板式换热器板片裂纹探伤检测方法改进

模具压制成型的薄板（0.5-0.7mm）为板式热交换器的核心部件。在压制成型后的波纹圆角处会产生穿透和非穿透型裂纹，是导致泄漏的主要因素。本文对提高非穿透型裂纹的渗透检测检出率，做了一些方法改进的实验论证。

一、目的及意义

1.根据公司生产的板式热交换器，在很多领域广泛应用（如：军工、石化、核电、食品、纺织、船舶等）。对于核心部件，模具压制成型后的板片裂纹，主要检测方法有黑箱目测及常规渗透探伤（即溶剂去除型着色法和水洗去除型着色法）。

这两种检测方法对裂纹的检测都存在问题：首先对于表面裂纹只能进行观察判断。其次常规渗透探伤用一面渗透一面显像只能进行穿透性裂纹的检测，而对于表面裂纹难以检测。

所以，很有必要继续探寻更有效的裂纹检测方法及仪器，不仅对表面裂纹及穿透性裂纹都能有效的检测，而且对裂纹的程度也可以进行分级鉴别，这些检测方法更有助于保证公司产品质量。

2.针对公司的裂纹检测现状，我们有必要引进更为先进的检测方法，此次主要调研放大镜裂纹检测及黑光灯裂纹检测。

图为：模具压制成后的板片

二、目测裂纹、放大镜观察裂纹及黑光灯裂纹检测

1.放大镜观察裂纹

对于表面微裂纹可以采用放大镜来进行观察，图1、图2是对“钛G.1.5”板片上表面为裂纹进行直接观察和放大镜观察的效果图（两图为同一表面裂纹处）：

图1直接观察效果图（钛板）

图2放大镜观察效果图（钛板）

图3、图4为SMO板片上表面为裂纹进行直接观察和放大镜观察的效果图（两图为同一表面裂纹处）：

图3直接观察效果图（SMO）

图4放大镜观察效果图（SMO）

与目测板片微裂纹相比，用放大镜更容易观察判断表面微裂纹的大小、形状，进而判断表面微裂纹产生的原因及机理。放大镜可以选用两种类型，一种是便于携带、方便现场使用；另一种是可以连接电脑进行拍照，便于研究。

经过用不同放大倍数的放大镜观察裂纹发现，放大镜的放大倍数在10X—30X比较合适。

2.黑光灯（荧光法）裂纹检测

对于大板片用放大镜来进行整板观察是不现实的，这就需要既全面、快速，又准确、灵敏的检测方法，在对现有渗透剂检验方法进行了试验之后，发现不能有效检出表面微裂纹。据了解黑光灯检测可能是一种有效的微裂纹检测方法，而且适合于现场检测，所以有必要到生产厂家调研，看是否需要引进。以下是黑光灯检测法具体介绍：

黑光灯（荧光法）检测：

?需要配合紫外灯和暗室，无法在没电的场所工作。

?1）水洗型荧光法

?①水洗型荧光渗透法检验工艺的主要优点：

?A、缺陷显示在黑光灯下有明亮的荧光和高的可见度。

?B、零件表面多余的渗透剂可直接用水去除，相对于后乳化型渗透检验工艺，具有操作简单、检验费用低等优点。

?C、用于粗糙表面的零件和形状复杂的零件的检验，能检出零件的拐角、键槽、螺纹等部位的缺陷。

?D、高灵敏度的水洗型荧光剂能检查出非常细微的缺陷。

?②水洗型荧光渗透法检验工艺的主要缺点：

?A、不能发现浅而宽的开口缺陷。

?B、如果水洗时间长、水温高、水压大，都可能将缺陷中的渗透剂清洗掉，造成过洗。

?C、渗透剂的配方复杂，使得这种渗透剂容易受污染变质，特别是渗透剂中水的含量超出允许的极限时，会出现浑浊、分离、沉淀或检验灵敏度下降的现象。

?D、酸的污染将影响渗透检验的灵敏度，尤其是铬酸和铬酸盐的影响很大。

?E、重复检验效果差。

?F、需要暗室和黑光灯，并要求在黑光灯下检验。

?2）、后乳化型荧光法

?①后乳化型荧光渗透法检验工艺的主要优点：

?A、缺陷显示在黑光灯下有明亮的荧光和高的可见度。

?B、能检出浅而宽的开口缺陷。

?C、渗透剂中不含乳化剂，有利于渗入表面开口缺陷中去，可发现更细微的缺陷，检验灵敏度高。

?D、渗透剂中荧光染料的浓度高，故显示亮度比水洗型荧光渗透剂要高。

?E、不含乳化剂的渗透剂渗透速度较快，渗透时间比水洗型要短。

?F、酸和铬酸盐对乳化型渗透剂的影响较小。

?（因为酸和铬酸盐仅在有水的情况下与荧光染料发生反应，后乳化型渗透剂中不含乳化剂，不能吸收水分，故酸和铬酸盐对乳化型渗透剂的影响较小。）

?G、重复试验效果较好。

?H、后乳化型渗透剂中因不含乳化剂，水进入后将沉淀槽底，故水对后乳化型渗透剂污染影响小。

?I、乳化型渗透剂中因不含乳化剂，温度变化时，不产生分离、沉淀、和凝胶现象。

?②后乳化型荧光渗透法检验工艺的主要缺点：

?A、要进行单独的乳化工序，操作周期长，检验费用大。

?B、必须严格控制乳化时间，才能保证检验灵敏度。

?C、零件上的键槽、螺纹、拐角、凹槽等部位的渗透剂不容易被清洗掉。为保证这些部位的灵敏度，乳化前，这些部位的渗透剂需充分滴落干净。

?D、大型工件用后乳化型渗透检验比较困难。

?E、需要暗室和黑光灯，并要求在黑光灯下检验。

黑光灯不仅可以进行表面裂纹检测，又能进行穿透性裂纹检测，而且检测的灵敏度比常规显像剂渗透检测的灵敏度高，所以携带样品到生产厂家进行了实验调研。

三.实验结果

1．确定适合于换热板片表面微裂纹检测的放大镜及其放大倍数。

经过试验，发现10X—30X的放大镜比较适合于观察换热板片表面微裂纹。现需要确定分别适合于车间生产观察裂纹的放大镜及实验室用的放大镜，前者主要侧重于便于携带，方便生产现场使用，而后者主要侧重于观察裂纹的形状、大小，且可以联结电脑拍照，便于裂纹的分析研究。

2.荧光渗透生产厂家实验

在某厂家进行了实验调研，分别用溶剂去除型着色法与溶剂去除型荧光渗透法

同一缺陷在不同检测方法下的显示

1）.穿透型

图在30X放大镜下面

图用溶剂去除型着色法（在30X放大镜和电子显微镜下面）

图用溶剂去除型荧光着色法（直接观察）

2）.表面非穿透型裂纹

图在30X放大镜下面

图用溶剂去除型着色法（在30X放大镜下面）

图用溶剂去除型荧光着色法（直接观察）

经上述所见，溶剂去除型荧光法较溶剂去除型着色法：

1.视觉色差明显；

2.灵敏度高。

在实验过程中，针对表面非穿透型裂纹的检出率，主要存在以下几点不足：

1）由于板片较薄，例如0.7mm的板片，表面非穿透型裂纹可能存在于表面0.1-0.6mm深，经实验0.1-0.4mm在去除渗透剂的过程中清洗干净容易造成过清洗，清洗不干净容易造成欠清洗，形成伪缺陷，从而造成误判造成漏检。

2）由于板片存在波纹槽且面积大对渗透清洗造成很大难，容易造成伪缺陷。

3.针对以上两点不足，建议购买一套自动流水线荧光检测设备，对公司不同板型和存在问题的板片进行实验，减少人员操作造成的不良结果，以便更有效的对板片的表面非穿透裂纹提高检出率。同时还可较少渗透检测对环境的污染。

本文作者：马寅虎

本文编辑：何琳

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