湖南南方通用航空发动机有限公司 412002
摘要：对于PSM-5试块而言，在具体试块处理过程中为了达到技术指标，需要进行必要的技术改进。在技术改进过程中，基准相片的制定是关键。因此，我们应对PSM-5试块处理的技术改进和基准相片的制定进行深入分析，保证PSM-5试块的处理能够达到质量要求，提高试块的处理质量，满足试块处理需要，保证基准相片的制定能够达到预期目标，解决试块处理过程中的技术水平不足的问题，提高试块处理的科学性和有效性。
关键词：渗透检测；PSM-5试块；背景
一、研究背景
PSM-5试块是一种用于校验渗透检测系统性能的试块。它是一种组合式的试片，一半是不锈钢的吹砂面，表面比较粗糙，用于检查渗透检测系统的去除性；另一半是不锈钢的镀铬面，上面有五个尺寸不同的星形缺陷，用于检测渗透检验操作的正确性和定性地检查渗透系统的灵敏度等级。
对于渗透检测而言，每班工作之前均需通过处理PSM-5试块对渗透检测系统进行性能检测，通过与基准相片对比以确定检测系统是否存在失效或降级的情况存在。只有当系统性能检测合格之后才能进行正常的渗透检测工作。意味着PSM-5试块处理结果的好坏将直接影响渗透系统是否能允许正常运行。
我们公司用于系统系能校验的PSM-5试块是由Sherwin公司生产的TAM146040抛光型试块。
二、存在的主要问题
在客户审核、NADCAP审核或每日的系统校验的时候，操作者多次出现PSM-5试块处理效果不理想，试块的去除性检测或灵敏度检测与基准试块相片相比较，其结果显示与基准相片偏差较大，造成系统校验不合格、审核失败，荧光生产线不能正常运行，生产停滞。
例如对Ardrox 970P25E进行试块检测时，按ASTM E1417等规范文件要求，每次的系统性能校验应与基准相片相比较，不能有很明显的差异。而Ardrox 970P25E基准相片是能得到5个点的显示，且试块基本能得到没有较深黄绿色显示的荧光背景。但是在审核或日常操作中时，曾多次出现缺陷显示点数不够或荧光背景过深等问题。影响最终审核结果和生产线的工作效率。
三、原因分析
通过对用系统性能校验失败现象的收集与整理，发现试块验证失败主要表现在以下三方面：
1、试块显示的点数与基准相片显示的不一致，比基准相片显示的点数少；
2、试块E点显示出来的缺陷荧光亮度很浅，难以辨识，与基准的相差较大；
3、试块的荧光背景过深，去除性检测不合格。
1和2失败最直观的原因是由于人工缺陷内存在的渗透液较少甚至没有；3失败则是由于试块表面残存的多余渗透液过多。
根据上述描述，通过对检验员操作进行不断观察与分析，跟相关无损技术专家进行讨论和试验验证，发现产生上述现象的原因有以下几点：
1、造成缺陷内滞留的渗透液量少有以下几点原因。
1）试块人工缺陷内有异物（如水、溶液、以前的渗透液残余物等）的存在，影响渗透液的充分渗入。这些异物来自于：系统校验后，试块的后清洗不彻底而残留的渗透液；系统校验之前，PSM-5试块干燥不彻底，人工缺陷内的水或酒精/丙酮混合溶液没有去除干净。
2）对试块清洗时间过长，导致人工缺陷内存在的渗透液部分被冲洗掉。通过调整清洗时间和清洗方式，防止对试块造成过清洗；适当提高显像时间使得缺陷内的渗透液能较充分的回渗试块表面，用以提高试块缺陷显示的亮度，便于分辨和观察。
2、试块的荧光背景过深
造成试块的荧光背景过深，表面残存的渗透液过多的原因主要是由以下几方面造成的。
1）试块进行渗透检测前时，对试块表面的预清洗不彻底，试块在干燥过程中，将残留的异物干燥在试块表面，造成试块在渗透检测的清洗过程中渗透液难以去除干净。
2）操作过程中没有将多余的渗透液清洗彻底，有部分残余渗透液留在试块表面；在后续采用风枪对零件多余水分吹干时，将残余的渗透液吹散吹花，造成不合格的试块背景。
四、改进状况
针对以上分析的原因制定试验改进方案，并通过多次试验进一步进行了验证：
1、改进试片的预处理，重新制定试块渗透前的干燥条件（干燥温度60℃±8.3℃，时间20min），确保检测用试块完全干燥，去除人工缺陷内残余的水或酒精与丙酮溶液；
2、设计了新的后清洗方法，在试片的后处理中更改清洗方法，采用了新的超声波清洗设备，由（丙酮+超声波清洗，时间20min）替代以前的直接水冲洗；确保试块完全清洗干净后，才放入干净的丙酮+酒精混合溶液中浸泡，并定期更换浸泡用溶液；
3、通过多次试验，验证了不合适的风枪吹干方法会对造成试块吹花。通过调整风枪吹干方式和时机，控制风枪压力不大于0.17MPa，风枪与试块的距离不小于30cm；且要求在试块在清洗后即进行吹干处理，防止缺陷内的渗透液回渗表面，避免因风枪吹干而产生较多的荧光显示；且零件在进入烘箱烘干前，尽量将表面的积水吹干，避免留下水渍印迹；
4、调整试块的显像时间，由原来的15min增加至30min。以便于缺陷内的渗透液尽可能多的回渗出试块表面。
五、改进效果
通过这次课题攻关，进一步完善了试块处理和维护的工艺要求，试块的处理方法通过多个检验员的重复操作，验证了新制定的工艺方法的可行性。跟之前的现象相比，取得了以下方面的改善：
1）重新制定了新的基准试块的相片，保证检验员对比用相片的可行；
2）采用新改善的工艺方法，能得到背景、缺陷显示点数、缺陷显示颜色合格的试块；提高了工作的有效性，避免了重复劳动的产生；
3）提高了试块的使用寿命。由以前的平均使用寿命1.5年左右增加至2年以上。
六、推广
根据试验的改进方案，制定了新的PSM-5试块处理和维护的工艺规程，并对检验员进行培训，均能得到合适的、满意的试块处理结果。
该项目经过改进后在能避免在操作过程中出现，因试块处理不合格造成的重复劳动，提升了工作效率；提高了系统性能验证的可靠性；防止客户审核、Nadcap第三方审核等因为系统性能校验不合格，产生的重大不合格项以及后续的整改；通过采用新的试块清洗方法，提高了试块的使用寿命。
七、其他必要的证明及实物照片
八、总结及下一步工作计划
本次课题攻关采用的只是3级灵敏度，水洗型（Ardrox 970P25E）的渗透方法，而没有涉及到后乳化和2级灵敏度的方法。下一步将采用新的方法对后乳化和2级灵敏度的渗透检测试块进行验证与调整，制定相应的试块处理和维护工艺、制定对应的基准试块相片；
参考文献：
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[3] 黄皖；；现代机械制造技术的现状与发展趋势[J]；安徽水利水电职业技术学院学报；2011年02期
论文作者:赵根林
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/12
标签：基准论文; 缺陷论文; 相片论文; 荧光论文; 系统论文; 表面论文; 方法论文; 《基层建设》2017年第26期论文;