什么是渗透检测?

渗透检测(PT)是一种无损检测(NDT)方法,用于检测表面开口的材料缺陷。该方法基于液体(渗透剂)的毛细作用原理,特别适用于检测工件表面的裂纹、气孔及其他开口型不规则缺陷。

应用领域
渗透检测广泛用于金属加工、汽车制造和航空航天领域与安全有关的部件(如铸件、锻件、焊缝)的检测。在建筑、电厂和设备制造行业,该方法用于钢结构、压力容器、管道及管件的安全性检测。

着色渗透检测(即在日光环境下使用红色染料渗透剂进行检测)通常被业界称为"红白检测"。作为经典的无损材料检测方法,它可在不影响试样本身性能的前提下完成检测。

除PT(渗透检测)外,LPI(液体渗透检测)和FPI(荧光渗透检测)也是国际通用缩写术语。

渗透测试的基本原理和功能

组件_渗透测试
组件_渗透测试

除借助紫外光灯进行荧光渗透检测外,渗透检测也可以在日光下进行。即采用红色染料的着色渗透检测。此时必须使用显像剂,既可实现放大缺陷显示又能确保足够对比度,因此日光条件下的着色渗透检测被业界俗称为"红白检测"。

渗透检测利用液体(渗透剂)的毛细作用与渗吸特性。将专用渗透剂施加于已清洁处理的待检工件表面,由于渗透剂需渗入表面存在的裂纹、气孔等缺陷中,因此工件表面的预处理尤为重要。

经过特定渗透时间(根据渗透剂类型和工件特性调整)后,在规定条件下清除表面多余渗透剂。随后施加显像剂,其通过毛细作用将缺陷中残留的渗透剂吸附至表面,从而使缺陷显现。

磁粉检测的工作原理
磁粉检测的工作原理

渗透检测的优势

  • 可用于多种材料
  • 可直接识别缺陷位置
  • 无需复杂的设备技术即可轻松使用
  • 甚至可以检测非常大或形状复杂的部件

渗透检测的工艺规程

这里描述的渗透测试程序符合 DIN EN ISO 3452-1 的规范。确保检测过程可靠性与结果准确性,必须满足以下要求:

  • 严格遵循流程步骤
  • 使用合适配套检测附件
  • 使用经认证的渗透剂产品族系

此外,检测须由具备资质的人员(如符合DIN EN ISO 9712标准)执行,方能确保上述要求落实及检测结果判读准确。

经认证的产品族系指按DIN EN ISO 3452-2标准测试合格的组合产品,包含渗透剂、清洗剂与显像剂。

渗透检测的步骤

PT:试验区的准备和预清洁
PT:试验区的准备和预清洁

1. 预清洗

需通过机械或化学方法(或组合使用)清除氧化皮、锈蚀、油污、油漆及水分等污染物。预处理须确保检测表面无残留物,保证渗透剂可充分渗入任何不连续处。

PT:渗透剂的应用
PT:渗透剂的应用

2. 施加渗透剂

可采用喷涂、刷涂、浇涂、滴浸或浸渍等方式将渗透剂施加于待测部件。渗透剂在整个渗透时间内须持续覆盖检测表面。

PT:渗透时间
PT:渗透时间

3. 渗透时间

适宜的渗透时间取决于渗透剂特性、操作温度、部件材料及待检缺陷类型,通常为5-60分钟。

PT:中级清洁
PT:中级清洁

4. 多余渗透剂去除

使用水(< 2 bar)或认证清洗剂清除表面多余渗透剂。清除操作应确保缺陷内的渗透剂保留,并分别在紫外光(> 100 µW/cm² 和 <白光 100lx)或日光/白光(> 350lx)下进行检查。

PT:开发人员和开发过程的应用
PT:开发人员和开发过程的应用

5. 显影

显像剂使用期间须保持均匀状态,并均匀施加于检测表面。显像时间通常为10-30分钟:干粉显像剂从施加后立即开始显像;湿式显像剂则在显像层干燥后立即开始显像。

PT:检查和记录
PT:检查和记录

6. 检测评估

显像过程中会形成缺陷显示。应在显像时间结束后立即进行检测:使用荧光渗透剂时在紫外光(≥ 1000μW/cm²且白光<20lx)下观察,使用着色渗透剂时在日光/白光(> 500 lx)下观察。评估与记录可采用任何适用方法完成。

标准和规格

渗透检测的操作流程与实际应用由多项标准与规范详细定义,这确保了检测结果的可靠性与一致性。标准化体系还保障了全球范围内检测结果的可比性。

下列标准详细规定了渗透检测的操作程序、实施规范、设备要求、观察条件及人员资质要求:

  • DIN EN ISO 3452-1, 3452-2, 3452-3
  • ASTM E165, E1417
  • AMS 2644
  • ASME V Art. 6
  • EN 3059
  • DIN EN ISO 9712


在德国,德国无损检测协会 (DGZfP) 也在这些和其他测试方法的传播和培训方面发挥着核心作用。此外,还有许多其他通常是国家甚至公司内部的规范和规定,例如工件质量等级。

PFINDER 是以下标准委员会的成员,同时还参与各种与工艺相关的技术委员会:

德国

NA 062-08-20 AA „Zersörungsfreie Prüfung, Obleuteausschuss“, (无损检测委员会主席成员)
NA 062-08-24 AA „Elektrische und magentische Prüfverfahren“, (电磁检测方法委员会主席成员)
NA 062-08-25 AA „Oberflächenverfahren“, (表面检测方法委员会主席成员)

国际
CEN/TC 138/WG 4 “渗透检测工作组”
CEN/TC 138/WG 5 “磁粉检测工作组”
ISO/TC 135/SC 2 “表面检测方法工作组”
ISO/TC 135/SC4 “涡流检测工作组” (同时包括磁粉检测)

渗透检测的局限性

渗透检测适用于多种材料检测,但每个试件的完整检测流程均需一定时间周期。

对于多孔表面(如陶瓷),清除多余渗透剂可能耗时较长,而且由于缺乏对比度,可能无法进行后续评估。特别是塑料,检测前必须确认其与所用渗透剂产品族的材料相容性。需注意:缺陷显示尺寸不能直接反映实际不均匀性的大小或体积,它是一种放大的缺陷显示。

必须高度重视待测表面的处理,任何残留物都可能干扰渗透过程并导致结果失真。环境条件(如温度和湿度)也必须考虑在内。

因此必须由具备资质的检测人员规划并执行渗透检测流程,包括正确选择检测方法、设备与耗材,并对结果进行准确判读。

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