| 模块 | 内容 | 学时 | 重点 |
|---|---|---|---|
| 模块一 | 光学基础（光致发光/荧光/磷光、黑光、对比度、缺陷显示尺寸） | 1学时 | 荧光与磷光区别；对比度概念 |
| 模块二 | 渗透检测剂（分类、组成、性能、特殊相容性） | 1学时 | 分类方法；低氟低氯低硫要求 |
| 模块三 | 去除剂与显像剂（乳化剂、溶剂去除剂、干式/湿式显像剂、同族组） | 1学时 | HLB值；显像剂性能；同族组概念 |
| 模块四 | 检测设备与试块（便携式/固定式、黑光灯、A/B/C试块） | 1学时 | 黑光灯参数；试块用途 |
许多物质在紫外线等外辐射源照射下能够发光，这种现象称为光致发光。
荧光渗透检测使用的黑光属于UV-A长波紫外线：
| 光源 | 波长范围 | 特点 |
|---|---|---|
| 太阳光 | 780～380nm | 纯白色，含全光谱 |
| 白炽灯 | 780～400nm | 缺少紫光，光色偏红黄 |
| 荧光灯 | 750～310nm | 缺少红光，略带青色 |
| 黑光灯 | 330-390nm | 仅激发荧光，对人体几乎无害 |
关键：荧光检测必须在暗室中使用黑光灯，不能用普通日光或白炽灯替代！
对比度：显示与背景之间的亮度和颜色之差。
可见度：相对于背景及外部光条件，渗透剂形成可用人眼直接观察到的缺陷显示的能力。
| 检测类型 | 对比率 | 说明 |
|---|---|---|
| 着色检测 | 约 6:1 | 红色染料 vs 白色显像剂背景 |
| 荧光检测 | 300:1 ~ 1000:1 | 黄绿色荧光 vs 暗背景 |
为什么荧光检测灵敏度更高？
试验表明：0.1μm是渗透液的最小渗透宽度，也是渗透检测的最高灵敏度极限。
物理原理：当固体窄间隙宽度小于0.1μm时，连续介质假设失效，毛细作用大大减弱，渗透液无法进入。
技巧：先浸后滴落的施加方法，可使挥发性成分挥发，留下粘度较大组分，染料浓度相对更高，提高检出能力。
定义：含有染料（着色或荧光）且具有很强渗透能力的溶液，能渗入表面开口缺陷并显示缺陷痕迹。
渗透剂是渗透检测中最关键的材料！
| 分类依据 | 类型 |
|---|---|
| 染料成分 | 荧光渗透剂 / 着色渗透剂 / 荧光着色渗透剂（双功能） |
| 基本溶剂 | 水基（润湿能力差，灵敏度低）/ 油基 |
| 去除方式 | 水洗型 / 后乳化型 / 溶剂去除型 |
| 灵敏度水平 | 很低 / 低 / 中 / 高 / 超高 |
| 相容性 | 与液氧相容 / 低硫 / 低氯低氟 |
渗透剂一般由染料、溶剂、表面活性剂和附加成分组成。一种化学试剂往往同时起几种作用。
| 参数 | 要求/说明 |
|---|---|
| 表面张力与接触角 | SPP=α·cosθ，值越大渗透能力越强 |
| 粘度 | 不宜太高也不宜太低，影响渗入速度和保留性能 |
| 动态渗透参量 | KPP=α·cosθ/η，表征渗透速率 |
| 密度 | 比重越小，渗透力越好 |
| 闪点/燃点 | 水洗型>50℃；后乳化型60~70℃ |
| 含水量 | 控制<5%，太多会使渗透剂分离 |
乳化剂是后乳化型渗透检测中用来使渗透剂乳化的试剂。HLB（Hydrophile-Lipophile Balance）即亲水亲油平衡值，值越高亲水性越强。
| 类型 | HLB值 | 特点 | 使用方式 |
|---|---|---|---|
| 亲水型乳化剂 | 8-18 | 水包油型，将油分散在水中 | 粘度较高，需用水稀释，浓度5-20% |
| 亲油型乳化剂 | 3.5-6 | 油包水型，将水分散在油中 | 不加水直接使用 |
核电常用：亲水型乳化剂，因为水洗方便、污染小。
用来去除零件表面多余渗透剂的溶剂。常用丙酮、乙醇、汽油、三氯乙烯等。
| 类型 | 特点 |
|---|---|
| 水溶式 | 显像粉溶解于水中 |
| 水悬浮式 | 干粉悬浮于水中，呈弱碱性，长时间停留腐蚀铝镁合金 |
| 溶剂悬浮式（速干式） | 粉末加在挥发性有机溶剂中，常与着色渗透剂配合，灵敏度较高 |
| 塑料薄膜式 | 干粉悬浮于树脂清漆中 |
为什么溶剂悬浮式灵敏度高？有机溶剂有较强渗透能力，挥发过程中把缺陷中渗透剂带回到表面。
定义：同族组是指完成一个特定渗透检测全部过程所必须的一系列材料（渗透剂、乳化剂、去除剂和显像剂），且必须是同一厂家提供的配套产品。
不同族组的产品不能混用！
| 检测对象 | 推荐方法 |
|---|---|
| 疲劳裂纹、磨削裂纹 | 后乳化型荧光 |
| 大零件局部检测 | 溶剂去除型荧光/着色 |
| 表面光洁度好 | 后乳化型荧光 |
| 表面粗糙、批量检测 | 水洗型荧光/着色 |
| 现场无水电 | 溶剂去除型着色 |
渗透剂及显像剂喷嘴具有负电位，工件接地作为阳极，在高压静电场作用下吸附在工件上，节约材料、减少污染。
通电后辅助电极先放电，使石英内管水银蒸发，两主极间产生电弧放电。稳定需5-15分钟。稳定时石英内管水银蒸汽压力0.4-0.5MPa。
玻璃外壳、限流电阻、辅助电阻、石英内管、水银和氖气、主电阻。外壳用深紫色玻璃，阻挡可见光和短波紫外线，仅让330-390nm黑光通过。需串接镇流器使用。
| 参数 | 标准值 |
|---|---|
| 紫外线波长 | 320-400nm（或330-390nm） |
| 峰值波长 | 365nm |
| 380mm处辐照度 | ≥1000μW/cm² |
| 自显像时150mm处 | ≥3000μW/cm² |
| 检测类型 | 环境要求 |
|---|---|
| 荧光检测 | 暗室白光强度≤20lx；距黑光灯380mm处黑光照度≥1000μW/cm² |
| 着色检测 | 工件表面照度≥1000lx（特殊情况下可为500lx） |
80W日光灯在1米处照度约500lx可作参考。场地需通风良好（抽排风装置），温湿度合适，注意防火安全。
| 类型 | 名称 | 用途 |
|---|---|---|
| A型 | 铝合金淬火试块 | 检验不同渗透剂在相同环境下的灵敏度；检验相同渗透剂在不同环境下的灵敏度；非标准温度方法鉴定 |
| B型 | 不锈钢镀铬辐射状裂纹试块 | 校验操作方法和工艺系统灵敏度；与照片/复制品对照 |
| C型 | 黄铜板镀镍铬层裂纹试块 | 鉴别各类渗透检测剂性能和确定灵敏度等级 |
| 方法 | 优点 | 缺点 | 适用范围 |
|---|---|---|---|
| 水洗型 | 清洗方便、经济实惠、周期短、适合粗糙表面/螺纹/盲孔 | 灵敏度相对较低、易过清洗、抗水污染能力差 | 灵敏度要求不高；大体积/大面积；表面粗糙工件 |
| 后乳化型 | 灵敏度高、能检测浅而宽缺陷、抗污染能力强、重复性好 | 操作周期长、费用大、乳化时间要求严格 | 表面阳极化/镀铬工件；要求高灵敏度；应力腐蚀裂纹 |
| 溶剂去除型 | 携带方便、操作简单、适合野外现场、灵敏度高 | 易燃易爆、不适合粗糙表面/连续检测 | 大型工件局部检测；现场无水电；特种设备检验 |
| 步骤 | 操作要点 |
|---|---|
| 1. 探伤前处理（预处理） | 去除油脂、铁屑、铁锈、氧化皮；充分干燥；避免二次污染 |
| 2. 渗透处理 | 浸渍法/刷涂法/喷涂法；渗透时间5-10min；温度15-50℃ |
| 3. 乳化处理 | 仅后乳化型需要；控制乳化时间 |
| 4. 清洗/去除 | 水洗型用水洗；溶剂去除型用有机溶剂擦除；防止过清洗 |
| 5. 干燥 | 自然干燥或人工干燥（65-80℃）；温度不能太高 |
| 6. 显像处理与观察 | 显像剂施加均匀、一次涂覆完毕；荧光暗室观察/着色白光观察 |
| 模块 | 核心记忆点 |
|---|---|
| 光学基础 | 荧光vs磷光（停止后立刻消失vs持续很久）；对比率着色6:1 vs 荧光300:1~1000:1；人眼对黄绿光最敏感；灵敏度极限0.1μm |
| 渗透检测剂 | 按染料/溶剂/去除方式/灵敏度/相容性分类；组成=染料+溶剂+表面活性剂+乳化剂；煤油最常用；特殊：镍基低硫、钛合金/不锈钢低氯低氟、液氧相容 |
| 去除剂与显像剂 | 亲水型HLB 8-18（水包油），亲油型HLB 3.5-6（油包水）；干式粒度≯3μm；溶剂悬浮式灵敏度高；同族组严禁混用 |
| 设备与试块 | 黑光波长320-400nm峰值365nm，380mm处≥1000μW/cm²，点燃后等5-15min；A型比较灵敏度、B型校验系统、C型鉴别等级；试块用完洗后放丙酮+无水酒精中 |