超音速火焰噴涂涂層的滲透檢測(cè)

何 晶，趙 軍

（中航飛機(jī)股份有限公司 長(zhǎng)沙起落架分公司，城固 723200）

超音速火焰噴涂技術(shù)作為一種新的表面防護(hù)和強(qiáng)化工藝，得到了迅速的發(fā)展。它在形成高質(zhì)量涂層、提高工件表面性能方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在對(duì)涂層表面質(zhì)量的檢測(cè)中，滲透檢驗(yàn)作為表面探傷方法被廣泛應(yīng)用。筆者主要介紹超音速火焰噴涂涂層的滲透檢測(cè)方法工藝。

1 檢測(cè)原理與方法

滲透檢測(cè)［1］是一種以毛細(xì)作用原理為基礎(chǔ)，用于檢測(cè)非松孔性的金屬試件和非金屬試件表面開口缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法。

超音速火焰噴涂的涂層由于其工藝特點(diǎn)，經(jīng)磨削后所產(chǎn)生的裂紋非常細(xì)小，所以采用后乳化熒光滲透檢測(cè)方法進(jìn)行檢驗(yàn)。后乳化熒光滲透檢測(cè)方法具有較高的檢測(cè)靈敏度，可檢測(cè)淺而寬的缺陷，能發(fā)現(xiàn)更細(xì)微的裂紋等缺陷，所以廣泛用于檢測(cè)表面光潔度高的工件和探傷疲勞裂紋、磨削裂紋、微細(xì)裂紋等。

2 檢測(cè)程序

2.1 預(yù)處理

由于超音速火焰噴涂涂層經(jīng)磨削后的主要污染物是油及油脂，會(huì)妨礙滲透液對(duì)工件的潤(rùn)濕，阻止?jié)B透液滲入缺陷，所以應(yīng)采用溶劑進(jìn)行清洗。

通常采用汽油、無(wú)水乙醇、丙酮、三氯乙烯等溶劑進(jìn)行清洗。

溶劑清洗后的工件，在滲透劑滲透之前，必須完全干燥。如有必要，表面可加熱到最高107℃，以除去濕氣。在施加滲透劑之前，工件必須冷卻到可以用手觸摸。外觀探傷時(shí)，使用黑光燈可以幫助確認(rèn)污染物的存在，因?yàn)樵S多有機(jī)污染物在紫外燈下發(fā)藍(lán)色熒光。

2.2 滲透劑施加

采用后乳化熒光滲透劑3級(jí)靈敏度，牌號(hào)為ZL－27A。

2.2.1 施加方式

滲透劑可以使用噴涂、浸涂或刷涂的方法施加于需要檢驗(yàn)的部位。施加后，使用黑光燈檢查滲透劑是否完全覆蓋需要檢驗(yàn)的部位。當(dāng)滲透劑施加到工件表面時(shí)，如果滲透劑成珠狀或不鋪展，則表明工件表面不夠干凈，需要重新清洗。

2.2.2 滲透時(shí)間

滲透時(shí)間至少為20min，最長(zhǎng)2h。在滲透過(guò)程中滲透劑不能干在工件上，否則應(yīng)將工件重新滲透。滲透時(shí)間超過(guò)2h，則需要重新進(jìn)行滲透處理。

2.3 去除表面多余滲透劑

2.3.1 預(yù)水洗

對(duì)表面多余滲透劑的初次清洗，可直接用水洗的方法，在黑光燈下進(jìn)行。工件與水噴槍噴頭最小距離應(yīng)為305mm，水壓應(yīng)保持恒定并且不超過(guò)0.276MPa，水溫范圍應(yīng)在10℃～38℃之間。預(yù)水洗后，工件表面應(yīng)沒有明顯的滲透劑。

2.3.2 乳化劑施加

施加牌號(hào)為ZR－10B乳化乳。

以浸涂方式施加乳化劑，可輕輕晃動(dòng)工件。乳化劑的濃度對(duì)乳化效果有很大影響，濃度應(yīng)符合材料生產(chǎn)廠家的推薦值，體積分?jǐn)?shù)一般不超過(guò)20%。

乳化效果與乳化時(shí)間密切相關(guān)。乳化時(shí)間太短，會(huì)因乳化不足而清洗不干凈；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易引起過(guò)乳化，使靈敏度降低。原則上，在允許檢驗(yàn)背景的前提下，乳化時(shí)間應(yīng)盡量短。在最短的停留時(shí)間里產(chǎn)生可接受的效果，停留時(shí)間最長(zhǎng)不超過(guò)2min。

2.3.3 滴落后最終水洗

乳化完成后，應(yīng)馬上浸入10℃～38℃的攪拌水中清洗，以迅速停止乳化劑的乳化作用，最后再進(jìn)行最終水洗。最終水洗應(yīng)在黑光燈下進(jìn)行，以控制清洗質(zhì)量避免過(guò)度清洗；過(guò)度清洗會(huì)使缺陷中的滲透劑被沖洗掉，使靈敏度降低。恰當(dāng)?shù)那逑磿r(shí)間，應(yīng)是干擾本底的殘留物恰好被清洗干凈。如果工件乳化過(guò)度或工件過(guò)洗，應(yīng)重新處理工件。

2.4 干燥

使用壓力不高于0.173MPa的壓縮空氣吹除工件表面多余的水分，然后放在循環(huán)熱空氣烘箱中干燥。烘箱溫度不應(yīng)超過(guò)71℃，干燥時(shí)間應(yīng)是使工件充分干燥的最短時(shí)間。

2.5 顯像

2.5.1 施加顯像劑

工件在施加顯像劑前應(yīng)處于干燥狀態(tài)，使用噴涂法施加非水基顯像劑。

在施加顯像劑前或在施加過(guò)程中，應(yīng)頻繁搖動(dòng)噴罐中的珠子，使顯像劑攪拌均勻。噴涂時(shí)要預(yù)先調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到邊噴涂邊形成顯像薄膜的程度。噴嘴距表面的距離約為300～400mm，噴灑方向與被檢面的夾角為30°～40°。如果顯像劑涂層厚重，則應(yīng)重新處理工件。

2.5.2 顯像時(shí)間

超音速火焰噴涂層的顯像時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制。由于工件涂層表面較為光滑，磨削裂紋較細(xì)且成網(wǎng)狀分布，顯像時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)造成缺陷的顯示被過(guò)度放大，使缺陷圖像失真，缺陷顯示連成模糊的一片，降低分辨率。而時(shí)間過(guò)短，缺陷內(nèi)的滲透液還沒有被回滲出來(lái)形成缺陷顯示，將造成缺陷漏檢。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，顯像時(shí)間為最短5min，最長(zhǎng)30min，即能達(dá)到滿意的效果。顯像時(shí)間超過(guò)了最長(zhǎng)顯像時(shí)間時(shí)，應(yīng)清洗并重新處理工件。

2.6 檢驗(yàn)

2.6.1 檢驗(yàn)的環(huán)境要求

檢驗(yàn)區(qū)域應(yīng)清潔無(wú)污染物。檢驗(yàn)工件的暗室或暗區(qū)的可見光照度不大于20lx（2英尺燭光）。

2.6.2 檢驗(yàn)光源的要求

在檢驗(yàn)前，黑光燈應(yīng)該至少先亮15min。黑光燈應(yīng)放置在距被檢測(cè)表面大于150mm的位置，在檢驗(yàn)工件的過(guò)程中應(yīng)保持這個(gè)距離。

黑光燈的過(guò)濾片應(yīng)清潔并無(wú)損壞，不允許黑光中的白光的泄漏。檢測(cè)表面黑光輻照度大于等于1000μW／cm2

在開始檢測(cè)前，檢測(cè)人員應(yīng)該用至少1min的時(shí)間來(lái)適應(yīng)黑暗環(huán)境。不允許在滲透檢測(cè)區(qū)佩戴變色眼鏡。

2.7 顯示判別

須解釋所有的顯示。應(yīng)重新處理有過(guò)度背景熒光或影響相關(guān)顯示的非相關(guān)顯示的工件，這些顯示會(huì)干擾對(duì)相關(guān)顯示的判斷。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)有疑問(wèn)的顯示時(shí)，可用棉球蘸上酒精擦試。擦試時(shí)應(yīng)注意從一個(gè)方向上擦洗，在棉球經(jīng)過(guò)顯示時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)棉球擦洗。擦洗部位干燥后再施加顯像劑，重新顯像時(shí)間應(yīng)與原先顯像時(shí)間一樣長(zhǎng)。如果擦試后顯示不再重現(xiàn)，一般都是虛假顯示。擦試后顯示重新出現(xiàn)時(shí)，一般是真實(shí)顯示，應(yīng)按工程圖紙和適用的參考規(guī)范判別顯示。

2.8 后清洗

（1）在滲透劑水洗槽，以壓力約為0.276MPa的冷水或溫水清洗以除去顯像劑。在黑光下檢查滲透劑的去除效果。

（2）干燥工件并在黑光下檢查滲透劑的去除效果，注意接觸面。保證所有工件在清洗后徹底干燥。

3 結(jié)語(yǔ)

上述介紹的滲透檢測(cè)工藝方法已成功應(yīng)用于某飛機(jī)起落架關(guān)鍵件的超音速火焰涂涂層質(zhì)量檢測(cè)，獲得了較高的缺陷檢出率，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

［1］孫殿壽.滲透檢測(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.