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渗透检测工作原理及特点

渗透检测是基于液体的毛细作用（或毛细现象）和固体染料在一定条件下的发光现象。

渗透检测的工作原理是：工件表面被施涂含有荧光染料或者着色染料的渗透剂后，在毛细作用下，经过一定时间，渗透剂可以渗入表面开口缺陷中；去除工件表面多余的渗透剂，经过干燥后，再在工件表面施涂吸附介质——显像剂；同样在毛细作用下，显像剂将吸引缺陷中的渗透剂，即渗透剂回渗到显像中；在一定的光源下（黑光或白光），缺陷处的渗透剂痕迹被显示（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。而射线对缺陷的定性比较准确，两者配合使用，就能保证检测结果可靠准确。

渗透检测的基本步骤

无论是那种渗透检测方法，其步骤基本上是差不多的，主要包括以下几步：

1、预处理；

2、渗透；

3、清洗；4、显像；

5、观察记录及评定；

6、后处理。

渗透检测的结果主要受到操作者的操作影响，所以进行渗透检测的人员一定要严格按照相关的工艺标准、规程及技术要求来进行操作，这样才能确保检测结果的可靠性。

方法

渗透检测方法，即在测试材料表面使用一种液态染料，并使其在体表保留至预设时限，该染料可为在正常光照下即能辨认的有色液体，也可为需要特殊光照方可显现的黄/绿荧光色液体。

此液态染料由于“毛细作用”进入材料表面开口的裂痕。毛细作用在染色剂停留过程中始终发生，直至多余染料完全被清洗。此时将某种显像剂施加到被检材质表面，渗透入裂痕并使其着色，进而显现。具备相应资质的检测人员可对该显现痕迹进行解析。

检测方法的分类

根据渗透剂和显像剂种类不同，

渗透

渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。

1.实验室测定法

目前在实验室中测定渗透系数 k 的仪器种类和试验方法很多，但从试验原理上大体可分为”常水头法“和变水头法两种。

常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数，从而水头差也为常数。 如图：

试验时，在透明塑料筒中装填截面为A，长度为L的饱和试样，打开水阀，使水自上而下流经试样，并自出水口处排出。

2. 野外现场测定法

渗水试验(infiltration test)一般采用试坑渗水试验，是野外测定包气带松散层和岩层渗透系数的简易方法。试坑渗水试验常采用的是试坑法、单环法、和双环法。可利用物质在不同光谱分析法的特征光谱对其进行定性分析，根据光谱强度进行定量分析。 是试坑底嵌入两个铁环，增加一个内环，形成同心环，外环直径可取0.5米, 内环直径可取0.25米。试验时往铁环内注水，用马利奥特瓶控制外环和内环的水柱都保持在同一高度上，（例如10厘米）。根据内环取的的资料按上述方法确定松散层、岩层的渗透系数值。由于内环中的水只产生垂直方向的渗入，排除了侧向渗流带的误差，因此，比试坑法和单环法度高。内外环之间渗入的水，主要是侧向散流及毛细管吸收，内环则是松散层和岩层在垂直方向的实际渗透。

当渗水试验进行到渗入水量趋于稳定时，可按下式计算渗透系数（考虑了毛细压力的附加影响）：K(渗透系数)= QL/ F(H Z L)。

式中：

Q-----稳定的渗入水量(立方厘米/分)；

F------试坑内环的渗水面积(平方厘米)；

Z-----试坑内环中的水厚度(厘米)；

H-----毛细管压力（一般等于岩土毛细上升高度的一半）(厘米)；

L-----试验结束时水的渗入深度（试验后开挖确定）(厘米)。

TOFD的缺点

1)近表面存在盲区，对该区域检测可靠性不够

2)对缺陷定性比较困难

3)对图像判读需要丰富经验

4)横向缺陷检出比较困难

5)对粗晶材料，检出比较困难

6)对复杂几何形状的工件比较难测量

7)不适合于T型焊缝检测

A) 更加的尺寸测量精度(一般为±1mm，当监测状态为±0.3mm)，且检测时与缺陷的角度几乎无关。尺寸测量是基于衍射信号的传播时间而不依赖于波幅。

B) TOFD技术不使用简单的波幅阈值作为报告缺陷与否的标准。由于衍射信号的波幅并不依赖于缺陷尺寸，在任何缺陷可能被判不合格之前所有数据必须经过分析，因此培训和经验对于TOFD技术的应用是极为基本的要求。