荧光渗透检测系统监控试块的人工裂纹蓝白色显示原因

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(中国航发西安航空发动机有限公司 无损检测中心，西安 710021)

1 监控试块人工裂纹的显示特点

1.1 监控试块人工裂纹黄绿色显示和蓝白色显示介绍

荧光渗透检测中，缺陷显示是由零件表面开口缺陷中的荧光渗透液重新回渗到表面，经黑光照射使荧光染料发光而形成的荧光显示。由于通常使用的荧光渗透液染料发出光的颜色是黄绿色，因此渗透检测系统监控试块人工裂纹形成的显示应为黄绿色，如图1(a)所示。当渗透检测系统监控试块出现异常时，最常见的现象之一就是人工裂纹处会形成蓝白色显示，如图1(b)所示。

图1 监控试块人工裂纹黄绿色显示和蓝白色显示

1.2 监控试块人工裂纹蓝白色显示的特点

将渗透检测系统监控试块人工裂纹的蓝白色显示放大观察，可以观察到人工裂纹表面有明显的显像剂堆积。显像剂堆积形状与人工裂纹形状一一对应，且发出淡淡的蓝白色光(见图2)。

图2 监控试块人工裂纹蓝白色显示放大结果

采用毛刷蘸取丙酮，擦拭渗透检测系统监控试块人工裂纹的蓝白色显示，擦拭后试块表面擦拭部位的显像层被去除掉，人工裂纹显示呈现出黄绿色，如图3所示。

图3 经丙酮擦拭监控试块后的人工裂纹显示

2 试验过程、结论及验证试验

2.1 试验用渗透检测系统监控试块

使用的渗透检测系统监控试块为报废试块，该试块在正常使用时，是用作后乳化型3级灵敏度荧光渗透检测系统的工作试块，可获得4个人工裂纹显示。报废原因是人工裂纹显示颜色长期呈蓝白色的异常情况。

2.2 渗透检测试验工艺

采用的渗透检测工艺为后乳化型荧光渗透检测，检测灵敏度3级，干粉显像剂显像，具体试验要求如下所述。

(1) 预清洗：超声波清洗机结合丙酮清洗15 min。

(2) 渗透：渗透液牌号为RC-65，施加方式为浸渍法，渗透时间为30 min(其中浸渍15 min，滴落15 min)。

(3) 预水洗：手工清洗，水压不大于0.27 MPa，水枪距离试块表面不小于300 mm。

(4) 乳化：乳化剂牌号为ER-83A，施加方式为浸渍法，乳化剂体积分数6%～8%，乳化时间为90 s。

(5) 最终水洗：手工清洗，水压不大于0.27 MPa，水枪距离试块表面不小于300 mm；水洗结束后，采用气压不大于0.17 MPa的压缩空气去除试块表面积水，气枪距离试块表面不小于300 mm。

(6) 烘干：采用温度不超过70℃的热空气循环烘箱对试块进行干燥，干燥时间10 min。

(7) 显像：按试验过程中的试验内容决定。

(8) 检验：在暗室内检验。黑光灯的黑光辐照度不小于1 200 μW·cm-2，漏白光照度不大于20 lx，环境白光照度不大于20 lx。

2.3 对比试验

2.3.1 显像过程施加干粉显像剂

按照文中2.2节要求，完成预清洗、渗透、去除和烘干工序处理，采用喷粉柜喷粉的施加方式，干粉显像剂牌号为D-90G，显像时间为15 min，得到的结果如图4所示。

图4 干粉显像后渗透检测系统监控试块人工裂纹显示

2.3.2 显像过程采用自显像

按照文中2.2节要求，完成预清洗、渗透和烘干工序处理，显像过程采用自显像，显像时间为15 min，得到的结果如图5所示。

图5 自显像后渗透系统监控试块人工裂纹黄绿色荧光显示

2.3.3 对比试验结果

通过试验结果可知，施加干粉显像剂时，渗透检测系统监控试块的人工裂纹由大到小，第1点显示颜色呈现为黄绿色中掺杂着蓝白色，而第2，3，4点显示颜色呈现为蓝白色；采用自显像方法时，渗透检测系统监控试块人工裂纹处形成的4处显示均为黄绿色显示。

2.4 影响因素分析

(1) 施加干粉显像剂时，在限定的显像时间内渗透检测系统监控试块人工裂纹内的荧光渗透液已经回渗到试块表面的显像剂粉层内，使得显像剂被荧光渗透液润湿后吸附在人工裂纹处。

(2) 在限定的显像时间内，人工裂纹显示是由于回渗的荧光渗透液量很少，使得扩展至显像剂层表面的荧光渗透液不足，显像剂本身的厚度和颜色遮盖了荧光渗透液的黄绿色而总体呈现为蓝白色。

2.5 验证试验

2.5.1 验证试验一

采用喷粉柜喷粉的方式，将干粉显像剂(牌号D-90G)分别施加到经渗透处理的渗透检测系统监控试块和未经渗透处理的渗透检测系统监控试块上。显像剂在试块上停留15 min后，采用压力不大于0.034 MPa的压缩空气将渗透检测系统监控试块上多余的干粉显像剂吹去，试验得到的结果如图6所示。

图6 经渗透检测和未经渗透检测处理的渗透检测系统监控试块经干粉显像后的结果

试验结果表明，经多余显像剂去除后，已经渗透处理的试块人工裂纹处仍有显像剂堆积，如图6(a)所示；而未经渗透处理的试块人工裂纹处没有显像剂堆积，如图6(b)所示。

2.5.2 验证试验二

渗透检测系统监控试块按文中2.2节要求完成预清洗、渗透、去除和烘干工序处理，显像过程采用自显像方法，显像时间为15 min。显像时间结束时，采用喷粉装置将干粉显像剂(牌号D-90G)施加在渗透检测系统监控试块上，随着显像粉层的由薄到厚，观察渗透检测系统监控试块人工裂纹显示的颜色变化，得到的结果如图7所示。其中，图7(b)为施加干粉显像剂后显像15 min的结果。

图7 监控试块人工裂纹显示颜色随着显像粉层厚度增加的变化

在施加显像粉层较薄时，渗透检测系统监控试块人工裂纹显示颜色均呈现为黄绿色中掺杂着蓝白色，如图7(a)所示；随着试片上显像粉层厚度的增加，人工裂纹由大到小，第1点显示颜色呈现为黄绿色中掺杂着蓝白色，而第2，3，4点显示颜色呈现为蓝白色，如图7(b)所示。

2.5.3 验证试验三

将图7(b)对应试块放置24 h，得到的结果如图8所示。

图8 放置24 h后渗透检测系统监控试块人工裂纹显示

渗透检测系统监控试块人工裂纹最大点显示颜色呈黄绿色，而其他点的显示颜色则是蓝白色中掺杂着黄绿色。

2.5.4 验证试验结论

验证试验一的结果表明，渗透检测系统监控试块人工裂纹处的干粉显像剂只有被荧光渗透液润湿后，才能在经不大于0.034 MPa的压缩空气处理后还可以吸附在人工裂纹处。

验证试验二的结果表明，只有当人工裂纹处回渗到显像剂膜层表面的荧光渗透液的量足够时，所发出的光人眼才能识别，形成黄绿色显示，否则，人工裂纹处呈现的颜色为显像剂发出的蓝白色。

验证试验三的结果表明，随着显像时间的延长，显像剂膜层表面荧光渗透液的量逐渐增加，当荧光渗透液的量达到一定程度以后，所发出的光足够引起人眼识别，人工裂纹处就会形成黄绿色的显示。

3 结论

渗透检测系统监控试块人工裂纹显示呈现出蓝白色是由于在限定的显像时间内，渗透检测系统监控试块人工裂纹内的荧光渗透液回渗到试块上显像剂粉层表面的量很少，不足以形成人眼能够识别出的黄绿色显示，使得人工裂纹总体显示呈现出蓝白色，这实际是吸附在人工裂纹开口处的显像剂所发出的蓝白色。