滲透檢測質(zhì)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(shè)備的廣泛應(yīng)用，焊接特種設(shè)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(zāi)難性事故[1]。為保證焊接件的質(zhì)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(shè)備進行現(xiàn)場檢測時，滲透檢測應(yīng)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(guān)心滲透檢測的靈敏度，卻對其可靠性缺乏關(guān)注，同時疏于了解可對檢測可靠性產(chǎn)生干擾的相關(guān)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(guī)定尺寸大小的缺陷作為度量；而后者則指的是在確保所規(guī)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(jié)果的可靠與準確性主要以靈敏度為核心依據(jù)，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(wěn)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(zhì)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(zhì)量可靠。

1 滲透檢測原理及優(yōu)點

滲透檢測的原理是：經(jīng)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(jīng)由顯影劑予以顯現(xiàn)，即將于缺陷處滲入的滲透液由內(nèi)向表面析出，并將所存在缺陷清晰顯現(xiàn)。所涉及的探傷工藝依次有預(yù)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(jié)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(xiàn)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(jié)構(gòu)、化學成分等，同時亦不局限于缺陷所呈現(xiàn)出的尺寸、方向或形狀特征。滲透檢測設(shè)備簡單、操作較為容易、缺陷顯現(xiàn)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(shè)備

以承壓特種設(shè)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(shè)備，300mm×300mm硬質(zhì)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(chǎn)品的安全使用具積極意義，是對產(chǎn)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(chǎn)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(fā)現(xiàn)。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(chǎn)品有效檢測出，即意味著產(chǎn)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(xiàn)象發(fā)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(shè)備、材料以及所采用工藝方法、檢驗環(huán)境等，對檢測體系進行質(zhì)控，其本質(zhì)上即對上述五個環(huán)節(jié)予以質(zhì)控，以良好管理促進檢測質(zhì)量與可靠性提升。

3 結(jié)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(nèi)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(nèi)的滲透劑析出，并對缺陷清晰顯現(xiàn)。當前階段，各個滲透檢測劑制造企業(yè)研發(fā)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(zhì)期內(nèi)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(nèi)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(huán)境適用性差。對低溫情況下如何保證滲透檢測靈敏度，技術(shù)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(guān)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(tài)

檢測工件存在缺陷部位的表面狀況對于滲透檢測的質(zhì)量存在著很大程度的影響，若被檢工件表面呈現(xiàn)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(chǎn)生的殘余物也可能與滲透劑起反應(yīng)，使之靈敏度受損[7]。而且，被檢工件表面所表現(xiàn)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(guān)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(huán)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(zhì)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(huán)境、后續(xù)處理難易度和檢測成本方面的優(yōu)缺點。

4 結(jié)論和建議

1）特種設(shè)備焊縫檢驗在滿足靈敏度要求的前提下，應(yīng)合理選擇滲透檢測設(shè)備品種。

2）針對溫度影響大的情況，溫度過低時，停止?jié)B透檢測工作或改變環(huán)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(tài)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(zhì)量雖然影響較大，但主要是操作人員的技術(shù)水平限制，檢測機構(gòu)應(yīng)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(zhì)量的可靠。同時需要針對具體操作場合，從安全防護和衛(wèi)生安全等方面合理選擇滲透施加方法。

5）可通過完善質(zhì)量管理制度來保證滲透檢測的可靠性。