渗透探伤(PT)操作工艺详解:清洗剂、渗透剂、显像剂的使用与优势

   日期:2025-03-26     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:210    
核心提示:它适用于导电材料,包括铁磁性和非铁磁性金属材料构件的缺陷检测。但涡流探伤仅适用于导电材料,只能检测表面或近表面层的缺陷,不便使用于形状复杂的构件。利用超声波对晶粒大小的敏感性,也可以用于无损检测热处理对金属组织的效果。这就要利用横波来探测焊接热应力产生的裂纹,检查焊接质量。

1. 渗透探伤(PT)

渗透探伤也叫着色探伤,主要是用来探测开口型的疲劳裂纹的。它利用一组药剂,其中包括清洗剂、渗透剂、显像剂。渗透探伤的优势在于操作简便且相对成本低。清洗剂是无色透明的,属于一种溶剂。就像图中黄色喷罐所展示的那样,它用于清洗被探伤表面的油污等,通常用量比较大。渗透剂是红色喷罐,它是一种红色药剂,具有强烈的刺激性,以及渗透和吸附能力,并且能溶于清洗剂,消耗量相对较少。显像剂为蓝色或绿色的喷罐,它是一种白色药剂,用于显现被渗透剂侵入的裂缝。

渗透探伤三种药剂

渗透探伤的操作工艺:

清洗探伤的表面。若油污较重,可先使用清洗油清洗表面,接着用清洗剂喷洗表面。对于怀疑有裂纹的地方,应仔细喷洗,以去除封在裂纹开口处的油污,让渗透剂能够渗入。稍干之后,进行下一步操作。

用渗透剂对欲探伤的表面进行喷洒,需做到均匀且无漏喷。喷洒工作完成之后,要间歇 15 分钟,以便渗透剂能够渗入。在喷洒渗透剂之前,应当将其摇匀,以防出现沉淀。

待渗透剂完成渗入后,用棉纱、破布等将表面的渗透剂擦净。若有必要,可把清洗剂喷在棉纱、破布上,以擦净残余的渗透剂。为避免清洗剂将渗入裂纹内的渗透剂洗出,严禁用清洗剂直接喷洗,只能进行擦洗,且擦洗时棉纱、破布上的清洗剂不能过多。

将喷罐中的显像剂进行摇动,让沉淀的白色药剂变得均匀,以此来防止喷孔被堵塞。接着,要将显像剂以均匀且薄薄的雾状喷在探伤表面钢结构健康检测频率,注意不能让其出现流动的情况,这样能防止冲乱显示出的红色裂纹线,避免对判读造成干扰。

渗透检测过程

裂纹的判读:

白色显像剂干后,对表面进行观察。若存在裂纹,渗透剂会渗入裂纹中,且被白色显像剂所吸引,从而在表面呈现出裂纹的迹象。裂纹的走向与长度可由红线的走向与长度来体现。具有丰富经验的观察人员能够通过观察红线的颜色与宽度来推测裂纹的深度。

2. 磁粉探伤(MT)

磁粉探伤是对开口型裂纹和浅层夹杂等缺陷有效的探伤技术。

磁粉探伤装置

磁粉探伤的原理,如图所示:

大电流通过绕在磁轭上的线圈,从而产生磁场。两个磁钳是分开的,它们与铁磁性材料接触,而这些铁磁性材料是被探伤的钢铁类机械零件。这两个分开的磁钳与被探伤的钢铁类机械零件共同组成了磁力回线的一部分。如果铁磁性材料在磁力回线的这部分区域内存在裂纹等会阻碍磁力线的情况,也就是存在大磁阻,那么在阻碍区域就会出现漏磁现象。若有低粘度介质(一般为煤油)裹挟着铁磁性粉末流经漏磁线,那么铁磁性粉末会被吸附到漏磁线上,从而形成一条黑线。此黑线能显示出裂纹的部位、走向以及长度。磁粉探伤的优势在于它不会受到材料表面粗糙程度的影响,并且常被用于对焊缝进行探伤。

磁粉探伤原理

磁粉探伤能够检出铁磁性材料里的裂纹等缺陷,也能检出发纹等缺陷,还能检出白点等缺陷,以及折叠等缺陷和夹杂物等缺陷。它具有很高的检测灵敏度,并且可以直观地显示出缺陷的位置,还能显示出缺陷的形状,也能显示出缺陷的大小,同时能显示出缺陷的严重程度。检查缺陷的重复性很好。在管材探伤中得到了广泛应用,在棒材探伤中得到了广泛应用,在型材探伤中得到了广泛应用,在焊接件探伤中得到了广泛应用,在机加工件探伤中得到了广泛应用,在锻件探伤中得到了广泛应用。尤其是在压力容器的定检中发挥着独特的作用。JB4730-94《压力容器无损检测》标准规定,在铁磁性材料的表面方面,应当将磁粉探伤作为优先选用的方法。

磁粉探伤的操作如下:市售的磁粉膏需用煤油进行稀释调和。探伤时,通过手压式喷壶将其喷到磁钳中间的区域,让磁粉在该区域流动。同时,按下磁钳上部的开关,以此来接通电源。若存在裂纹,磁粉就会聚集在裂纹处。磁粉探伤的不足之处在于,它仅仅能够探测表面开口型裂纹以及浅层的裂纹。

3. 涡流探伤(ET)

涡流探伤是一种无损探伤技术。它利用电磁感应原理,通过交流电磁线圈在金属件表面感应产生涡流。这种技术适用于导电材料,像铁磁性和非铁磁性金属材料构件等。它可用于缺陷检测。因为在检测时,涡流探伤不要求线圈与构件紧密接触,也不用在线圈与构件间充满耦合剂,所以容易实现检验自动化。涡流探伤仅适用于导电材料。它只能检测表面或近表面层的缺陷。它不便用于形状复杂的构件。在火力发电厂中,它主要应用于检测凝汽器管、汽轮机叶片、汽轮机转子中心孔和焊缝等。

导体接近通有交流电的线圈,线圈会建立交变磁场,该交变磁场能通过导体并与之发生电磁感应作用,从而在导体内建立起涡流。导体中的涡流会产生自身的磁场,涡流磁场的作用使得原磁场的强弱发生改变,最终导致线圈电压和阻抗发生改变。导体表面或近表面出现缺陷时,会对涡流的强度和分布产生影响。涡流发生变化,进而引起检测线圈电压和阻抗的变化。依据这一变化,能够间接地得知导体内存在缺陷。

当交流电通入线圈时,若电压及频率保持不变,那么通过线圈的电流也会保持不变。倘若在线圈中放入一个金属管,此时管子表面会感生出周向电流,也就是涡流。涡流所产生的磁场方向与外加电流的磁化方向是相反的。正因如此,涡流会抵消一部分外加电流,进而使得线圈的阻抗、通过电流的大小以及相位都发生变化。管的直径发生变化时会影响线圈的阻抗,管的厚度发生变化时会影响线圈的阻抗,管的电导率发生变化时会影响线圈的阻抗,管的磁导率发生变化时会影响线圈的阻抗,当管存在缺陷时也会影响线圈的阻抗。如果保持其他因素不变,仅仅取出由缺陷引起的阻抗信号,然后通过仪器进行放大并予以检测,就能够达到探伤的目的。涡流信号不但可以给出缺陷的大小,并且因为在涡流探伤时能够根据表面下的涡流滞后于表面涡流一定的相位,采用相位分析就能够判断出缺陷的位置。

4. 射线探伤(RT)

射线探伤与去医院拍片较为相似。它是五大常规无损检测方法之一,在工业领域有着极为广泛的应用。它既能用于金属的检查,也能用于非金属的检查。对于金属内部可能出现的诸如气孔、针孔、夹杂、疏松、裂纹、偏析、未焊透和熔合不足等缺陷,都可以通过射线进行检查。桥梁钢结构属于应用的行业。

射线探伤的基本原理如下:

当射线束强度均匀地透照射物体时,若物体局部区域存在缺陷或者结构存在差异,那么它会改变物体对射线的衰减。因为此原因,不同部位的透射射线强度会不同。这样一来,使用一定的检测器(比如在射线照相中采用胶片)来检测透射射线的强度,就能够判断物体内部的缺陷以及物质的分布等情况。

射线探伤常用的方法包含 X 射线探伤、γ射线探伤、高能射线探伤以及中子射线探伤。在常用的工业射线探伤领域中钢结构健康检测频率,通常会运用 X 射线探伤和γ射线探伤。

射线会对人体产生辐射生物效应,进而危害人体健康。在进行探伤作业时,应当遵守相关的安全操作规程,并且要采取必要的防护措施。

X 射线探伤装置的工作电压非常高,能达到数万伏,甚至能达到数十万伏。在进行作业的时候,一定要注意到高压所带来的危险。

某钢铁公司曾从德国奥钢联购入 12 根大型轧辊,这些轧辊价值不菲。到货之后,通过射线探伤技术进行检查,结果发现其中 10 根轧辊存在内部缺陷。接着,把所获得的像片寄给了德国方面,并提出了索赔要求。德国方面看到这些像片后,立刻重新发送了 10 根新的轧辊。这件事情向我们表明,射线探伤的像片具有很高的证据力。

5. 超声波探伤(UT)

超声波探伤类似去医院做超声检查。它利用超声能透入金属材料深处,从一截面进入另一截面时在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷。当超声波束自零件表面经探头通至金属内部,遇到缺陷与零件底面时会分别发生反射波,这些反射波会在荧光屏上形成脉冲波形,通过这些脉冲波形可判断缺陷位置和大小。

超声波探伤包含纵波和横波这两种。纵波可用来探测深部的裂纹,并且一般情况下其探测深度能够达到数米。横波是沿着材料的表面进行传播的,它用于探测那些探头放置不到的区域,像角焊的焊缝等。

下面用纵波探伤为例,说明超声波探伤的原理:

超声波直探头与被测金属材料的表面呈垂直状态。在探头和被测面之间存在耦合剂,这种耦合剂通常是经过调配的化学浆糊或者高粘度的润滑油。探头内的压电晶体在电压作用下会发出超声波,此超声波通过耦合剂传至金属表面,同时会反射出第一道回波即表面反射波。超声波能穿透金属表面,遇到金属内部的裂纹等缺陷时,会有一部分反射形成缺陷反射波,另一部分则会穿透缺陷,直至到达金属材料底部。由于空气的声阻抗远大于金属材料,所以会发生反射形成底部反射波。如图下图,以上所述在显示屏上表现出来。

缺陷反射波处于表面反射波和底部反射波之间的位置时,能体现出缺陷所在的深度。探头在探测面进行滑动,只要有缺陷反射波出现的区域,就是裂纹所包含的区域。

没有缺陷的区域,只有表面反射波和底部反射波。

纵波探伤示意图

超声波探伤具有可以探测金属材料内部缺陷及范围的优势,同时也存在局限于声阻低的金属材料这一情况。还要注意的是,粗晶粒的材料不利于超声波探测,尤其是灰口铸铁,其片状石墨会对超声波造成很大干扰,所以超声波探伤不能用于铸铁的铸件。

利用超声波对晶粒大小敏感这一特性,能够用于无损检测热处理对金属组织所产生的效果。

探头与被测金属之间不许有空气,因为空气对超声波的阻抗很大,几乎不能穿透。而使用耦合剂的原因就在于此,耦合剂会填充在探头与金属之间,驱离空气。所以,超声波探伤对探测表面有一定的光洁度要求。

有些表面无法符合超声波探伤对表面的要求,比如像下图所示的角焊接的焊缝。此时就需借助横波来探测因焊接热应力而产生的裂纹,以检查焊接质量。需注意,在焊接部位,金属是熔为一体的,不存在图中的那些界线。横波探头应用最多的地方是焊接的高压化工球罐以及桥梁钢架等部位。

横波探伤示意图

 
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