压力容器渗透检测技术探讨

王维来

摘 要：随着科学技术的进步，渗透检测的应用越来越广泛，是一种不可或缺的检测技术。渗透检测，同其他无损检测方法一样，也是在不损坏被检对象的使用性能的前提下，运用物理、化学、材料科学及工程学理论为基础，对各种工程材料、零部件和产品进行有效的检验，借以评价它们的完整性、连续性及安全可靠性。

关键词：压力容器；渗透；检测

渗透检测根据《固定式压力容器安全技术监察规程》、《压力容器定期检验规则》的要求，在压力容器定期检验中应进行一定比例的表面无损检测，虽然其要求铁磁性材料优先选用磁粉检测，但是有时磁粉检测无法进行，还有对于奥氏体不锈钢的表面检测及有色金属制压力容器的检测，我们可以运用渗透检测的方法来满足检验的要求。

一、渗透检测的分类

1.根据渗透液所含染料成分分类

根据渗透液所含染料成分，可分为荧光法、着色法两大类。渗透液内含有荧光物质，缺陷图像在紫外线下能激发荧光的为荧光法。渗透液内含有有色染料，缺陷图像在白光或日光下显色的为着色法。此外，还有一类渗透剂同时加入荧光和着色染料，缺陷图像在白光或日光下能显色，在紫外线下又激发出荧光。

2.根据渗透液去除方法分类

根据渗透液去除方法，可分为水洗型、后乳化型和溶剂去除型3大类。水洗型渗透法是渗透液内含有一定量的乳化剂，零件表面多余的渗透液可直接用水洗掉。有的渗透液虽不含乳化剂，但溶剂是水，即水基渗透液，零件表面多余的渗透液也可直接用水洗掉，它也属于水洗型渗透法。后乳化型渗透法的渗透液不能直接用水从零件表面洗掉，必须增加一道乳化工序，即零件表面上多余的渗透液要用乳化剂“乳化”后方能用水洗掉。溶剂去除型渗透法是用有机溶剂去除零件表面多余的渗透液。

按以上两种分类方法，可组合成6种渗透检测方法，即：水洗型荧光渗透检测法；后乳化型荧光渗透检测法；溶剂去除型荧光渗透检测法；水洗型着色渗透检测法；后乳化型着色渗透检测法；溶剂去除型着色渗透检测法。

二、显像法的种类

1.湿式显像法

湿式显像法是把白色细粉末状的显像材料调匀在水中作为显像剂的一种方法。把试件浸渍在显像剂中或者用喷雾器把显像剂喷在试件上，当显像剂干燥时，在试件上就形成白色显像薄膜，由白色显像薄膜吸出缺陷中的渗透液而形成显示痕迹。这种方法适合于大批量工件的检测，其中水洗型荧光渗透检测法用得最多。但必须注意，缺陷显示痕迹是会扩散的，所以随着时间的推移，痕迹大小和形状会发生变化。

2.快干式显像法

快干式显像法是把白色细粉末状的显像材料调匀在高挥发性的有机溶剂中作为显像剂的一种方法。将显像剂喷涂到试件上，在试件表面快速形成白色显像薄膜，由白色显像薄膜吸出缺陷中的渗透液而形成显示痕迹。因这种显像方法，操作简单，在溶剂去除型荧光渗透检测和着色渗透检测法中用得最多。本方法与湿式显像法一样，随着时间的推移。缺陷显示痕迹会扩散，因此必须注意显示痕迹的大小和形状变化。

3.干式显像法

干式显像法是直接使用干燥的白色显像粉末作为显像剂的一种方法。显像时，直接把白色显像粉末喷洒到试件表面，显像剂附着在试件表面上并从缺陷中吸出渗透液形成显示痕迹。用这种方法，缺陷部位附着的显像剂粒子全部附在渗透剂上，而没有渗透剂的部分就不附着显像剂。因此，显像痕迹不会随着时间的推移发生扩散而能显示出鲜明的图像。这种显像方法在后乳化型荧光渗透检测和水洗型荧光渗透检测中用得较多。而着色渗透检测法，因为显示痕迹的识别性能很差，所以不适于干式显像法。

4.无显像剂式显像法

无显像剂式显像法是在清洗处理之后，不使用显像剂来形成缺陷显示痕迹的一种方法。它在用高辉度荧光渗透液水洗型荧光渗透检测法中，或者在把试件加交变应力的同时做渗透检测显示痕迹的方法中使用。这种方法与干式显像法一样，其缺陷显示痕迹是不会扩散的。

三、渗透检测的工艺要点

1.各种渗透检测方法的优缺点和应用选择

着色法只需在白光或日光下进行，在没有电源的场合下也能工作。荧光法需要配备黑光灯和暗室，无法在没有电源及暗室的场合下工作。

水洗着色法适于检查表面较粗糙的零件，操作简便，成本较低。该法灵敏度较低，不易发现微细缺陷。水基渗透液着色法适用于检查不能接触油类的特殊零件，但灵敏度很低。

后乳化型着色法具有较高灵敏度，适宜检查较精密零件，但对螺栓、有孔、槽零件以及表面粗糙零件不适用。

溶剂去除型着色法应用较广，特别是使用喷罐，可简化操作，适宜于大型零件的局部检验。水洗型荧光法成本较低，有明亮的荧光，易于水洗，检查速度快，适用于表面较粗糙零件，带有螺纹、键槽的零件及大批量小零件的检查。但灵敏度较低，宽而浅的缺陷容易漏检，粗糙度高的零件重复检查效果差，水洗操作时容易过洗，荧光液容易被水污染。

后乳化型荧光法具有极明亮的荧光，对细小缺陷检验灵敏度高，能检出宽而浅的缺陷，重复检验效果好，但成本较高，因清洗困难，不适用有螺纹、键槽及盲孔零件的检查，也不适用于表面粗糙零件的检验。

溶剂去除型荧光法轻便，适用于局部检查，重复检查效果好，可用于无水源场所，灵敏度较高，成本亦较高。

2.渗透检测操作注意事项

预处理时，要在试件表面上造成充分的湿润条件，以便形成渗透液的薄膜。要充分除去试件表面油脂、涂料、锈蚀、水等影响渗透液渗透的障碍物。要根据渗透液的种类、试件的材质、预计缺陷种类和大小以及渗透时的温度等来考虑确定适当的渗透时间。清洗时，只需除去附着在试件表面的渗透液，不要过度清洗，不要使在缺陷中的滲透液流出，而要使其保留下来。采用溶剂清洗时，只能用蘸有溶剂的布或纸擦洗，且应沿一个方向擦拭，不得往复擦拭，不得用清洗剂直接冲洗。

四、渗透检测的安全管理

渗透检测所用的检测剂，几乎都是油类可燃性物质。喷罐式检测剂有时是用强燃性的丙烷气充装的，使用这种检测剂时，要特别注意防火，它是属于消防法规所规定的危险品，因此，必须遵守有关法规规定的储存和使用要求。

渗透检测所用的检测剂一般是无毒或低毒的，但是如果人体直接接触和吸收渗透液、清洗剂等，有时会感到不舒服，会出现头痛和恶心。尤其是在密封的容器内或室内检测时，容易聚集挥发性的气体和有毒气体，所以必须进行充分地通风。关于有机溶剂的使用，应根据有机溶剂预防中毒的规则，限定工作环境有机溶剂的浓度。

五、结语

总之，对压力容器检验中渗透检测方法的选择应该在对渗透检测有所了解的基础上进行，应该在了解渗透检测的基本工作原理之后，对不同渗透检测的方法和使用的材料等方面进行必要的了解，才能够针对将要进行渗透检测的压力容器的材料、形状等方面对渗透检测方法进行选择。

参考文献：

[1]压力容器实用技术丛书.编写委员会[M].北京：化学工业出版社，2011.

[2]贾庆安，马晓光.论无损检测基本原理分析及在压力容器中的运用[J].科技与企业.2012（22）.

（作者单位：内蒙古通辽市特种设备检验所）