渗透检测问答题解析

简述渗透探伤的工作原理和基本步骤 答：用黄绿色荧光渗透液或有色非荧光渗透液渗入表面开口缺陷的缝隙中去，经清洗去除表面多余的渗透液，然后通过显像显示缺陷存在的方法称为渗透探伤。 渗透探伤的工作原理是：对零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后，在毛细管作用下，经过一定时间的渗透，渗透液可以渗进表面开口缺陷中。经去除零件表面多余的渗透液和干燥后，再在零件表面施涂吸附介质——显像剂；显像剂将吸附缺陷中渗透液。在一定光源下（黑光或白光），缺陷处的渗透液迹痕被显示（黄绿色荧光或鲜艳的红色），从而探测出缺陷的形状及分布状况。 1.2渗透探伤可分哪几类？ 答：按渗透剂中染料种类分：可分为荧光和着色两类 按去除渗透剂方法分：可分为水洗，后乳化，深剂去除三类 这样可组合为六种方法，即水洗型着色渗透探伤；后乳化型着色渗透探伤；溶剂清洗型着色渗透探伤；水洗型荧光渗透探伤；后乳化型荧光渗透探伤；溶剂清洗型荧光渗透探伤。 此外按显像分：可分为干式，湿式，速干式，自显式。 1.3渗透探伤的优点和局限性是什么 答：渗透检验的优点是设备和操作简单，缺陷显示直观，容易判断。基本不受零件尺寸，形状的限制，各个方向的缺陷可一次检出。 局限性是只能检查非多孔性材料的表面开口缺陷，应用范围较窄。 1.4影响渗透探伤的灵敏度的主要因素是什么 答：从大的方面讲影响探伤灵敏度的因素可归结如下：（1）渗透液性能的影响（2）乳化剂的乳化效果的影响（3）显像剂性能的影响 （4）操作方法的影响 （5）缺陷本身性质的影响 1.5就磁粉与渗透两种探伤方法而言，其各自的优点是什么 答：磁粉探伤的优点是：（1）对铁磁性材料检测灵敏度高（2）无毒害（3）可检查铁磁性材料表面和近表面（不开口）缺陷（4）操作简单，效率高。 渗透探伤的优点是：1）检查对象不受材质限制2）不受缺陷方向影响3）不受被检工件几何形状影响4）设备简单 1.6简述渗透探伤的适用范围 答：渗透探伤可以检查（钢，耐热合金，铝合金，铜合金）和非金属（陶瓷，塑料）零件或材料的表面开口缺陷，例如：裂纹，疏松，气孔，夹渣，冷隔，折叠和氧化斑疤等。这些表面开口缺陷，特别是细微的表面开口缺陷，一般情况下，目视检查是难于发现的。 渗透探伤不受受检零件化学成分限制。渗透探伤可以检查磁性材料，也可以检查非磁性材料；可以检查黑色金属，也可以检查有色金属，还可以检查非金属。 渗透探伤不受受检工件结构限制。渗透探伤可以检查焊接件或铸件，也可以检查压延件和锻件，还可以检查机械加工件。渗透探伤不受缺陷形状（线形缺陷或体积型缺陷），尺寸和方向的限制。只需一次渗透探伤，即可把零件表面各个方向及各种形状的缺陷全部查出来。 但是，渗透探伤不适用于检查表面是吸收性的零件或材料，例如粉末冶金零件；也不适用于检查因外来因素造成开口被堵塞的缺陷，例如零件经喷丸处理或喷砂，则可能堵塞表面缺陷的“开口”。 渗透探伤体系的可靠性包括哪些内容 答：渗透探伤体系的可靠性包括进行渗透探伤所使用的设备仪器（渗透装置，乳化装置，显像装置，黑光灯），渗透探伤剂（渗透剂，乳化剂，显像剂，去除剂），工艺方法（渗透，去除，显像与水洗法，后乳化法，溶剂去除法），环境条件（水源，电源，气源，暗室，光源）及渗透探伤操作人员的技术资格水平等。 应对渗透探伤全过程进行全面质量管理，除应选购符合质量要求的设备仪器和渗透探伤剂外，还应对使用中的设备仪器，渗透探伤剂以及环境条件等工艺变量进行定期控制校验，对渗透探伤的全过程进行严格的控制。 1.8渗透探伤操作有哪几个基本步骤 答：预清洗——渗透——去除——显像——观察检查——后清洗。 2.1什么是表面张力，表面张力的系数？变面张力系数的物理意义是什么 答：存在于液体表面使液体表面收缩的力称为表面张力。液面边界单位长度所具有的表面张力称为表面张力系数。表面张力系数的物理意义是将液面缩小单位面积，表面张力所做的功。 什么是过剩自由能？物理意义是什么 答：单位面积表面分子的自由能与单位面积内部分子的自由能之差值称为表面过剩自由能。其物理意义是增加（或减少）单位表面面积液体时，自由能的增值（或减值）。 2.3液体表面张力产生的原因是什么 答：液体分子之间存在着相互吸引里。在液体内部，对每个分子来说，所受四周分子的引力作用是一样的。而处于表层液体的分子向外受气体分子的吸引，向内受液体分子的吸引，由于气体分子的密度小于液体分子的密度，液体表面层分子所受向内吸引力大于向外吸引力，合作用表现为受向内的拉力，这就形成了液体的表面张力。

什么湿润作用和湿润剂？试写出湿润方程，并做出简图注明方程中各符号 答：固体表面的气体被液体所取代的表面或界面过程称润湿作用。能增强取代过程的物质称为润湿剂。固体表面存有一滴（图系润湿状态）液滴，在三相交界处三种界面张力平衡是（见下图）。 润湿方程如下： γS–γSL =γL•cosθ 式中：γS——固体与气体的界面张力； YL——液体表面张力 YSL——固体与液体的界面张力 θ——接触角

γ

γγ润湿状态

液体对固体的湿润能力用什么来表示 答:液体对固体润湿能力可用界面接触角θ的大小来表示. θ角是指液、固界面与界面处液体表面的切线的夹角（见下图）。 θ角越大，液体对固体的润湿能力越小（不易润湿）。 θ角的大小，取决于液体的表面张力F，F越小，θ角也越小，润湿能力越大。（润湿）。

θ 液体对固体的润湿 题图：润湿能力与界面接触角θ 写出各种弯曲液面的附加压强计算式 答：任意形状的弯曲液面下附加压强，可由拉普拉斯公司表示如下： P任=α(1/R1+R2) 式中：P任——任意形状弯曲液面的附加压强； α——液体的表面张力系数； R1，R2——任意曲面的主曲率半径。 规则的球面液体下的附加压强计算公式可用下式表示： P球=2α/R 式中： P球——规则球面的附加压强； α——液体的表面张力系数； R——规则的球面曲率半径。 柱状液面下的附加压强计算公式可用下式表示： P柱=α/R 式中： P柱——柱面的附加压强 α——液体的表面张力系数； R——柱面的曲率半径。 2．7什么是毛细现象，毛细管？试写出湿润液体在毛细管爬高高度计算式 答：润湿液体在毛细管中呈凹面并且上升，不润湿液体在毛细管中呈凸面并且下降的现像称为毛细现像。能够发生毛细现像的管子叫毛细管。 润湿液体在毛细管中上升的高度可用下式表： H=2αCOSθ/r·d·g 式中：h——润湿液体在毛细管中的上升高度； α——液体的表面张力系数； θ——接触角； r——毛细管内壁半径； d——液体密度； g——重力加速度。 什么是乳化剂和乳化现象？简述乳化机理由于表面活性剂的作用，使本来不能混合到一块的两种液体能够混到一起的现像称为乳化现像。具有乳化作用的表面活性剂称为乳化剂。 乳化机理：加入了表面活性剂后，由于表面活性剂的两亲性质，使之易于在油水界面上吸附并富集，降低了界面张力，改变了界面状态，从而使本来不能混合在一起的“油”和“水”两种液体能够混合到一块，其中一项液体中，称为乳液状。 胶团，临界胶团浓度和胶团化作用 答：表面活性剂在溶液中的浓度超过一定时，会从单体（无序排列的单个离子或分子）缔合成胶态聚集物（有序排列，亲油基聚集于胶团之内，亲水基朝向水中）。该胶态聚集物称为胶团。表面活性剂从单体缔合成为胶团时，表面活性剂在溶液中的浓度。 胶团形成以后，溶液表面的表面性质及油/水界面的界面性质都发生了突变，使溶液的表面张力突降，油/水界面的界面张力突降，润湿性能提高，乳化作用加强，加溶作用加强。以上就是胶团作用。 2．10什么是非粒子型乳化剂的凝胶区？为什么说利用非离子型乳化剂的凝胶现象可以提高渗透探伤灵敏度 答：以非离子性表面活性剂为主要成分构成的非离子型乳化剂与水混合时，其粘度随含水量而变化，在某

一含水量范围内粘度有极大值，此范围称为非离子型乳化剂的凝胶区（见下图）

凝胶区

题图：非离子型乳化剂的凝胶区 清洗时，零件表面接触大量的水，乳化剂的含水量超过了凝胶区，粘度很小，使零件表面的渗透液易被洗掉，而缺陷的缝隙内接触的水量少，乳化剂的含水量在凝胶区形成凝胶，所以缺陷内的渗透液不易被水冲走。从而使得用非离子乳化剂的凝胶现像提高了渗透探伤的灵敏度。 2．11什么是表面活性，表面活性剂？试通过表面活性分子结构简述其特性 答： 凡能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面活性。加入量很少就能大大降低溶剂表面张力并进行而产生润湿、乳化和加溶等一系列作用的物质称为表面活性剂。 表面活性剂一般都是由非极型的亲油疏水的碳清链部分和极性的亲水疏油的基团共同构成，而这两部分分处两端，形成不对称结构。由表面活性剂的这种特殊结构，使得表面活性剂是一种两亲分子，具有又亲水又亲油的两亲性质。这种两亲分子能吸附在油水界面上，降低油水界面的界面张力；吸附在水溶液表面上，降低水溶液的表面张力；从而起到润湿、乳化和加溶等作用。 2．12试写出单一成分和多种成分的非离子型表面活性剂H，L，B，值计算式 答：单一成分的非离子型表面活性剂的HLB值计算如下： HLB=（亲水基部分分子量/表面活性剂分子量）×（10/5） 几种成分的非离子型表面活性剂混合后，其HLB值计算式如下：HLB=（aX+bY+cZ）/(X+Y+Z) 2．13什么叫吸附现象？渗透探伤中哪些地方发生吸附 答：当固体和气体接触时，凡能把液体或气体中的某此成份聚集到固体表面上来的现像，就是固体表面上发生的吸附现像。能起吸附作用的固体称为吸附剂，被吸附在固体表面上的液体或气体称为吸附质。例如在显像过程中，显像剂粉末吸附缺陷中回渗的渗透液，显像剂粉末是吸附剂，渗透液是吸附质。 渗透探伤过程中，发生吸附的地方有： 显像过程中，显像剂粉末肌肤从缺陷中回渗的渗透液，从而形成缺陷显示。此吸附现像属于固体表面（固-液界面）的吸附，显像剂粉末是吸附剂，回渗的渗透液是吸附质。显像剂粉末越细，比表面越大，吸附量越多，缺陷显示越清晰。 自乳化渗透法或后乳化渗透法，表面活性剂被当作乳化剂使用，吸附在渗透液—水界面，降低了界面张力，使零件表面多余的渗透液得以顺利乳化清洗。此系液体表面（液——液界面）的现像。 渗透液在渗透过程中，受检零件及其中的缺陷（固体）与渗透液接触时，也有吸附现像发生，但此种吸附作用比较弱。 2．14什么叫静态渗透参量？什么叫动态渗透参量？它们的意义是什么 答：静态渗透量可用下式表示： SPP=αcosθ 式中：SPP——静态渗透参量； α——表面张力（一般以表面张力系数表示）； θ——接触角。 静态渗透参量可表征渗透液渗入缺陷的能力。 动态渗透参量可用下式表示： KPP=αcos/η 式中：KPP——动态渗透参量 α——表面张力（一般以表面张力系数表示）； θ——接触角； η——粘度。 动态渗透参量表征渗透液的渗透速率 2．15简述毛细现象产生的机理 毛细现像的发生是由表面层和附着层上特殊情况决定的，即由附着层的收缩力或推斥与表面张力共同作用的结束。 对于润湿液体，由于它跟毛细管的内壁接触的附着层存在推斥力，使附着层内的液体沿管壁上升引起液面的弯曲凹面，液体表面变大；但是，表面张力的收缩作用要使液面减少，于是管内液体随着上升，以减少液体所止上升，达到平衡。 对于不润湿液体，由于附着层存在收缩力使附着层的液体管壁下降引起液面的弯曲凸面；但是，液体表面强力的收缩作用产生的附加压强指向液体内部，对液体施加正压力，使液面减少，于是管内液体下降；如此循环，使液体下降到一定距离，达到平衡。 2．16什么叫H.L.B值，简述H.L.B值不同时对应的作用关系 答：H.L.B.值答为亲憎平衡值。 即：非离子型表面活性的亲水性，可用表面活性剂中亲水基分子量的相对大小来表示。 H.L.B.值越高，亲水性越强。 HLB=（亲水基部分分子量/表面活性剂分子量）×（10/5） H.L.B.值点 1.5-3 有消泡作用