滲透檢測質量可靠性主要影響因素的試驗研究

葛懷文，楊 釗，楊金友

（云南省石油化工鍋爐壓力容器檢測中心站，云南 昆明 650233）

隨著特種設備的廣泛應用，焊接特種設備中任何缺陷對焊縫都有不同程度的傷害，一旦失效往往引起災難性事故[1]。為保證焊接件的質量和安全運行，必須對其進行無損檢測。因兼具攜帶與使用的便利性，在針對各種特種設備進行現場檢測時，滲透檢測應用較為普遍，亦包括對大工件所實施的局部檢測。尤其在角焊縫和非鐵磁性材料焊縫檢驗中使用頻繁，且多為壓力噴罐施加滲透檢測劑[2]。

人們比較關心滲透檢測的靈敏度，卻對其可靠性缺乏關注，同時疏于了解可對檢測可靠性產生干擾的相關因素[3]。前者指的是檢測方法對于最小缺陷的檢測能力，一般以有效檢出工件中某一規定尺寸大小的缺陷作為度量；而后者則指的是在確保所規定的檢測靈敏度下，對于某一尺寸所存在的表面缺陷可予檢出的概率。對于液體滲透檢測而言，其結果的可靠與準確性主要以靈敏度為核心依據，靈敏度可保持在較高水準，則可靠性亦相對較高。實際滲透檢測操作穩定性不足，在缺陷檢測靈敏度不變的情況下，可靠性難保證。為了解決以上問題，本文從質量管理因素進行分析，通過試驗尋求有效的解決辦法保證滲透檢測質量可靠。

1 滲透檢測原理及優點

滲透檢測的原理是：經由對液體毛細管作用的充分利用，引導滲透液于所檢測固體材料表面所存在的開口缺陷處進行滲透；然后經由顯影劑予以顯現，即將于缺陷處滲入的滲透液由內向表面析出，并將所存在缺陷清晰顯現。所涉及的探傷工藝依次有預處理、給予滲透液施加、對多余的滲透劑予以去除、進行干燥、對顯像劑施加以及對結果進行觀察評定等過程[2]，如圖1。

圖1 滲透檢測操作的基本步驟

滲透檢測涉及范圍較廣，包括對金屬、非金屬工件所出現的如裂紋、氣孔、疏松等表面開口缺陷的檢測。這些表面開口缺陷，在直接目視下，或很難被診斷出。此外，該檢測方法并不受限于被檢工件所具備的結構、化學成分等，同時亦不局限于缺陷所呈現出的尺寸、方向或形狀特征。滲透檢測設備簡單、操作較為容易、缺陷顯現直觀、容易判斷，只需一次滲透檢測，即可同時檢查開口于表面的所有缺陷。

2 試驗

2.1 試驗對象和設備

以承壓特種設備中的帶焊縫的壓力容器、不同管徑壓力管道、管道與容器的角焊縫為對象，上海新美達DPT-5著色滲透探傷劑噴罐為試驗設備，300mm×300mm硬質塑料板、毛巾、棉紗、棉紙等輔助用品。

2.2 試驗方法

滲透檢測的可靠性，對于產品的安全使用具積極意義，是對產品安全使用有確切保證的重要條件之一。顯而易見，若檢測體系本身不具備較高可靠性，則產品存在缺陷甚至是較為危險的缺陷，卻無法通過滲透檢測得以發現。則滲透檢測本身即喪失了其檢測意義，而不能將有存在缺陷的產品有效檢測出，即意味著產品的安全性與使用可靠性得以得到有效保障，甚至是毫無保障，在使用中失效、破壞現象發生的可能性較高。

在滲透檢測體系中，涵括了滲透檢測人員、設備、材料以及所采用工藝方法、檢驗環境等，對檢測體系進行質控，其本質上即對上述五個環節予以質控，以良好管理促進檢測質量與可靠性提升。

3 結果與討論

3.1 滲透劑原料的影響

在所實施的滲透檢測中，起到先決性條件的是滲透劑，因其可對被檢測工件表面進行良好的浸潤，而只有被檢工件表面被充分的浸潤后，滲透劑方可于狹窄的縫隙中進行滲透。同時，對于滲透劑還有另一個要求，即其需具備潤濕顯影劑的作用，以達到可順利將于缺陷內滲透劑析出

滲透檢測中，滲透劑對被檢工件表面的良好潤濕是進行滲透檢測的先決條件。只有當滲透劑充分潤濕被檢工件表面時，才能滲入狹窄的縫隙。此外，還要求滲透劑能潤濕顯像劑，以便將缺陷內的滲透劑析出，并對缺陷清晰顯現。當前階段，各個滲透檢測劑制造企業研發的配方基本都可以達到檢驗靈敏度的要求，需要進行性能校驗合格。在保質期內的噴罐，對滲透檢測可靠性的影響較小。

3.2 外界條件的影響

滲透檢測一般在5～50℃的溫度范圍內進行，在此范圍外，特別是在低溫情況下，工件表面存在污垢，滲透檢測靈敏度降低，容易造成漏檢。噴罐噴射壓力也受影響，故低溫環境適用性差。對低溫情況下如何保證滲透檢測靈敏度，技術標準中針對低溫和高溫的非標準溫度，提出了專門的檢測方法[4]，對低溫條件下滲透檢測相關問題也有很多研究實例[5～6]。

3.3 檢測工藝方法的影響

3.3.1 表面狀態

檢測工件存在缺陷部位的表面狀況對于滲透檢測的質量存在著很大程度的影響，若被檢工件表面呈現出較為嚴重的污染及粗糙，則將對滲透檢測的成功性造成干擾，因污染物對于滲透劑向缺陷處進入存在一定的阻礙作用。此外，在對污染物進行清理的過程中，所產生的殘余物也可能與滲透劑起反應，使之靈敏度受損[7]。而且，被檢工件表面所表現出的粗糙程度同樣會影響檢測準確度，此點已獲多方驗證，相關研究較多、較全面。

3.3.2 幾何形狀

對Φ89焊接無縫鋼管對接焊縫、鋼管和鋼板角接焊縫、鋼板對接焊縫進行等鋼管圓周長度（89π）滲透劑檢測。在考慮操作時間、操作便捷程度和環保要求的情況下，鋼板對接焊縫用時最快、操作最簡單、較干凈；鋼管對接耗時最長、操作復雜、污染最大；管板焊接居中。可見，工件幾何形狀對滲透檢測質量影響較大。

3.3.3 施加方式

滲透劑施加方式主要有噴涂、刷涂（刷子、棉紗、布、紙）、澆涂、浸涂四種方式。對于在役無縫壓力管道對接焊縫檢測，主要是前三種。對比不同施加方法在操作便捷程度、操作環境、后續處理難易度和檢測成本方面的優缺點。

4 結論和建議

1）特種設備焊縫檢驗在滿足靈敏度要求的前提下，應合理選擇滲透檢測設備品種。

2）針對溫度影響大的情況，溫度過低時，停止滲透檢測工作或改變環境溫度使其達到要求；滲透前增加烘干工序，使工件表面溫度達到要求。

3）工件表面清洗不干凈，一是滲透液不容易滲入有油污的缺陷中去，容易漏檢；二是油污容易污染滲透液。表面狀態對滲透檢測的影響不同，可通過各種方法進行改善，選擇具體方法以達到檢測的要求[8]。

4）工件幾何形狀、尺寸大小對檢測質量雖然影響較大，但主要是操作人員的技術水平限制，檢測機構應加強對操作人員的培訓和考核，提高其操作熟練程度，保證滲透檢測質量的可靠。同時需要針對具體操作場合，從安全防護和衛生安全等方面合理選擇滲透施加方法。

5）可通過完善質量管理制度來保證滲透檢測的可靠性。