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轴承技术
08年第1期
从渗透探伤机理谈对渗透探伤试块的几点见解
(技术中心)陈文君陈翠丽
摘要:通过对渗透探伤机理的探讨,对滲透探伤用试块的制作、使用以及有关试块标准的拟
订及推广提出了几点看法。
关键词:渗透探伤机理;模型;试块
1前言
渗透探伤的工业应用始于上世纪初,是最
早的无损检测方法,并且是无损检测中很重要
的一种手段。随着近年来航空业和原子能工业
的发展而有了长足的进步,因为这些行业对可
靠性耍求极高,且大量使用铝合金和奥氏体不
锈钢,表面检测非渗透探伤莫属。
渗透探伤的缺陷检测能力,取决于探伤剂
的性能、探伤工艺及其操作的正确与否。而探
伤剂的性能如何,所实施的渗透探伤是否达到
图1
了预期的目的、探伤工艺及人员操作是否正确,设定滲透过程中温度保持不変,则下列方程组
这些只有通过一定的渗透探伤试块才能得到评成立:
价。虽然渗透探伤技术在我国使用已极其广
CP2 -=Po +pgh
泛,但渗透探伤试块的应用推广只有二十余年
Pohy =P2h2
的历史。下面就通过对渗透探伤机理的探讨谈
式中:
谈对渗透探伤试块的几点见解。
P2一渗透时缺陷中空气压强
陷多种多样,在此对静渡探伤机理的讨建文0形液面的附加压强P=c(L+
2滲透探伤试块
渗透剂表面张力系数;
如下模型:
L一缺陷的长度
1)为截面均匀的非贯穿型槽形缺陷;
2)缺陷内无污染;
d一一缺陷的宽度;
R
=d/cost
3)不考虑分子间的相互扩散;
4)缺陷内的气体为理想气体。
渗透剂液面同缺陷壁的接触角
2.1缺陷开ロ在模型上方的情形(如图1
P。一一大气压强;
渗透时,一且渗透剂封了缺陷,在渗透压
p一渗透剂比重
力作用下,缺陷内的空气体积由V减小到V2,
g一重力加速度
高度由h1减小到h2,当压力达到平衡,缺陷内
解方程组得:
液面最终成凹形。根据理想气体状态方程,且
2acose(L+d)h
H
I(Po-pg ha)
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2.2缺陷开ロ在模型侧面的情形(如图2)
缺陷内光滑程度不同显示能力不同。目前我国
常用的渗透探伤标准试块根据人工缺陷的加工
方法主要分为随机开裂试块辐射开裂试块和
平行开裂试块。由于制作工艺机理的限制,没
有两块截然相同的试块,不能保证所产生的人
工裂纹的同一性,更何况随机开裂试块和辐射
开裂试块同一条裂纹各个部分的宽度都是不
样的。因此,我们能慠的就是要尽量保证试块
的选材及制作必须符合有关技术规范,最大程
度上保证人工裂纹试块的同一性。多年来,我
2
国一直没有建立统一完蒈的渗透探伤标准体
系,各行业之间规定不一致,其中包括渗透探伤
建立方程组如下:
试块,在一定程度上阻碍了渗透探伤的发展
P=Po
现在,我国已根据S03452-3:1998制定了
《CB/T18851--2002无损检测渗透检验
解方程组得:
标准试块》,不仅与国际标准接轨,更为完善
2acose(L +d)h,
我国的渗透探伤标准体系奠定了基础,希望试
H=
Ldp
块生产厂家能够参照执行,并提高制造技术。
2.3缺陷开ロ在模型下面的情形(如图3)
3.2渗透深度H受到了重力的影响,因此应
尽量避开在试块下方渗透的情形,使缺陷开口
L
朝上,提高渗透能力。同时,在渗透探伤操作时
由于封闭在缺陷内的空气受到渗透剂的压力,
体积逐渐缩小而导致自身压强增加,严重阻碍
渗透速度,所以应避免使渗透剂一下子将裂纹
口封闭掉,而应逐步封闭,使裂纹中的空气先排
H
除掉一些,便能显著提高探伤能力。
3.3由于试块在使用一段时间后,如:铝合金
试块易被氧化而较难清洗彻底;辐射状裂纹试
块会因振动、敲击等或超声波清洗等原因,发生
图3
明显的裂纹扩展等,在裂纹扩展或被堵塞的过
程中,渗透能力也在不断地减弱,因此,可考虑
建立方程组如下:
在质量保证体系里对试块使用的定时计量作出
rp, -P+
规定。
Ph, =P,h
3.4因不同生产厂家的探伤剂性能不完全相
解方程组得
同,如渗透剂的粘度、表面张力a及比重p的
2axc0s0(L+d)h
不同,导致渗透能力不同。所以建议能够固定
Id(P。+pgh2)
3几点注意事项
一组标准探伤剂对试块进行检验,并且在操作
时尽量保证工艺参数的一致性,并最好使用试
3.1缺陷的宽粢比、宽长比不同,显示能力不
块生产厂家提供的技术参数。
同;细窄缺陷与细粗相通缺陷的显示能力不同