温差法提高渗透检测灵敏度

　　在焊缝和锅炉压力容器检验中，溶剂去除型着色- -溶剂悬浮式显像法(ⅡC- d) 渗透检测，因其灵敏度高、使用方便、不用水、电和观察直接等优点，而被广泛地应用于非铁磁性材料和形状复杂工件的检测，如小口径管角焊缝和奥氏体不锈钢焊缝等，获得了良好的效果。

　　但由于自身机理所致，渗透检测对环境温度有一定的要求，JB/ T4730- 2005 《承压设备无损检测》规定，渗透检测的标准温度为10~50℃。然而在北方地区冬季施工中，经常会遇到低于10℃的低温天气，按标准要求，渗透检测时必须进行对比试验，以确定检测方法及规范的可行性。一般渗透液温度低于4℃时检测效果不佳，所以常规做法是在4~10℃时延长渗透时间，低于4℃时给工件加热，来获得要求的灵敏度，但有时效果并不理想。2007年11月上旬大庆炼化公司炼油厂有2台硫化剂罐(编号为D- 3111A/B，材质为0Cr18Ni10Ti，规格为Ф1400×8×6000mm，介质为CS2) 和4台醛水分离罐(编号为R- 113A/B/C/D，材质为1Cr18Ni9Ti，规格为Ф1400×8×8000mm，介质为醛水和油) 需进行渗透检测，当时气温是- 5℃，需要一个有效的解决办法。

　　1方案的提出

　　依据热胀冷缩的生活常识，结合渗透检测的基本原理，将温度作为一个变量来考虑，利用温差来提高检测灵敏度。

　　2可行性分析

　　渗透检测过程其实就是渗透液对表面开口缺陷的毛细作用，而显像过程主要也是渗透液对显像剂形成的微小缝隙的毛细作用。下面以长度为a，深度为b，宽度为c 的狭长槽作为工件的表面开口裂纹模型，来分析渗透液渗入裂纹的毛细现象。当渗透液施加于工件表面，且完全覆盖被检部位时，具有足够润湿性能的渗透液将润湿裂纹内表面。根据润湿液体在两平行平板间的毛细作用原理知，裂纹内将形成凹陷的弯月形液面，并在弯月面上产生指向液体外部即指向裂纹内的附加压强P，这个附加压强迫使渗透液向裂纹内渗透的同时，将压缩裂纹内已被渗透液封闭的液体。随着渗透液不断渗透，裂纹内气体体积将越来越小，而气体的压强P1将越来越大，直到气体的压强与液面上的附加压强以及大气压强P0完全平衡为止。

　　这时：

　　由(4) (5) 两式知，一般情况下，渗透深度由渗透液的性能和缺陷本身特点决定，在温度变化不大的范围内，利用温差能增大渗透深度。温差系数Kt越大，渗透深度越大。而渗透深度越大，则渗透液在缺陷内的截留能力越大，则容易形成缺陷显示，从而提高了检测灵敏度。同样道理，如果显像时施加逆温差，压缩在缺陷内的气体膨胀，使缺陷残留的渗透液最大程度地回渗到工件表面，缺陷显示则更明显，从而提高了缺陷检出率。因此，从理论上分析可以用温差法渗透- 逆温差显像来提高渗透检测的灵敏度。