導讀

滲透檢測(PT)是以毛細現象為基礎，檢測與表面相通缺陷的無損檢測方法。

滲透檢測的毛細現象是一種特殊的界面現象，研究滲透檢測理論的基礎是界面物理化學。

滲透檢測與磁粉檢測相比，兩者都是檢測表面缺陷的方法，都是把缺陷圖像擴大，以目視觀察判別及確定缺陷的性質、尺寸及形貌等；

但兩者的方法原理完全不同，適用范圍也相差很大。

滲透檢測與磁粉檢測均可用于鐵磁性材料表面細微裂紋的檢測（檢測靈敏度均明顯高于射線檢測和超聲檢測），但就可靠性而言，磁粉檢測明顯高于滲透檢測。

滲透檢測可用于對非鐵磁性材料及有色金屬材料表面細微裂紋的檢測，而磁粉檢測是無能為力的。

滲透檢測理論解析

貫穿型缺陷模式

滲透檢測中，滲透液對受檢試件表面開口缺陷的滲透，實質是滲透液的毛細作用。

滲透液對表面點狀缺陷(如氣孔、砂眼等)的滲透，就類似于滲透液在毛細管內的毛細作用；滲透液對表面條狀缺陷(例如裂紋、夾渣和分層斷面上的縫隙等)的滲透，就類似于滲透液在間距很小的兩平行板間的毛細作用。

滲透檢測時，產生毛細作用的不規則 “滲漏缺陷”，就與貫穿型缺陷類似。

非貫穿型缺陷模式

在實際滲透檢測中，受檢試件中的貫穿型缺陷是不常見的；常見的是非貫穿型缺陷，而非貫穿型缺陷的一端是封閉的。

受檢試件中的缺陷類型不同，缺陷形狀也不同，缺陷內液體形成的彎曲液面也不同。例如表面氣孔常為圓柱形，其液面為球形液面；表面裂紋可認為是兩平行板間的毛細現象，其液面為柱形液面。

以表面裂紋為例，滲透液滲入受檢試件表面裂紋的先決條件是滲透液對其良好潤濕。只有當滲透液能充分地潤濕受檢試件表面裂紋時，滲透液才能向狹窄的表面開口裂紋內滲透，滲透檢測才有可能進行。

滲透液的潤濕性能是滲透液的重要指標，是表面張力和接觸角兩種物理性能的綜合反映。滲透檢測時，要求滲透液的接觸角不大于5°。

常用滲透檢測系統的檢測靈敏度為1μm數量級。

AMS-2644《檢驗材料 滲透液》、ISO3452《無損檢測 滲透檢測》、GB/T18851《無損檢測-滲透檢測》等標準要求：超高靈敏度的滲透檢測材料應清晰地顯示寬0.5μm、深10μm、長1mm左右的細微裂紋；有關資料介紹：滲透檢測的最高靈敏度可達0.1μm。

開口缺陷與相通缺陷

常規滲透檢測方法只能檢出非多孔性零件和材料的表面開口缺陷。缺陷雖未開口，但與表面相通，例如疲勞裂紋、晶間腐蝕裂紋，也可使用滲透檢測方法檢測。

但必須徹底清洗好被檢表面及延長滲透時間(某些滲透檢測工藝要求滲透時間長達4小時)等。

多孔性材料與非多孔性材料

被檢對象為多孔性材料時，例如陶類制品、粉末冶金制品、碳素纖維制品等，需要使用過濾性微粒滲透液的特殊滲透檢測方法。

(1) 被檢對象為陶瓷類制品時，要注意制品是否上釉；上釉者為瓷，可以使用常規滲透檢測方法進行檢測。

(2) 被檢對象為石墨類制品時，要注意制品是否經過浸銅等工藝處理；經過浸銅等工藝處理后，石墨類制品中的細微孔洞被填充，就可以使用常規滲透檢測方法進行檢測。

(3) 被檢對象為粉末冶金類制品時，要注意區分是松孔類制品，還是致密類制品；如果是致密類制品，就可以使用常規滲透檢測方法進行檢測。

截留與去除

滲透檢測過程時，滲透液在表面裂紋(或其它表面開口缺陷)中形成截留。 

理想狀態下，用乳化劑或清洗去除劑去除受檢試件表面多余滲透液時，雖然截留的滲透液存在擴散和急劇揮發現象，但仍然會沒有損失地截留在適當位置。

在乳化和清洗去除過程中，截留的滲透液被去除的趨勢取決于滲透液的溶解及清洗去除特性。

下圖為使用油質熒光滲透液進行裂紋檢測的橫截面圖，在滲透液截留中，至少可辨別出以下5種擴散范圍：

缺陷截留滲透液所呈現的擴散區

(1) 進入裂紋而接近表面的可洗范圍；

(2) 在裂紋中延伸較深的溶解范圍；

(3) 在裂紋中最深的不溶解范圍；

(4) 水擴散范圍；

(5) 乳化擴散范圍。

上面所列的范圍對滲透過程的缺陷截流效率至關重要。

其他

1、酸對水洗型滲透液的影響

酸的污染將影響滲透檢測靈敏度，尤其是鉻酸和鉻酸鹽的影響很大。其原因是酸和鉻鹽在沒有水存在的情況下，不易與滲透液的染料發生化學反應；但當水存在時，易與滲透液中的染料發生化學反應，影響染料的熒光發光/著色顏色。而水基水洗型滲透液本身就含有水；油基水洗型滲透液含有乳化劑，也易與水相溶混；故酸和鉻酸鹽對水洗型滲透液（不論水基或油基）影響較大。

2、后乳化型滲透液重復檢驗的重現性

后乳化型滲透液重復檢驗的重現性好。這是因為后乳化型滲透液不含乳化劑，第一次檢驗后，殘留在缺陷中的后乳化型滲透液可以用溶劑或三氯乙烯蒸氣清洗掉；因而在第二次檢驗時，不影響滲透液的滲入，故缺陷能重復顯示。

水洗型滲透液中含有乳化劑，第一次檢驗后，只能清洗去除滲透液中的油基部分，乳化劑將殘留在缺陷中，妨礙滲透液的第二次滲入，這也是水洗型滲透檢測系統重現性差的主要原因。