熒光滲透檢測系統監控試塊的人工裂紋藍白色顯示原因

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(中國航發西安航空發動機有限公司 無損檢測中心，西安 710021)

1 監控試塊人工裂紋的顯示特點

1.1 監控試塊人工裂紋黃綠色顯示和藍白色顯示介紹

熒光滲透檢測中，缺陷顯示是由零件表面開口缺陷中的熒光滲透液重新回滲到表面，經黑光照射使熒光染料發光而形成的熒光顯示。由于通常使用的熒光滲透液染料發出光的顏色是黃綠色，因此滲透檢測系統監控試塊人工裂紋形成的顯示應為黃綠色，如圖1(a)所示。當滲透檢測系統監控試塊出現異常時，最常見的現象之一就是人工裂紋處會形成藍白色顯示，如圖1(b)所示。

圖1 監控試塊人工裂紋黃綠色顯示和藍白色顯示

1.2 監控試塊人工裂紋藍白色顯示的特點

將滲透檢測系統監控試塊人工裂紋的藍白色顯示放大觀察，可以觀察到人工裂紋表面有明顯的顯像劑堆積。顯像劑堆積形狀與人工裂紋形狀一一對應，且發出淡淡的藍白色光(見圖2)。

圖2 監控試塊人工裂紋藍白色顯示放大結果

采用毛刷蘸取丙酮，擦拭滲透檢測系統監控試塊人工裂紋的藍白色顯示，擦拭后試塊表面擦拭部位的顯像層被去除掉，人工裂紋顯示呈現出黃綠色，如圖3所示。

圖3 經丙酮擦拭監控試塊后的人工裂紋顯示

2 試驗過程、結論及驗證試驗

2.1 試驗用滲透檢測系統監控試塊

使用的滲透檢測系統監控試塊為報廢試塊，該試塊在正常使用時，是用作后乳化型3級靈敏度熒光滲透檢測系統的工作試塊，可獲得4個人工裂紋顯示。報廢原因是人工裂紋顯示顏色長期呈藍白色的異常情況。

2.2 滲透檢測試驗工藝

采用的滲透檢測工藝為后乳化型熒光滲透檢測，檢測靈敏度3級，干粉顯像劑顯像，具體試驗要求如下所述。

(1) 預清洗：超聲波清洗機結合丙酮清洗15 min。

(2) 滲透：滲透液牌號為RC-65，施加方式為浸漬法，滲透時間為30 min(其中浸漬15 min，滴落15 min)。

(3) 預水洗：手工清洗，水壓不大于0.27 MPa，水槍距離試塊表面不小于300 mm。

(4) 乳化：乳化劑牌號為ER-83A，施加方式為浸漬法，乳化劑體積分數6%～8%，乳化時間為90 s。

(5) 最終水洗：手工清洗，水壓不大于0.27 MPa，水槍距離試塊表面不小于300 mm；水洗結束后，采用氣壓不大于0.17 MPa的壓縮空氣去除試塊表面積水，氣槍距離試塊表面不小于300 mm。

(6) 烘干：采用溫度不超過70℃的熱空氣循環烘箱對試塊進行干燥，干燥時間10 min。

(7) 顯像：按試驗過程中的試驗內容決定。

(8) 檢驗：在暗室內檢驗。黑光燈的黑光輻照度不小于1 200 μW·cm-2，漏白光照度不大于20 lx，環境白光照度不大于20 lx。

2.3 對比試驗

2.3.1 顯像過程施加干粉顯像劑

按照文中2.2節要求，完成預清洗、滲透、去除和烘干工序處理，采用噴粉柜噴粉的施加方式，干粉顯像劑牌號為D-90G，顯像時間為15 min，得到的結果如圖4所示。

圖4 干粉顯像后滲透檢測系統監控試塊人工裂紋顯示

2.3.2 顯像過程采用自顯像

按照文中2.2節要求，完成預清洗、滲透和烘干工序處理，顯像過程采用自顯像，顯像時間為15 min，得到的結果如圖5所示。

圖5 自顯像后滲透系統監控試塊人工裂紋黃綠色熒光顯示

2.3.3 對比試驗結果

通過試驗結果可知，施加干粉顯像劑時，滲透檢測系統監控試塊的人工裂紋由大到小，第1點顯示顏色呈現為黃綠色中摻雜著藍白色，而第2，3，4點顯示顏色呈現為藍白色；采用自顯像方法時，滲透檢測系統監控試塊人工裂紋處形成的4處顯示均為黃綠色顯示。

2.4 影響因素分析

(1) 施加干粉顯像劑時，在限定的顯像時間內滲透檢測系統監控試塊人工裂紋內的熒光滲透液已經回滲到試塊表面的顯像劑粉層內，使得顯像劑被熒光滲透液潤濕后吸附在人工裂紋處。

(2) 在限定的顯像時間內，人工裂紋顯示是由于回滲的熒光滲透液量很少，使得擴展至顯像劑層表面的熒光滲透液不足，顯像劑本身的厚度和顏色遮蓋了熒光滲透液的黃綠色而總體呈現為藍白色。

2.5 驗證試驗

2.5.1 驗證試驗一

采用噴粉柜噴粉的方式，將干粉顯像劑(牌號D-90G)分別施加到經滲透處理的滲透檢測系統監控試塊和未經滲透處理的滲透檢測系統監控試塊上。顯像劑在試塊上停留15 min后，采用壓力不大于0.034 MPa的壓縮空氣將滲透檢測系統監控試塊上多余的干粉顯像劑吹去，試驗得到的結果如圖6所示。

圖6 經滲透檢測和未經滲透檢測處理的滲透檢測系統監控試塊經干粉顯像后的結果

試驗結果表明，經多余顯像劑去除后，已經滲透處理的試塊人工裂紋處仍有顯像劑堆積，如圖6(a)所示；而未經滲透處理的試塊人工裂紋處沒有顯像劑堆積，如圖6(b)所示。

2.5.2 驗證試驗二

滲透檢測系統監控試塊按文中2.2節要求完成預清洗、滲透、去除和烘干工序處理，顯像過程采用自顯像方法，顯像時間為15 min。顯像時間結束時，采用噴粉裝置將干粉顯像劑(牌號D-90G)施加在滲透檢測系統監控試塊上，隨著顯像粉層的由薄到厚，觀察滲透檢測系統監控試塊人工裂紋顯示的顏色變化，得到的結果如圖7所示。其中，圖7(b)為施加干粉顯像劑后顯像15 min的結果。

圖7 監控試塊人工裂紋顯示顏色隨著顯像粉層厚度增加的變化

在施加顯像粉層較薄時，滲透檢測系統監控試塊人工裂紋顯示顏色均呈現為黃綠色中摻雜著藍白色，如圖7(a)所示；隨著試片上顯像粉層厚度的增加，人工裂紋由大到小，第1點顯示顏色呈現為黃綠色中摻雜著藍白色，而第2，3，4點顯示顏色呈現為藍白色，如圖7(b)所示。

2.5.3 驗證試驗三

將圖7(b)對應試塊放置24 h，得到的結果如圖8所示。

圖8 放置24 h后滲透檢測系統監控試塊人工裂紋顯示

滲透檢測系統監控試塊人工裂紋最大點顯示顏色呈黃綠色，而其他點的顯示顏色則是藍白色中摻雜著黃綠色。

2.5.4 驗證試驗結論

驗證試驗一的結果表明，滲透檢測系統監控試塊人工裂紋處的干粉顯像劑只有被熒光滲透液潤濕后，才能在經不大于0.034 MPa的壓縮空氣處理后還可以吸附在人工裂紋處。

驗證試驗二的結果表明，只有當人工裂紋處回滲到顯像劑膜層表面的熒光滲透液的量足夠時，所發出的光人眼才能識別，形成黃綠色顯示，否則，人工裂紋處呈現的顏色為顯像劑發出的藍白色。

驗證試驗三的結果表明，隨著顯像時間的延長，顯像劑膜層表面熒光滲透液的量逐漸增加，當熒光滲透液的量達到一定程度以后，所發出的光足夠引起人眼識別，人工裂紋處就會形成黃綠色的顯示。

3 結論

滲透檢測系統監控試塊人工裂紋顯示呈現出藍白色是由于在限定的顯像時間內，滲透檢測系統監控試塊人工裂紋內的熒光滲透液回滲到試塊上顯像劑粉層表面的量很少，不足以形成人眼能夠識別出的黃綠色顯示，使得人工裂紋總體顯示呈現出藍白色，這實際是吸附在人工裂紋開口處的顯像劑所發出的藍白色。