【摘 要】本文介绍了目前国内外常用的几种无损检测技术，结合AP1000蒸汽发生器管板加工，对无损检测技术中的渗透检测（PT）在AP1000蒸汽发生器管板加工中的应用进行了探讨，着重地从液体渗透检验试剂、检验程序以及检验标准等方面进行了探究。

【关键词】无损检测；渗透检验；管板加工

0 前言

无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平，无损检测的重要性已得到公认。

1 无损检验方法简介与分析

无损检测的特点是：非破坏性、互容性、动态性、严格性以及检测结果的分歧性等。

无损检测方法很多，据美国国家宇航局调研分析，其认为可分为六大类约70余种。但在实际应用中比较常见的有以下几种：

（1）目视检测（VT）：目视检测，在国内实施的比较少，但在国际上非常重视的无损检测第一阶段首要方法。

（2）射线照相法（RT）：是指用X射线或γ射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法，该方法是最基本的，应用最广泛的一种非破坏性检验方法。

（3）超声波检测（UT）：适用于金属、非金属和复合材料等多种试件的无损检测，但其对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难；并且缺陷的位置、取向和形状以及材质和晶粒度都对检测结果有一定影响，检测结果也无直接见证记录。[1]

（4）渗透检测（PT）：零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂后，在毛细管作用下，经过一段时间，渗透液可以渗透进表面开口缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中，在一定的光源下（紫外线光或白光），缺陷处的渗透液痕迹被现实，（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。[3]

（5）涡流检测（ECT）：按试件的形状和检测目的的不同，可采用不同形式的线圈，通常有穿过式、探头式和插入式线圈3种。[4-5]

（6）声发射（AE）：声发射技术的应用已较广泛。可以用声发射鉴定不同范性变形的类型，研究断裂过程并区分断裂方式，检测出小于 0.01mm长的裂纹扩展，研究应力腐蚀断裂和氢脆，检测马氏体相变，评价表面化学热处理渗层的脆性，以及监视焊后裂纹产生和扩展等等。

（7）超声波衍射时差法（TOFD）：TOFD技术于20世纪70年代由英国哈威尔的国家无损检测中心Silk博士首先提出，其原理源于silk博士对裂纹尖端衍射信号的研究。

2 液体渗透检验

上述分析了国内外常用的检验方法有七种。但液体渗透检验在实际工作中采用的很多。下面以AP1000蒸汽发生器管板加工过程中的检验为例，分析其操作步骤及操作方法。

管板堆焊层模拟试验件的检验时机为：堆焊层焊接完成并机加工以后及堆焊层热处理后进行。检验区域为：管板堆焊层模拟试验件的堆焊层表面的整个表面。经机加工或打磨后的表面粗糙度不应大于6.3μm。

管子管板焊缝的检验区域为焊缝及邻近边缘（其宽度等于理论焊缝厚度值并不超过5mm）的区域。

检测过程中，被检焊缝、零件及渗透用品的温度应保持在10～50℃之间。在达不到此温度的场合（在室外或现场检验时），应使用适当的加热方法使工件表面温度升高至10℃以上，但被检表面温度不得超过50℃。

使用着色渗透剂时，可采用人工或自然照明，受检表面可见光照度不得小于500lx。渗透检验方法为溶剂去除型着色渗透检测方法（IIC-d）。

液体渗透检验材料指检验过程中所用的渗透剂、清洗剂和显像剂。液体渗透检验试剂应配套使用，不能混用，并在有效期内使用。用于管板堆焊模拟试验件的渗透材料，使用下表1的材料。

表1 渗透材料

液体渗透检验试剂（渗透剂、显像剂、清洗剂等）必须符合ASME的规定。渗透检测剂必须有良好的检测性能，对工件无腐蚀，对人体基本无毒害作用。对用于镍基合金、奥氏体不锈钢材料，渗透检验材料中的有害元素氟、氯、硫的含量应不得超过下列规定：

氟+氯——200ppm；硫——200ppm。

渗透剂应在10～50℃的暗处贮存，并避免阳光照射。

2.1 检验步骤

（1）首先进行预清洗，即保证待检查的工件表面及相邻至少25mm的区域内清洁、干燥，并应无锈蚀、氧化皮、焊剂、飞溅物、油脂、油漆、油、纤维、灰尘和其它能干扰渗透或堵塞缺陷表面开口的外来物质。

图1 液体渗透对比试块

（上接第119页）（2）在预清洗后干燥在预清洗之后，采用然蒸发或吹以热风或冷风使被检表面的干燥。保持，干燥时间至少5分钟，以确保在施加渗透剂之前清洗用的溶剂已经蒸发。

（3） 施加渗透剂：在整个渗透期间渗透剂和零件表面温度应保持在10℃～38℃。采用喷涂、刷涂的方法，使待检表面被渗透剂全部润湿覆盖。温度在从10℃到38℃之内，表面应保持润湿状态不小于10分钟。如果必要，在持续时间内可以重复施加渗透剂。如图1所示为液体渗透对比前后对比示意图。

2.2 检验方法

（1）去除多余渗透剂：清洁检测表面的多余渗透剂，用干燥的布或吸湿纸揩去多余的渗透剂，反复擦除，直至绝大部分渗透剂被去除，再用清洗剂润湿的布或吸湿纸轻擦，以除去残留的渗透剂。为了尽量避免将不连续中的渗透剂清洗掉，要注意防止使用过多的清洗剂。在施加渗透剂以后到显像剂之前，禁止用清洗剂冲洗表面。

（2）去除多余渗透剂后干燥：对溶剂去除技术而言，可以采用自然蒸发，吸干，抹干，或者吹干表面。

（3）显像为了使显像剂在焊缝表面能够均匀覆盖，显像剂必须摇拌后喷涂到工件表面，显像剂应薄而均匀，应通过正常蒸发干燥。湿显像剂涂层一干，最终解释时间即开始。显像时间至少7分钟。

（4）后清洗。如果残余的渗透剂可与其它成份相结合产生腐蚀， 且残余渗透剂和显像剂可能影响加工或使用， 则需要进行检查后的清洗， 可采用适当的清洗方法如简单水洗，溶剂浸渍，机械清洗，蒸汽除油等。

（5）修补后检测。不可接收的相关显示应该去除，并应使用本规程重新检测确认其是可以接受的。

3 结语

在对AP1000蒸汽发生器加工的管板采用此种液体渗透检验检测方法，能较好的进行加工质量的检查，有效地保证了蒸汽发生器管板的加工质量，确保了在运行时的安全性能，同时，也解决了采用其他检测方法无法进行可靠检测的问题。

【参考文献】

[1]魏免，等.无损检测技术应用研究[J].大观周刊，2011.

[2]汪力.航空发动机涡轮叶表粘贴残留物红外检测[D].南昌航空大学，2012.

[3]韩明.大型零件超声检测运动控制系统的研究[D].天津工业大学，2011.

[4]耿艳胜.远场涡流套管无损检测仿真研究[D].中国石油大学（华东），2011.

[5]李伟.在线电磁钢轨探伤数据管理与监控系统设计[D].北京交通大学，2012.

[责任编辑：张涛]