南昌航空大学测控技术与仪器毕业设计论文-渗透检测缺陷类型对渗透能力影响的研究.doc

1、毕业设计（论文）题 目： 渗透检测缺陷类型对渗透能力影响的研究学 院： 测试与光电工程学院专业名称： 测控技术与仪器班级学号： 学生姓名： 指导教师： 二 O 一五 年 六月 毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：渗透检测缺陷类型对渗透能力的影响研究II、 毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1、原始资料：毛细玻璃管；渗透剂；计算机2、毕设要求：(1)查找渗透检测技术缺陷检测的资料；(2) 理论分析研究缺陷类型对渗透能力的影响；(3)研究典型缺陷对渗透剂渗透能力的影响；(4)数据处理。III、 毕 业设计(论文)工作内容及完成时间：1、查阅渗透检测技术缺陷检测的相

2、关资料并撰写开题报告； 03.0903.202、理论分析研究缺陷类型对渗透能力的影响； 03.2104.153、研究典型缺陷对渗透剂渗透能力的影响； 04.1605.154、数据处理； 05.1605.315、总结并撰写论文，答辩。 06.0106.16 、 主 要参考资料：1 杨诚成, 裂纹的渗透机理研究 J无损探伤，19952 李兴卫，缺陷渗透理论分析J. 无损检测, 2007, 12 3 U Zhenggan, LIU Siming. Nondestructive Evaluation of Early Stage Plasticity and Fatigue Damage of Alu

3、minum Alloy Using Nonlinear Ultrasonic Method J.Journal of MechanicalJournal of Mechanical Engineering, 2011, 47(8): 41-46.4 金信鸿. 渗透检测M. 北京：机械工业出版社 ，2014.5B.F. Larson, FAA Report “Study of the Factors Affecting the Sensitivity of LiquidPenetrant Inspections: Review of Literature Published from 1970

4、to 1998“.测试与光电工程 学院 测控技术与仪器 专业类 班学生（签名）： 日期： 自 2015 年 3 月 9 日 至 2015 年 6 月 26 日指导教师（签名）： 助理指导教师(并指出所负责的部分)：测控技术与仪器 系（室）主任（签名）：附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明

5、的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名： 日期：导师签名： 日期：渗透检测缺陷类型对渗透能力影响的研究学生姓名： 班级：指导老师：摘要：渗透检测是五大常规无损检测方法之一，是一种用于检测非多孔性固体材料的表面开口缺陷的无损检测方法。渗透检测具有不受工件形状、大小和缺陷方向的限制，设备和操作简单，缺陷显

6、示直观，因此在航空、航天、原子能工业和造船等方面的无损检测中得到了广泛应用。本文通过分析渗透剂渗入缺陷内渗透深度的影响因素，研究了缺陷类型对渗透剂渗透能力的影响。渗透剂的渗透能力是用渗透剂在毛细管中上升的高度来衡量。根据渗透检测中缺陷类型建立了九种典型的缺陷模型，根据实验的需要对渗透剂在这九种缺陷模型中的渗透高度进行理论推导。实验中将缺陷理想化为具有一定倾斜角的贯穿型和非贯穿型毛细玻璃管，进行毛细管渗透实验。为此选取内径为 0.3mm、0.6mm、0.9mm 的毛细玻璃管，两种荧光渗透剂和一种着色渗透剂，热熔胶对毛细玻璃管封口模拟非贯穿型缺陷。利用 Matlab 软件作出毛细玻璃管中爬高-倾斜

7、角图像，根据理论与实验结果研究分析渗透检测缺陷类型对渗透能力的影响。研究的结果具有一定的指导意义。关键词：渗透检测 毛细玻璃管 渗透剂 爬高 Matlab指导老师签名：Penetrant inspection of the defect type Impact on penetration capabilityStudent name: Class: Supervisor:Abstract：The penetration detection is one of the five conventional nondestructive detection methods, and is a no

8、ndestructive method for detecting the surface defect of non porous solid materials. Penetrant testing are not limited by the restriction to the workpiece shape, size and the direction of the defects, simple equipment and operation, defect of visual display, therefore in the aviation, aerospace, atom

9、ic to industry and shipbuilding and other nondestructive testing has been widely used.In this paper, the influence factor of penetration depth of penetration penetration is analyzed, and the effect of the defect type on the penetration ability of the osmotic agent is studied. The osmotic ability of

10、the osmotic agent is measured by the height of the capillary rise in the capillary. According to the defect types in the penetration detection, nine typical defect models are established, and the penetration height of the osmotic agents in the nine defect models is deduced according to the experimen

11、tal needs. In the experiment, the defect was idealized as the penetrating and non - penetrating capillary tubes with a certain inclination angle, and capillary permeation experiments were carried out. This paper selects diameter 0.3mm, 0.6mm, 0.9mm capillary glass tube and two fluorescent osmotic ag

12、ent and a coloring penetrant, hot melt adhesive of glass capillary tube sealing simulation non through type defects. Using MATLAB software to make capillary glass tube in the runup - angle image, according to analyzing the penetrant testing of defect types on the penetration ability of the results o

13、f theoretical and experimental research. The results of the study have some guidance.Key words： penetrant testing glass capillary penetrant climb Matlab Signature of Supervisor:目录1 绪论1.1 渗透检测缺陷类型对渗透能力影响的研究的背景及意义 .11.2 国内外研究概况及发展趋势 .21.3 研究内容及意义 .42 渗透检测原理和方法2.1 毛细现象 .62.2 附加压强 .72.2.1 附加压强的产生 .72.2.

14、2 附加压强与曲率半径的关系 .93.影响渗透剂渗入缺陷深度的因素3.1 渗透剂 .113.1.1 渗透剂的构成 .123.1.2 渗透剂的渗透能力 .123.2 缺陷类型及位置、大气压强等 .123.3 工件表面污染程度 .124.渗透剂在典型缺陷中的渗透高度4.1 浸润液体在毛细玻璃管中的高度 .134.2 几种典型缺陷中渗透剂的高度 .144.2.1 贯穿型缺陷中渗透剂的渗透高度 .144.2.2 非贯穿型缺陷中渗透剂的渗透高度 .174.3 渗透剂在与水平面有一定夹角的缺陷中的渗透高度 .224.3.1 具有一定倾斜角的贯穿型孔状缺陷中渗透剂的渗入高度 .224.3.2 具有一定倾斜角

15、的非贯穿型孔状缺陷中渗透剂的渗入高度 .235.实验研究5.1 不同类型的渗透剂在不同类型毛细玻璃管中的爬高 .255.1.1 荧光渗透剂 ZL-60D 在不同类型毛细玻璃管中的爬高 .255.1.2 荧光渗透剂 ZL-67 在不同类型毛细玻璃管中的爬高 .265.1.3 着色渗透剂 HP-ST 在不同类型毛细玻璃管中的爬高 .265.2 实验数据的处理 .275.2.1 同一渗透剂在贯穿型毛细玻璃管中的爬高-倾斜角图像 .275.2.2 同一渗透剂在非贯穿型毛细玻璃管中的爬高-倾斜角图像 .285.2.3 不同渗透剂在贯穿型毛细玻璃管中的爬高-倾斜角图像 .295.2.4 不同渗透剂在贯穿型

16、毛细玻璃管中的爬高-倾斜角图像 .305.2.4 对实验图像的分析 .315.3 毛细玻璃管中渗透剂爬高-倾斜角理论图像 .315.3.1 三种渗透剂密度的测量 .315.3.2 理论图像的绘制及分析 .316.结论 .33参考文献 .34致谢 .35南昌航空大学 2015 届学士学位论文01 绪论1.1 渗透检测缺陷类型对渗透能力影响的研究的背景及意义众所周知渗透检测是无损检测中五大常规检测手段之一，随着工业的发展、先进材料和方法不断出现，渗透检测在航空、航天、兵器、造船、原子能工业，铝合金、镁合金、钛合金、高温合金、玻璃钢、塑料零件等非铁磁性材料的应用越来越广泛，使得渗透检测在产品无损检测

17、的比例大大提高，应用更加广泛2。渗透检测是基于液体毛细作用来检测非疏孔固体材料表面开口缺陷的一种无损检测方法 。其基本原理是：首先在被测零件（材料）表面上施涂一层含有荧光染料或着色染料的液体(称之渗透剂)，由于这类液体渗透能力较强，对微细孔隙具有渗透作用，渗透剂就深入到表面开口的缺陷中去；然后用水或乳化剂（或清洗剂）清洗零件（或材料）表面上多余的渗透剂 4。再用吸附介质（称之显像剂）喷或涂于被检零件表面，缺陷中的渗透剂在毛细作用下重新被吸附到零件表面上来，形成放大了的缺陷显示，从而探测出缺陷的形貌及分布状态。图 1.1 渗透检测基本过程渗透检测可用于检测各种类型的裂纹、折叠、气孔、疏松、冷隔及

18、其他开口于表面的缺陷 4。而从渗透检测的原理可以知道渗透剂渗入孔隙的深度对渗透检测缺陷的判断和评定至关重要，其中缺陷类型对渗透能力的影响是一个重要因素，因此研究渗透检测缺陷类型对渗透能力的影响是很有必要的 9。南昌航空大学 2015 届学士学位论文1图 1.2 渗透检测中发现的裂纹1.2 国内外研究概况及发展趋势：渗透检测是一种用于检测非多孔性固体材料的表面开口缺陷的无损检测方法。早在 20 世纪初，人们把煤油和重油的混合液施加于被检零件表面上，经过一段时间后再擦去表面多余的油，并在表面上涂上一层悬浮着白粉的酒精，酒精挥发后剩下一层白粉，如果零件上有表面开口缺陷，缺陷中的油将被吸附到白色的涂层

19、上，形成可见的黑色痕迹，这就是最早的着色探伤法 4。二十世纪三十年代，当时许多关键性零件（如电机、杆、轴等零件）是铁磁性材料，随着磁粉检测方法的出现，因其检测灵敏度高效率高以及重复性好而逐渐代替了渗透检测方法。从三十年代到四十年代初，随着航空工业的发展，许多不能被磁化的有色金属和非铁磁性材料大量使用，对检测非铁磁性金属材料提出了更高要求，这促进了渗透检测的发展。美国人斯威策（Robert Switzer）对渗透剂进行了大量的试验研究，他有色染料加入到渗透剂中，增加了裂纹显示的颜色对比度。1941 年，斯威策把荧光染料加到渗透剂中，利用显象粉显象，在紫光灯下检测缺陷，从而显著地提高检测灵敏度，使液体渗透检测进入到了一个崭新阶段。于是，液体渗透检测与射线检测、磁粉检测一起成为当时最广泛应用的三种无损检测方法 9。我国的渗透检测技术起步于 20 世纪 50 年代，在新中国成立的第一个五年