初级渗透检测讲义1.pptx

第一章第一章 概论概论1.1 1.1 渗透检测的定义和适用性渗透检测的定义和适用性1.1.11.1.11.1.11.1.1渗透检测的定义渗透检测的定义渗透检测的定义渗透检测的定义 渗透检测俗称渗透探伤，是一种以毛细管作用原渗透检测俗称渗透探伤，是一种以毛细管作用原渗透检测俗称渗透探伤，是一种以毛细管作用原渗透检测俗称渗透探伤，是一种以毛细管作用原理为基础用于检查理为基础用于检查理为基础用于检查理为基础用于检查表面开口表面开口表面开口表面开口缺陷的无损检测方法。与缺陷的无损检测方法。与缺陷的无损检测方法。与缺陷的无损检测方法。与射线检测、超声检测、磁粉检测和涡流检测一起，并射线检测、超声检测、磁粉检测和涡流检测一起，并射线检测、超声检测、磁粉检测和涡流检测一起，并射线检测、超声检测、磁粉检测和涡流检测一起，并称为五种常规的无损检测方法，渗透检测始于本世纪称为五种常规的无损检测方法，渗透检测始于本世纪称为五种常规的无损检测方法，渗透检测始于本世纪称为五种常规的无损检测方法，渗透检测始于本世纪初，是目视检查以外最早应用的无损检测方法。初，是目视检查以外最早应用的无损检测方法。初，是目视检查以外最早应用的无损检测方法。初，是目视检查以外最早应用的无损检测方法。由于渗透检测的独特优点，其应用遍及现代工业由于渗透检测的独特优点，其应用遍及现代工业由于渗透检测的独特优点，其应用遍及现代工业由于渗透检测的独特优点，其应用遍及现代工业的各个领域。国外研究表明：渗透检测对表面点状和的各个领域。国外研究表明：渗透检测对表面点状和的各个领域。国外研究表明：渗透检测对表面点状和的各个领域。国外研究表明：渗透检测对表面点状和线状缺陷的检出概率高于磁粉检测，是一种最有效的线状缺陷的检出概率高于磁粉检测，是一种最有效的线状缺陷的检出概率高于磁粉检测，是一种最有效的线状缺陷的检出概率高于磁粉检测，是一种最有效的表面检查方法之一。表面检查方法之一。表面检查方法之一。表面检查方法之一。实际检测中，首先将一种含有实际检测中，首先将一种含有实际检测中，首先将一种含有实际检测中，首先将一种含有染料染料染料染料的渗透液涂覆在的渗透液涂覆在的渗透液涂覆在的渗透液涂覆在工件表面上，在毛细作用下，渗透液渗人表面开口缺陷工件表面上，在毛细作用下，渗透液渗人表面开口缺陷工件表面上，在毛细作用下，渗透液渗人表面开口缺陷工件表面上，在毛细作用下，渗透液渗人表面开口缺陷中去。然后去除工件表面多余的渗透液。再在工件表面中去。然后去除工件表面多余的渗透液。再在工件表面中去。然后去除工件表面多余的渗透液。再在工件表面中去。然后去除工件表面多余的渗透液。再在工件表面涂上一层显像剂，缺陷中的渗透液在毛细作用下重新被涂上一层显像剂，缺陷中的渗透液在毛细作用下重新被涂上一层显像剂，缺陷中的渗透液在毛细作用下重新被涂上一层显像剂，缺陷中的渗透液在毛细作用下重新被吸附到工件表面上来，从而形成放大的缺陷。吸附到工件表面上来，从而形成放大的缺陷。吸附到工件表面上来，从而形成放大的缺陷。吸附到工件表面上来，从而形成放大的缺陷。1.1.21.1.21.1.21.1.2渗透检测的适用性渗透检测的适用性渗透检测的适用性渗透检测的适用性 可检测各种材料：金属、非金属材料；磁性、非磁可检测各种材料：金属、非金属材料；磁性、非磁可检测各种材料：金属、非金属材料；磁性、非磁可检测各种材料：金属、非金属材料；磁性、非磁性材料；焊接、锻造、轧制等。性材料；焊接、锻造、轧制等。性材料；焊接、锻造、轧制等。性材料；焊接、锻造、轧制等。可检测的缺陷：裂纹、折叠、气孔、疏松、冷隔等可检测的缺陷：裂纹、折叠、气孔、疏松、冷隔等可检测的缺陷：裂纹、折叠、气孔、疏松、冷隔等可检测的缺陷：裂纹、折叠、气孔、疏松、冷隔等表面开口缺陷。表面开口缺陷。表面开口缺陷。表面开口缺陷。与其它检测方法相比具有方法简单、操作方便、价与其它检测方法相比具有方法简单、操作方便、价与其它检测方法相比具有方法简单、操作方便、价与其它检测方法相比具有方法简单、操作方便、价格便宜、适用范围广泛等优点。格便宜、适用范围广泛等优点。格便宜、适用范围广泛等优点。格便宜、适用范围广泛等优点。发展史：十九世纪末的发展史：十九世纪末的发展史：十九世纪末的发展史：十九世纪末的“油油油油-白法白法白法白法”是公认的最早是公认的最早是公认的最早是公认的最早渗渗渗渗透检测方法，透检测方法，透检测方法，透检测方法，1930-19401930-19401930-19401930-1940年代：美国的工程技术人员斯年代：美国的工程技术人员斯年代：美国的工程技术人员斯年代：美国的工程技术人员斯威策威策威策威策 将有色染料作为渗透剂，是的渗透检测有了质的将有色染料作为渗透剂，是的渗透检测有了质的将有色染料作为渗透剂，是的渗透检测有了质的将有色染料作为渗透剂，是的渗透检测有了质的飞跃，从而大大的提高了渗透检测的灵敏度和可靠性。飞跃，从而大大的提高了渗透检测的灵敏度和可靠性。飞跃，从而大大的提高了渗透检测的灵敏度和可靠性。飞跃，从而大大的提高了渗透检测的灵敏度和可靠性。1.21.21.21.2渗透检测基本知识渗透检测基本知识渗透检测基本知识渗透检测基本知识1.2.11.2.11.2.11.2.1渗透检测的工作原理：渗透检测的工作原理：渗透检测的工作原理：渗透检测的工作原理：渗透剂在毛细管作用下渗透剂在毛细管作用下渗透剂在毛细管作用下渗透剂在毛细管作用下,渗入表面开口缺陷内渗入表面开口缺陷内渗入表面开口缺陷内渗入表面开口缺陷内;在去在去在去在去除工件表面多余的渗透剂后除工件表面多余的渗透剂后除工件表面多余的渗透剂后除工件表面多余的渗透剂后,通过显象剂的毛细管作用通过显象剂的毛细管作用通过显象剂的毛细管作用通过显象剂的毛细管作用将缺陷内的渗透剂吸附到工件表面形成痕迹而显示缺陷将缺陷内的渗透剂吸附到工件表面形成痕迹而显示缺陷将缺陷内的渗透剂吸附到工件表面形成痕迹而显示缺陷将缺陷内的渗透剂吸附到工件表面形成痕迹而显示缺陷的存在的存在的存在的存在,这种探伤方法称为渗透探伤（检测）。这种探伤方法称为渗透探伤（检测）。这种探伤方法称为渗透探伤（检测）。这种探伤方法称为渗透探伤（检测）。1.2.21.2.21.2.21.2.2渗透检测的基本操作步骤渗透检测的基本操作步骤渗透检测的基本操作步骤渗透检测的基本操作步骤 渗透：渗透：渗透：渗透：将一种含有染料的渗透液涂覆在工件表面上，将一种含有染料的渗透液涂覆在工件表面上，将一种含有染料的渗透液涂覆在工件表面上，将一种含有染料的渗透液涂覆在工件表面上，在毛细作用下，渗透液渗人表面开口缺陷中去。在毛细作用下，渗透液渗人表面开口缺陷中去。在毛细作用下，渗透液渗人表面开口缺陷中去。在毛细作用下，渗透液渗人表面开口缺陷中去。去除（清洗）：去除（清洗）：去除（清洗）：去除（清洗）：去除工件表面多余的渗透液。去除工件表面多余的渗透液。去除工件表面多余的渗透液。去除工件表面多余的渗透液。显像：显像：显像：显像：再在工件表面涂上一层显像剂，缺陷中的渗透再在工件表面涂上一层显像剂，缺陷中的渗透再在工件表面涂上一层显像剂，缺陷中的渗透再在工件表面涂上一层显像剂，缺陷中的渗透液在毛细作用下重新被吸附到工件表面上来，从而形成液在毛细作用下重新被吸附到工件表面上来，从而形成液在毛细作用下重新被吸附到工件表面上来，从而形成液在毛细作用下重新被吸附到工件表面上来，从而形成放大的缺陷。放大的缺陷。放大的缺陷。放大的缺陷。观察：观察：观察：观察：在黑光灯下（荧光法）或白光下（着色法）观在黑光灯下（荧光法）或白光下（着色法）观在黑光灯下（荧光法）或白光下（着色法）观在黑光灯下（荧光法）或白光下（着色法）观察缺陷显示。察缺陷显示。察缺陷显示。察缺陷显示。除了以上基本步骤外，在制定工艺时还应考虑安排除了以上基本步骤外，在制定工艺时还应考虑安排除了以上基本步骤外，在制定工艺时还应考虑安排除了以上基本步骤外，在制定工艺时还应考虑安排一些其它辅助步骤，乳化、干燥等。一些其它辅助步骤，乳化、干燥等。一些其它辅助步骤，乳化、干燥等。一些其它辅助步骤，乳化、干燥等。渗透渗透渗透渗透渗透剂渗透剂渗透剂渗透剂去除剂去除剂去除剂去除剂去除去除去除去除显像显像显像显像检查检查检查检查显像剂显像剂显像剂显像剂1.2.31.2.31.2.31.2.3渗透检测方法分类渗透检测方法分类渗透检测方法分类渗透检测方法分类 方法分类的依据：渗透液种类、清洗方式、显象方方法分类的依据：渗透液种类、清洗方式、显象方方法分类的依据：渗透液种类、清洗方式、显象方方法分类的依据：渗透液种类、清洗方式、显象方式、灵敏度式、灵敏度式、灵敏度式、灵敏度1.2.3.1 1.2.3.1 1.2.3.1 1.2.3.1 按染料成份分类按染料成份分类按染料成份分类按染料成份分类 荧光型、着色型、荧光着色型荧光型、着色型、荧光着色型荧光型、着色型、荧光着色型荧光型、着色型、荧光着色型1.2.3.2 1.2.3.2 1.2.3.2 1.2.3.2 按多余渗透液的去除方法分类按多余渗透液的去除方法分类按多余渗透液的去除方法分类按多余渗透液的去除方法分类 水洗型（自乳化）型渗透液，后乳化型渗透液，溶水洗型（自乳化）型渗透液，后乳化型渗透液，溶水洗型（自乳化）型渗透液，后乳化型渗透液，溶水洗型（自乳化）型渗透液，后乳化型渗透液，溶剂去除型渗透液。剂去除型渗透液。剂去除型渗透液。剂去除型渗透液。1.2.3.3 1.2.3.3 1.2.3.3 1.2.3.3 按显像剂类型分类按显像剂类型分类按显像剂类型分类按显像剂类型分类 按显像方法分显像剂显像和自显像；按显像剂类型按显像方法分显像剂显像和自显像；按显像剂类型按显像方法分显像剂显像和自显像；按显像剂类型按显像方法分显像剂显像和自显像；按显像剂类型分类渗透检测分为：分类渗透检测分为：分类渗透检测分为：分类渗透检测分为：1 1 1 1）干式显象剂）干式显象剂）干式显象剂）干式显象剂干粉显象剂干粉显象剂干粉显象剂干粉显象剂适用于螺栓、表面粗糙的工件荧光检查；适用于螺栓、表面粗糙的工件荧光检查；适用于螺栓、表面粗糙的工件荧光检查；适用于螺栓、表面粗糙的工件荧光检查；干粉应轻质、松散、微粒（干粉应轻质、松散、微粒（干粉应轻质、松散、微粒（干粉应轻质、松散、微粒（1-31-31-31-3微米）氧化镁等。有良微米）氧化镁等。有良微米）氧化镁等。有良微米）氧化镁等。有良好的吸水和吸油性能，容易润湿，在黑光下不应发荧好的吸水和吸油性能，容易润湿，在黑光下不应发荧好的吸水和吸油性能，容易润湿，在黑光下不应发荧好的吸水和吸油性能，容易润湿，在黑光下不应发荧光，无腐蚀性和无毒。光，无腐蚀性和无毒。光，无腐蚀性和无毒。光，无腐蚀性和无毒。缺点：粉尘污染缺点：粉尘污染缺点：粉尘污染缺点：粉尘污染2 2 2 2）湿式显象剂包括：）湿式显象剂包括：）湿式显象剂包括：）湿式显象剂包括：水悬浮湿式显象剂：水悬浮湿式显象剂：水悬浮湿式显象剂：水悬浮湿式显象剂：在水中加入一定的干显像粉和分在水中加入一定的干显像粉和分在水中加入一定的干显像粉和分在水中加入一定的干显像粉和分散剂、润湿剂、限制剂和防锈剂，水显弱碱性，有一定散剂、润湿剂、限制剂和防锈剂，水显弱碱性，有一定散剂、润湿剂、限制剂和防锈剂，水显弱碱性，有一定散剂、润湿剂、限制剂和防锈剂，水显弱碱性，有一定的腐蚀性，要求工件光洁度高。的腐蚀性，要求工件光洁度高。的腐蚀性，要求工件光洁度高。的腐蚀性，要求工件光洁度高。水溶解湿式显像剂：水溶解湿式显像剂：水溶解湿式显像剂：水溶解湿式显像剂：是由显像剂结晶粉溶解于水中，是由显像剂结晶粉溶解于水中，是由显像剂结晶粉溶解于水中，是由显像剂结晶粉溶解于水中，由润湿剂、分散剂、防锈剂、及互溶剂。由润湿剂、分散剂、防锈剂、及互溶剂。由润湿剂、分散剂、防锈剂、及互溶剂。由润湿剂、分散剂、防锈剂、及互溶剂。溶剂悬浮式湿式显象剂：溶剂悬浮式湿式显象剂：溶剂悬浮式湿式显象剂：溶剂悬浮式湿式显象剂：显象剂粉末加在挥发性的显象剂粉末加在挥发性的显象剂粉末加在挥发性的显象剂粉末加在挥发性的有机溶剂中配制而成。常用有机溶剂为丙酮、苯和二甲有机溶剂中配制而成。常用有机溶剂为丙酮、苯和二甲有机溶剂中配制而成。常用有机溶剂为丙酮、苯和二甲有机溶剂中配制而成。常用有机溶剂为丙酮、苯和二甲苯等，该类显象剂中也加有稳定剂和互溶剂等。该类显苯等，该类显象剂中也加有稳定剂和互溶剂等。该类显苯等，该类显象剂中也加有稳定剂和互溶剂等。该类显苯等，该类显象剂中也加有稳定剂和互溶剂等。该类显象剂通常装在喷罐中使用，并且常与着色渗透液配合使象剂通常装在喷罐中使用，并且常与着色渗透液配合使象剂通常装在喷罐中使用，并且常与着色渗透液配合使象剂通常装在喷罐中使用，并且常与着色渗透液配合使用。单就显象方法而言，该类显象剂灵敏度较高，因为用。单就显象方法而言，该类显象剂灵敏度较高，因为用。单就显象方法而言，该类显象剂灵敏度较高，因为用。单就显象方法而言，该类显象剂灵敏度较高，因为显象剂中的有机溶剂有较强的渗透能力，能渗入到缺显象剂中的有机溶剂有较强的渗透能力，能渗入到缺显象剂中的有机溶剂有较强的渗透能力，能渗入到缺显象剂中的有机溶剂有较强的渗透能力，能渗入到缺陷中，挥发过程中把缺陷中的渗透液带回到零件表陷中，挥发过程中把缺陷中的渗透液带回到零件表陷中，挥发过程中把缺陷中的渗透液带回到零件表陷中，挥发过程中把缺陷中的渗透液带回到零件表面，故显象灵敏度高。面，故显象灵敏度高。面，故显象灵敏度高。面，故显象灵敏度高。塑料薄膜式（干粉悬浮于树脂清漆中）：塑料薄膜式（干粉悬浮于树脂清漆中）：塑料薄膜式（干粉悬浮于树脂清漆中）：塑料薄膜式（干粉悬浮于树脂清漆中）：可作永久可作永久可作永久可作永久纪录。纪录。纪录。纪录。1.2.41.2.41.2.41.2.4渗透检测方法的优缺点与方法选择渗透检测方法的优缺点与方法选择渗透检测方法的优缺点与方法选择渗透检测方法的优缺点与方法选择渗透剂分类渗透剂分类渗透剂分类渗透剂分类渗透剂的去除方法渗透剂的去除方法渗透剂的去除方法渗透剂的去除方法显像方法显像方法显像方法显像方法分类分类分类分类名称名称名称名称分类分类分类分类名称名称名称名称分类分类分类分类名称名称名称名称荧光渗透检测荧光渗透检测荧光渗透检测荧光渗透检测着色渗透检测着色渗透检测着色渗透检测着色渗透检测荧光、着色渗透检测荧光、着色渗透检测荧光、着色渗透检测荧光、着色渗透检测A A A AB B B BC C C CD D D D水洗型渗透检测水洗型渗透检测水洗型渗透检测水洗型渗透检测亲油型后乳化渗透检测亲油型后乳化渗透检测亲油型后乳化渗透检测亲油型后乳化渗透检测溶剂去除型渗透检测溶剂去除型渗透检测溶剂去除型渗透检测溶剂去除型渗透检测亲水型后乳化渗透检测亲水型后乳化渗透检测亲水型后乳化渗透检测亲水型后乳化渗透检测A A A AB B B BC C C CD D D De e e e干粉显像剂干粉显像剂干粉显像剂干粉显像剂水溶解显像剂水溶解显像剂水溶解显像剂水溶解显像剂水悬浮显像剂水悬浮显像剂水悬浮显像剂水悬浮显像剂溶剂悬浮显像剂溶剂悬浮显像剂溶剂悬浮显像剂溶剂悬浮显像剂自显像自显像自显像自显像探伤方法探伤方法探伤方法探伤方法优点优点优点优点缺点缺点缺点缺点1.1.1.1.着色法着色法着色法着色法只需白光下工作，不只需白光下工作，不只需白光下工作，不只需白光下工作，不需电源需电源需电源需电源 水洗型着色法水洗型着色法水洗型着色法水洗型着色法适用于表面粗糙、不适用于表面粗糙、不适用于表面粗糙、不适用于表面粗糙、不允许接触油的零件，允许接触油的零件，允许接触油的零件，允许接触油的零件，操作简单、成本低。操作简单、成本低。操作简单、成本低。操作简单、成本低。灵敏度低，不易发灵敏度低，不易发灵敏度低，不易发灵敏度低，不易发现细微缺陷。浅而现细微缺陷。浅而现细微缺陷。浅而现细微缺陷。浅而宽的缺陷容易漏检。宽的缺陷容易漏检。宽的缺陷容易漏检。宽的缺陷容易漏检。后乳化型着色法后乳化型着色法后乳化型着色法后乳化型着色法适用于精密零件，灵适用于精密零件，灵适用于精密零件，灵适用于精密零件，灵敏度高。敏度高。敏度高。敏度高。操作复杂。操作复杂。操作复杂。操作复杂。溶剂去除型着色法溶剂去除型着色法溶剂去除型着色法溶剂去除型着色法适用于大型零件的局适用于大型零件的局适用于大型零件的局适用于大型零件的局部探伤，用喷灌，操部探伤，用喷灌，操部探伤，用喷灌，操部探伤，用喷灌，操作方便。作方便。作方便。作方便。成本高，不适用于成本高，不适用于成本高，不适用于成本高，不适用于大批量零件检测。大批量零件检测。大批量零件检测。大批量零件检测。探伤方法探伤方法探伤方法探伤方法优点优点优点优点缺点缺点缺点缺点2.2.2.2.荧光法荧光法荧光法荧光法灵敏度高灵敏度高灵敏度高灵敏度高需要紫外灯在暗室观需要紫外灯在暗室观需要紫外灯在暗室观需要紫外灯在暗室观察察察察水洗型荧光法水洗型荧光法水洗型荧光法水洗型荧光法易水洗、速度快。适易水洗、速度快。适易水洗、速度快。适易水洗、速度快。适用于表面粗糙零件，用于表面粗糙零件，用于表面粗糙零件，用于表面粗糙零件，成本低、亮度高。成本低、亮度高。成本低、亮度高。成本低、亮度高。灵敏度低，易过洗，灵敏度低，易过洗，灵敏度低，易过洗，灵敏度低，易过洗，易污染。易污染。易污染。易污染。后乳化型荧光法后乳化型荧光法后乳化型荧光法后乳化型荧光法亮度高、细微缺陷灵亮度高、细微缺陷灵亮度高、细微缺陷灵亮度高、细微缺陷灵敏度高。能检测浅而敏度高。能检测浅而敏度高。能检测浅而敏度高。能检测浅而宽的缺陷。宽的缺陷。宽的缺陷。宽的缺陷。成本高、清洗困难，成本高、清洗困难，成本高、清洗困难，成本高、清洗困难，不适用于表面粗糙零不适用于表面粗糙零不适用于表面粗糙零不适用于表面粗糙零件。件。件。件。溶剂去除型荧光法溶剂去除型荧光法溶剂去除型荧光法溶剂去除型荧光法操作简单，适用于大操作简单，适用于大操作简单，适用于大操作简单，适用于大型零件的局部探伤和型零件的局部探伤和型零件的局部探伤和型零件的局部探伤和无水场合的探伤。无水场合的探伤。无水场合的探伤。无水场合的探伤。易燃、易挥发。不适易燃、易挥发。不适易燃、易挥发。不适易燃、易挥发。不适用于表面粗糙零件。用于表面粗糙零件。用于表面粗糙零件。用于表面粗糙零件。第二章第二章 渗透检测的物理基础渗透检测的物理基础2.12.12.12.1物质的界面状态物质的界面状态物质的界面状态物质的界面状态自然界的三种物质形态自然界的三种物质形态自然界的三种物质形态自然界的三种物质形态气态：气态：气态：气态：气体分子间的平均距离较大，分子间的相互吸引气体分子间的平均距离较大，分子间的相互吸引气体分子间的平均距离较大，分子间的相互吸引气体分子间的平均距离较大，分子间的相互吸引力小，分子的动能足以克服分子之间的引力，所以，气力小，分子的动能足以克服分子之间的引力，所以，气力小，分子的动能足以克服分子之间的引力，所以，气力小，分子的动能足以克服分子之间的引力，所以，气体分子能向各个方向扩散并充满整个容积，气体没有一体分子能向各个方向扩散并充满整个容积，气体没有一体分子能向各个方向扩散并充满整个容积，气体没有一体分子能向各个方向扩散并充满整个容积，气体没有一定的形状和体积。定的形状和体积。定的形状和体积。定的形状和体积。固态：固态：固态：固态：固体分子的平均距离小，分子间的引力很大，所固体分子的平均距离小，分子间的引力很大，所固体分子的平均距离小，分子间的引力很大，所固体分子的平均距离小，分子间的引力很大，所以它们只能在平衡位置附近振动，因此，固体有一定的以它们只能在平衡位置附近振动，因此，固体有一定的以它们只能在平衡位置附近振动，因此，固体有一定的以它们只能在平衡位置附近振动，因此，固体有一定的形状和体积，分子不易扩散。形状和体积，分子不易扩散。形状和体积，分子不易扩散。形状和体积，分子不易扩散。液态：液态：液态：液态：液体分子间的平均距离比气体小，但比固体大，液体分子间的平均距离比气体小，但比固体大，液体分子间的平均距离比气体小，但比固体大，液体分子间的平均距离比气体小，但比固体大，分子的动能不足以克服分子之间的引力，因此，液体有分子的动能不足以克服分子之间的引力，因此，液体有分子的动能不足以克服分子之间的引力，因此，液体有分子的动能不足以克服分子之间的引力，因此，液体有一定的体积，但没有一定的形状。一定的体积，但没有一定的形状。一定的体积，但没有一定的形状。一定的体积，但没有一定的形状。汽、液、固三态，可有四种界面：汽、液、固三态，可有四种界面：汽、液、固三态，可有四种界面：汽、液、固三态，可有四种界面：即气即气即气即气-液、液液、液液、液液、液-液液液液固固固固-气、固气、固气、固气、固-液界面。液界面。液界面。液界面。任何与气相接触的任何与气相接触的任何与气相接触的任何与气相接触的“界面界面界面界面”都称都称都称都称为为为为“表面表面表面表面”。作为液体渗透检测剂而言，渗透剂与工件表面的充作为液体渗透检测剂而言，渗透剂与工件表面的充作为液体渗透检测剂而言，渗透剂与工件表面的充作为液体渗透检测剂而言，渗透剂与工件表面的充分结合可用液体的润湿作用描述。渗透液与工件表面的分结合可用液体的润湿作用描述。渗透液与工件表面的分结合可用液体的润湿作用描述。渗透液与工件表面的分结合可用液体的润湿作用描述。渗透液与工件表面的润湿状态将直接影响检测灵敏度。润湿状态将直接影响检测灵敏度。润湿状态将直接影响检测灵敏度。润湿状态将直接影响检测灵敏度。润湿作用简单的说就是一种流体取代另一种流体的润湿作用简单的说就是一种流体取代另一种流体的润湿作用简单的说就是一种流体取代另一种流体的润湿作用简单的说就是一种流体取代另一种流体的难易程度。难易程度。难易程度。难易程度。2.22.22.22.2表面张力和接触角表面张力和接触角表面张力和接触角表面张力和接触角2.2.12.2.12.2.12.2.1表面张力表面张力表面张力表面张力 当液体表面积增加时，该表面产生收缩趋势，使表当液体表面积增加时，该表面产生收缩趋势，使表当液体表面积增加时，该表面产生收缩趋势，使表当液体表面积增加时，该表面产生收缩趋势，使表面积收缩到平衡状态（最小面积），使其收缩的力称为面积收缩到平衡状态（最小面积），使其收缩的力称为面积收缩到平衡状态（最小面积），使其收缩的力称为面积收缩到平衡状态（最小面积），使其收缩的力称为表面张力。表面张力。表面张力。表面张力。铂丝试验铂丝试验铂丝试验铂丝试验 :EMNF:EMNF:EMNF:EMNF是金属框，是金属框，是金属框，是金属框，ABABABAB是活动边，活动边与金属是活动边，活动边与金属是活动边，活动边与金属是活动边，活动边与金属框的摩擦力忽略不计，将液体做成液膜，框在框的摩擦力忽略不计，将液体做成液膜，框在框的摩擦力忽略不计，将液体做成液膜，框在框的摩擦力忽略不计，将液体做成液膜，框在EMNFEMNFEMNFEMNF内，内，内，内，为保持液膜平衡不收缩，就必须施加一个适当的与液面为保持液膜平衡不收缩，就必须施加一个适当的与液面为保持液膜平衡不收缩，就必须施加一个适当的与液面为保持液膜平衡不收缩，就必须施加一个适当的与液面相切的力相切的力相切的力相切的力f f f f在宽在宽在宽在宽度为度为度为度为L L L L的液面上。的液面上。的液面上。的液面上。当平衡时，有当平衡时，有当平衡时，有当平衡时，有一个与力一个与力一个与力一个与力f f f f大小大小大小大小相等方向相反相等方向相反相等方向相反相等方向相反的力即表面张的力即表面张的力即表面张的力即表面张力存在，力存在，力存在，力存在，L L L L越大越大越大越大MMA AE EL Lf fN NB BF F表面张力示意图表面张力示意图表面张力示意图表面张力示意图则则则则f f f f值越大，即值越大，即值越大，即值越大，即f f f f与与与与L L L L成反比。成反比。成反比。成反比。表面张力表面张力表面张力表面张力f f f f可按下式计算：可按下式计算：可按下式计算：可按下式计算：f=f=f=f=L L L L 式中式中式中式中f f f f表面张力表面张力表面张力表面张力 L L L L液面边界线长度；液面边界线长度；液面边界线长度；液面边界线长度；表面张力系数。表面张力系数。表面张力系数。表面张力系数。表面张力系数表面张力系数表面张力系数表面张力系数可定义为任一单位长度上的表面张力。可定义为任一单位长度上的表面张力。可定义为任一单位长度上的表面张力。可定义为任一单位长度上的表面张力。它的作用方向与液体表面相切。它是液体的基本物理性它的作用方向与液体表面相切。它是液体的基本物理性它的作用方向与液体表面相切。它是液体的基本物理性它的作用方向与液体表面相切。它是液体的基本物理性质之一。通常以牛顿米（质之一。通常以牛顿米（质之一。通常以牛顿米（质之一。通常以牛顿米（N N N Nm m m m）或毫牛顿米（）或毫牛顿米（）或毫牛顿米（）或毫牛顿米（mNmNmNmNm m m m）为单位。）为单位。）为单位。）为单位。一般他说，一定成分的液体，在一定的温度和压力下有一般他说，一定成分的液体，在一定的温度和压力下有一般他说，一定成分的液体，在一定的温度和压力下有一般他说，一定成分的液体，在一定的温度和压力下有一定的一定的一定的一定的值；值；值；值；不同液体不同液体不同液体不同液体值不同；值不同；值不同；值不同；同一液体，表面张力系数同一液体，表面张力系数同一液体，表面张力系数同一液体，表面张力系数值随温度上升而下降；值随温度上升而下降；值随温度上升而下降；值随温度上升而下降；含有杂质的液体比纯净的液体的表面张力系数要小。含有杂质的液体比纯净的液体的表面张力系数要小。含有杂质的液体比纯净的液体的表面张力系数要小。含有杂质的液体比纯净的液体的表面张力系数要小。2.2.22.2.22.2.22.2.2接触角接触角接触角接触角 将一滴液体洒在固体的平面上，可有三种界面：将一滴液体洒在固体的平面上，可有三种界面：将一滴液体洒在固体的平面上，可有三种界面：将一滴液体洒在固体的平面上，可有三种界面：即液即液即液即液-气、固气、固气、固气、固-气、固气、固气、固气、固-液液液液界面。与三种界面一一界面。与三种界面一一界面。与三种界面一一界面。与三种界面一一对应，存在三种界面张对应，存在三种界面张对应，存在三种界面张对应，存在三种界面张力。也就是液力。也就是液力。也就是液力。也就是液-气界面上气界面上气界面上气界面上的液体表面张力，它使的液体表面张力，它使的液体表面张力，它使的液体表面张力，它使液滴表面收缩，用液滴表面收缩，用液滴表面收缩，用液滴表面收缩，用L L L L表表表表示。固示。固示。固示。固-气界面上存在气界面上存在气界面上存在气界面上存在固体与气体的界面张力，固体与气体的界面张力，固体与气体的界面张力，固体与气体的界面张力，它力图使液滴表面铺开用它力图使液滴表面铺开用它力图使液滴表面铺开用它力图使液滴表面铺开用S S S S表示。固表示。固表示。固表示。固-液界面上存在固液界面上存在固液界面上存在固液界面上存在固L L L L气体气体气体气体固体固体固体固体液体液体液体液体 SLSLSLSLS S S S体与液体的界面张力，它也力图使液滴表面收缩，用体与液体的界面张力，它也力图使液滴表面收缩，用体与液体的界面张力，它也力图使液滴表面收缩，用体与液体的界面张力，它也力图使液滴表面收缩，用SLSLSLSL表示。表示。表示。表示。在液在液在液在液-固界面与界面处液体表面的切线所夹的角，固界面与界面处液体表面的切线所夹的角，固界面与界面处液体表面的切线所夹的角，固界面与界面处液体表面的切线所夹的角，称为接触角，用称为接触角，用称为接触角，用称为接触角，用表示。表示。表示。表示。当液滴停留在固体平面并处于平衡状态时，三种界面张当液滴停留在固体平面并处于平衡状态时，三种界面张当液滴停留在固体平面并处于平衡状态时，三种界面张当液滴停留在固体平面并处于平衡状态时，三种界面张力相平衡，各界面张力与接触角以关系是：力相平衡，各界面张力与接触角以关系是：力相平衡，各界面张力与接触角以关系是：力相平衡，各界面张力与接触角以关系是：s s s s-sLsLsLsL=L L L Lcoscoscoscos 此式是润湿的基本公式，常称为润湿方程。接触角此式是润湿的基本公式，常称为润湿方程。接触角此式是润湿的基本公式，常称为润湿方程。接触角此式是润湿的基本公式，常称为润湿方程。接触角可用于表示液体的润湿性能，即可用于判定润湿以何可用于表示液体的润湿性能，即可用于判定润湿以何可用于表示液体的润湿性能，即可用于判定润湿以何可用于表示液体的润湿性能，即可用于判定润湿以何种方式进行。种方式进行。种方式进行。种方式进行。s s s s ：固体与气体的界面张力：固体与气体的界面张力：固体与气体的界面张力：固体与气体的界面张力 sLsLsLsL：固体与液体的界面张力：固体与液体的界面张力：固体与液体的界面张力：固体与液体的界面张力 L L L L ：液体的表面张力：液体的表面张力：液体的表面张力：液体的表面张力 ：接触角：接触角：接触角：接触角 s s s s-sLsLsLsL cos=cos=cos=cos=L L L L当固体一定时，当固体一定时，当固体一定时，当固体一定时，与液体表面张力与液体表面张力与液体表面张力与液体表面张力L L L L和液和液和液和液固的界面固的界面固的界面固的界面张力张力张力张力sLsLsLsL有关有关有关有关。讨论：讨论：讨论：讨论：cos=1 =0 cos=1 =0 cos=1 =0 cos=1 =0 完全润湿完全润湿完全润湿完全润湿 也叫铺展润湿也叫铺展润湿也叫铺展润湿也叫铺展润湿 1 1 1 1coscoscoscos0 0 0 0 90909090润湿润湿润湿润湿 coscoscoscos0 0 0 0 90909090不润湿不润湿不润湿不润湿 cos=-1 =180 cos=-1 =180 cos=-1 =180 cos=-1 =180 完全不润湿完全不润湿完全不润湿完全不润湿由此可见，由此可见，由此可见，由此可见，越小润湿性能越好。但同一种液体，对于越小润湿性能越好。但同一种液体，对于越小润湿性能越好。但同一种液体，对于越小润湿性能越好。但同一种液体，对于不同固体可以有不同的润湿效果不同固体可以有不同的润湿效果不同固体可以有不同的润湿效果不同固体可以有不同的润湿效果完全润湿完全润湿完全润湿完全润湿完全不润湿完全不润湿完全不润湿完全不润湿不润湿不润湿不润湿不润湿润湿润湿润湿润湿四种不同润湿现象示意图四种不同润湿现象示意图四种不同润湿现象示意图四种不同润湿现象示意图2.3 2.3 2.3 2.3 毛细管现象毛细管现象毛细管现象毛细管现象如果把内径小于如果把内径小于如果把内径小于如果把内径小于1mm1mm1mm1mm的玻璃管（称毛细管），插入盛有的玻璃管（称毛细管），插入盛有的玻璃管（称毛细管），插入盛有的玻璃管（称毛细管），插入盛有水的容器中，水会沿着管内壁自动地上升，使玻璃管内水的容器中，水会沿着管内壁自动地上升，使玻璃管内水的容器中，水会沿着管内壁自动地上升，使玻璃管内水的容器中，水会沿着管内壁自动地上升，使玻璃管内的液面高出容器的液面，管子的内径越小，它里面上升的液面高出容器的液面，管子的内径越小，它里面上升的液面高出容器的液面，管子的内径越小，它里面上升的液面高出容器的液面，管子的内径越小，它里面上升的水面也越高，如图。的水面也越高，如图。的水面也越高，如图。的水面也越高，如图。毛细管上升高度的计算毛细管上升高度的计算毛细管上升高度的计算毛细管上升高度的计算:毛细管中受力状态的分毛细管中受力状态的分毛细管中受力状态的分毛细管中受力状态的分析析析析:如图，毛细管插在如图，毛细管插在如图，毛细管插在如图，毛细管插在润湿的液体中，由于润润湿的液体中，由于润润湿的液体中，由于润润湿的液体中，由于润湿作用，靠内壁的液面湿作用，靠内壁的液面湿作用，靠内壁的液面湿作用，靠内壁的液面上升而形成凹面，从而上升而形成凹面，从而上升而形成凹面，从而上升而形成凹面，从而扩大液体的表面，在弯扩大液体的表面，在弯扩大液体的表面，在弯扩大液体的表面，在弯RrF上上F下下h曲面表面张力的作用下，液体表面向下收缩而形成平曲面表面张力的作用下，液体表面向下收缩而形成平曲面表面张力的作用下，液体表面向下收缩而形成平曲面表面张力的作用下，液体表面向下收缩而形成平面，随后，润湿又起主导作用，重新形成凹面，而表面面，随后，润湿又起主导作用，重新形成凹面，而表面面，随后，润湿又起主导作用，重新形成凹面，而表面面，随后，润湿又起主导作用，重新形成凹面，而表面张力又使其收缩成平面，如此循环，使毛细管内的液面张力又使其收缩成平面，如此循环，使毛细管内的液面张力又使其收缩成平面，如此循环，使毛细管内的液面张力又使其收缩成平面，如此循环，使毛细管内的液面逐渐上升，直至表面张力沿管壁方向的上升分力与管内逐渐上升，直至表面张力沿管壁方向的上升分力与管内逐渐上升，直至表面张力沿管壁方向的上升分力与管内逐渐上升，直至表面张力沿管壁方向的上升分力与管内液体重量相等时，达到平衡，液面不再升高。液体重量相等时，达到平衡，液面不再升高。液体重量相等时，达到平衡，液面不再升高。液体重量相等时，达到平衡，液面不再升高。上升高度公式上升高度公式上升高度公式上升高度公式 （又称爬高公式）（又称爬高公式）（又称爬高公式）（又称爬高公式）式中：式中：式中：式中：h h h h液体在毛细管中的上升高度液体在毛细管中的上升高度液体在毛细管中的上升高度液体在毛细管中的上升高度 液体的表面张力系数液体的表面张力系数液体的表面张力系数液体的表面张力系数 接触角接触角接触角接触角 r r r r毛细管内壁半径毛细管内壁半径毛细管内壁半径毛细管内壁半径 液体密度液体密度液体密度液体密度 g g g g重力加速度重力加速度重力加速度重力加速度g2rcosh习惯上将上升高度公式中的习惯上将上升高度公式中的习惯上将上升高度公式中的习惯上将上升高度公式中的rcosrcosrcosrcos称为静态渗透参量称为静态渗透参量称为静态渗透参量称为静态渗透参量SPPSPPSPPSPP，它表征渗透液渗入缺陷的能力；将，它表征渗透液渗入缺陷的能力；将，它表征渗透液渗入缺陷的能力；将，它表征渗透液渗入缺陷的能力；将rcosrcosrcosrcos/(为粘度）称作动态渗透参量为粘度）称作动态渗透参量为粘度）称作动态渗透参量为粘度）称作动态渗透参量KPP,KPP,KPP,KPP,他表征渗透液渗透速率。他表征渗透液渗透速率。他表征渗透液渗透速率。他表征渗透液渗透速率。SPPSPPSPPSPP值越大，渗透液的渗透能力越强。当接触角值越大，渗透液的渗透能力越强。当接触角值越大，渗透液的渗透能力越强。当接触角值越大，渗透液的渗透能力越强。当接触角小于小于小于小于5555时，时，时，时，cos1cos1cos1cos1。因此：。因此：。因此：。因此：SPPSPPSPPSPPL L L L。从这个意义。从这个意义。从这个意义。从这个意义上讲，静态渗透参量是当接触角小于上讲，静态渗透参量是当接触角小于上讲，静态渗透参量是当接触角小于上讲，静态渗透参量是当接触角小于5555时的表面张力时的表面张力时的表面张力时的表面张力。使用此类渗透液进行渗透检测时，一般可得到为满意。使用此类渗透液进行渗透检测时，一般可得到为满意。使用此类渗透液进行渗透检测时，一般可得到为满意。使用此类渗透液进行渗透检测时，一般可得到为满意的检验结果。的检验结果。的检验结果。的检验结果。粘度与动态渗透参量成反比。粘度越高，动态渗透粘度与动态渗透参量成反比。粘度越高，动态渗透粘度与动态渗透参量成反比