滲透檢測(cè)是一種利用毛細(xì)現(xiàn)象檢測(cè)表面開口缺陷的無損檢測(cè)方法，其中，熒光滲透檢測(cè)法在民用航空行業(yè)中的應(yīng)用較為廣泛。熒光滲透液中溶有熒光染料，檢測(cè)時(shí)在黑光燈下觀察，熒光顯示和背景之間的對(duì)比率可達(dá)到300:1以上，相對(duì)于著色滲透檢測(cè)，擁有更高的對(duì)比率，可獲得更高的檢測(cè)靈敏度，因而更適合檢測(cè)細(xì)微的疲勞裂紋等缺陷。

在某型APU（輔助動(dòng)力裝置）的滲透檢測(cè)中，廠家指導(dǎo)建議為I-A/B/D（熒光滲透檢測(cè)+水洗型/親油后乳化型/親水后乳化型），檢測(cè)靈敏度等級(jí)為2，3級(jí)。

時(shí)間參數(shù)

時(shí)間是滲透檢測(cè)工藝的重要參數(shù)。滲透檢測(cè)的每一步都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間規(guī)定。不僅如此，時(shí)間參數(shù)是檢測(cè)工作的重要計(jì)量依據(jù)，直接影響到整體進(jìn)度的把控。

滲透時(shí)間是指從施加滲透液到開始去除之間的時(shí)間。滲透時(shí)間又稱接觸時(shí)間或停留時(shí)間，根據(jù)所檢測(cè)材料的不同、要求發(fā)現(xiàn)的缺陷不同，滲透時(shí)間的長(zhǎng)短也會(huì)不同。對(duì)于細(xì)微的應(yīng)力腐蝕裂紋，滲透時(shí)間甚至可以長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)。采用浸涂法施加滲透液時(shí)，還應(yīng)包括排液所需的時(shí)間（滴落時(shí)間）。

在許多標(biāo)準(zhǔn)中，滲透時(shí)間不應(yīng)少于10分鐘，在某型APU的廠家建議中，靜止件的滲透時(shí)間不應(yīng)少于10分鐘，旋轉(zhuǎn)件的滲透時(shí)間不應(yīng)少于20分鐘。

在乳化和去除步驟中，時(shí)間的掌握更為重要。為了*去除表面多余的積存滲透液而不影響到滲入缺陷內(nèi)的滲透液，乳化和去除的時(shí)間必須嚴(yán)格控制。原則上，親油型乳化劑的乳化時(shí)間控制在2分鐘之內(nèi)，親水型乳化劑的乳化時(shí)間控制在5分鐘以內(nèi)。時(shí)間過短或過長(zhǎng)會(huì)造成清洗不足引起的背景顯示過多或過度清洗引起的無法顯示缺陷等情況。

干燥步驟中，為防止?jié)B透液在缺陷中干涸而無法被顯像劑吸出，干燥時(shí)間越短越好，一般規(guī)定不超過10分鐘。

顯像步驟中，為了吸出缺陷中的滲透液形成缺陷圖像顯示，又為了防止吸出的顯像劑過多而產(chǎn)生模糊變形的顯示從而影響檢測(cè)人員的觀察判斷，顯像時(shí)間也需嚴(yán)格控制。根據(jù)顯像劑的不同，顯像時(shí)間也不同。

溫度參數(shù)

溫度參數(shù)經(jīng)常與滲透時(shí)間參數(shù)關(guān)聯(lián)。依照 ASTM E1417-2016 《滲透試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施規(guī)程》 規(guī)定，一般將溫度控制在4~52℃，清洗時(shí)水溫應(yīng)在35℃以下，干燥時(shí)溫度不應(yīng)超過71℃。

低溫的問題存在

雖然關(guān)于溫度參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)建議通常給出溫度的上下限范圍，但在實(shí)際工作中，除非干燥箱失控，很難超過溫度上限，超溫的情況不容易發(fā)生。然而，在開放式廠房和不具備供暖設(shè)施的生產(chǎn)檢測(cè)區(qū)域，冬季卻可能低于檢測(cè)要求的溫度。從成都有記錄的氣象上看，冬季時(shí)低溫可低至0~3℃。雖然一般滲透檢測(cè)槽內(nèi)都有加熱裝置，提供滲透液和清洗用水的加熱，但在占據(jù)滲透步驟大部分時(shí)間的滴落過程，受檢零件懸在空中，仍舊暴露在低氣溫環(huán)境中。

低氣溫的影響

除去情況（低溫使?jié)B透液凝固），在滲透液凝固點(diǎn)之上的低氣溫，同樣對(duì)檢測(cè)工作有一定的影響。具體有：

(1) 低溫可能會(huì)影響染料在載液中的溶解度，extreme狀況下，某些滲透液可能會(huì)出現(xiàn)分層、染料析出的情況。

(2) 環(huán)境溫度降低會(huì)影響滲透液的分子熱運(yùn)動(dòng)能力和密度，改變其表面張力，進(jìn)而影響其對(duì)開口缺陷的潤(rùn)濕性。

(3) 低溫也會(huì)削弱顯像劑的毛細(xì)管效應(yīng)，因?yàn)榈蜏乜赡苡绊憹袷斤@像劑的干燥速度、干式顯像的吸附能力等。

(4) 低溫會(huì)直接影響滲透液的黏度，從而影響滲透液在缺陷內(nèi)的滲透速度。

滲透液的滲透速率常用動(dòng)態(tài)滲透參量來表征。它反映的是受檢工件浸入滲透液所需時(shí)間（即停留時(shí)間）的長(zhǎng)短。

動(dòng)態(tài)滲透參量K可用公式表示為：K=αcosθ/η（α為表面張力系數(shù)；θ為接觸角；η為黏度)。

黏度變高，即η值變大，動(dòng)態(tài)滲透參量K就會(huì)相應(yīng)變小，滲透速度變慢，在原本時(shí)間內(nèi)，滲透液的滲入量會(huì)減少。

一般應(yīng)對(duì)手段

在沒有條件改變整體檢測(cè)環(huán)境溫度的時(shí)候，應(yīng)對(duì)措施如下：

(1) 將工件和滲透液等都加熱到一個(gè)較高的溫度，留有一定的降溫余量，使得在滲透時(shí)間內(nèi)，整體溫度保持在可接受的范圍內(nèi)。

(2) 通過靈敏度試塊驗(yàn)證滲透材料的低溫性能，通過延長(zhǎng)滲透時(shí)間等工藝調(diào)整，保證滲透檢測(cè)的靈敏度。

例如：某型APU的廠家指導(dǎo)工藝?yán)锾岢觯诒匾闆r下，可將零件加熱到40℃。有文獻(xiàn)指出，當(dāng)試驗(yàn)溫度為2.2℃時(shí)，超出部分滲透材料保持物理性能的溫度極限，使得在低溫試驗(yàn)條件下，滲透材料的性能差異great，此時(shí)延長(zhǎng)滲透時(shí)間對(duì)提高低溫下滲透檢測(cè)的靈敏度沒有作用。

加 熱 裝 置

小零件進(jìn)行無損檢測(cè)時(shí)已經(jīng)是處于清洗過后、干燥潔凈的狀態(tài)，無須重復(fù)清洗、干燥和加熱。將滲透液加熱到40℃左右的狀態(tài)，耗費(fèi)時(shí)間和電力。由于依靠滲透液加熱零件間接延長(zhǎng)了滲透時(shí)間，且APU零件較小、散熱性好，在滴落過程中降溫也較快，給溫度把控增添了不確定性，故四川川航航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修工程有限責(zé)任公司的檢測(cè)人員設(shè)計(jì)了一個(gè)局部保溫罩，使得加熱滲透液的時(shí)間縮短，能保證局部溫度適宜。同時(shí)，通過加熱局部空氣來保證滴落環(huán)境的溫度，可以降低滲透液的加熱要求，電力需求更低，時(shí)間要求更短，節(jié)能而高效。

保溫罩外部采用隔熱材料，內(nèi)層使用導(dǎo)熱材料雙層制作。下部設(shè)有卡槽，接卡在滲透檢測(cè)槽上。一邊外側(cè)開孔，可接電吹風(fēng)。對(duì)面內(nèi)側(cè)開孔，使熱風(fēng)在保溫罩內(nèi)行進(jìn)一段路程，加熱內(nèi)側(cè)傳熱層的同時(shí)，減緩速度再入罩腔內(nèi)。由于空間體積較小，要求提升的溫度不必很高，且有保溫層保溫，故用電吹風(fēng)等加熱裝置即可達(dá)到要求。對(duì)面進(jìn)風(fēng)，保證了熱風(fēng)不會(huì)直吹零件且風(fēng)力適中。內(nèi)出風(fēng)口有濾網(wǎng)濾塵，上方留孔，可插溫度計(jì)，方便隨時(shí)讀數(shù)和腔體透風(fēng)，從而在相對(duì)節(jié)約能耗的同時(shí)，保證了在滴落時(shí)間內(nèi)，檢測(cè)溫度整體在合適的范圍內(nèi)。加熱罩結(jié)構(gòu)如下圖所示。

加熱保溫罩結(jié)構(gòu)示意

結(jié)語

以上分析了影響滲透檢測(cè)效果的幾種因素，包括時(shí)間，溫度等，重點(diǎn)指出低溫環(huán)境對(duì)檢測(cè)效果的影響，并給出應(yīng)對(duì)方案。檢測(cè)人員設(shè)計(jì)制作的局部保溫罩，解決了在不具備整體控溫環(huán)境的條件下，進(jìn)行滲透檢測(cè)的問題，可供同行參考。