解析铁道行业标准《铁路无损检测材料 第2部分：渗透检测材料》.pdf

2023 年 10 月（总第 444 期）14标准化工作STANDARDIZATION WORK第 51 卷Vol.51第 10 期No.10铁 道 技 术 监 督RAILWAY QUALITY CONTROL收稿日期：2023-04-08作者简介：郑小康，正高级工程师；李广立，工程师；马玉强，高级工程师1制定背景在铁路行业中，需要进行无损检测的零部件越来越多，目前主要有车轴、焊接构架、齿轮传动系统（齿轮、齿轮箱等）、制动系统（制动盘、制动螺栓）、钩缓系统（车钩、缓冲器等）、车体焊缝等。无损检测是控制机车车辆产品质量、确保列车运行安全极为重要的技术手段。无损检测的应用越来越广泛，对无损检测的研究也越来越深入。据不完全统计，在实际工作中得到应用的无损检测方法目前有 15 种之多，其中一种重要的检测方法就是渗透检测。渗透检测材料是影响渗透检测结果的关键因素之一。目前，国内生产渗透检测材料的厂家较多，不同厂家使用的配方不同，使渗透检测材料性能存在较大差异。如有些长期为航空航天领域供货的厂家生产的渗透检测材料，适用于航空航天产品的检测，但不能完全适用于铁路产品检测。TB/T 2047.22011 铁路用无损检测材料技术条件第 2 部分：渗透检测用材料（以下简称“旧标准”）为铁路行业渗透检测材料的质量检验与控制发挥了重要作用。然而，该标准于 2014 年废止，给铁路行业渗透检测材料的质量控制造成极大不便。为了控制渗透检测材料的质量1，确保渗透检测的可靠性和准确性。国家铁路局组织制定解析铁道行业标准铁路无损检测材料第 2 部分：渗透检测材料郑小康，李广立，马玉强（中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏 常州 213011）摘要：TB/T 2047.22011铁路用无损检测材料技术条件第 2 部分：渗透检测用材料于 2014年废止后，给铁路行业在渗透检测材料质量检验与控制方面造成极大的不便。为了满足铁道行业材料检测需要，确保铁路产品和材料透检测的可靠性和准确性，制定 TB/T 3568.22021铁路无损检测材料第 2部分：渗透检测材料。从规范性引用文件、材料范围、灵敏度等级、技术要求、附录内容等方面，详细阐述 2 个标准的不同点和原因，以及性能检验的注意事项。与 GB/T 18851.22008无损检测渗透检测第 2 部分：渗透材料的检验和 ISO 3452.2：2013无损检验渗透剂试验第 2 部分：渗透材料的检验相比，TB/T 3568.22021 更具可操作性。关键词：无损检测；渗透检测；检测材料；行业标准；解析中图分类号：U270.7-65文献标识码：A文章编号：1006-9178（2023）10-0014-05Abstract：TB/T 2047.22011 Technical specification for materials used for non-destructive testing in railway-Part2:Materials for penetrant testing was abolished in 2014,which caused great inconvenience to the railway industry inthe quality inspection and control ofmaterials for penetrant testing.In order to ensure the reliability and accuracy ofpenetrant testing of railway products or materials,TB/T 3568.22021 Materials used for non-destructive testing inrailway-Part 2:Materials for penetrant testing was formulated to meet the needs of material testing in railway industry.From range of materials,normative reference documents,sensitivity grades,technical requirements,appendix contents and other aspects,the differences and reasons of the two standards are described in detail,as well as the mattersneeding attention in performance inspection.Compared with GB/T 18851.22008 Non-destructive testing-Penetranttesting-Part2:Testing of penetrant naterials and ISO 3452.2:2013 Non-destructive testing-Penetrant testing-Part2:Testing of penetrant naterials,TB/T 3568.22021 is more operational.Keywords：Non-destructive Testing;Penetrant Testing;Testing Material;Indurtry Standard;Interpretation15铁道技术监督第 51 卷第 10 期TB/T 3568.22021 铁路无损检测材料第 2 部分：渗透检测材料（以下简称“新标准”）。2制定原则和依据渗透检测技术在我国铁路行业几十年的应用过程中，积累了渗透检测材料技术指标控制经验，提高了渗透检测材料的生产制造技术水平和质量。新标准应能够更好地满足我国铁路行业渗透检测材料制造、检验和使用控制要求，促进铁路行业渗透检测材料质量的稳定提升。新标准作为指导渗透检测材料检验与验收的基础性标准，为保证其适用性，体现其先进性、经济性，制定新标准时，考虑了渗透检测材料的实际使用需求和材料制造水平，继承了旧标准中适用我国铁道行业特点的部分内容，同时吸收了 GB/T 18851.22008无损检测渗透检测第 2 部分：渗透材料的检验中的部分先进技术方法，如对产品族进行灵敏度分级、增加硫和卤素的检验要求等。3主要内容及适用范围新标准规定了渗透检测用渗透剂、去除剂、显像剂等材料的术语和定义，灵敏度等级，技术要求，检验方法，检验规则，包装、标志、储备，在附录 A 中规定了腐蚀性检验试块尺寸和技术要求。新标准适用于铁路用渗透检测材料的检验与验收，主要变化内容如下。3.1增加规范性引用文件由于渗透检测材料性能包含了相容性要求，既包含产品族相容，又包含对被检材料的腐蚀性要求，需要采用镁合金做腐蚀性检验试块。因此，规范性引用文件中增加 GB/T 51532016变形镁及镁合金牌号和化学成分。渗透检测材料检测用气雾罐应具有一定的安全性。因此，规范性引用文件中增加了 GB 13042包装容器铁质气雾罐和 QB 2549一般气雾剂产品的安全规定。新标准增加了检测渗透检测材料的灵敏度要求，并规定采用 1 型参考试块，以及检测渗透剂去除性采用 2 型参考试块的要求。因此，规范性引用文件中增加了 GB/T 18851.32008 无损检测渗透检测第 3 部分：参考试块。3.2调整材料范围当前铁路行业渗透检测使用的材料大部分是着色渗透检测材料，部分产品要求采用荧光渗透检测，如高速动车组上的部分铝合金零件。因此，新标准扩展了渗透检测材料范围，将适用的检测用材料，由溶剂去除型和水洗型着色渗透检测材料，扩展为铁路用所有渗透检测材料。新标准为铁路用荧光渗透检测材料的监测与评定提供了依据，便于控制荧光渗透检测材料质量，保证渗透检测结果的可靠性和准确性。后乳化型渗透液一般用作表面状态特别光洁、灵敏度要求较高的产品的渗透检测，相对于其他渗透材料操作更加繁琐。后乳化型渗透液在铁路行业现在几无应用，因此新标准中删除了相关内容。3.3增加产品族灵敏度等级要求新标准增加了产品族灵敏度等级要求。材料灵敏度直接影响渗透检测的效果，过高的材料灵敏度意味着成本更高、操作更复杂，对被检测产品表面状态的要求更高。因此，选择渗透材料时，应在满足灵敏度要求的基础上兼顾其他因素。相对于旧标准，新标准增加了产品族灵敏度等级要求，方便使用者选择灵敏度等级合适的材料，避免材料灵敏度等级偏低不能满足检测要求，或者灵敏度偏高增加操作难度和成本。新标准将荧光产品族灵敏度等级分为 3 级，着色产品族灵敏度等级分为 2 级。新标准通过参考试块显像，量化显示长度及比例，确定产品族灵敏度等级。参考试块采用 GB/T 18851.32008规定的 1 型参考试块2。新标准要求对试块延伸范围不小于试块宽度 80%的明显可见显示数目应予记录。1 型参考试块表征渗透检测材料灵敏度等级的显示如图 1 所示。（a）图谱（b）试块显示图 11 型参考试块表征渗透检测材料灵敏度等级的显示16解析铁道行业标准铁路无损检测材料第 2 部分：渗透检测材料标准化工作1 型参考试块镍-铬层厚度与荧光渗透剂的灵敏度等级见表 1。表 11 型参考试块镍-铬层厚度与荧光渗透剂的灵敏度等级灵敏度等级1 级（低）2 级（中）3 级（高）镍-铬层厚度/m302010检出的不连续数量/%1001001001 型参考试块镍-铬层厚度与着色渗透剂的灵敏度等级见表 2。表 21 型参考试块镍-铬层厚度与着色渗透剂的灵敏度等级灵敏度等级1 级（普通）2 级（高）镍-铬层厚度/m5030检出的不连续数量/%1001003.4修改技术要求新标准分别修改了渗透剂、清洗剂、显像剂、产品族灵敏度及安全性的一般要求。3.4.1渗透剂新旧标准中规定的渗透剂技术要求对比见表 3。标准旧标准新标准标准旧标准新标准颜色红色、橙色或紫色与产品标注颜色一致受紫外线照射稳定性无要求符合新标准的表 2 规定密度/（g/cm3）0.81.00.81.0热稳定性无要求符合新标准的表 3 规定运动粘度/（mm2/s）20 时，1.33.038 时，6.5（着色），8.5（荧光）腐蚀性试块两面不应有失光、变色和腐蚀现象试块两面不应有失光、变色和腐蚀现象闪点/52（罐装）65（散装）26润湿性渗透液很容易润湿铝板面试块表面渗透膜层不收缩、无气泡可去除性试块无渗透液残留试块无渗透液残留硫和卤素的含量无要求S 含量质量分数应小于 20010-6，Cl 和 F 含量质量分数总和应小于20010-6荧光亮度无符合新标准的表 1 规定表 3新旧标准中规定的渗透剂技术要求对比（1）旧标准要求渗透剂颜色为红色，新标准要求渗透剂颜色与产品标注颜色一致，扩大了渗透剂颜色的可选性。（2）运动粘度是渗透剂关键指标之一，影响渗透剂的渗透速度。一般要求渗透剂的运动粘度不能过高，避免引起渗透过程、显像过程过缓而降低检测效率及检测效果。运动粘度受温度的影响较大，温度越高，材料运动粘度越小。为便于操作，旧标准中规定运动粘度的检测温度为 20。Q/CR 213.22016 铁路用无损检测材料第 2 部分：渗透检测用材料要求的检测温度为 40。溶剂类液体运动粘度的检测温度一般为 40 和 100 左右，而普通渗透检测的温度范围为 10 50，没有必要测量100 时材料的运动粘度。考虑到多年来铁路行业使用的部分标准测试该项点的温度为 38，在制定新标准过程中，尽量考虑与现有成熟技术要求兼容，将渗透剂运动粘度检测温度规定为 38。新标准增加了对荧光渗透剂的要求，分别给出荧光、着色渗透剂的运动粘度指标。但未给出渗透剂运动粘度指标的下限值，即在保证渗透能力及灵敏度的前提下，渗透剂的运动粘度越低，对检测越有利。（3）旧标准对罐装渗透剂和散装渗透剂的闪点要求分别为不低于 52 和不低于 65。早期，渗透材料的使用不十分广泛，为了避免将渗透剂归于危化品，增加运输和储存成本，对渗透剂闪点要求较高。随着渗透检测方法应用越来越广泛，渗透剂用量越来越大，渗透剂材料成本和渗透效果成为主要考虑因素。目前，渗透剂使用的溶剂材料闪点多在 30 40，铁路行业罐装渗透剂一般按照危化品要求管理。根据渗透剂的实际闪点情况，参考国际标准和国家标准，新标准将渗透剂闪点定为不低于 26。（4）新标准增加了荧光渗透剂，相应新增了荧光亮度、受紫外线照射稳定性和热稳定性指标，这 3 个指标是荧光渗透剂特有的 3 个测试项点，是反映荧光材料使用性能的关键指标。荧光亮度指的是在一定紫外线照射下发出荧光的亮度，影响材料的最终显示能力；受紫外线照射稳定性和热稳定性这 2 个指标影响荧光渗透剂的存贮和使用稳定性及使用寿命。17铁道技术监督第 51 卷第 10 期（5）新标准增加了材料中硫及卤素的含量要求。在铁路行业，进行渗透检测的产品很多是奥氏体不锈钢和镍基材料。硫的含量高，易导致镍基合金出现热脆；卤素含量高，易造成奥氏体钢、钛合金等产生应力腐蚀裂纹。因此，新标准规定了渗透剂中硫和卤素的含量，从而减少检测对被检测工件性能的影响，也就是提高渗透检测标准中常常提到的材料和工件的“相容性”。3.4.2清洗剂新旧标准中规定的清洗剂技术要求对比见表 4。表 4新旧标准中规定的清洗剂技术要求对比标准类别旧标准新标准颜色无色、淡黄色与产品标注颜色一致密度/（g/cm3）0.71.00.71.0腐蚀性试块两面不应有失光、变色和腐蚀现象试块两面不应有失光、变色和腐蚀现象硫和卤素的含量无要求S 含量质量分数应小于 20010-6，Cl 和F 含量质量分数总和应小于 20010-6对清洗剂来说，新旧标准在颜色及硫、卤素含量上有差异，原因与渗透剂相同。3.4.3显像剂新旧标准中规定的显像剂技术要求对比见表 5。表 5新旧标准中规定的显像剂技术要求对比标准旧标准新标准标准旧标准求新标准颜色白色与产品标注颜色一致可去除性去除后，试块表面应无残留显像剂去除后，试块表面应无残留显像剂密度/（g/cm3）0.81.00.81.0固体含量无要求量值与标称值相差不超过10%灵敏度符合旧标准表 1 规定无要求形成覆盖层性能无要求检验试块表面应形成细微、平滑、无镜面反射的无荧光覆盖层腐蚀性试块两面不应有失光、变色和腐蚀现象试块两面不应有失光、变色和腐蚀现象再分散性无要求检验试块表面应形成细微、平滑、无镜面反射的无荧光覆盖层硫和卤素的含量无要求S 含量质量分数应小于 20010-6，Cl 和 F含量质量分数总和应小于 20010-6沉降速率/mL2（溶剂型）12.4（水悬浮型）与旧标准比，新标准更改了颜色要求，增加了显像剂固体含量、形成覆盖层性能、再分散性，以及硫和卤素含量等检测项目。显像剂是溶剂中溶解或者悬浮细小颗粒的混合液体。在显像过程中，固体颗粒留在检测区域表面，液体溶剂挥发，将进入缺陷中的渗透剂吸附出来。液体溶剂的作用是保证显像剂快速、均匀覆盖检测区域，起显像作用的是固体颗粒。固体颗粒含量应合理，偏高或者偏低都会影响显像剂层厚度，从而影响显像效果。因此应检测固体颗粒含量。不同类型的显像剂，适用的固体颗粒含量不同，因此新标准并未规定具体数值，但要符合显像剂说明中的标称值要求。显像剂覆盖层性能也影响显像效果。覆盖层越细腻，越平滑，渗透液的吸附效果越好，越不容易出现镜面反射、荧光，观察显示时对比度越高。因此，应检测显像剂覆盖层性能。未使用完的显像剂在静置时，固体颗粒一般会沉淀在底部。使用前应摇晃，使显像剂均匀分散。因此，需要检测显像剂的再分散性，以保证其能多次使用。3.5删除附录部分内容由于新标准不再要求检测渗透剂的含水量，因此，删除了“水分测定器示意图”。灵敏度等级试块和可去除性试块采用 GB/T18851.32008 规定的 1 型、2 型试块，新标准正文中已经引用了 GB/T 18851.32008，因此，附录不再列出“灵敏度等级试块”和“渗透剂可去除性试块”。4性能检验注意事项依据新标准检验渗透检测材料性能时，应注意以下事项，以便准确得到材料性能信息，让使用者选择的检测材料更合适。（1）渗透检测材料的灵敏度等级是产品族综合性能的体现，而不是渗透剂或显像剂单个产品的性能。因此，开展性能检验时，应检验同批次、同产品族产品。这是新标准和旧标准的典型差异之一。（2）渗透检测材料的闪点为闭口闪点，而不18解析铁道行业标准铁路无损检测材料第 2 部分：渗透检测材料标准化工作是开口闪点。（3）应采用专业仪器测试闪点、运动粘度、荧光亮度、密度等指标。仪器性能是否可靠直接影响测试数据的准确性，因此，使用的仪器应进行量值溯源。（4）测试材料的综合灵敏度、可去除性、腐蚀性、润湿性等性能时采用的试块，由于无法进行校准和性能确认，因此，建议使用具有良好信誉和权威机构生产的试块。5新标准与国家标准和国际标准对比5.1与国家标准对比GB/T 18851.22008 是关于渗透检测材料检验的国家标准。该标准规定了渗透材料型式检验、批量检验技术要求和检验方法。新标准与GB/T 18851.22018 相比有如下特点。2 个标准对渗透检测材料灵敏度等级的验证均作出规定，都要求在 1 型试块上进行检测。2 个标准对着色渗透剂灵敏度等级的验证要求见表 6。表 62 个标准对着色渗透剂灵敏度等级的验证要求灵敏度等级12检出不连续/%GB/T 18851.2200830 m 试块757550 m 试块9099100新标准30 m 试块10050 m 试块100从表 6 可以看出，新标准更严格，也更具可操作性。GB/T 18851.22008 要求分别用 30 m 试块和 50 m 试块进行测试，并用目视方法观察试块上人工裂纹的显示比例。从图 1 可以看出，在 1 型试块上不容易观察渗透显示的比例。而新标准规定每个灵敏度等级只在对应的 1 个规格试块上进行测试即可，验证时不需观察计算显示比例，仅需观察试块是否完整显示即可。新标准对荧光渗透剂灵敏度等级的验证见表 7。表 7新标准对荧光渗透剂灵敏度等级的验证灵敏度等级123检出不连续/%50 m 试块10030m 试块10010 m 试块100GB/T 18851.22008 规定，荧光渗透剂灵敏度等级验证需与标准渗透剂比较，但又未对标准渗透剂作出规定。也就是说，GB/T 18851.22008 规定的荧光渗透剂灵敏度等级的验证方法并不具备可执行性。因此，新标准提出荧光渗透剂灵敏度等级验证方法，填补了国家标准的空白。5.2与国际标准对比ISO 3452.2：2013 无损检验渗透剂试验第 2 部分：渗透材料的检验中，在确定荧光渗透剂灵敏度等级时，要求采用 1 组试块，通过比较受检产品和标准参考产品的结果来测定。对受检产品和参考渗透剂的检验，要求采用相同的标准。参考渗透剂灵敏度等级与受检产品应相同。在实际操作中，由于没有明确参考渗透剂，标准也没有明确灵敏度等级与试块的对应厚度关系，可操作性差。而新标准明确了试块与灵敏度等级的对应关系，便于确定灵敏度等级，而且不需要参考产品，更具有可操作性。6结语新标准为铁路渗透检测材料的性能和检验方法提供了统一依据，更全面地规范了着色和荧光渗透检测材料的性能项点，可提升铁路渗透检测材料性能检测水平。新标准适用于铁路行业渗透检测材料的检验与验收。主要包含荧光/着色水洗型及溶剂去除型渗透剂、清洗剂及显像剂。新标准的实施解决了铁路用荧光渗透产品无相应行业验收标准的困难，为生产商及铁路行业用户提供了依据，不仅有利于保证铁路行业渗透检测产品的质量，而且促进了渗透检测材料生产商对产品质量的把控，对产业的发展起到指导和促进作用。参考文献1 万升云，郑小康，章文显，等渗透检测技术及应用 M 北京，机械工业出版社，20192 无损检测渗透检测第 3 部分：参考试块：GB/T 18851.32008S 3 无损检测渗透检测第 2 部分：渗透材料的检验：GB/T18851.22008S 4 无损检验渗透剂试验第 2 部分：渗透材料的检验：ISO3452.2：2013S 5 铁路用无损检测材料技术条件第 2 部分：渗透检测用材料：TB/T 2047.22011S 6 铁路无损检测材料第 2 部分：渗透检测材料：TB/T 3568.22021S（编辑牛建利）0引言旅客列车尾部安全防护装置主机检测台（以下简称“客车列尾主机检测台”）是用于检测旅客列车尾部安全防护装置主机的专用设备。为了保障客车列尾主机检测台的量值准确、可靠，需对其进行校准。目前，客车列尾主机检测台校准装置标准器种类多、体积大、重量重，不便于长距离巡检，保持标准器准确度困难，并且由人工调整各测量点。这不仅不利于保证准确度要求，而且测量效率低。为此，依据 JJF（CR）0432022列车尾部安全防护装置主机检测台，研究、开发客车列尾主机检测台专用校准装置。1客车列尾主机检测台专用校准装置要求根据 JJF（CR）0432022 规定，客车列尾主机检测台专用校准装置应满足如下要求。