KỸ THUẬT KIỂM TRA THẨM THẤU MỐI HÀN
9.1. Những nguyên lý cơ bản của phương pháp thẩm thấu
Kiểm tra bằng chất thẩm thấu lỏng là một trong số các phương pháp kiểm tra
không phá huỷ (NDT) thông dụng dùng để phát hiện và định vị các khuyết tật hở ra
bề mặt.
Về cơ bản phương pháp thẩm thấu gồm các bước chính sau dây:
1. Làm sạch bề mặt của đối tượng kiểm tra
2. áp dụng chất thẩm thấu lên bề mặt đã làm sạch và chờ một thời gian cho chất
thẩm thấu ngấm vào các gián đoạn bề mặt hoặc hở ra bề mặt.
3. Loại bỏ chất thẩm thấu thừa trên bề mặt sao cho các chất thẩm thấu ở các gián
đoạn không bị mất đi.
4. Áp dụng chất hiện lên bề mặt để chất hiện kéo chất thẩm thấu trong các gián
đoạn lên bề mặt tạo thành các chỉ thị gián đoạn.
5. Kiểm tra, đánh giá các khuyết tật trong điều kiện chiếu sáng thích hợp.
6. Làm sạch bề mặt sau kiểm tra và nếu cần, dùng chất chống ăn mòn để bảo vệ
vật kiểm tra (hình 1).
9.2. Nguyên lý hoạt động của chất thẩm thấu
Tác động mao dẫn như nhựa dâng lên trong cây, dầu ngấm lên bấc đèn, khăn tắm
ngấm nước, giấy thấm, ống thuỷ tinh có rãnh nhỏ v.v Khả năng thấm phụ thuộc vào
sức căng bề mặt, độ ớt và độ bám dính. Tác động mao dẫn là sự kết hợp của 2 lực:
lực dính kết giữa các phân tử cùng loại và lực bám dính giữa phân tử của chất thấm
với phân tử của vật. Sức căng bề mặt là ví dụ về lực dính kết. Tác động làm ướt là ví
dụ về lực bám dính. Các tính chất trên quyết định độ nhạy kiểm tra.
Chất thẩm thấu sử dụng trong kiểm tra có sức căng bề mặt thấp, độ ướt cao và độ
bám dính trung bình, độ nhạy ≤ 1mm. Hiện tượng thấm và rò rỉ chất thẩm thấu lỏng
là hiện tượng mao dẫn ngược làm cho chất thẩm thấu có thể hiện ra bề mặt hoặc rò
rỉ. Bề mặt ảnh hưởng đến tốc độ lan truyền, nhiệt độ và chất bẩn hoá học có thể ảnh
hởng đến đặc tính màu sắc của chất thẩm thấu, nước ảnh hưởng đến tốc độ thẩm
thấu.
1
Hình 1: Các bước cơ bản của phương pháp kiểm tra thẩm thấu

9.3. Chất thẩm thấu và các tính chất
9.3.1. Độ nhớt
Lực ma sát giữa hai lớp chất lỏng chuyển động với vận tốc khác nhau ảnh hưởng
đến tốc độ thấm, không ảnh hưởng đến khả năng thấm. Độ nhớt cao cho tốc độ thấm
thấp, độ nhớt thấp cho độ lan toả nhanh nên chất thẩm thấu dễ bị chảy tuột khỏi
khuyết tật nông.
9.3.2. Sức căng bề mặt
Đặc tính quan trọng nhất của chất thẩm thấu là sức căng mặt ngoài. Các dung
môi có sức căng bề mặt lớn hoà tan dễ dàng các chất thẩm thấu. Các dung dịch có
sức căng bề mặt thấp dễ thấm và loang nhanh.
9.3.3. Khả năng làm ướt
Khả năng làm ướt được thể hiện qua góc tiếp xúc với bề mặt của vật (hình 2a).
Các chất có khả năng làm ớt kém sẽ có sức căng bề mặt lớn. Góc tiếp xúc lớn ( ~
170
0
) không có khả năng lan toả rộng. Góc tiếp xúc nhỏ cho khả năng lan toả lớn.
Góc tiếp xúc của hầu hết các chất thẩm thấu là dưới 5
0
(hình 2b).
2
Hình 2: Góc tiếp xúc của một số loại dung dịch
9.3.4. Mật độ
Mật độ của chất thẩm thấu không ảnh hưởng đến khả năng thấm của dung dịch.
Tất cả các chất thẩm thấu có mật độ tương đối nằm trong vùng từ 0,68 đến 1,06 ở
16
0
c.
9.3.5. Độ bay hơi
Chất thẩm thấu phải là dung dịch ít bay hơi. Vì nếu dung dịch bay hơi quá nhanh
có thể làm mất cân bằng công thức hoá học và do đó có thể gây tái tạo pha, giảm khả

năng lan rộng và làm chất thẩm thấu dễ khô.
9.3.6. Điểm bốc cháy
Điểm bốc cháy của một dung dịch là nhiệt độ thấp nhất mà dung dịch chuyển thành chất dễ
bốc cháy.Nhiệt độ của vật kiểm và khu vực cần thấp hơn điểm bốc cháy. Điểm bốc
cháy của một số dung môi làm sạch được cho trong bảng 1.
9.3.7. Tính trơ hoá học và các tính chất ăn mòn:
Chất thẩm thấu phải là chất không gây ăn mòn đối với vật liệu kiểm tra hoặc
bình chứa. Trong trường hợp làm việc với các bình chứa oxy lỏng, cần phải lựa chọn
các chất thẩm thấu không tác dụng với chất này. Như vậy đặc trưng của một chất
thẩm thấu không phải được quyết định bởi một đặc tính riêng biệt nào đó và để có
được một chất thẩm thấu tốt cần kết hợp hài hoà các thành phần và các tính chất kể
trên.
3
Dung môi Điểm bốc cháy Chuẩn Federal 1977
(b, c)
o
C
o
F ppm mg/m
3
Dầu khí
Dầu lửa 65 145
Rượu vô cơ 15 57
Dầu mỏ, Hi-flash 45 110
Dầu mỏ 10 48 500 200
Dung môi no 40 105 500
Hydrocarbon chứa Clo
cloroform None None 50 240
Methylene clorat None None 500 1740
Perchloroethylene None None 100 670

1.1.1-tricloetan None None 350 1900
Tricloetylen None None 100 535
Trichorotrifluoroethane None None 1000 7600
Cồn
Ethanol, SD (biến chất) 14 57 1000 1900
Isopropanol 12 50 400 980
Methanol 12 54 200 260
Những chất tan khác 0
Aceton 18 12 1000 2400
Benzol (benzene) 11 104 1 ppm/8 hr
day
740
Cellusolve (2ethoxyethanol) 44 40 200
Toluol (toluene) 8 200
Bảng 1: Các điểm bốc cháy và mức độ độc hại của một số dung môi thường gặp
9.4. Thể loại và hệ thống thẩm thấu
9.4.1. Các loại chất thẩm thấu
Có hai loại chất thẩm thấu cơ bản là loại chất thẩm thấu huỳnh quang và loại phi
huỳnh quang. Chất thẩm thấu huỳnh quang chứa chất mầu phát huỳnh quang dưới
ánh sáng đen hay ánh sáng tử ngoại. Chất thẩm thấu phi huỳnh quang chứa chất
mầu có độ tương phản cao với bề mặt vật kiểm tra dưới ánh sáng ban ngày.
9.4.2. Hệ thống thẩm thấu
4
9.4.2.1.Các hệ thống thẩm thấu huỳnh quang rửa bằng nước
Hệ thống này còn gọi là hệ thống tự nhũ tương hoá. Chúng gồm chất thẩm thấu
có thể rửa trực tiếp bằng nước. Quy trình kiểm tra dùng hệ thống này được minh hoạ
ở hình 3.
5
Kiềm Hơi Làm sạch bằng nước
Làm sạch

dung môi
Loại bỏ
sơn
Loại bỏ sơn
Siêu âm
Sấy khô
Áp dụng chất thẩm thấu
Chờ thấm
Loại chất thấm dư
Sấy khô
Không đạt
Kiểm tra lại
Chất hiện
(khô)
Chất hiện
(không có nước)
Chất hiện ướt
Sấy khô
Đưa vào sử dụng
Làm sạchSửa
Đạt
Hoá chất
H ình 3: Quy trình kiểm tra dùng hệ thống thẩm thấu rửa bằng
nước
9.4.2.2.H thng hunh quang hu nh tng hoỏ
H thng ny gm cht thm thu khụng cha tỏc nhõn gõy nh tng. Khi dựng
vo b mt i tng kim tra v sau mt thi gian thm thớch hp, cht thm thu
s c nh tng hoỏ v sau ú s c ra i bng nc. Quy trỡnh kim tra dựng
h thng nyc minh ha hỡnh 4.
6

Làm sạch
Dung môi
Khắc axit
Làm khô
Lắc đều
Nhũ tơng
hoá
Rửa với nớc
Nhũ tơng
hoá
Rửa với nớc
Sấy khô
Chất hiện khô
Chất hiện ớt
Sấy khô Sấy khô
Chất hiện phi nớc
áp dụng chất
hiện
Kiểm tra
Đánh giá
Chấp nhận
Rửa
sạc
h
Không đạt
Phế
liệu
Sửa chữa
Lắc đều
Đa vào sử dụng

9.4.2.3.Hệ thống huỳnh quang rửa bằng dung môi
Hệ thống này dùng hạn chế vào các phép kiểm tra điểm hoặc khi mà phương
pháp rửa bằng nước không thực hiện được. Với hệ thống này, chất thẩm thấu dư
được lấy đi theo 2 bước và được mô tả như trên hình 5:
9.4.3. Hệ thống thẩm thấu khả kiến
a. Các chất thẩm thấu khả kiến rửa bằng dung môi được sử dụng rộng rãi nhất. Có 3
loại chất thẩm thấu được dùng là loại có điểm bắt lửa thấp, loại có điểm bật lửa cao,
loại không cháy. Ưu điểm của chất thẩm thấu khả kiến là đơn giản trong sử dụng,
có thể áp dụng ở mọi nơi, không đòi hỏi nguồn điện và thiết bị.
b. Chất thẩm thấu khả biến rửa bằng nước có độ nhạy thấp, số lượng kiểm tra lớn.
c. Chất thẩm thấu khả biến hậu nhũ tơng hoá có độ nhạy cao, số lượng kiểm tra lớn.
9.5. Thiết bị và vật tư kiểm tra thẩm thấu
7
Hình 4: Quy trình kiểm tra dùng hệ thống thẩm thấu nhũ tương hoá
Lµm s¹ch
ThÊm axit
XÊy kh«
ThÊm dung m«i
Lo¹i chÊt thÊm d b»ng dung m«i
Áp dụng chất hiện (phi thuỷ)
KiÓm tra
Lo¹i
ChÊp nhËn
Söa ch÷a PhÕ liÖu
Lµm s¹ch
đưa vào
sử dụng
Qu¸ tr×nh thÊm
H ình 5: Quy trình kiểm tra thẩm thấu rửa bằng dung môi
9.5.1. Thiết bị cố định

9.5.1.1. Các trạm làm việc
Cơ cấu và bố trí của trạm làm việc phụ thuộc vào mỗi loại thẩm thấu và dây
chuyền sản xuất sử dụng. Thiết bị sử dụng hệ thống thẩm thấu hậu nhũ tương hoá
gồm các thành phần (trạm làm việc) chính sau đây (hình 6):
+ Trạm tiền làm sạch ( thường ở xa trạm thẩm thấu )
+ Trạm thẩm thấu ( bể chứa )
+ Trạm làm ráo chất thấm ( dùng chung với bể thẩm thấu )
+ Trạm gây nhũ tương
+ Trạm rửa ( bể, thường có nguồn sáng đen để kiểm tra độ sạch )
+ Trạm hiện
+ Trạm sấy khô (thường dùng tủ sấy)
+ Trạm kiểm tra ( buồng tối với các nguồn sáng đen )
+ Trạm làm sạch sau khi kiểm tra ( thường ở xa trạm kiểm tra )
9.5.1.2. Các thiết bị phụ trợ
a. Thiết bị phun tĩnh điện
Các chất thẩm thấu và chất hiện đều có thể áp dụng bằng thiết bị phun tĩnh điện.
Cơ chế hoạt động của thiết bị được dựa trên định luật cơ bản của trường tĩnh điện:
các hạt mang điện trái dấu thì hút nhau. Trong thực tế, trường điện từ được tạo bởi
hiệu điện thế giữa vật kiểm tra (được nối đất) và súng phun được nối với nguồn điện
( hình 7).
8
Ánh sáng đen
Trạm gây nhũ
tương hoá
Trạm rửa
Trạm sấy khô
Trạm
kiểm tra
Buồng tối
Trạm thẩm

thấu
Trạm hiện
Trạm
rũ
Trạm
điều khiển
Hình 6: Các trạm làm việc của thiết bị kiểm tra thẩm thấu cố định
Phương pháp phun tĩnh điện có các ưu điểm đặc biệt là tốc độ phun cao: toàn
bộ bề mặt của các cánh quạt dài 2,5m có thể được thấm bằng chất thẩm thấu chỉ
trong vòng 10-15 giây. Kinh tế: tạo được lớp phủ đều, mỏng và sử dụng rất thuận
tiện, không gây phun quá liều. An toàn: không gây bụi ngay cả khi dùng với chất
thẩm thấu khô.
b. Nguồn sáng đen
Thông thường nguồn gồm một biến áp điều chỉnh dòng, một bóng đèn thuỷ ngân
cao áp và bộ màn lọc. Biến áp thường được thiết kế riêng biệt còn bóng đèn và màn
lọc được lắp vào một chao đèn phản xạ (hình 8). Để kiểm tra, đèn phải đảm bảo tạo
được cường độ ánh sáng ở bề mặt của vật ít nhất là 800µW/cm
2
. Màng lọc mầu đỏ
tía được thiết kế để cho qua các bước sóng tử ngoại nằm trong vùng 320-400 nm và
cản trở các tia tử ngoại có hại và các ánh sáng khác. Các chất huỳnh quang dùng
trong chất thẩm thấu huỳnh quang nhậy nhất với ánh sáng tử ngoại có bước sóng vào
cỡ 365 nm.
9
Vòi dẫn khí
Bình áp suất
Cáp cao thế
ống dẫn
chất lỏng
Bình phun

tĩnh điện
bằng tay
Buồng
phun
Mở băng tải nếu
được yêu cầu
Ánh sáng đen huỳnh quang
Vòi dẫn khí
Máy lọc chiết/
Máy điều khiển
Hình 7: Thiết bị phun tĩnh điện
Máy biền thế
Vỏ bảo vệ
Bóng đèn
đầu lọc
Hình 8: Nguồn sáng đen
Để đảm bảo an toàn, trong khi dùng không được chiếu trực tiếp đèn vào tay
hay vào mắt. Để quan sát các khuyết tật, đèn và vật phải được đặt trong một buồng
tối (hình 9). Khi quan sát, cần ít nhất 5 phút để cho mắt làm quen với điều kiện tối.
Vì công suất của đèn biến đổi mạnh theo thời gian sử dụng nên thường xuyên phải
hiệu chỉnh và nếu cần thì có thể thay bóng đèn. Đồng hồ bấm giây dùng để xác định
thời gian thấm, thời gian hiện.v.v. Nhiệt kế và bình ổn nhiệt dùng để xác định nhiệt
độ của vật, nhiệt độ của nước làm sạch, nhiệt độ sấy khô v.v.
9.5.2. Thiết bị xách tay
9.5.2.1. Bộ đồ nghề dùng chất thẩm thấu khả kiến
Bộ đồ nghề dùng chất thẩm thấu khả kiến gồm một hộp bằng tôn đựng các thứ
sau (hình 10): bình làm sạch bằng dung môi, bình đựng chất thẩm thấu khả kiến,
bình đựng chất hiện, khăn thấm và bàn chải.
9.5.2.2. Bộ đồ nghề dùng chất thẩm thấu huỳnh quang
Bộ đồ nghề này kết hợp được cả khả năng xách tay và khả năng nhìn thấy rõ nhờ

dùng chất thẩm thấu huỳnh quang. Thông thường chúng bao gồm một hộp bằng tôn
với các thứ sau (hình 11): nguồn sáng đen, chất làm sạch bằng dung môi, chất thẩm
10
Hình 9: Buồng tối dùng để quan sát chỉ thị thẩm thấu
Hình 10: Bộ đồ nghề dùng chất thẩm
thấu huỳnh quang, chất hiện ướt không chứa nước, chất hiện dạng bột khô, khăn
thấm và bàn chải, buồng tối dùng khi quan sát các chỉ thị khuyết tật.
9.6. Các phương pháp làm sạch
a) Dùng các chất tẩy rửa: có thể dùng các chất thuộc loại kiềm, trung tính hoặc
axit, nhưng không được gây ăn mòn cho đối tượng. Thời gian làm sạch khoảng từ
10-15 phút, ở nhiệt độ 70-90
o
C nồng độ 35-50 kg/m
3
.
b) Dùng dung môi: dung môi không có chất cặn (có điểm bắt lửa >90
o
C), dùng để
tẩy rửa các vết dầu mỡ nhưng thường không tẩy được chất bẩn bùn đất.
c) Tẩy hơi: dùng để tẩy rửa các vết dầu mỡ nặng, có thể làm sạch vết bẩn bùn đất.
d) Dung dịch axit: Các lớp mỏng ôxit có thể ăn mòn và sau đó rửa sạch bằng các
dung dịch thích hợp.
e) Các chất tẩy sơn: Các lớp sơn có thể tẩy bằng các dung môi tẩy sơn. Trong mọi
trường hợp phải tẩy sạch hoàn toàn lớp sơn. Sau khi tẩy, đối tượng phải được rửa kỹ
để loại bỏ các chất bẩn và sau đó phải được sấy khô hoàn toàn
g) Rửa siêu âm: Có thể dùng với tất cả các chất tẩy rửa kể trên để tăng hiệu suất tẩy
rửa và giảm thời gian thực hiện.
Các phương pháp làm sạch bề mặt không dùng phun cát, phun bi, cạo gỉ bằng cơ
khí. Ảnh hưởng của các phương pháp trên lên khả năng phát hiện các khuyết tật bề
mặt được minh hoạ trong hình 12. Trước khi áp dụng chất thẩm thấu, bề mặt kiểm

tra phải được làm khô hoàn toàn, không được để nước và các dung môi có mặt bên
trong và xung quanh các khuyết tật. Có thể làm khô bằng cách sấy vật với đèn hồng
ngoại, dùng tủ sấy, hoặc dùng luồng không khí nóng thổi vào vật.
11
Hình 11: Bộ đồ nghề dùng chất thẩm thấu huỳnh quang
9.7. Các kỹ thuật áp dụng chất thẩm
Đưa chất thẩm thấu vào bề mặt của vật có thể thực hiện bằng cách nhúng vật vào
bể chứa chất thẩm thấu, dùng bình phun tĩnh điện hay bình xịt thông thường hoặc
dùng chổi quét. dù được tiến hành bằng phương pháp nào, ta đều cần đảm bảo bề
mặt của vật được làm ướt đều bằng chất thẩm thấu trong suốt thời gian thấm. phải
đảm bảo thời gian thấm đủ lớn để chất thẩm thấu có thể thấm vào sâu trong các
khuyết tật. Trong trường hợp nghi ngờ, có thể dùng thời gian thấm lâu hơn hoặc cho
thêm chất thẩm thấu để đảm bảo phát hiện hết các khuyết tật. có thể nung vật kiểm
tra lên đến 65
o
c trước khi đưa chất thẩm thấu vào để tăng thêm độ nhậy của các chất
thẩm thấu. khi làm việc với bình xịt, cần phải làm việc trong buồng bảo vệ kín và có
hệ thống thông hơi tốt để tránh độc hại cho người dùng.
chất thẩm thấu
(a-c)
chất thẩm thấu
khả kiến
chất thấm huỳnh
quang rửa bằng
nước có độ nhạy
thấp
chất thấm huỳnh
quang hậu nhũ
tương hoá hoặc
dung môi

chất thấm huỳnh
quang rửa bằng
nước có độ nhạy
cao
vật đúc khuôn cát 15 30 20 2
vật đúc khuôn cố
định
15 30 20 2
các vật đúc tinh 30 30 20 2
sản phẩm rập 20 30 20 5
sản phẩm kéo nén 20 30 20 5
tấm-phiến -thanh 20 30 20 5
phụ tùng máy móc 20 30 20 5
mối nối hàn 15 (d) 20 5
12
Hình 12: Các khuyết tật giả được phát hiện dựa vào các phương pháp trên
Bảng 2: thời gian thẩm thấu tối thiểu khuyến cáo cho các loại vật liệu và
khuyết tật thường gặp.
(a) thời gian thẩm thấu được sử dùng ở nhiệt độ từ 16-38
o
c (60-100
o
f). trên 38
o
c
(100
o
f) sử dụng tất cả bảng thời gian ở trên, ngoại trừ thời gian thẩm thấu ở mức
tối thiểu 2 phút theo yêu cầu.từ 2-16
o

c (35-66
ò
f) cùng là khoảng thời gian thẩm
thấu nhỏ nhất. việc kiểm tra ở nhiệt độ nhỏ hơn 2
o
c (35
o
f) không được phép
ngoại trừ bên đối tác yêu cầu.
(b) tất cả thời gian trên phù hợp với các loại hợp kim khác với hợp kim titan. với
hợp kim titan, thời gian ngưng tụ thẩm thấu nhỏ nhất bằng hai lần thời gian
ngưng tụ ở bảng trên hay là bằng 30 phút. đó là mức giới hạn nhỏ nhất.
(c) tất cả thời gian được đưa ra là nhỏ nhất.
(d) thời gian thẩm thấu nhỏ nhất với những mối hàn thép là 60 phút, với mỗi mối
hàn khác là 30 phút.
9.8. Loại bỏ chất thẩm thấu dư
9.8.1. Cơ chế nhũ tương hoá chất thẩm thấu
9.8.1.1. Chất gây nhũ tương thuộc loại dầu nhờn
Khi chất gây nhũ tương này được đưa vào lớp ngoài của bề mặt của chất thẩm
thấu, quá trình pha trộn hoặc khuyếch tán xảy ra. quá trình khuyếch tán diễn ra theo
hai chiều: chất gây nhũ tương khuyếch tán vào lớp thẩm thấu và ngược lại, chất
thẩm thấu cũng khuyếch tán ra chất gây nhũ tương. quá trình diễn ra cho đến khi cân
bằng. kết quả là tạo được một lớp mỏng chất thẩm thấu có thể rửa bằng nước. Để
chất gây nhũ tương hoạt động có chọn lọc, quá trình khuyếch tán cần phải được
dừng lại khi chất gây nhũ tương vừa nhũ tương hoá hết chất thẩm thấu dư trên bề
mặt, còn chất thẩm thấu trong các khuyếch tật vẫn chưa bị tác động (hình 13).
13
a) cơ chế hoạt động của chất gây nhũ tương loại dầu nhờn
Hình 13: cơ chế hoạt động với chất gây nhũ tương: (a) dầu nhờn và (b) ưa nước
b) cơ chế hoạt động của chất gây nhũ tương loại ưa nước


9.8.1.2. Chất gây nhũ tương thuộc loại nước
Cơ chế với chất gây nhũ tương này tương tự như của các chất tẩy rửa. chúng kết
hợp với chất thẩm thấu và biến chất này thành loại tan trong nước hoặc có thể rửa
bằng nước (hình 14).
14
chất
thẩm thấu
áp dụng
chất thấm
ngâm trong chất
nhũ tương hoá
khuếch tán và
nhũ tương hoá
làm sạch
bề mặt
rửa bằng
nước
quá trình trộn và
nhũ tương hoá
khuyếch tán
áp dụng
chất thấm
hoà tan và
khuyếch tán
rửa bằng nước
làm sạch bề mặt
Áp dụng chất
gây nhũ tương
Hình 14: cơ chế hoạt động với chất gây nhũ tương: (a) dầu nhờn và (b) ưa nước

9.8.2. Kiểm soát thời gian gây nhũ tương
Kiểm soát chặt chẽ thời gian nhũ tương hoá là chức năng định giờ quan trọng
nhất trong quá trình kiểm tra thẩm thấu. Thời gian gây nhũ tương quá ngắn sẽ gây
nên nền phông của các chất thẩm thấu dư quá cao. Còn thời gian gây nhũ tương quá
dài làm giảm độ tương phản và khả năng phát hiện các khuyết tật.
9.8.3. Các điều kiện ảnh hưởng đến sự lựa chọn thời gian gây nhũ tương
Nên lựa chọn thời gian gây nhũ tương dựa vào các yếu tố ảnh hưởng như: loại
thẩm thấu và chất gây nhũ tương sử dụng, loại bề mặt của vật kiểm tra, công suất đòi
hỏi, chế độ rửa sau đó, thời gian gây nhũ tương tối ưu thường được xác định bằng
thực nghiệm.
9.8.4. Kỹ thuật làm sạch đối với chất gây nhũ tương thuộc dạng nước
Kỹ thuật này gồm hai bước. đầu tiên ta dùng vòi nước rửa đi phần thẩm thấu bị
nhũ tương hoá trên bề mặt. sau đó lớp mỏng chất thẩm thấu dư còn lại ta dùng khăn
khô lau nhẹ (hình 15).
Hình 15:Tẩy rửa chất thẩm thấu bị nhũ tương hoá bằng nước
9.8.5. Nhận dạng và sử dụng an toàn chất gây nhũ tương hoá
Các chất gây nhũ tương thường chứa các dung môi hữu cơ. Chúng thường rất
độc và dễ cháy, dễ bay hơi và có hại. Các chất gây nhũ tương thường có màu đỏ
dưới ánh sáng ban ngày và màu hồng chanh dưới ánh sáng đen.
15
Chất thẩm thấu không bị
nhũ tương hoá và rửa trôi
Nước ấm được phun vào ở
45
o
c để làm sạch phần nhũ
tương hoá trên bề mặt
9.9. Áp chất hiện
9.9.1. Chức năng của chất hiện
Chức năng chính của chất hiện là “kéo” các chất thẩm thấu bị giữ trong các

khuyết tật lên bề mặt của vật để tạo thành các chỉ thị. Ngoài ra, chất hiện còn tạo cơ
chế làm tăng chiều dày của lớp thẩm thấu lên trên ngưỡng phát hiện và làm lan rộng
thêm kích thước của các chỉ thị. Chất hiện còn làm tăng độ tương phản do đó tăng
khả năng phát hiện các khuyết tật.
Dưới ánh sáng đen, chất hiện huỳnh quang có màu đen, còn chất thẩm thấu có
màu vàng chanh. Trong khi đó chất hiện khả kiến tạo nền màu trắng cho các chỉ thị
khuyết tật có màu đỏ hoặc da cam.
9.9.2. Các loại chất hiện
Một số loại chất hiện thường được dùng trong kĩ thuật thẩm thấu như chất hiện
dạng bột khô dùng cho bề mặt khô, chất hiện dạng bột ướt, chất hiện tan hoặc lơ
lửng trong dung môi. Các chất hiện nước là loại tan hoặc ở thể huyền phù trong
nước. Loại này có thể áp dụng cho bề mặt ướt và khô. Các chất hiện ướt không chứa
nước là loại được hoà tan hay ở dạng huyền phù trong các dung môi dễ bay hơi. Vật
kiểm tra phải khô khi sử dụng chất hiện này.
9.9.3. Cơ chế tạo thành các chỉ thị thẩm thấu
Cơ chế tạo các chỉ thị của chất hiện là sự kết hợp của hiệu ứng hoà tan, hấp thụ và
hút bám. Các chất hiện tác động kết hợp hiệu ứng hấp thụ và hút bám vào chất thẩm
thấu, “kéo” các chất thẩm thấu bị bẫy lên bề mặt. Khi chất thẩm thấu phân tán vào
chất hiện, chúng tạo nên các chỉ thị có thể nhìn thấy dưới điều kiện chiếu sáng thích
hợp.
Trong các trường hợp dùng chất hiện loại không chứa nước, cơ chế hoà tan được
chỉ ra là có vai trò trong việc tăng cường sự “đưa” chất thẩm thấu lên bề mặt và cải
thiện các chỉ thị khuyết tật.
9.9.4. Các loại chất hiện ướt
Có 2 loại chất hiện ướt thường dùng:
(a) Loại gồm các hạt chất hiện không tan mà chỉ lơ lửng trong nước.
(b)Loại gồm chất hiện thực sự tan trong nước.
Loại chất hiện lơ lửng được hoà tan với nước theo tỉ lệ khuyến cáo theo nhà sản
xuất. Đối với loại này cần phải thường xuyên lắc và khuấy trước khi dùng, đối với
loại hoà tan trong nước thì động tác này không cần. Các chất hiện chứa nước thường

chứa luôn chất tăng cường làm ướt và chất chống ăn mòn để giảm thiểu khả năng tấn
16
công vật thử và các thiết bị sử lí. Khi sử dụng, chiều dày của lớp hiện cần được kiểm
soát. Vì nếu lớp hiện dày quá sẽ che khuất hoặc làm nhoè các chỉ thị khuyết tật.
9.9.5. Kỹ thuật áp dụng chất hiện dung môi
Phải đảm bảo bề mặt khô trước khi áp dụng loại chất hiện này, phải tạo được lớp
mỏng, đều, để đảm bảo cho độ nhạy cao nhất. Có thể dùng súng phun tĩnh điện, bình
xịt. Khi dùng bình xịt thông thường, để bình xịt cách xa bề mặt 15cm và phun đều
chất hiện lên bề mặt (hình 16).
9.9.6. Thuốc hiện ướt không chứa nước, Thuốc hiện khô
Thuốc hiện ướt không chứa nước gồm các hạt màu trắng lơ lửng trong dung môi
và phương pháp kiểm tra loại chất hiện này được coi là có độ nhạy tương đối cao
nhất. Trước khi dùng, thuốc hiện cần được lắc kỹ. Trừ trường hợp rửa bằng nước
còn thì vật kiểm tra không được gia nhiệt khi áp dụng chất hiện. Thông thường loại
thuốc hiện này được áp dụng vào bề mặt từ các bình xịt. Vì thuốc hiện bay hơi
nhanh, để lại một lớp mỏng đều trên bề mặt, nên không cần sấy mà khô tự nhiên.
Khi sử dụng thuốc hiện khô, vật phải được sấy khô hoàn toàn trước khi đưa chất
hiện vào. Có thể đưa chất hiện bằng cách nhúng các vật nhỏ vào thùng đựng bột
hiện, hay dùng quả bóp, súng phun, chổi mềm. Chất hiện thừa có thể lấy đi bằng
cách gõ nhẹ, dùng quả bóp. Thời gian hiện nên để vào cỡ một nửa thời gian thấm.
9.9.7. Hiện chất thẩm thấu khả kiến
Việc sử dụng chất hiện với chất thẩm thấu khả kiến có lẽ còn quan trọng hơn cả
với chất thấm huỳnh quang. Vì nó đòi hỏi còn có sự tương phản cao thì mới có thể
phát hiện được các khuyết tật nhỏ, nên cần phải có một lớp mỏng, đều màu trắng để
tôn các chỉ thị của khuyết tật lên màu đỏ thẫm. Cũng vì thế mà người ta hay dùng
loại thuốc hiện không chứa nước. Tuy nhiên, loại thuốc hiện ướt gần đây cũng có thể
17
Hình 16: Kỹ thuật áp dụng chất hiện dùng bình xịt
sử dụng và cũng cho kết quả rất tốt. Cần phải khống chế chiều dày của lớp thuốc
hiện sao cho có độ tương phản tốt nhưng không dày quá để khỏi che khuất các

khuyết tật tinh. Nếu phát hiện thấy gam màu hồng nhạt sau khi cho chất hiện vào thì
có nghĩa là chất thẩm thấu dư thừa chưa được khử hết. Trong trường hợp đó phải bắt
đầu lại quy trình kiểm tra.
9.9.8. Vấn đề an toàn đối với các chất hiện
Các hạt chất hiện có kích thước cực nhỏ, có nguy cơ gây hại qua đường hô hấp.
Nên khi dùng cần phải thực hiện trong khu vực kín có thông khí tốt hoặc trong tủ hút
có trang bị hệ thống thoát khí. Dùng các chất hiện loại dung môi cũng có nguy cơ
gây hại qua đường hô hấp khi phun hoặc do bay hơi. Các chất mang thường là loại
dễ bắt lửa, hoặc độc hại. Do đó cần phải quan tâm cả vấn đề phòng và chữa cháy.
9.10. Kiểm soát chất lượng trong kiểm tra thẩm thấu
Độ tin cậy của phép kiểm tra bột từ phụ thuộc rất nhiều vào tính năng của thiết bị
và chất lượng của thẩm thấu. Để kiểm soát chất lượng của chúng người ta thường
dùng các mẫu chuẩn so sánh.
9.10.1 Các mẫu chuẩn thường dùng
a. Các mẫu chuẩn nhôm
Các mẫu chuẩn này được chế tạo từ hợp kim nhôm 2024-T3 với kích thước
50mmx70mm x 80mm. Đầu tiên mẫu được đốt không đều trên ngọn lửa gaz có nhiệt
độ từ 510 đến 520
0
c trong vòng 4 phút, sau đó chúng được nhúng trực tiếp vào nước
lạnh để tạo nên các vết nứt đồng tâm trên bề mặt mẫu và để so sánh mẫu được chia
đều làm 2 nửa bằng một rãnh nhỏ (sâu 1,5 mm) như chỉ ra trong hình 17.
Mẫu chế tạo theo phương pháp này dùng để so sánh tính năng của chất thẩm
thấu mới với chất thẩm thấu chuẩn. Trước khi sử dụng, mẫu phải được làm sạch
18
Hình 17: Mẫu chuẩn nhôm (a) và các khuyết tật (b)
như đối với các đối tượng cần kiểm tra khác. Sau mỗi lần dùng, ta có thể tái sử dụng
mẫu lại bằng cách đốt chúng trong ngọn lửa gaz tới nhiệt độ 426
0
C và sau đó nhúng

vào nước lạnh. Cuối cùng mẫu được sấy khô.
b. Các mẫu chuẩn niken mạ crom
Tấm niken mạ crom sau đó gây biến dạng tạo các khuyết tật có kích thước khác
nhau được dùng để xác định độ nhậy của phương pháp và khả năng làm sạch bề mặt
của vật (hình 18).
c. Kiểm tra tính năng của chất thẩm thấu
Chất lượng của chất thẩm thấu được đánh giá qua các phép đo kiểm tra so sánh về
độ nhậy, hàm lượng nước, độ nhiễm bẩn và các tính chất làm sạch với chất thẩm
thấu chuẩn. Chất thẩm thấu cần kiểm tra và chất thẩm thấu “chuẩn” được áp dụng
vào mỗi nửa của mẫu chuẩn được miêu tả ở trên, sau đó được sử lý ở trong các điều
kiện như nhau. Sau khi quan sát nếu thấy kết quả trên hai nửa khác nhau nhiều, chất
thẩm thấu mới sẽ bị loại.
d. Kiểm tra tính năng của chất hiện
Đối với chất hiện khô: kiểm tra bằng mắt, nếu thấy bẩn, ẩm ướt sẽ bị loại. Còn đối
với chất hiện ướt: chủ yếu kiểm tra tỷ trọng và độ sạch. Tỷ trọng riêng của chất thẩm
thấu thường được xác định bằng thuỷ kế (hình 19).
Hình 25: Thuỷ kế dùng để xác định tỷ trọng riêng của chất thẩm thấu
19
Hình 18: Các mẫu chuẩn niken mạ crom
Nếu phát hiện thấy giá trị đo được khác nhiều với các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu
(thường trong vòng từ 1021 đến 1028) thì ta phải thêm chất hiện hoặc thêm chất
mang. Để kiểm tra độ sạch, ta lấy một ít mẫu và quan sát, nếu thấy bẩn hoặc màu sắc
thay đổi nhiều thì chất thẩm thấu cần phải loại bỏ.
9.11.Đánh giá các chỉ thị thấm
9.11.1. Kiểm tra mối hàn đường ống dầu khí API 1104, section 6, 17
th
, 1988
a. Phân loại chỉ thị
Mọi chỉ thị tạo thành trong kiểm tra thấm không hoàn toàn là khuyết tật. Các dấu
vết gia công, các vết xước và các điều kiện bề mặt cũng có thể hình thành các chỉ thị

thấm.
Khi đánh giá các chỉ thị thấm đúng chúng được phân loại như sau :
- Các chỉ thị có kích thước tối đa <1.59mm (1/16inch) được xem là các chỉ thị
không thích hợp
- Các chỉ thị lớn hơn, nếu tin chắc là chỉ thị không thích hợp khi đã kiểm tra xác
minh lại nhiều lần
- Các chỉ thị thích hợp là các chỉ thị gây bởi khuyết tật
* Chỉ thị dạng đường khì dài > 3 rộng
* Chỉ thị dạng tròn khi dài ≤ 3 rộng
b. Tiêu chuẩn chấp nhận
Các chỉ thị khuyết tật không được chấp nhận :
- Chỉ thị dạng đường, được đánh giá là các vết nứt lõm (crater crack) hoặc vết
nứt hình sao (star crack) khi có chiều dài >3.96mm (5/32inch)
- Các chỉ thị dạng đường đánh giá là các vết nứt
- Các chỉ thị dạng đường có tổng chiều dài > 1inch (25.5mm) liên tục trên một
đoạn chiều dài đường hàn 12inch (304.8mm) – khoảng 8% chiều dài.
- Các chỉ dạng tròn, rõ bọt đơn, hay đám rỗ, không chấp nhận khi :
* Kích thước rỗ bọt đơn > 1/8inch (3.17mm)
* Kích thước rỗ bọt đơn > 25% bề dài kim loại cb nhỏ nhất
* Rỗ bọt đám khuếch tán, có mật độ vượt quá mật độ cho phép theo bvp
code, section viii, division 1 apendix 4
9.11.2. Kiểm tra mối hàn bể chứa dầu API standard 620 -1990
Tiêu chuẩn áp dụng cho bể áp lực tối đa 15pound/inch2 quy trình thấm kiểm tra thực
Tiêu chuẩn áp dụng cho bể áp lực tối đa 15pound/inch2 quy trình thấm kiểm tra thực


hiện theo asme code section v, arct. 6 t-150
hiện theo asme code section v, arct. 6 t-150



Các chỉ thị khuyết tật không được chấp nhận :
- Các chỉ thị thích hợp dạng đường
- Các chỉ thị dạng tròn > 3/16inch(4.76mm)
- 4 hoặc nhiều hơn chỉ thị dạng tròn liên tục cách nhau 1/16inch (1.58mm) tính
từ biên
20
- Kích thước của chỉ thị lớn hơn kích thước thật của khuyết tật. tuy nhiên kích
thước đánh giá là kích thước của chỉ thị
9.11.3. Kiểm tra mối hàn bể chứa dầu API standard 650 -1988, quy trình thấm
lỏng kiểm tra thực hiện theo ASME code section v, Arct. 6 T-150
Các chỉ thị khuyết tật không được chấp nhận theo ASME VIII, Appendix 8,
Paragraphs 8-4.
- Các chỉ thị thích hợp dạng đường
- Các chỉ thị dạng tròn > 3/16inch(4.76mm)
- 4 hoặc nhiều hơn chỉ thị dạng tròn liên tục cách nhau 1/16inch (1.58mm) tính
từ biên
- Kích thước của chỉ thị lớn hơn kích thước thật của khuyết tật. tuy nhiên kích
thước đánh giá là kích thước của chỉ thị
9.11.4. Kiểm tra vật liệu thép đúc theo ASME code section VIII, Div.1 Vol2,
Appendix 7
Appendix 7
Các chỉ thị khuyết tật không được chấp nhận :
- Tất cả các vết nứt và các vết xé nóng
- Tất cả các nhóm có nhiều hơn 6 chỉ thị dạng đường khác với các loại vết nứt ở
trên phân bố trong một vùng chữ nhật có diện tích 1.5inch (38.1mm) x 6 inch
(152.4mm) hoặc trong vùng dạng tròn có đường kính 3.5inch (98.8mm)
- Các chỉ thị thích hợp dạng đường:
+ Có chiều dài > ¼ inch (6.35mm) đối với bề dày đến 3/4inch (19.05mm)
+ Có chiều dài > 1/3 bề dày vật liệu với bề dày từ 3/4inch (19.05mm) đến
21/4 inch (28.58mm)

+ Có chiều dài > ¾ inch (19.05mm) với bề dày vật liệu > 21/4 inch
(28.58mm)
- Các chỉ thị dạng tròn có kích thước > 3/16 inch (4.75mm)
21