[20140410-06]環保型滲透檢測劑、黑光燈和檢漏技術第一頁，共42頁。一、滲透檢測劑的環保趨勢隨著科學與技術在全球范圍內進入飛速發展的時期，全球資源的掠奪性開發和伴隨工業化發展而產生的大量“三廢”排放，破壞了人類生存的環境，威脅著人類的生存和健康。人們越來越清楚地認識到保護環境的重要性。第二頁，共42頁。一、滲透檢測劑的環保趨勢環保綠色化學的“5R”1.Reduction—減量。減少“三廢”排放。2.Reuse—“重復使用”。降低成本和減廢的需要。3.Recycling—回收。可有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求。4.Regeneration—再生。變廢為寶，節省資源、能源，減少污染的有效途徑。5.Rejection—拒用。拒絕在化學過程在使用無法替代、無法回收、再生和重復使用的，毒副及污染作用明顯的原料第三頁，共42頁。一、滲透檢測劑的環保趨勢滲透劑的主要組分包括染料、溶劑、輔助劑（表面活性劑、互溶劑、穩定劑、增光劑、乳化劑、抑制劑、乳化劑、中和劑等）著色染料多采用暗紅色染料，因為暗紅色與顯像劑形成的白色背景能獲得較高的對比度。滲透檢測中的著色滲透劑較多采用油溶型著色染料。其中以偶氮系染料中的蘇丹紅IV最常用，其化學名稱為偶氮苯·偶氮-β萘酚，其分子式為C6H5N2·COH4

·N2

·C10H6(OH)，可溶于乙醇、煤油、潤滑油等溶劑中呈暗紅色。一、滲透檢測劑的環保趨勢第四頁，共42頁。一、滲透檢測劑的環保趨勢偶氮染料（azodyes）就是分子結構中含有偶氮基-N=N-，偶氮基兩端連接芳基的一類有機化合物。根據偶氮基數目的多少可分為單偶氮、雙偶氮染料和多偶氮染料。目前市場上70%左右的合成染料均以偶氮結構為基礎的偶氮染料，它廣泛出現于直接染料、酸洗染料、活性染料、金屬絡合染料、分散染料、陽離子染料及縮聚染料等合成染料之中。第五頁，共42頁。一、滲透檢測劑的環保趨勢偶氮染料其結構本身通常不會對人體產生有害影響，但有一些用“芳胺類中間體”合成的偶氮染料，因其與皮膚長期接觸之后，會因人皮膚的弱酸環境，極易發生還原反應并使偶氮基斷裂，生成大量芳胺類化合物。這些化合物會被人體吸收，經過一系列活化作用使人體細胞的DNA發散結構和功能的變化，引起人體病變和誘發癌癥。從環保角度來說，著色滲透檢測的染料蘇丹紅有被取代的趨勢。第六頁，共42頁。一、滲透檢測劑的環保趨勢熒光染料指能在可見光范圍內強烈吸收和輻射出熒光的染料。從結構上分類有熒烷衍生物類、1，8-萘酰亞胺類芪類化合物、香豆素衍生物、吡唑啉衍生物、三芳甲烷類、偶氮類、蒽醌類、芳香稠環化和物、苯并蒽酮衍生物等。熒光型環保有機染料的合成與應用主要集中在熒烷衍生物類、1，8-萘酰亞胺類、香豆素類三大類中。滲透檢測中常用的熒光染料有熒光黃、熒蒽、苝類化合物YJP-15和YJP-1、萘酰亞胺化合物YJN-68、咪唑化合物YJI-43和香豆素化合物MDAC。第七頁，共42頁。一、滲透檢測劑的環保趨勢環保染料主要著眼于符合(1)不含德國政府和歐共體及Eco-TexStandard100明文規定的在特定條件下會裂解釋放出22種致癌芳香胺的偶氮染料，無論這些致癌芳香胺游離于染料中或由染料裂解所產生；(2)不是過敏性染料；(3)不是致癌性染料；(4)不是急性毒性染料；(5)可萃取重金屬的含量在限制值以下；(6)不含環境激素；(7)不含會產生環境污染的化學物質；(8)不含變異性化合物和持久性有機污染物；(9)甲醛含量在規定的限值以下；(10)不含被限制農藥的品種且總量在規定的限值以下；第八頁，共42頁。一、滲透檢測劑的環保趨勢滲透產品的環保發展方向隨著國家相關政策的制定和人們環保意識的不斷增強，滲透產品的環保化是滲透行業發展的大勢所趨。一方面，積極開發和尋找禁用染料的代用品，選用合適的“綠色”溶劑和無環境公害、易生物降解的各種助劑，促使滲透液的本身的環保化，從根本上減輕滲透產品的環境危害性。另一方面，需要加快各種滲透液清洗廢水處理技術的創新和設備的研制，降低其制造和使用成本，積極推進工業化應用；同時重視滲透探傷工藝的改進，盡量做到材料的高利用和廢液的低排放第九頁，共42頁。二、滲透檢測與環境保護滲透檢測過程中造成環境污染的物質主要有各種脂類、油類、有機溶劑、非離子表面活性劑、著色染料與熒光染料等。水洗型或后乳化型滲透檢測工藝中去除表面多余滲透劑的操作程序所產生的大量清洗廢水，也包括報廢的滲透劑、乳化劑、濕式顯像劑等。廢液對環境存在污染，不能直接排放而必須經過凈化處理達到國家規定的排放標準要求后才能排放。熒光滲透檢測所產生廢水中的污染因子的分子結構穩定、處理難度大，處理工藝較復雜，需經過多道工序處理，才能達到國家規定的污水排放標準。第十頁，共42頁。二、滲透檢測與環境保護滲透檢測的廢水處理中要考慮的重要生化指標是COD和BOD。COD是化學耗氧量，是指在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。BOD是生化需氧量，是指在有氧的條件下，由于微生物的作用，水中能分解的有機物質完全氧化分解時所消耗的量。它是以水樣在一定的溫度下，在密閉容器中保存一定時間后溶解氧所減少的量（mg/L）表示。在20℃下培養五天作為測定生化需氧量的標準即為BOD5.滲透檢測的廢液中主要是COD（石油類化學耗氧量）指標超標，可以采用化學破乳、物理破乳等方法分解廢液中難以分離的乳化劑成分，然后再經過過濾（如活性炭）凈化，最后的濃縮物（液）可以填埋、焚燒或交環保部門處理。第十一頁，共42頁。二、滲透檢測與環境保護滲透產品的環保發展方向隨著國家相關政策的制定和人們環保意識的不斷增強，滲透產品的環保化是滲透行業發展的大勢所趨.這主要需要開展以下兩方面的工作：一方面，積極開發和尋找禁用染料的代用品，選用合適的“綠色”溶劑和無環境公害、易生物降解的各種助劑，促使滲透液的本身的環保化，從根本上減輕滲透產品的環境危害性。另一方面，需要加快各種滲透液清洗廢水處理技術的創新和設備的研制，降低其制造和使用成本，積極推進工業化應用；同時重視滲透探傷工藝的改進.

第十二頁，共42頁。SMT-MH-1A無排水熒光滲透探傷設備第十三頁，共42頁。二、滲透檢測與環境保護熒光滲透檢測工藝當前已被廣泛應用在精密零件的無損探傷檢測上，檢測后的零件在清洗過程中會產生大量的含高濃度熒光檢測滲透液的廢水。其主要成分為熒光劑、表面活性劑、礦物油以及各種化學添加劑，成分十分復雜。該廢水有機物濃度高、有毒、含油高、色度高、污染強度大。廢水COD值在10000-15000mg/L，礦物油含量為300-3000mg/L，色度在600-2000倍。熒光滲透檢測廢液屬于乳化液，因此，處理的關鍵在于有效的破乳工藝，使熒光劑能與水徹底分離。第十四頁，共42頁。二、滲透檢測與環境保護許多場合，由常規處理形成的滲透劑廢水不得直接排放到污水管，需要進一步作如下處理：1）破壞乳化物2）分離有機物3）澄清水處理方法有：1）反滲濾技術2）活性碳吸附過濾3）添加澄清劑形成沉淀物再過濾第十五頁，共42頁。

三、滲透檢測新器材（一）.LED紫外燈1.LED的結構及發光原理

50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第一個商用二極管產生于1960年。LED是英文lightemittingdiode（發光二極管）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。

第十六頁，共42頁。（一）.LED紫外燈發光二極管的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片，在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層，稱為p-n結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱LED。當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。第十七頁，共42頁。2、UV-LED光源的特點

1）超長壽命：使用壽命是傳統汞燈式固化機的10倍以上，約25000~30000小時。

2）冷光源、無熱輻射，被照品表面溫升低，解決光通訊、液晶生產中長期存在的熱傷害問題。特別適合液晶封邊、薄膜印刷等要求溫升小的場合適用

3）發熱量小，可解決汞燈噴繪設備發熱量大、工作人員難以忍受的問題。

4）瞬間點亮，不需要預熱即刻達到100%功率紫外輸出。

5）使用壽命不受開閉次數影響。

6）能量高，光輸出穩定，照射均勻效果好，提高生產效率。

7）可定制有效照射區域，長度從20mm到1000mm。

8）不含汞，也不會產生臭氧，是替代傳統光源技術的一種更安全、更環保的選擇。

9）能耗低，耗電量僅為傳統汞燈式固化機的10%，能節約90%電量。

10）維護成本幾乎為零，采用UV-LED固化設備每年至少節約10000元/臺的耗材費

第十八頁，共42頁。LED紫外光燈發出波長為380納米（3800埃）紫外光UVLED鷹16手電筒式黑光燈：波長控制在365-370nm之間。采用LED冷光源新技術，壽命延長50000小時。快速啟動，無需預熱，即開即用產生強大的聚光紫外線光，紫外線照度在距燈中心380mm處達到16000μW/cm2，釋放高強度紫外線能量，其強大的激發態即使在日光下遠距離處，也可以看到以前無法看到的熒光現象第十九頁，共42頁。（二）紫外線內窺鏡70年代就將內窺鏡作為NDT檢測的重要儀器,用于民航飛機維修上。80年代中期,在壓力容器、石化、電力、機械制造、軍械等行業的NDT工作中也陸續使用了該產品。國內內窺鏡檢測已進入了實用階段，越來越多地運用于產品生產過程的質量控制，并發展成為一種常規的檢測段。工業內窺鏡技術具有獨特的優勢,它可以把人們的視距延長,并且能任意改變視線方向,準確地觀察物體內表面的真實狀況,這是其他檢測儀器無法取代的。例如,在航空的應用中,可以將工業窺鏡伸到飛機發動機內部,直接觀察運行后內部的真實狀況或設備零部件內部表面狀況;對比較隱蔽或狹窄部位的表面狀況進行有效的檢測,而無需將設備或部件分解做破壞性檢查第二十頁，共42頁。（二）紫外線內窺鏡在成像頭安裝有攝像頭，內置LED紫外燈1.視角可隨意調節，紫外線熒光檢測方式。2.在眼睛難以看到、手難以觸及的地方，可快速探測滲漏染料。3.可確認零部件拆卸的地方發生的泄漏。4.快速探測空調蒸發器的泄漏，節省時間。5.在不拆卸蒸發排放系統的情況下探測油箱頂部的泄漏。6.汽車空調系統檢測：蒸發器/冷凝器，軟管，壓縮機。7.蒸發排放系統檢測。8.發動機潤滑油，變速器，以及動力轉向液的泄漏檢測。9.冷卻系統和燃油系統檢測。第二十一頁，共42頁。四、滲透檢漏技術（一）檢漏的基礎知識1）漏率及其單位理想氣體狀態方程式中R-摩爾氣體常數

M-氣體的摩爾質量漏孔的大小可以用單位時間內流過漏孔的氣體量來表示。漏率指單位時間內流過漏孔的氣體量，用Q表示。即我國法定的漏率單位是Pa·m3/s

第二十二頁，共42頁。四、滲透檢漏技術2）影響漏率大小的因素漏孔的漏率指氣體通過漏孔的流量。對于某一密封結構來說，影響其漏率大小的因素是多方面的，主要有：間隙的大小，內外的壓差，氣體的粘度及分子質量，密封的長度，環境的溫度，密封材料本身的性能，密封面的加工精度，相對運動的線速度或轉速，受機械振動和沖擊的情況等。3）檢漏靈敏度與儀器靈敏度檢漏靈敏度是指在具體檢漏工作狀態下，采用某種檢漏方法或檢漏儀所能檢出的最小漏率，用Qmin表示。儀器靈敏度是指檢漏儀在最佳工作狀態下所能檢出的最小漏率，它是由儀器本身性能所決定的。儀器靈敏度又稱最佳靈敏度，一般比檢漏靈敏度高。檢漏靈敏度反映檢漏儀在檢漏條件下儀器靈敏度的發揮程度，又稱有效靈敏度。采用累積檢漏法后，檢測靈敏度有可能超過儀器靈敏度。第二十三頁，共42頁。四、滲透檢漏技術（二）滲透檢漏的原理滲透泄漏檢測就是將含有染料的滲透劑涂覆在被檢件的一側表面上，若被檢件表面存在穿透性缺陷，滲透劑將在毛細作用下進入缺陷內部并從被檢件的另一側表面滲出，從而發現泄漏源。比如在對砂型鑄造的鋁合金鑄件檢測過程中，可以采用此方法，檢查鑄件疏松缺陷是否穿透。滲漏檢測具有操作簡單、缺陷定位準確、直觀等特點。典型應用包括航天發動機噴管喉部環焊縫、飛機正油箱檢漏、航空航天用薄壁容器焊縫的粗檢漏以及透明電子元器件檢漏等第二十四頁，共42頁。四、滲透檢漏技術（三）滲透檢漏技術分類1.著色滲透檢漏技術

著色滲透檢漏是應用最廣泛的檢漏方法之一，比較適合于表面光潔的零件和焊縫的檢驗，特別適合于大零件所局部檢驗和非批量零件的檢測和現場檢測。檢測前對被檢零件的兩個側面進行預清洗，然后在一個側面上施加滲透劑，注意施加過程中不能讓滲透劑沾污被檢零件的檢測表面。在滲透過程中注意保持滲透面的滲透劑始終為潤濕狀態。滲透結束后在實際的觀察表面焊縫區域進行觀察，若進行觀察存在較大漏孔時會用肉眼直接發現滲出的帶色的滲透劑，也可用顯像劑進行顯像觀察。著色滲漏檢測一般使用非水式顯像劑顯像。第二十五頁，共42頁。1.著色滲透檢漏技術

著色滲漏檢測的特點：1）優點：設備、材料比較簡單，工藝操作過程簡單、方便，易于野外和現場檢測；漏孔污染對檢測靈敏度影響不像熒光滲透檢測的影響那樣嚴重。零件在預清洗中殘留的酸、堿對著色滲透劑的破壞不明顯。2)缺點：所用材料多數可燃，現場需要特別注意用火和防火安全；在粗糙表面上使用時容易造成假顯示或漏檢第二十六頁，共42頁。2．熒光滲漏檢測方法熒光滲漏檢測的主要優點是：被檢件的漏孔顯示在黑光燈下有明亮的熒光和高可見度；對被檢件表面要求不高，不管復雜工件和粗糙表面甚至變截面之處都能正常顯示漏孔；泄漏檢測靈敏度高，定位準確。熒光滲漏檢測的不足之處是：滲透劑配方復雜，使得滲透劑容易受到污染變質；酸的污染對檢測靈敏度有較大的影響。熒光滲透檢測需要暗室和黑光燈，觀察漏孔需在黑光燈下進行。第二十七頁，共42頁。2．熒光滲透檢漏技術熒光滲漏檢驗法操作簡單，只需在被檢部位涂復上滲透劑，等一定的時間后，在試件的對應面檢驗就行了，不需要清洗、干燥、顯像等步驟。滲漏檢驗用的熒光液多為熒光滲透劑，熒光液不必從試件表面上去除，故即使是粗糙的試件，也可以采用高靈敏度的后乳化型熒光液。滲漏檢驗所需的滲透時間比一般滲透檢測方法要長。滲透時間越長，檢驗效果愈可靠。因此，滲透時間最長可達12小時以上。這種方法多用于密封容器的焊縫檢驗。第二十八頁，共42頁。熒光滲漏檢測新技術—熒光示蹤檢測技術熒光示蹤探傷技術的特點采用380～760nm波長范圍內的單色可見光作為探傷燈的激發光，并制造出相應的“非染料”型的熒光試劑作為滲透探傷劑。此種方法因為全部采用可見光，且熒光滲透探傷劑具備化學惰性的特點，因此我們將此稱為熒光示蹤探傷技術。相應的滲透探傷劑稱為示蹤劑，激發燈稱為檢測燈（檢漏燈或探傷燈）。第二十九頁，共42頁。選擇性光屏蔽技術的原理：選擇性地將激發光源過濾掉，只讓熒光完全透過。因此熒光的高靈敏性不受任何影響。即使激發光很強，也不需擔心激發光的危害了。由于采用了光共振技術，因此能夠以很小電功率的激發光取得最大的熒光效果，新型的HLED技術制作的單色檢測燈的電功率很小，可以即開即用，不用預熱，體積和重量大大減小，使用和攜帶非常方便。熒光示蹤探傷主要利用光化學的原理，結合了物理、有機化學、無機化學、分析化學、高分子化學、無機金屬材料、無機非金屬材料學等學科，可以根據實際的檢測條件和環境的變化提供特定的無損解決方案。與傳統的熒光滲透檢測技術相比，熒光示蹤探傷技術的應用行業和可檢測的材料更加廣泛。第三十頁，共42頁。熒光示蹤探傷技術可檢測的缺陷類型

在工業生產中的工藝條件試驗、成品或半成品的質量檢驗和設備檢修過程中的局部檢查；可檢驗材料:所有非多孔性的黑色和有色金屬材料以及非金屬，如鋁合金、鎂合金、鈦合金、高溫合金等非磁性材料以及各種陶瓷、塑料及玻璃制品等。應用領域:主要在航空、航天、船舶等非陸地應用的高危險工業；在汽車零部件如曲軸、凸輪軸、連桿、氣門、活塞銷、油嘴等質量控制中也開始應用。能顯示的缺陷如下:·接件表面的裂紋、熔合不良、氣孔等；·鍛件、軋制件和沖壓件表面的裂紋、分層和折疊等；·鑄件表面的裂紋、縮孔、疏松、冷隔和氣孔；·金屬材料的磨削裂紋、疲勞裂紋、應力腐蝕裂紋、熱處理淬火裂紋等；·酚醛塑料、陶瓷、玻璃等非金屬材料和器件的表面裂紋缺陷；·各種金屬、非金屬容器泄漏的檢查；·現役設備檢修時的局部檢查。不適用于檢驗多孔性材料或多孔性表面缺陷，因為缺陷顯示的圖像難以判斷。第三十一頁，共42頁。熒光示蹤劑的分類b.顯像劑的種類干粉；水溶性；水懸浮性；非水濕；特殊用途劑；自顯像。c.溶劑去除劑的種類1類..含鹵溶劑去除劑；2類..非含鹵溶劑去除劑。a．示蹤劑按熒光顏色分類:黃色、黃綠色、藍綠色、藍色、橙黃色、橙紅色、紅色等第三十二頁，共42頁。熒光示蹤探傷法的使用方法

1）將被檢測的工業零部件(以下簡稱工件)表面處理干凈；2）將熒光示蹤劑(示蹤劑)噴灑并全面覆蓋到到工件表面，或將待檢工件浸泡在其中；3）利用毛細作用，示蹤劑主動滲入到各種表面開口的細小缺陷中；4）清除表面的示蹤劑。缺陷中的示蹤劑被保留；5）干燥或施加顯像劑后,戴上專用的3P眼鏡。用IBON探傷燈照射，缺陷處發出非常醒目的熒光第三十三頁，共42頁。3．變色滲透檢漏技術

變色滲透檢漏是利用滲透劑和顯色劑發生化學反應，而改變顏色的原理進行漏孔檢驗，一般為氣體滲透劑從漏孔中滲出時遇到顯色劑發生化學反應，在漏孔附件產生明顯的顏色變化從而指示漏孔的位置。特點：檢漏中的滲透劑、顯色劑不含任何顏料和熒光物質，配方簡單；污染少。氨泄漏檢測是變色滲透檢漏中應用較多的一種方法。第三十四頁，共42頁。4、煤油滲透檢漏技術煤油滲透檢漏的原理是利用煤油分子量小，滲透能力強的特點，來作為滲透劑進行檢漏。煤油滲透檢漏的檢測對象一般是容器式。這種方法要求被檢件表面不能有油污第三十五頁，共42頁。五、滲透檢測新發展

（一）特種滲透探傷劑1、高靈敏度水洗型熒光滲透劑這種探傷劑的滲透液克服了普通水洗型因大量沖水而造成過洗的缺點，大大提高了檢測靈敏度，達到了溶劑清洗型、后乳化型滲透劑的檢測能力，而且具有以下特點：

(1)直接用水作滲透后的清洗劑，節約了有機溶劑。

(2)對油污等有一定的溶解能力，因而可以作為預清洗劑用。只要在有水場合，探傷劑只用滲透液、顯象劑兩種即可，操作方便且成本低廉。

(3)對于表面粗糙的工件，其清洗工作較其它型滲透劑容易，尤其適用于大型球罐、鍋爐、管道焊縫的表面探傷。第三十六頁，共42頁。（一）特種滲透探傷劑2．反應型著色滲透探傷劑反應型著色滲透劑是在滲透劑中加入無色的堿性染料，如若丹明型的乳胺體或結晶紫型的內酯體，這些染料具有油溶性，將其溶解到溶劑中后，就能構成無色以至淡黃色的滲透劑。顯像劑中特別添加酸性白土以及酚醛樹脂等固體酸性粉末這一類成分。當缺陷內部的滲透劑被顯像劑吸收時，滲透劑中的乳胺體或內酯體便與顯像劑中的固體酸反應，將乳胺環或內酯環開環后，發出顏色，分別成為若丹明型染料(紅色)和結晶紫型染料(蘭色)。這兩種染料可以指示缺陷部分，為檢測提供方便。其主要特點如下：

(1)顯示缺陷清晰，并可用紫外線光檢查。

(2)由于無色或顏色極淡，不會像普通著色滲透劑那樣，將紅色滲透劑保留在工件表面凹坑、縫隙或臺階的溝槽等處而產生殘留的污染，也不會使操作者的衣物和皮膚以及工作場地和沖洗殘余著色液的廢水染上紅色。

(3)由于其本身無色(或極淡)，但遇顯象劑后發生反應而變色，故被探工件表面的顯象劑吸附層清潔、美觀，缺陷襯度很高。有利于提高缺陷的鑒別率，便于作業正確的判斷。第三十七頁，共42頁。（一）特種滲透探傷劑3．高溫型滲透探傷劑對高溫零件進行檢測時，涂覆在零件上的熒光滲透劑中的染料很快地遭到破壞，熒光猝滅。因此，通常的熒光滲透劑不能用于高溫零件的檢測。高溫下使用的滲透劑，應能在短時間內與高溫零件接觸而不破壞，用這種滲透劑進行檢測時，檢測速度應盡量快，要在染料未完全破壞前完成檢測。我國最新研制的高溫型著色滲透探傷劑工作溫度為5-180℃，且滲透劑、清洗劑、顯象劑三者使用的溫度范圍一致。即可用于高溫探傷，也可用于常溫探傷。而且在高溫下性能穩定、不揮發、抗氧化、抗污染，檢測靈敏度高。

4.不燃型滲透探傷劑一般的滲透探傷劑多數是一級易燃品。在運輸、貯存、使用過程中都必須采取一定的消防措施。不燃型滲透探傷劑解決了安全問題，其特點是不會燃燒，在常溫下無閃點，極難揮發，抗氧化強，性能穩定。第三十八頁，共42頁。（二）超聲波增滲熒光滲透檢測法超聲波增滲熒光滲透檢測法的檢測原理超聲波增滲熒光滲透檢測法也用于熒光滲透檢測