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中国渗透探伤(PT)技术现状与美柯达的努力(上)
中国渗透探伤技术的现状与展望
渗透探伤技术的工业应用始于上世纪初,除目视检查外,它是应用最早的无损检测方法。航空工业和核电工业对产品的安全可靠性要求很高,又大量使用无法进行磁粉探伤的铝镁合金、钛合金和奥氏体不锈钢等材料,正是这些部门对渗透探伤技术的应用大大促进了这门技术的发展。随着渗透材料和渗透技术及装备的不断进步,现在其应用已遍及现代工业的各个领域。国外研究表明,渗透探伤对表面点状和线状缺陷的检出概率高于磁粉检验,是一种最有效的表面检验方法。而Borucki JS则认为,在目前的产品质量检测中,渗透探伤可能是应用最普遍的一种无损检测方法。渗透探伤技术正展示勃勃生机,应用前景光明。
渗透探伤对表面缺陷的检测能力及检测可靠性,取决于渗透探伤剂的性能和相应操作工艺的正确与否;而渗透探伤技术能否得到广泛应用,与其实施是否便捷、可靠和能否满足越来越高的生产效率有直接关系。因此,几十年来,渗透探伤技术发展的主线,一是适应范围不断扩大的检测对象和越来越高的材料环保安全特性的要求,进行新型渗透探伤剂的研发及其性能评价、相应探伤工艺的改进及标准化;二是进行PT探伤器材的改进和满足用户产品要求的成套流水线设备的设计制造。
中国工业的迅猛发展给渗透探伤技术提供了极好的应用与发展机会。
经过近二十多年的发展与优胜劣汰,中国的渗透探伤技术和产品有了很大进步。
在渗透探伤剂方面,国内以美柯达公司为代表,已能大批量生产多种型号的着色探伤剂,包括采用油溶性染料的、醇溶性染料的、油醇混合性染料的;溶剂清洗型的、溶剂/水两用清洗型的、水清洗型的;不同灵敏度等级的;符合国际标准、能用于奥氏体钢、镍基合金和钛合金探伤的。国内采用非氟里昂材料作推进剂的气雾罐装各型着色探伤剂产品的性能已与美国Magnaflux、英国Ardrox等国际知名公司的产品相当,除了特殊用途,国内产品能满足国内各行业对着色探伤剂的性能要求。今后国内着色探伤剂生产厂商的研发目标将转向有特殊用途要求的着色探伤剂,如高温(50℃~250℃)着色探伤剂、与液氧相容的探伤剂、对塑料不染色的探伤剂以及检测多孔性表面的“滤出粒子型”探伤剂。在着色探伤剂生产企业前面还有一个堡垒要攻克,根据欧洲有关环保标准,要求限期停用偶氮染料。由于红色苏丹偶氮染料普遍用于着色探伤剂,更改非易,根据我国企业的研发条件,可以先加强对国际相应动态的观察设法进行跟踪, 在此基础上开展相应环保型产品的研制。着色探伤剂以气雾罐装使用为主,因此除了探伤剂配方的研发和改进外,罐体的改进和喷嘴阀门的选型改进,对用户能更方便安全地使用也是必要的。
荧光渗透探伤,适于大、中、小型工件的批量检测,一般需要流水线设备,最早仅限于航空系统,特别是飞机制造行业的主机厂应用。随着荧光渗透探伤剂系列中不同性能产品的完善和适应不同工作节拍的流水线设备的问世,近年来在国内,荧光渗透探伤技术的使用领域以汹涌之势扩展到汽车零配件制造和电力设备制造(如燃气轮机叶片)等行业。国外高强度紫外线灯的引进与国产化,提高了检测灵敏度与可靠性,改善了检测工作条件,为实施自显像工艺提供了条件。
国内对荧光渗透探伤剂的研发与生产已有二十多年的历史。目前的产品有自乳化和后乳化系列的不同灵敏度等级的荧光液、乳化剂和干粉显像剂。其中的自乳化型荧光液系列的性能与美国Magnaflux等国外公司产品已相当,后乳化型产品在性能和配套性方面则与国外知名品牌产品还存在一些差距。因为国产荧光液尚未登录权威的QPL 25135目录,因此目前国内飞机制造企业的对外合作项目以及其它行业中开展荧光渗透探伤的外资、合资企业,还是选择美国Magnaflux、英国Ardrox等荧光探伤剂产品,采购数量不小。目前国内荧光探伤剂的开发缺乏早期厂、所结合,整合相关专业优势协同研究的条件,因此研发具有国际水平的新产品的难度较大。当前,提高国产荧光探伤剂的质量,稳定其批量性能,设法登录QPL 25135目录以争夺迅速扩大的国内市场;开发系列化的亲油性、亲水性乳化剂,开发水溶性或水悬浮性显像剂等,都是应予注意的努力方向。
    长期以来,荧光渗透探伤流水线基本由各种简单的槽体组成;工件或装有工件的周转筐则普遍采用吊车来实现浸渍和工位间的移动;清洗大多采用手喷枪操作;干燥多用加盖敞口槽,用蒸汽或电热管加热,无测控温装置;因所用紫外线灯强度较低,所以必须在严格挡光的暗室内检查。这种装备沿用了很长时期,工作效率低、工艺条件难以控制以至影响检测可靠性是其显著缺点,难免给人以“设备简陋、技术简单、工作环境差”的感觉。近年来各种新型荧光渗透流水线设备的出现,已颠复了这种陈旧观念。根据不同产品荧光探伤的需要,目前国内已能设计、生产各种全过程(除了观察检查)半自动控制或PLC全自动控制的大型渗透探伤流水线成套设备,并在很多企业投入使用。例如美柯达公司与韩国公司合作开发了FPT-B系列的半自动亲水性后乳化荧光检测线、与日本公司合作开发了FPT-A燃气轮机叶片全自动亲水性后乳化荧光检测线和SMT-MH-1A无排水荧光渗透探伤设备等。展望荧光渗透探伤设备的开发前景,鉴于亲水性后乳化荧光探伤工艺有利于节水与减轻荧光废水处理量的实现,因此研制亲水性后乳化荧光探伤线的设备中的前水洗废水的循环分离回用装置将大有可为;荧光液清洗废水必须经过处理才能进入二级公共污水处理系统,研发占地小、运行成本低的荧光废水处理设备是开展荧光渗透探伤企业的普遍要求;而采用先进的计算机、电子光学和信息处理技术对显像后的工件进行自动检测和评判,做到真正的全自动则是更高的最后目标。由于探伤工件形状的复杂多样性,此目标的实现尚需探伤界同仁与相关技术专业精英通力合作,付出长期努力。
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