺陷常用到这种检测方法，这种检测方法也叫PT检测。因此着色探伤剂适用于检查一些致密性金属材料与非金属性材料（包含玻璃、陶瓷、氟塑料）一些表面开口性的缺陷。

关键词：金属表面；无损检测；渗漏透；非金属

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.028

1 着色探伤剂的基本原理

在金属表面或者非金属表面涂上着色剂，着色剂慢慢渗入受损部位。通过放置一段时间后再对着色部位进行冲洗干净，然后在清洗的部位再涂上显影剂，这样就可以看出损伤的位置有着色剂渗入里面且非常清晰。

主要原理是通过毛细现象慢慢地渗入缺陷中，然后通过清晰剂把表面渗透液清除，清除不掉就是渗透液的残留，最后利用显像剂来吸附出缺陷中的残留，利用渗透液来检验缺陷的最终目的，以下是探伤剂的操作步骤：

2 渗透探伤的分类

2.1 染料的分类

根据染料的分类可分为荧光法、荧光着色法，根据去除类型也可以分为三类：水洗型、后乳化型、溶剂去除型。显象种类也分两种：干式显象剂、湿式显象剂；湿式显象剂又分为好几处种：水溶式、水悬式、溶剂悬浮式、塑料薄膜式。

2.2 各种渗透探伤方法的优缺点

在用着色法进行探伤时环境只要在白光或者日光下进行就可以，也就是说有时可无电源照样可以进行工作，而荧光法则不同需要找到一个比较暗的地方进行操作，或者利用黑光灯，所以必须通过电源的供应。水洗型渗透适用于对表面粗糙程度比较高的零部件，操作简单且成本低，适合批量型零部件的渗透检测。然而水基类的渗透就要防止与带有油类的零部件进行检测，特别是液氧容器。后乳化型适用于表面很光滑、干净、灵敏度高的的零部件，像发动机涡轮片，涡轮盘就此类部件，最高的一种渗透方法就是将乳化型荧光法配合速干式，以上几种渗漏检查方法可以说溶剂去除型着色法用的最广泛，可以利用使用喷罐式进行操作，简单易操作，在大型零部件上做局部检测很普遍。

3 渗透液的性能

3.1 渗透液的物理性能

渗透液主要物理性能指标有：粘度指标、表面张力和接触角、密度、挥发性、闪点和燃点、电导性这些常用指标。这里重点讲一下闪点：当可燃性液体在温度上升到一定阶段时，液面上会挥发了大量的可燃性气体，因可燃性气体与空气接触混合后，如果遇到火焰容易产生爆炸闪光一现象，出现闪光现象的那一刻，液体的最低温度称之为闪点。而燃点，是指液体加热到一定程度与火焰接触后点燃可持续燃烧时的最低温度。注：同一液体，燃点是高于闪点的，这也说明了一点，闪点低时燃点也低，着火的危险很高。

3.2 渗透液的化学性能

3.2.1 化学惰性

要检查金属表面，当然渗透液对被检部件是不可以有腐蚀的，呈化学惰性最好。注：特别要注意的是水洗型渗透液会对铝镁合金产生化学反应，因为此类渗透液含有乳化剂，他的酸值呈若碱性。在高温下，渗透液中的硫、钠等元素会与镍基合金零部件产生热腐蚀反应，另外渗透液中的卤元素也会与钛合金及奥氏体不锈钢起化学反应，当在应力的作用产生应力腐蚀裂纹。

3.2.2 渗透液的含水量和容水量

渗透液的含水量是有一定的要求的，当渗透液中含水量如果超过一定的极限，渗透液就会出现分离现象，也会出现混浊、凝胶、灵敏度下降等现象，此种极限现象又称之为渗透液的容水量。所以渗透液的含水可以说越小越好，如渗透液的水量指标很高，它的抗水污能力就越强。

3.3 渗透液的综合性能

渗透液具备渗透力强，能够很快渗入零部件表面的缺陷中，由于荧光液有特有的荧光效果，使他具备鲜艳的色泽。清洗性也要好，使得零部件表面清洗容易，潤湿显象剂性能也要好，可以很自然地用肉眼看出缺陷中被吸到表面，使缺陷更明显突显出来。当然了，渗透液是不可以有腐蚀的，所以渗透液是无腐蚀的，不会造成零部件以及设备的腐蚀性。在稳定方面，由于在外界光与热的作用，仍然可以保持材料本身的成份与荧光亮度，色泽保持也是持久性，最好毒性小或者没有毒。其它性能方面的要求，检查钛合金和奥氏这样的不锈钢材料，渗透液低氟低氯，检查镍合金材料，必须渗透液低于硫，检查与氧、液氧接触这样的工件时，氧不可以与渗透液起发现反应。

综合上述的物理指标与化学指标，不同的的渗透液，他所具有的性能指标是不一样的，发挥出来的效果也是不一样的，各有所长，也不可以用某一项指标来评判它的渗透液的优劣情况。

4 渗透探伤中的毛细现象

4.1 渗透与毛细作用

渗透液在渗透过程对受检表面开口缺陷的渗透是什么起作用呢？其实是液体的毛细起作用。举个例子，零部件点状缺陷，渗透液好比就像毛细管内的毛细作用，再例如表面条状（裂纹）的渗透就好比渗透液在间距很小的两平行板间的毛细作用。

4.2 显象与毛细作用

毛细的另一个用就是显象，渗透液从缺陷中回渗到显象剂中形成缺陷显示，这种显象过程就是毛细起的作用。显象有两大基本功能，第一处回渗到部件表面，第二种就是模向扩展，放大缺陷显示。

5 吸附现象

5.1 吸附现象

吸附现象的表现在于各种界面上，液体与固体之的接触，气本与固体，这些吸附到表面的成份聚集就是吸附，能起到吸附作用我们称之为吸附剂，就如果我们探伤剂里的显象剂粉末、活性碳、硅胶等，部件表面吸呼出来的液体或者气体我们也称之为吸附质，拿显象过程中，显象剂粉末起吸附作用就是吸附剂，吸附回渗的渗透液就是吸附质。怎样来衡量吸附能力呢？从看吸附量来判定，通俗地讲就是单位表面积上所吸附的质量。由此可知，吸附量数值越大，吸附剂吸附能力就会越强，反之就越差。

6 渗透探伤中的吸附现象

刚才讲了显象剂粉末是吸附剂，回渗出来的渗透液是吸附质，然而显象剂粉末如果越细，比表面越大，吸附量就会越多，这时缺陷就会越清晰，吸附属于放热现象，显象剂在常温下容易挥发出溶剂，溶剂在显象表面挥发，吸收大量的热量，加快了显象剂粉末对回渗中的渗透液的吸附，吸附现象就随之加快，从而提高了显象灵敏度。

自乳化渗透法与后乳化渗透法后，人们现在把表面活性剂当作乳化剂使用，吸附在渗透液水界面，降低了界面张力，有利于零件表面的多余的渗透液可以顺利地乳化清洗掉，要称为表面活性剂的“两亲”性质。

7 渗透检测方法的选用

选择渗透探方法，首先要对被检部件进行了解，缺陷是属于哪一种类型、灵敏度的要求，另外还要被测检测部件是批量还是小量，需要在什么样的环境下进行。比如：细小，宽而浅的裂纹、表面光洁的部件可选乳化型荧光或着色法这两种。乳化型荧光与溶剂除型荧光法可用在疲劳裂纹、磨削裂纹、微小裂纹这些检测上，通常小零件用水洗型荧光法，大零件局部可以用着色法或者溶剂去除型荧光。如在检验场所没有电源可采用着色法。

8 结论

根据以上介绍，相信大家对着色探伤剂有了一个初步的了解，他的原理也是非常简单，整个探伤过程也不复杂，它的施工工艺从原理上也可大致分为六大基本步聚：表面的准备与清洗、其二是渗透、再去除、干燥一段时间后、显象、最后就观察检验，具体每一阶段的施工工艺在这里就不做详细介绍，这里只做初步的讲解，希望对大家在对着色探伤剂的进一步研究起到帮助。

参考文献：

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[3]周善德.着色探伤剂质量对被检工件的影响[J].无损检测，1990（11）.

[4]王勇.浅谈影响着色渗透探伤效果的三种因素[J].无损探伤，1995（03）：45+47.

作者简价：温海军（1981-），男，江西赣州人，品质经理，研究方向：化工、品质管理。