董務(wù)江，胡 誠(chéng)，馮佩軍

(1.新疆天元高科航空技術(shù)有限公司，烏魯木齊 830026；2.南航新疆分公司飛機(jī)維修基地，烏魯木齊 830016)

熒光滲透檢測(cè)中滲透溫度對(duì)靈敏度的影響及其對(duì)策

董務(wù)江1，胡 誠(chéng)2，馮佩軍1

(1.新疆天元高科航空技術(shù)有限公司，烏魯木齊 830026；2.南航新疆分公司飛機(jī)維修基地，烏魯木齊 830016)

針對(duì)熒光滲透檢測(cè)時(shí)較低的滲透溫度會(huì)影響檢測(cè)靈敏度的問(wèn)題，對(duì)熒光滲透液的黏度等物理參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)，了解了熒光滲透液溫度、黏度、檢測(cè)工藝、水處理之間的關(guān)系。結(jié)果表明：選取1535 ℃的溫度范圍對(duì)滲透檢驗(yàn)是比較適宜的。最后提出了熒光滲透槽溫度的改造方案，可以保證滲透檢測(cè)的靈敏度。

熒光滲透液；溫度；黏度；靈敏度；五點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)試塊

按照標(biāo)準(zhǔn)MH/T3007-2004《民用航空器無(wú)損檢測(cè) 滲透檢驗(yàn)》規(guī)定：零件溫度、熒光滲透溫度、環(huán)境溫度控制在4～52 ℃之內(nèi)都是許可的。但是，在實(shí)際檢測(cè)作業(yè)過(guò)程中，在溫度較低時(shí)，滲透時(shí)間應(yīng)該相對(duì)延長(zhǎng)。為了了解滲透溫度對(duì)檢測(cè)靈敏度的影響，筆者對(duì)熒光滲透液的黏度等物理參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)，了解了熒光滲透液溫度、黏度、檢測(cè)工藝、水處理之間的關(guān)系。結(jié)果表明：選取15～35 ℃的溫度范圍對(duì)滲透檢驗(yàn)是比較適宜的。最后提出了熒光滲透槽溫度的改造方案，可以保證滲透檢測(cè)的靈敏度。

1 熒光滲透液(ZL-67)的溫度和黏度的關(guān)系

分子間存在內(nèi)磨擦力而互相牽制的量度叫黏度，黏度隨溫度的升高而降低。

熒光滲透液(ZL-67)是一種水基型液體，從標(biāo)準(zhǔn)MH/T3007-2004給出的溫度參數(shù)范圍進(jìn)行分析，證明溫度與滲透時(shí)間在特定條件下存在一定關(guān)系。

2 熒光滲透液(ZL-67)黏度和溫度試驗(yàn)

被檢工件表面涂覆了帶有熒光物質(zhì)，且具有高度滲透能力的滲透液。在濕潤(rùn)作用和毛細(xì)管作用下，滲透液滲入工件表面開(kāi)口缺陷中，去除工件表面多余的滲透液，再在工件表面噴涂顯像劑，使缺陷中的滲透液在毛細(xì)作用下重新吸附到工件表面并顯現(xiàn)。通過(guò)觀察缺陷痕跡的熒光圖像，對(duì)缺陷性質(zhì)進(jìn)行評(píng)定。這就是熒光滲透檢測(cè)的基本原理。

液體黏度對(duì)溫度的變化十分敏感，當(dāng)溫度升高時(shí)，黏度就隨之降低。液體的黏度隨溫度變化的關(guān)系稱為液體的黏溫特性。黏度隨溫度的變化越小越好，即黏溫特性要好。

黏度一般有5種表示方式，中國(guó)一般采用恩氏黏度計(jì)方法測(cè)定。筆者主要測(cè)定在不同溫度條件下熒光滲透液黏度的變化。

2.1試驗(yàn)參數(shù)所需試驗(yàn)設(shè)備包括FPI-XDIII、PSM-5 PANEL、5點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)試塊(新)，熒光滲透液ZL-67 (新),黑光燈SJ 100-12，黑光照度計(jì)UV-200，F(xiàn)PI-5型污水處理系統(tǒng)。

黑光燈、紫外線輻照度計(jì)、白光照度計(jì)都符合國(guó)家規(guī)定的技術(shù)要求和計(jì)量要求。

在做不同溫度下的熒光滲透液黏度-靈敏度關(guān)系試驗(yàn)時(shí)，有必要限定其他工藝參數(shù)，在此條件下把觀察到的5點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)試塊靈敏度作為基準(zhǔn)。

每次試驗(yàn)前，5點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)試塊必須在酒精中浸泡2 h，并在暗室黑光燈下觀察，以確保試塊中缺陷痕跡無(wú)顯現(xiàn)。5點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)試塊滲透試驗(yàn)基準(zhǔn)參數(shù)為：滲透液表溫14.5 ℃，實(shí)測(cè)溫度20 ℃；機(jī)洗水壓0.15 MPa，手洗水壓0.15 MPa；顯像粉溫度7.6 ℃；噴粉時(shí)間3 s；浸泡時(shí)間5 min，滴落時(shí)間5 min；水洗距離30 cm，水洗時(shí)間15 s；靜置時(shí)間7 min，回收時(shí)間75 s；實(shí)測(cè)室溫8 ℃；黑光輻照度5 705 μW·cm-2，暗室黑光輻照度1 705 μW·cm-2；清洗水表面溫度25 ℃，實(shí)測(cè)溫度29 ℃；干燥溫度47.1 ℃，干燥時(shí)間5 min；背景光照度3.5 lx；能觀察到5點(diǎn)。

2.2試驗(yàn)過(guò)程

采用玻璃量筒和注射器，通過(guò)熒光滲透液在量筒的滴落掛壁方法，觀察量筒上刻度的細(xì)微變化，來(lái)說(shuō)明在不同溫度下熒光滲透液的黏度變化。

試驗(yàn)使用50 ml玻璃量筒，50 ml注射器。記錄方式為手機(jī)拍照和眼睛觀測(cè)。

步驟：用注射器抽取40 ml的熒光滲透液，注入到50 ml量筒中；將有熒光滲透液的量筒放到相對(duì)的環(huán)境溫度中，并用溫度計(jì)做對(duì)比；待熒光滲透液溫度降到所需的試驗(yàn)溫度時(shí)，滴落到相同干凈的量筒中，滴落時(shí)間設(shè)定為10 min；然后在工作間觀測(cè)其在量筒中的刻度(見(jiàn)表1)。滴落后熒光滲透液容積與溫度關(guān)系曲線如圖1所示。滴落后容積與溫度關(guān)系曲線如圖1所示。從圖1看出，熒光滲透液溫度小于15℃時(shí)，其黏度會(huì)隨溫度的下降而增加。

表1 不同溫度下熒光滲透液在量筒中的刻度 ml

圖1 滴落后熒光滲透液容積與溫度關(guān)系曲線

熒光滲透檢測(cè)過(guò)程包括預(yù)清洗、滲透、去除清洗、烘干、顯像、觀察。其中，滲透溫度與時(shí)間直接影響整個(gè)系統(tǒng)的檢驗(yàn)靈敏度。分別進(jìn)行了不同溫度(-20，-10，-5，5，10，15，20，30，40 ℃)、時(shí)間(10，20，40 min)下的試驗(yàn)。同一滲透溫度下，不同滲透時(shí)間通過(guò)擦拭5次后，5點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)試塊的顯示如圖2所示。同一滲透時(shí)間，不同滲透溫度下通過(guò)擦拭5次后，5點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)試塊的顯示如圖3所示。

圖2 同一滲透溫度下，不同滲透時(shí)間通過(guò)擦拭5次后5點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)試塊的顯示

圖3 同一滲透時(shí)間，不同滲透溫度下通過(guò)擦拭5次后5點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)試塊的顯示

2.3小結(jié)

通過(guò)上述試驗(yàn)可知：在低溫條件下，滲透時(shí)間短則熒光滲透液滲入被檢工件缺陷部位的深度就淺，明顯影響缺陷的重復(fù)顯現(xiàn)；熒光滲透液在相同的低溫下，隨著滲透時(shí)間的延長(zhǎng)檢測(cè)靈敏度會(huì)隨之增大。當(dāng)滲透溫度在15 ℃以上時(shí)，顯像不明顯。這也正是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“零件溫度、熒光滲透溫度和環(huán)境溫度在4～52 ℃范圍之內(nèi)”的原因。

從試驗(yàn)知道了環(huán)境溫度和熒光滲透檢測(cè)的相互關(guān)系，因此不建議在-10～7 ℃的情況下使用熒光滲透液，雖然在增加滲透時(shí)間后可以保證檢測(cè)的靈敏度，但熒光滲透液黏度、滲透時(shí)間、水洗量的增加都會(huì)增加滲透檢測(cè)的綜合成本。當(dāng)然也有另一種情況，如在低溫下的外場(chǎng)作業(yè)時(shí)(民航飛機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)檢測(cè))，就要增加滲透時(shí)間來(lái)確保檢測(cè)的質(zhì)量。但被檢工件的表面溫度和熒光滲透液的溫度不得低于-8 ℃ ，滲透時(shí)間應(yīng)在30 min左右。動(dòng)態(tài)滲透參量KPP由式(1)計(jì)算。

式中：α為表面張力系數(shù)；θ為接觸角；η為黏度。

3 討 論

3.1工作間與滲透槽現(xiàn)狀在滲透槽沒(méi)有做溫度改造之前，滲透槽的溫度大致與工作間的溫度一致，一般保持在8 ℃左右。從投入檢測(cè)線以來(lái)，熒光滲透液消耗量很大。造成誤差的原因有：① 玻璃量筒的表面粗糙度與飛機(jī)輪轂的表面粗糙度有很大的差異；② 飛機(jī)輪轂的型面復(fù)雜，多有留掛熒光滲透液的現(xiàn)象；③ 被檢工件的表面積估算上的誤差。如果將滲透液溫度提高到18 ℃，從圖1曲線中可以換算出熒光滲透液的損耗幾乎接近于零。

3.2熒光滲透液不同溫度下的黏度與水處理量的關(guān)系

熒光滲透液黏度越大，在被檢工件表面外掛的液量相對(duì)就越多，這不僅要適時(shí)調(diào)整清洗參數(shù)，同時(shí)也增加了廢水處理的量度。而控制好熒光滲透液的工作溫度，是節(jié)約用水的主要途徑。

4 熒光滲透槽溫度改造方案

4.1使用加溫控制棒

由于熒光滲透液的局部液體溫度與整箱液體溫度差異很大，不便控制。則原計(jì)劃在滲透液槽內(nèi)加裝溫控裝置存在一定問(wèn)題，如：抽放熒光滲透液，清洗槽內(nèi)腔底面安裝加溫裝置，改造槽內(nèi)升降裝置、溫度自動(dòng)控制裝置等。這樣做會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高、耽誤正常生產(chǎn)。

4.2電熱毯控制

該方式是將電熱毯圍繞、固定在左右兩側(cè)及下表面，但如果長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟電熱毯，容易因漏電產(chǎn)生安全問(wèn)題。要使熒光滲透液達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度需要較長(zhǎng)的時(shí)間，并要不停地人工攪拌槽內(nèi)液體。

4.3購(gòu)置空調(diào)設(shè)備用空調(diào)提高工作間的室溫，來(lái)保證滲透槽內(nèi)熒光滲透液的溫度。雖說(shuō)這是個(gè)可行便捷的方案，可當(dāng)工作間溫度控制在8 ℃左右時(shí)，要使槽內(nèi)熒光滲透液的溫度提升并保持在20 ℃左右，需要一定的時(shí)間。同時(shí)還要考慮購(gòu)置空調(diào)的成本及平日用電成本。

4.4加裝暖氣通過(guò)多次的試驗(yàn)和多個(gè)方案的對(duì)比，得到在滲透槽左右外壁和下表面加裝暖氣的方法既安全便捷，成本又低，而且能保持24 h全天恒溫。如果選用暖氣管，將其盤(pán)成蛇形，加裝后測(cè)試，熒光滲透液的溫度保持在20 ℃左右，效果較理想。暖氣加裝外觀如圖4所示。

圖4 暖氣加裝外觀

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)試驗(yàn)，進(jìn)一步了解了熒光滲透液溫度、黏度、檢測(cè)工藝、水處理之間的關(guān)系。從生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和熒光滲透液的穩(wěn)定性等諸多方面考慮，選取15～35 ℃溫度范圍進(jìn)行滲透檢驗(yàn)比較適宜。對(duì)于寒冷地區(qū)，一定要注意在定制熒光滲透檢測(cè)線時(shí)，控制熒光滲透槽的溫度。這對(duì)保證熒光滲透檢測(cè)靈敏度以及減少污水的處理和排放有著積極的作用。

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

董務(wù)江(1953-)，男，主要從事無(wú)損檢測(cè)工作

董務(wù)江，ndt01@sina.com

10.11973/wsjc201709020