荧光渗透检测中渗透温度对灵敏度的影响及其对策

董务江，胡 诚，冯佩军

(1.新疆天元高科航空技术有限公司，乌鲁木齐 830026；2.南航新疆分公司飞机维修基地，乌鲁木齐 830016)

荧光渗透检测中渗透温度对灵敏度的影响及其对策

董务江1，胡 诚2，冯佩军1

(1.新疆天元高科航空技术有限公司，乌鲁木齐 830026；2.南航新疆分公司飞机维修基地，乌鲁木齐 830016)

针对荧光渗透检测时较低的渗透温度会影响检测灵敏度的问题，对荧光渗透液的黏度等物理参数进行了试验，了解了荧光渗透液温度、黏度、检测工艺、水处理之间的关系。结果表明：选取1535 ℃的温度范围对渗透检验是比较适宜的。最后提出了荧光渗透槽温度的改造方案，可以保证渗透检测的灵敏度。

荧光渗透液；温度；黏度；灵敏度；五点标准试块

按照标准MH/T3007-2004《民用航空器无损检测 渗透检验》规定：零件温度、荧光渗透温度、环境温度控制在4～52 ℃之内都是许可的。但是，在实际检测作业过程中，在温度较低时，渗透时间应该相对延长。为了了解渗透温度对检测灵敏度的影响，笔者对荧光渗透液的黏度等物理参数进行了试验，了解了荧光渗透液温度、黏度、检测工艺、水处理之间的关系。结果表明：选取15～35 ℃的温度范围对渗透检验是比较适宜的。最后提出了荧光渗透槽温度的改造方案，可以保证渗透检测的灵敏度。

1 荧光渗透液(ZL-67)的温度和黏度的关系

分子间存在内磨擦力而互相牵制的量度叫黏度，黏度随温度的升高而降低。

荧光渗透液(ZL-67)是一种水基型液体，从标准MH/T3007-2004给出的温度参数范围进行分析，证明温度与渗透时间在特定条件下存在一定关系。

2 荧光渗透液(ZL-67)黏度和温度试验

被检工件表面涂覆了带有荧光物质，且具有高度渗透能力的渗透液。在湿润作用和毛细管作用下，渗透液渗入工件表面开口缺陷中，去除工件表面多余的渗透液，再在工件表面喷涂显像剂，使缺陷中的渗透液在毛细作用下重新吸附到工件表面并显现。通过观察缺陷痕迹的荧光图像，对缺陷性质进行评定。这就是荧光渗透检测的基本原理。

液体黏度对温度的变化十分敏感，当温度升高时，黏度就随之降低。液体的黏度随温度变化的关系称为液体的黏温特性。黏度随温度的变化越小越好，即黏温特性要好。

黏度一般有5种表示方式，中国一般采用恩氏黏度计方法测定。笔者主要测定在不同温度条件下荧光渗透液黏度的变化。

2.1试验参数所需试验设备包括FPI-XDIII、PSM-5 PANEL、5点标准试块(新)，荧光渗透液ZL-67 (新),黑光灯SJ 100-12，黑光照度计UV-200，FPI-5型污水处理系统。

黑光灯、紫外线辐照度计、白光照度计都符合国家规定的技术要求和计量要求。

在做不同温度下的荧光渗透液黏度-灵敏度关系试验时，有必要限定其他工艺参数，在此条件下把观察到的5点标准试块灵敏度作为基准。

每次试验前，5点标准试块必须在酒精中浸泡2 h，并在暗室黑光灯下观察，以确保试块中缺陷痕迹无显现。5点标准试块渗透试验基准参数为：渗透液表温14.5 ℃，实测温度20 ℃；机洗水压0.15 MPa，手洗水压0.15 MPa；显像粉温度7.6 ℃；喷粉时间3 s；浸泡时间5 min，滴落时间5 min；水洗距离30 cm，水洗时间15 s；静置时间7 min，回收时间75 s；实测室温8 ℃；黑光辐照度5 705 μW·cm-2，暗室黑光辐照度1 705 μW·cm-2；清洗水表面温度25 ℃，实测温度29 ℃；干燥温度47.1 ℃，干燥时间5 min；背景光照度3.5 lx；能观察到5点。

2.2试验过程

采用玻璃量筒和注射器，通过荧光渗透液在量筒的滴落挂壁方法，观察量筒上刻度的细微变化，来说明在不同温度下荧光渗透液的黏度变化。

试验使用50 ml玻璃量筒，50 ml注射器。记录方式为手机拍照和眼睛观测。

步骤：用注射器抽取40 ml的荧光渗透液，注入到50 ml量筒中；将有荧光渗透液的量筒放到相对的环境温度中，并用温度计做对比；待荧光渗透液温度降到所需的试验温度时，滴落到相同干净的量筒中，滴落时间设定为10 min；然后在工作间观测其在量筒中的刻度(见表1)。滴落后荧光渗透液容积与温度关系曲线如图1所示。滴落后容积与温度关系曲线如图1所示。从图1看出，荧光渗透液温度小于15℃时，其黏度会随温度的下降而增加。

表1 不同温度下荧光渗透液在量筒中的刻度 ml

图1 滴落后荧光渗透液容积与温度关系曲线

荧光渗透检测过程包括预清洗、渗透、去除清洗、烘干、显像、观察。其中，渗透温度与时间直接影响整个系统的检验灵敏度。分别进行了不同温度(-20，-10，-5，5，10，15，20，30，40 ℃)、时间(10，20，40 min)下的试验。同一渗透温度下，不同渗透时间通过擦拭5次后，5点标准试块的显示如图2所示。同一渗透时间，不同渗透温度下通过擦拭5次后，5点标准试块的显示如图3所示。

图2 同一渗透温度下，不同渗透时间通过擦拭5次后5点标准试块的显示

图3 同一渗透时间，不同渗透温度下通过擦拭5次后5点标准试块的显示

2.3小结

通过上述试验可知：在低温条件下，渗透时间短则荧光渗透液渗入被检工件缺陷部位的深度就浅，明显影响缺陷的重复显现；荧光渗透液在相同的低温下，随着渗透时间的延长检测灵敏度会随之增大。当渗透温度在15 ℃以上时，显像不明显。这也正是标准规定“零件温度、荧光渗透温度和环境温度在4～52 ℃范围之内”的原因。

从试验知道了环境温度和荧光渗透检测的相互关系，因此不建议在-10～7 ℃的情况下使用荧光渗透液，虽然在增加渗透时间后可以保证检测的灵敏度，但荧光渗透液黏度、渗透时间、水洗量的增加都会增加渗透检测的综合成本。当然也有另一种情况，如在低温下的外场作业时(民航飞机的现场维护检测)，就要增加渗透时间来确保检测的质量。但被检工件的表面温度和荧光渗透液的温度不得低于-8 ℃ ，渗透时间应在30 min左右。动态渗透参量KPP由式(1)计算。

式中：α为表面张力系数；θ为接触角；η为黏度。

3 讨 论

3.1工作间与渗透槽现状在渗透槽没有做温度改造之前，渗透槽的温度大致与工作间的温度一致，一般保持在8 ℃左右。从投入检测线以来，荧光渗透液消耗量很大。造成误差的原因有：① 玻璃量筒的表面粗糙度与飞机轮毂的表面粗糙度有很大的差异；② 飞机轮毂的型面复杂，多有留挂荧光渗透液的现象；③ 被检工件的表面积估算上的误差。如果将渗透液温度提高到18 ℃，从图1曲线中可以换算出荧光渗透液的损耗几乎接近于零。

3.2荧光渗透液不同温度下的黏度与水处理量的关系

荧光渗透液黏度越大，在被检工件表面外挂的液量相对就越多，这不仅要适时调整清洗参数，同时也增加了废水处理的量度。而控制好荧光渗透液的工作温度，是节约用水的主要途径。

4 荧光渗透槽温度改造方案

4.1使用加温控制棒

由于荧光渗透液的局部液体温度与整箱液体温度差异很大，不便控制。则原计划在渗透液槽内加装温控装置存在一定问题，如：抽放荧光渗透液，清洗槽内腔底面安装加温装置，改造槽内升降装置、温度自动控制装置等。这样做会导致检测作业时间长、费用高、耽误正常生产。

4.2电热毯控制

该方式是将电热毯围绕、固定在左右两侧及下表面，但如果长时间开启电热毯，容易因漏电产生安全问题。要使荧光渗透液达到预设的温度需要较长的时间，并要不停地人工搅拌槽内液体。

4.3购置空调设备用空调提高工作间的室温，来保证渗透槽内荧光渗透液的温度。虽说这是个可行便捷的方案，可当工作间温度控制在8 ℃左右时，要使槽内荧光渗透液的温度提升并保持在20 ℃左右，需要一定的时间。同时还要考虑购置空调的成本及平日用电成本。

4.4加装暖气通过多次的试验和多个方案的对比，得到在渗透槽左右外壁和下表面加装暖气的方法既安全便捷，成本又低，而且能保持24 h全天恒温。如果选用暖气管，将其盘成蛇形，加装后测试，荧光渗透液的温度保持在20 ℃左右，效果较理想。暖气加装外观如图4所示。

图4 暖气加装外观

5 结语

通过试验，进一步了解了荧光渗透液温度、黏度、检测工艺、水处理之间的关系。从生产的经济效益和荧光渗透液的稳定性等诸多方面考虑，选取15～35 ℃温度范围进行渗透检验比较适宜。对于寒冷地区，一定要注意在定制荧光渗透检测线时，控制荧光渗透槽的温度。这对保证荧光渗透检测灵敏度以及减少污水的处理和排放有着积极的作用。

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

董务江(1953-)，男，主要从事无损检测工作

董务江，ndt01@sina.com

10.11973/wsjc201709020