一种荧光渗透检测方法及其应用与流程

1.本发明涉及g01n21，更具体地，本发明涉及一种荧光渗透检测方法及其应用。


背景技术：

2.随着现代制造业的不断发展，人们对于对产品的质量有了更高的需求，这也要求生产制造商们对零部件的缺陷进行更加严格的把控。然而传统的探伤方法如超声波探测已不能满足内部精确探伤的需求。
3.专利号cn1187603c的专利提供了一种利用染料渗透法进行裂纹检测的自动探伤法，利用染料对工件进行处理后，用摄像机进行探测验伤，避免了人工探测会有视觉疲劳，导致漏检的问题。专利号cn113834801a的专利提供了一种金属无损探伤设备、方法及存储介质，将传感器、荧光信号和激光组件结合起来，并匹配了相应的计算机程序，探测设备体积小，使探伤更为方便的同时降低了成本。
4.然而，荧光探伤虽然在不断发展，但是由于渗透和乳化的时间要求，和显像观察存在较大的时间差，使得本来放大的探伤效果打了折扣。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种荧光渗透检测方法，方法如下：(1)声波清洗；(2)漂洗，烘干；(3)冷却，渗透；(4)喷淋漂洗；(5)显像观察。
6.作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤(1)中，声波清洗通过超声波清洗槽实现工件清洗，超声波清洗槽的功率5-7kw，超声波清洗槽的槽液温度25-85℃；超声波的频率20-30khz，清洗时间为30-40min。
7.通过声波清洗，优先去除工件表面的油污、冷却液等污物，控制超声波频率和温度，有利于后续渗透剂的渗透。
8.作为本发明一种优选的技术方案，所述工件的材质为铝合金或钛合金。
9.作为本发明一种优选的技术方案，所述漂洗通过漂洗槽，漂洗槽的槽体底部和周边均设有管道，管道上面设有孔洞，管道外部接有压缩空气，压缩空气的压力为0.2-1mpa。
10.作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤(2)中，漂洗时间20-30min，烘干时间为10-20min，烘干温度为140-160℃。
11.作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤(3)中渗透时的温度为15-40℃，渗透时间为7-9min。
12.优选的，渗透时加入渗透剂。
13.优选的，渗透剂的原料包括65-85重量份溶剂、1-3重量份染料、1.3-2.5重量份表面活性剂、0.3-0.7重量份润湿剂和20-35重量份粘度调节剂。
14.优选的，溶剂为去离子水。染料为苋菜红。
15.优选的，表面活性剂选自羟丙基二淀粉磷酸酯、三乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚的一种或多种。
16.优选的，表面活性剂为羟丙基二淀粉磷酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚。
17.辛基酚聚氧乙烯醚的hlb值为14-15。
18.进一步优选的，表面活性剂中，羟丙基二淀粉磷酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚的重量比为(0.3-0.95)：1.5。
19.为了降低渗透乳化和显像的时间差，以提高显像效果。通过大量的实验，申请人发现，在渗透剂中加入特定类型的羟丙基二淀粉磷酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚的表面活性剂，不仅能够改善上述问题，降低渗透乳化和显像的时间差，提高显像效果，尤其是提高了渗透液的铺展能力和毛细爬升高度，还意外地降低了对工件的腐蚀性。申请人猜测，辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的主链能够和羟丙基二淀粉磷酸酯具有的交联网络结构发生分子间的相互作用，同时促进分子内氢键的形成，在1，2-丙二醇的作用下，改善渗透液体系的表面张力和流动性，影响渗透液分子表面和铝合金或者钛合金材料表面的接触角，从而提高了染料在金属工件裂缝处的渗透能力，导致显像效果提升，工艺时间缩短。相比于市面上渗透通常需要10-15min的时间，本发明中的时间大大缩短。
20.润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。粘度调节剂为1，2一丙二醇。
21.优选的，脂肪醇聚氧乙烯醚的羟值为85-110，hlb值12-14。
22.渗透剂的制备方法为：各原料按重量份混合。
23.作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤(3)还包括乳化，乳化时间40-70s。
24.优选的，步骤(3)具体为冷却，渗透，乳化。所述乳化时，加入渗透剂。
25.通过二次渗透，进一步提升了渗透液对工件表面的缺陷，从而放大了缺陷效果，使得现象结果更易观察。
26.作为本发明一种优选的技术方案，所述步骤(5)具体为将显像粉喷涂在步骤(4)处理的工件上。
27.作为本发明一种优选的技术方案，所述显像温度为25-40℃。
28.在显像槽内，显像粉经油水分离器过滤后的压缩空气吹入粉桶内，生成“粉爆”，用气动负压发生器将“粉爆”吹入槽体内，使显像粉瞬间充满显像槽内，可使显像粉充分雾化，均匀分布，在零件表面上形成均匀薄膜，并能覆盖零件底色，且耗粉量少。
29.优选的，步骤(5)现象后在暗室中观察。暗室在检验台上方设置悬挂式黑光灯滤光片，黑光灯滤光片38cm处黑光强度初始测量值不低于4000μw/cm2，观察缺陷时使用手持式黑光灯滤光片，手持式黑光灯滤光片38cm处黑光强度初始测量值不低于8000μw/cm2。
30.本发明第二个方面提供了一种荧光渗透检测方法在金属工件表面缺陷探测上的应用。
31.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
32.在水性渗透剂中加入特定类型的羟丙基二淀粉磷酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚的表面活性剂，表面活性剂中，羟丙基二淀粉磷酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚的重量比为(0.3-0.95)：1.5，不仅能够降低渗透乳化和显像的时间差，提高显像效果，尤其是提高了渗透液的铺展能力和毛细爬升高度，还降低了对工件的腐蚀性。通过本发明提供的荧光渗透检测方法对铝合金、钛合金等件进行荧光渗透检测，能够使操作工人清晰且有效地分辨出裂纹、折叠、冷隔等缺陷，方法灵敏度高，可靠性好。
具体实施方式
33.实施例
34.实施例中工件来源于中航试金石检测科技(无锡)有限公司，苋菜红购自吉至试剂，cas号915-67-3，羟丙基二淀粉磷酸酯的cas号53124-00-8，辛基酚聚氧乙烯醚购自晴天誉，hlb值为14.5，脂肪醇聚氧乙烯醚购自巴斯夫，型号aeo-9，羟值为90-100，hlb值13，显像粉购自美国磁通，型号zp-4b。
35.实施例1
36.本例提供了一种荧光渗透检测方法，方法如下：(1)声波清洗；(2)漂洗，烘干；(3)冷却，渗透，乳化；(4)喷淋漂洗；(5)显像观察。
37.步骤(1)中，声波清洗通过超声波清洗槽实现工件清洗，超声波清洗槽的功率6kw，超声波清洗槽的槽液温度55℃；超声波的频率25khz，清洗时间为35min。
38.工件的材质为钛合金。
39.漂洗通过漂洗槽，漂洗槽的槽体底部和周边均设有管道，管道上面设有孔洞，管道外部接有压缩空气，压缩空气的压力为0.5mpa。
40.步骤(2)中，漂洗时间25min，烘干时间为15min，烘干温度为150℃。
41.步骤(3)中渗透时的温度为35℃，渗透时间为8min。
42.渗透时加入渗透剂。
43.渗透剂的原料包括72重量份溶剂、1.6重量份染料、1.85重量份表面活性剂、0.45重量份润湿剂和27.1重量份粘度调节剂。
44.溶剂为去离子水。染料为苋菜红。
45.表面活性剂为羟丙基二淀粉磷酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚。表面活性剂中，羟丙基二淀粉磷酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚的重量比为0.35：1.5。
46.润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。粘度调节剂为1，2一丙二醇。
47.渗透剂的制备方法为：各原料按重量份混合。
48.乳化时间50s。乳化时，加入渗透剂。
49.步骤(5)具体为将显像粉喷涂在步骤(4)处理的工件上。
50.显像温度为30℃。
51.步骤(5)现象后在暗室中观察。暗室在检验台上方设置悬挂式黑光灯滤光片，黑光灯滤光片38cm处黑光强度初始测量值5000μw/cm2，观察缺陷时使用手持式黑光灯滤光片，手持式黑光灯滤光片38cm处黑光强度初始测量值8500μw/cm2。
52.实施例2
53.本例提供了一种荧光渗透检测方法，与实施例1不同的是，渗透剂的原料包括70重量份溶剂、1.1重量份染料、1.75重量份表面活性剂、0.4重量份润湿剂和22重量份粘度调节剂。表面活性剂中，羟丙基二淀粉磷酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚的重量比为0.35：1.5。
54.实施例3
55.本例提供了一种荧光渗透检测方法，与实施例1不同的是，渗透剂的原料包括81重量份溶剂、2.4重量份染料、2.3重量份表面活性剂、0.6重量份润湿剂和35重量份粘度调节剂。表面活性剂中，羟丙基二淀粉磷酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚的重量比为0.8：1.5。
56.实施例4
57.本例提供了一种荧光渗透检测方法，与实施例1不同的是，渗透剂的原料包括75重量份溶剂、1.5重量份染料、2重量份表面活性剂、0.5重量份润湿剂和30重量份粘度调节剂。表面活性剂中，羟丙基二淀粉磷酸酯和辛基酚聚氧乙烯醚的重量比为1：1。
58.实施例5
59.本例提供了一种荧光渗透检测方法，与实施例1不同的是，步骤(1)中，声波清洗通过超声波清洗槽实现工件清洗，超声波清洗槽的功率7kw，超声波清洗槽的槽液温度60℃；超声波的频率25khz，清洗时间为40min。
60.步骤(2)中，漂洗时间20min，烘干时间为20min，烘干温度为140℃。
61.步骤(3)中渗透时的温度为45℃，渗透时间为5min。
62.性能测试：
63.1、渗透液性能测试：将实施例1-4得到的渗透液10ml加入酸式滴定管，将直径60mm的表面皿置于滴定管下方，控制滴定管的下端口距离表面皿的底面距离为35mm。逐滴滴加渗透液至表面皿，直至其刚好铺满表面皿的底面，记录此时所用的试样体积，即为铺展体积；将两端通气，内径0.9-1.1mm的玻璃毛细管的一端置于实施例1-4得到的渗透液中，待液面上升达稳定后量取液面上升高度，即为毛细爬升高度；用表面张力仪测定实施例1-4得到的渗透液的表面张力，结果如表1：
64.表1
65.实施例铺展体积(ml)毛细爬升高度(mm)表面张力(mn/m)17.613.441.2827.413.140.0637.013.138.3544.59.227.64
66.2、灵敏度测试：按照hb z61-1998测试实施例1-5的荧光渗透检测方法，结果如表2：
67.表2
68.实施例灵敏度14级23级34级42级52级