超音速火焰噴涂涂層的滲透檢測

何 晶，趙 軍

（中航飛機股份有限公司 長沙起落架分公司，城固 723200）

超音速火焰噴涂技術作為一種新的表面防護和強化工藝，得到了迅速的發展。它在形成高質量涂層、提高工件表面性能方面發揮著越來越重要的作用。在對涂層表面質量的檢測中，滲透檢驗作為表面探傷方法被廣泛應用。筆者主要介紹超音速火焰噴涂涂層的滲透檢測方法工藝。

1 檢測原理與方法

滲透檢測［1］是一種以毛細作用原理為基礎，用于檢測非松孔性的金屬試件和非金屬試件表面開口缺陷的無損檢測方法。

超音速火焰噴涂的涂層由于其工藝特點，經磨削后所產生的裂紋非常細小，所以采用后乳化熒光滲透檢測方法進行檢驗。后乳化熒光滲透檢測方法具有較高的檢測靈敏度，可檢測淺而寬的缺陷，能發現更細微的裂紋等缺陷，所以廣泛用于檢測表面光潔度高的工件和探傷疲勞裂紋、磨削裂紋、微細裂紋等。

2 檢測程序

2.1 預處理

由于超音速火焰噴涂涂層經磨削后的主要污染物是油及油脂，會妨礙滲透液對工件的潤濕，阻止滲透液滲入缺陷，所以應采用溶劑進行清洗。

通常采用汽油、無水乙醇、丙酮、三氯乙烯等溶劑進行清洗。

溶劑清洗后的工件，在滲透劑滲透之前，必須完全干燥。如有必要，表面可加熱到最高107℃，以除去濕氣。在施加滲透劑之前，工件必須冷卻到可以用手觸摸。外觀探傷時，使用黑光燈可以幫助確認污染物的存在，因為許多有機污染物在紫外燈下發藍色熒光。

2.2 滲透劑施加

采用后乳化熒光滲透劑3級靈敏度，牌號為ZL－27A。

2.2.1 施加方式

滲透劑可以使用噴涂、浸涂或刷涂的方法施加于需要檢驗的部位。施加后，使用黑光燈檢查滲透劑是否完全覆蓋需要檢驗的部位。當滲透劑施加到工件表面時，如果滲透劑成珠狀或不鋪展，則表明工件表面不夠干凈，需要重新清洗。

2.2.2 滲透時間

滲透時間至少為20min，最長2h。在滲透過程中滲透劑不能干在工件上，否則應將工件重新滲透。滲透時間超過2h，則需要重新進行滲透處理。

2.3 去除表面多余滲透劑

2.3.1 預水洗

對表面多余滲透劑的初次清洗，可直接用水洗的方法，在黑光燈下進行。工件與水噴槍噴頭最小距離應為305mm，水壓應保持恒定并且不超過0.276MPa，水溫范圍應在10℃～38℃之間。預水洗后，工件表面應沒有明顯的滲透劑。

2.3.2 乳化劑施加

施加牌號為ZR－10B乳化乳。

以浸涂方式施加乳化劑，可輕輕晃動工件。乳化劑的濃度對乳化效果有很大影響，濃度應符合材料生產廠家的推薦值，體積分數一般不超過20%。

乳化效果與乳化時間密切相關。乳化時間太短，會因乳化不足而清洗不干凈；時間過長，易引起過乳化，使靈敏度降低。原則上，在允許檢驗背景的前提下，乳化時間應盡量短。在最短的停留時間里產生可接受的效果，停留時間最長不超過2min。

2.3.3 滴落后最終水洗

乳化完成后，應馬上浸入10℃～38℃的攪拌水中清洗，以迅速停止乳化劑的乳化作用，最后再進行最終水洗。最終水洗應在黑光燈下進行，以控制清洗質量避免過度清洗；過度清洗會使缺陷中的滲透劑被沖洗掉，使靈敏度降低。恰當的清洗時間，應是干擾本底的殘留物恰好被清洗干凈。如果工件乳化過度或工件過洗，應重新處理工件。

2.4 干燥

使用壓力不高于0.173MPa的壓縮空氣吹除工件表面多余的水分，然后放在循環熱空氣烘箱中干燥。烘箱溫度不應超過71℃，干燥時間應是使工件充分干燥的最短時間。

2.5 顯像

2.5.1 施加顯像劑

工件在施加顯像劑前應處于干燥狀態，使用噴涂法施加非水基顯像劑。

在施加顯像劑前或在施加過程中，應頻繁搖動噴罐中的珠子，使顯像劑攪拌均勻。噴涂時要預先調節，調節到邊噴涂邊形成顯像薄膜的程度。噴嘴距表面的距離約為300～400mm，噴灑方向與被檢面的夾角為30°～40°。如果顯像劑涂層厚重，則應重新處理工件。

2.5.2 顯像時間

超音速火焰噴涂層的顯像時間應嚴格控制。由于工件涂層表面較為光滑，磨削裂紋較細且成網狀分布，顯像時間太長會造成缺陷的顯示被過度放大，使缺陷圖像失真，缺陷顯示連成模糊的一片，降低分辨率。而時間過短，缺陷內的滲透液還沒有被回滲出來形成缺陷顯示，將造成缺陷漏檢。經過反復試驗，顯像時間為最短5min，最長30min，即能達到滿意的效果。顯像時間超過了最長顯像時間時，應清洗并重新處理工件。

2.6 檢驗

2.6.1 檢驗的環境要求

檢驗區域應清潔無污染物。檢驗工件的暗室或暗區的可見光照度不大于20lx（2英尺燭光）。

2.6.2 檢驗光源的要求

在檢驗前，黑光燈應該至少先亮15min。黑光燈應放置在距被檢測表面大于150mm的位置，在檢驗工件的過程中應保持這個距離。

黑光燈的過濾片應清潔并無損壞，不允許黑光中的白光的泄漏。檢測表面黑光輻照度大于等于1000μW／cm2

在開始檢測前，檢測人員應該用至少1min的時間來適應黑暗環境。不允許在滲透檢測區佩戴變色眼鏡。

2.7 顯示判別

須解釋所有的顯示。應重新處理有過度背景熒光或影響相關顯示的非相關顯示的工件，這些顯示會干擾對相關顯示的判斷。

當發現有疑問的顯示時，可用棉球蘸上酒精擦試。擦試時應注意從一個方向上擦洗，在棉球經過顯示時，轉動棉球擦洗。擦洗部位干燥后再施加顯像劑，重新顯像時間應與原先顯像時間一樣長。如果擦試后顯示不再重現，一般都是虛假顯示。擦試后顯示重新出現時，一般是真實顯示，應按工程圖紙和適用的參考規范判別顯示。

2.8 后清洗

（1）在滲透劑水洗槽，以壓力約為0.276MPa的冷水或溫水清洗以除去顯像劑。在黑光下檢查滲透劑的去除效果。

（2）干燥工件并在黑光下檢查滲透劑的去除效果，注意接觸面。保證所有工件在清洗后徹底干燥。

3 結語

上述介紹的滲透檢測工藝方法已成功應用于某飛機起落架關鍵件的超音速火焰涂涂層質量檢測，獲得了較高的缺陷檢出率，提高了生產效率，降低了生產成本。

［1］孫殿壽.滲透檢測［M］.北京：機械工業出版社，2004.