熒光滲透檢測中滲透溫度對靈敏度的影響及其對策

董務江，胡 誠，馮佩軍

(1.新疆天元高科航空技術有限公司，烏魯木齊 830026；2.南航新疆分公司飛機維修基地，烏魯木齊 830016)

熒光滲透檢測中滲透溫度對靈敏度的影響及其對策

董務江1，胡 誠2，馮佩軍1

(1.新疆天元高科航空技術有限公司，烏魯木齊 830026；2.南航新疆分公司飛機維修基地，烏魯木齊 830016)

針對熒光滲透檢測時較低的滲透溫度會影響檢測靈敏度的問題，對熒光滲透液的黏度等物理參數(shù)進行了試驗，了解了熒光滲透液溫度、黏度、檢測工藝、水處理之間的關系。結果表明：選取1535 ℃的溫度范圍對滲透檢驗是比較適宜的。最后提出了熒光滲透槽溫度的改造方案，可以保證滲透檢測的靈敏度。

熒光滲透液；溫度；黏度；靈敏度；五點標準試塊

按照標準MH/T3007-2004《民用航空器無損檢測 滲透檢驗》規(guī)定：零件溫度、熒光滲透溫度、環(huán)境溫度控制在4～52 ℃之內都是許可的。但是，在實際檢測作業(yè)過程中，在溫度較低時，滲透時間應該相對延長。為了了解滲透溫度對檢測靈敏度的影響，筆者對熒光滲透液的黏度等物理參數(shù)進行了試驗，了解了熒光滲透液溫度、黏度、檢測工藝、水處理之間的關系。結果表明：選取15～35 ℃的溫度范圍對滲透檢驗是比較適宜的。最后提出了熒光滲透槽溫度的改造方案，可以保證滲透檢測的靈敏度。

1 熒光滲透液(ZL-67)的溫度和黏度的關系

分子間存在內磨擦力而互相牽制的量度叫黏度，黏度隨溫度的升高而降低。

熒光滲透液(ZL-67)是一種水基型液體，從標準MH/T3007-2004給出的溫度參數(shù)范圍進行分析，證明溫度與滲透時間在特定條件下存在一定關系。

2 熒光滲透液(ZL-67)黏度和溫度試驗

被檢工件表面涂覆了帶有熒光物質，且具有高度滲透能力的滲透液。在濕潤作用和毛細管作用下，滲透液滲入工件表面開口缺陷中，去除工件表面多余的滲透液，再在工件表面噴涂顯像劑，使缺陷中的滲透液在毛細作用下重新吸附到工件表面并顯現(xiàn)。通過觀察缺陷痕跡的熒光圖像，對缺陷性質進行評定。這就是熒光滲透檢測的基本原理。

液體黏度對溫度的變化十分敏感，當溫度升高時，黏度就隨之降低。液體的黏度隨溫度變化的關系稱為液體的黏溫特性。黏度隨溫度的變化越小越好，即黏溫特性要好。

黏度一般有5種表示方式，中國一般采用恩氏黏度計方法測定。筆者主要測定在不同溫度條件下熒光滲透液黏度的變化。

2.1試驗參數(shù)所需試驗設備包括FPI-XDIII、PSM-5 PANEL、5點標準試塊(新)，熒光滲透液ZL-67 (新),黑光燈SJ 100-12，黑光照度計UV-200，F(xiàn)PI-5型污水處理系統(tǒng)。

黑光燈、紫外線輻照度計、白光照度計都符合國家規(guī)定的技術要求和計量要求。

在做不同溫度下的熒光滲透液黏度-靈敏度關系試驗時，有必要限定其他工藝參數(shù)，在此條件下把觀察到的5點標準試塊靈敏度作為基準。

每次試驗前，5點標準試塊必須在酒精中浸泡2 h，并在暗室黑光燈下觀察，以確保試塊中缺陷痕跡無顯現(xiàn)。5點標準試塊滲透試驗基準參數(shù)為：滲透液表溫14.5 ℃，實測溫度20 ℃；機洗水壓0.15 MPa，手洗水壓0.15 MPa；顯像粉溫度7.6 ℃；噴粉時間3 s；浸泡時間5 min，滴落時間5 min；水洗距離30 cm，水洗時間15 s；靜置時間7 min，回收時間75 s；實測室溫8 ℃；黑光輻照度5 705 μW·cm-2，暗室黑光輻照度1 705 μW·cm-2；清洗水表面溫度25 ℃，實測溫度29 ℃；干燥溫度47.1 ℃，干燥時間5 min；背景光照度3.5 lx；能觀察到5點。

2.2試驗過程

采用玻璃量筒和注射器，通過熒光滲透液在量筒的滴落掛壁方法，觀察量筒上刻度的細微變化，來說明在不同溫度下熒光滲透液的黏度變化。

試驗使用50 ml玻璃量筒，50 ml注射器。記錄方式為手機拍照和眼睛觀測。

步驟：用注射器抽取40 ml的熒光滲透液，注入到50 ml量筒中；將有熒光滲透液的量筒放到相對的環(huán)境溫度中，并用溫度計做對比；待熒光滲透液溫度降到所需的試驗溫度時，滴落到相同干凈的量筒中，滴落時間設定為10 min；然后在工作間觀測其在量筒中的刻度(見表1)。滴落后熒光滲透液容積與溫度關系曲線如圖1所示。滴落后容積與溫度關系曲線如圖1所示。從圖1看出，熒光滲透液溫度小于15℃時，其黏度會隨溫度的下降而增加。

表1 不同溫度下熒光滲透液在量筒中的刻度 ml

圖1 滴落后熒光滲透液容積與溫度關系曲線

熒光滲透檢測過程包括預清洗、滲透、去除清洗、烘干、顯像、觀察。其中，滲透溫度與時間直接影響整個系統(tǒng)的檢驗靈敏度。分別進行了不同溫度(-20，-10，-5，5，10，15，20，30，40 ℃)、時間(10，20，40 min)下的試驗。同一滲透溫度下，不同滲透時間通過擦拭5次后，5點標準試塊的顯示如圖2所示。同一滲透時間，不同滲透溫度下通過擦拭5次后，5點標準試塊的顯示如圖3所示。

圖2 同一滲透溫度下，不同滲透時間通過擦拭5次后5點標準試塊的顯示

圖3 同一滲透時間，不同滲透溫度下通過擦拭5次后5點標準試塊的顯示

2.3小結

通過上述試驗可知：在低溫條件下，滲透時間短則熒光滲透液滲入被檢工件缺陷部位的深度就淺，明顯影響缺陷的重復顯現(xiàn)；熒光滲透液在相同的低溫下，隨著滲透時間的延長檢測靈敏度會隨之增大。當滲透溫度在15 ℃以上時，顯像不明顯。這也正是標準規(guī)定“零件溫度、熒光滲透溫度和環(huán)境溫度在4～52 ℃范圍之內”的原因。

從試驗知道了環(huán)境溫度和熒光滲透檢測的相互關系，因此不建議在-10～7 ℃的情況下使用熒光滲透液，雖然在增加滲透時間后可以保證檢測的靈敏度，但熒光滲透液黏度、滲透時間、水洗量的增加都會增加滲透檢測的綜合成本。當然也有另一種情況，如在低溫下的外場作業(yè)時(民航飛機的現(xiàn)場維護檢測)，就要增加滲透時間來確保檢測的質量。但被檢工件的表面溫度和熒光滲透液的溫度不得低于-8 ℃ ，滲透時間應在30 min左右。動態(tài)滲透參量KPP由式(1)計算。

式中：α為表面張力系數(shù)；θ為接觸角；η為黏度。

3 討 論

3.1工作間與滲透槽現(xiàn)狀在滲透槽沒有做溫度改造之前，滲透槽的溫度大致與工作間的溫度一致，一般保持在8 ℃左右。從投入檢測線以來，熒光滲透液消耗量很大。造成誤差的原因有：① 玻璃量筒的表面粗糙度與飛機輪轂的表面粗糙度有很大的差異；② 飛機輪轂的型面復雜，多有留掛熒光滲透液的現(xiàn)象；③ 被檢工件的表面積估算上的誤差。如果將滲透液溫度提高到18 ℃，從圖1曲線中可以換算出熒光滲透液的損耗幾乎接近于零。

3.2熒光滲透液不同溫度下的黏度與水處理量的關系

熒光滲透液黏度越大，在被檢工件表面外掛的液量相對就越多，這不僅要適時調整清洗參數(shù)，同時也增加了廢水處理的量度。而控制好熒光滲透液的工作溫度，是節(jié)約用水的主要途徑。

4 熒光滲透槽溫度改造方案

4.1使用加溫控制棒

由于熒光滲透液的局部液體溫度與整箱液體溫度差異很大，不便控制。則原計劃在滲透液槽內加裝溫控裝置存在一定問題，如：抽放熒光滲透液，清洗槽內腔底面安裝加溫裝置，改造槽內升降裝置、溫度自動控制裝置等。這樣做會導致檢測作業(yè)時間長、費用高、耽誤正常生產。

4.2電熱毯控制

該方式是將電熱毯圍繞、固定在左右兩側及下表面，但如果長時間開啟電熱毯，容易因漏電產生安全問題。要使熒光滲透液達到預設的溫度需要較長的時間，并要不停地人工攪拌槽內液體。

4.3購置空調設備用空調提高工作間的室溫，來保證滲透槽內熒光滲透液的溫度。雖說這是個可行便捷的方案，可當工作間溫度控制在8 ℃左右時，要使槽內熒光滲透液的溫度提升并保持在20 ℃左右，需要一定的時間。同時還要考慮購置空調的成本及平日用電成本。

4.4加裝暖氣通過多次的試驗和多個方案的對比，得到在滲透槽左右外壁和下表面加裝暖氣的方法既安全便捷，成本又低，而且能保持24 h全天恒溫。如果選用暖氣管，將其盤成蛇形，加裝后測試，熒光滲透液的溫度保持在20 ℃左右，效果較理想。暖氣加裝外觀如圖4所示。

圖4 暖氣加裝外觀

5 結語

通過試驗，進一步了解了熒光滲透液溫度、黏度、檢測工藝、水處理之間的關系。從生產的經濟效益和熒光滲透液的穩(wěn)定性等諸多方面考慮，選取15～35 ℃溫度范圍進行滲透檢驗比較適宜。對于寒冷地區(qū)，一定要注意在定制熒光滲透檢測線時，控制熒光滲透槽的溫度。這對保證熒光滲透檢測靈敏度以及減少污水的處理和排放有著積極的作用。

InfluenceofPermeabilityTemperatureonSensitivityduringFluorescentPenetrantTestingandItsCountermeasures

DONG Wujiang1, HU Cheng2, FENG Peijun1

(1.Xinjiang Tianyuan High-Technology Aviation Technology Co., Ltd., Urumqi 830026, China;2.China Southern Airline Xinjiang Branch Aircraft Maintenance Base, Urumqi 830016, China)

In order to solve the problem that low fluorescence permeability temperature will influent the sensitivity of fluorescent penetrant , the physical parameters such as viscosity and so on were tested, and the relationship between temperature, viscosity, fluorescence penetrant detection technology and water treatment was understood. The results show that the temperature range of 15～35℃ is suitable for penetrant inspection. Finally, a scheme for improving the temperature of the fluorescent permeation tank is proposed to ensure the sensitivity of the penetrant inspection.

fluorescent penetrant; temperature; viscosity; sensitivity; five-point standard test block

TG115.28

： B

：1000-6656(2017)09-0080-03

2017-01-18

董務江(1953-)，男，主要從事無損檢測工作

董務江，ndt01@sina.com

10.11973/wsjc201709020