熒光滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊的人工裂紋藍(lán)白色顯示原因

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(中國(guó)航發(fā)西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 無(wú)損檢測(cè)中心，西安 710021)

1 監(jiān)控試塊人工裂紋的顯示特點(diǎn)

1.1 監(jiān)控試塊人工裂紋黃綠色顯示和藍(lán)白色顯示介紹

熒光滲透檢測(cè)中，缺陷顯示是由零件表面開(kāi)口缺陷中的熒光滲透液重新回滲到表面，經(jīng)黑光照射使熒光染料發(fā)光而形成的熒光顯示。由于通常使用的熒光滲透液染料發(fā)出光的顏色是黃綠色，因此滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋形成的顯示應(yīng)為黃綠色，如圖1(a)所示。當(dāng)滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊出現(xiàn)異常時(shí)，最常見(jiàn)的現(xiàn)象之一就是人工裂紋處會(huì)形成藍(lán)白色顯示，如圖1(b)所示。

圖1 監(jiān)控試塊人工裂紋黃綠色顯示和藍(lán)白色顯示

1.2 監(jiān)控試塊人工裂紋藍(lán)白色顯示的特點(diǎn)

將滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋的藍(lán)白色顯示放大觀察，可以觀察到人工裂紋表面有明顯的顯像劑堆積。顯像劑堆積形狀與人工裂紋形狀一一對(duì)應(yīng)，且發(fā)出淡淡的藍(lán)白色光(見(jiàn)圖2)。

圖2 監(jiān)控試塊人工裂紋藍(lán)白色顯示放大結(jié)果

采用毛刷蘸取丙酮，擦拭滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋的藍(lán)白色顯示，擦拭后試塊表面擦拭部位的顯像層被去除掉，人工裂紋顯示呈現(xiàn)出黃綠色，如圖3所示。

圖3 經(jīng)丙酮擦拭監(jiān)控試塊后的人工裂紋顯示

2 試驗(yàn)過(guò)程、結(jié)論及驗(yàn)證試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)用滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊

使用的滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊為報(bào)廢試塊，該試塊在正常使用時(shí)，是用作后乳化型3級(jí)靈敏度熒光滲透檢測(cè)系統(tǒng)的工作試塊，可獲得4個(gè)人工裂紋顯示。報(bào)廢原因是人工裂紋顯示顏色長(zhǎng)期呈藍(lán)白色的異常情況。

2.2 滲透檢測(cè)試驗(yàn)工藝

采用的滲透檢測(cè)工藝為后乳化型熒光滲透檢測(cè)，檢測(cè)靈敏度3級(jí)，干粉顯像劑顯像，具體試驗(yàn)要求如下所述。

(1) 預(yù)清洗：超聲波清洗機(jī)結(jié)合丙酮清洗15 min。

(2) 滲透：滲透液牌號(hào)為RC-65，施加方式為浸漬法，滲透時(shí)間為30 min(其中浸漬15 min，滴落15 min)。

(3) 預(yù)水洗：手工清洗，水壓不大于0.27 MPa，水槍距離試塊表面不小于300 mm。

(4) 乳化：乳化劑牌號(hào)為ER-83A，施加方式為浸漬法，乳化劑體積分?jǐn)?shù)6%～8%，乳化時(shí)間為90 s。

(5) 最終水洗：手工清洗，水壓不大于0.27 MPa，水槍距離試塊表面不小于300 mm；水洗結(jié)束后，采用氣壓不大于0.17 MPa的壓縮空氣去除試塊表面積水，氣槍距離試塊表面不小于300 mm。

(6) 烘干：采用溫度不超過(guò)70℃的熱空氣循環(huán)烘箱對(duì)試塊進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間10 min。

(7) 顯像：按試驗(yàn)過(guò)程中的試驗(yàn)內(nèi)容決定。

(8) 檢驗(yàn)：在暗室內(nèi)檢驗(yàn)。黑光燈的黑光輻照度不小于1 200 μW·cm-2，漏白光照度不大于20 lx，環(huán)境白光照度不大于20 lx。

2.3 對(duì)比試驗(yàn)

2.3.1 顯像過(guò)程施加干粉顯像劑

按照文中2.2節(jié)要求，完成預(yù)清洗、滲透、去除和烘干工序處理，采用噴粉柜噴粉的施加方式，干粉顯像劑牌號(hào)為D-90G，顯像時(shí)間為15 min，得到的結(jié)果如圖4所示。

圖4 干粉顯像后滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋顯示

2.3.2 顯像過(guò)程采用自顯像

按照文中2.2節(jié)要求，完成預(yù)清洗、滲透和烘干工序處理，顯像過(guò)程采用自顯像，顯像時(shí)間為15 min，得到的結(jié)果如圖5所示。

圖5 自顯像后滲透系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋黃綠色熒光顯示

2.3.3 對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果可知，施加干粉顯像劑時(shí)，滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊的人工裂紋由大到小，第1點(diǎn)顯示顏色呈現(xiàn)為黃綠色中摻雜著藍(lán)白色，而第2，3，4點(diǎn)顯示顏色呈現(xiàn)為藍(lán)白色；采用自顯像方法時(shí)，滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋處形成的4處顯示均為黃綠色顯示。

2.4 影響因素分析

(1) 施加干粉顯像劑時(shí)，在限定的顯像時(shí)間內(nèi)滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋內(nèi)的熒光滲透液已經(jīng)回滲到試塊表面的顯像劑粉層內(nèi)，使得顯像劑被熒光滲透液潤(rùn)濕后吸附在人工裂紋處。

(2) 在限定的顯像時(shí)間內(nèi)，人工裂紋顯示是由于回滲的熒光滲透液量很少，使得擴(kuò)展至顯像劑層表面的熒光滲透液不足，顯像劑本身的厚度和顏色遮蓋了熒光滲透液的黃綠色而總體呈現(xiàn)為藍(lán)白色。

2.5 驗(yàn)證試驗(yàn)

2.5.1 驗(yàn)證試驗(yàn)一

采用噴粉柜噴粉的方式，將干粉顯像劑(牌號(hào)D-90G)分別施加到經(jīng)滲透處理的滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊和未經(jīng)滲透處理的滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊上。顯像劑在試塊上停留15 min后，采用壓力不大于0.034 MPa的壓縮空氣將滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊上多余的干粉顯像劑吹去，試驗(yàn)得到的結(jié)果如圖6所示。

圖6 經(jīng)滲透檢測(cè)和未經(jīng)滲透檢測(cè)處理的滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊經(jīng)干粉顯像后的結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)多余顯像劑去除后，已經(jīng)滲透處理的試塊人工裂紋處仍有顯像劑堆積，如圖6(a)所示；而未經(jīng)滲透處理的試塊人工裂紋處沒(méi)有顯像劑堆積，如圖6(b)所示。

2.5.2 驗(yàn)證試驗(yàn)二

滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊按文中2.2節(jié)要求完成預(yù)清洗、滲透、去除和烘干工序處理，顯像過(guò)程采用自顯像方法，顯像時(shí)間為15 min。顯像時(shí)間結(jié)束時(shí)，采用噴粉裝置將干粉顯像劑(牌號(hào)D-90G)施加在滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊上，隨著顯像粉層的由薄到厚，觀察滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋顯示的顏色變化，得到的結(jié)果如圖7所示。其中，圖7(b)為施加干粉顯像劑后顯像15 min的結(jié)果。

圖7 監(jiān)控試塊人工裂紋顯示顏色隨著顯像粉層厚度增加的變化

在施加顯像粉層較薄時(shí)，滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋顯示顏色均呈現(xiàn)為黃綠色中摻雜著藍(lán)白色，如圖7(a)所示；隨著試片上顯像粉層厚度的增加，人工裂紋由大到小，第1點(diǎn)顯示顏色呈現(xiàn)為黃綠色中摻雜著藍(lán)白色，而第2，3，4點(diǎn)顯示顏色呈現(xiàn)為藍(lán)白色，如圖7(b)所示。

2.5.3 驗(yàn)證試驗(yàn)三

將圖7(b)對(duì)應(yīng)試塊放置24 h，得到的結(jié)果如圖8所示。

圖8 放置24 h后滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋顯示

滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋最大點(diǎn)顯示顏色呈黃綠色，而其他點(diǎn)的顯示顏色則是藍(lán)白色中摻雜著黃綠色。

2.5.4 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)論

驗(yàn)證試驗(yàn)一的結(jié)果表明，滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋處的干粉顯像劑只有被熒光滲透液潤(rùn)濕后，才能在經(jīng)不大于0.034 MPa的壓縮空氣處理后還可以吸附在人工裂紋處。

驗(yàn)證試驗(yàn)二的結(jié)果表明，只有當(dāng)人工裂紋處回滲到顯像劑膜層表面的熒光滲透液的量足夠時(shí)，所發(fā)出的光人眼才能識(shí)別，形成黃綠色顯示，否則，人工裂紋處呈現(xiàn)的顏色為顯像劑發(fā)出的藍(lán)白色。

驗(yàn)證試驗(yàn)三的結(jié)果表明，隨著顯像時(shí)間的延長(zhǎng)，顯像劑膜層表面熒光滲透液的量逐漸增加，當(dāng)熒光滲透液的量達(dá)到一定程度以后，所發(fā)出的光足夠引起人眼識(shí)別，人工裂紋處就會(huì)形成黃綠色的顯示。

3 結(jié)論

滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋顯示呈現(xiàn)出藍(lán)白色是由于在限定的顯像時(shí)間內(nèi)，滲透檢測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控試塊人工裂紋內(nèi)的熒光滲透液回滲到試塊上顯像劑粉層表面的量很少，不足以形成人眼能夠識(shí)別出的黃綠色顯示，使得人工裂紋總體顯示呈現(xiàn)出藍(lán)白色，這實(shí)際是吸附在人工裂紋開(kāi)口處的顯像劑所發(fā)出的藍(lán)白色。