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无损检测技术:金属产品的健康顾问

发布时间:2019-09-09 14:44:53  所属类别:无损检测

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作为一名质量控制人员,最担心的事情莫过于自己最好的客户拿着自己公司生产的,却带有裂缝或者其他质量问题的产品来“拜访”自己。你的客户肯定会很生气的想知道在你们生产过程中,这些缺陷或者质量问题是如何产生的,以及你如何保证下次不会再发生类似情况。

没有人会希望生产出带有缺陷,甚至损坏的制件,但是我们的原材料、生产工艺流程、机械设备以及生产人员都不可能是十全十美的,这也就是为什么我们要对制件进行检测并且密切关注生产流程的原因。

将无损检测技术用于检测金属制品中的缺陷已经有几十年的历史了。不同的无损检测方法适用于不同的金属制件,并且,有些适用于离线批处理检测,有些适用于连续在线检测。本文将主要介绍几种比较受欢迎的无损检测技术,包括渗透检测、磁粉检测、超声检测和涡流检测技术;以及这些技术各自最适宜的应用范围、优缺点以及最新进展等。

渗透和磁粉检测技术

渗透检测(PT)是对视觉检测的一种补强,主要适用于检测无孔金属材料的表面缺陷。关于这种技术的一个早期说法是该技术在1800年就结合重油、煤油和白粉笔等被用于检测机车部件上的裂纹。在20世纪40年代,荧光染料开始被加入到渗透检测技术中,在紫外光的照射下能够大大提高金属制件表面缺陷的能见度。 
渗透检测技术要求待检测样品表面清洗干净,以保证染料能够顺利进入到缺陷当中。清洗干净后,在表面上施加渗透剂,施加完毕后将多余的渗透剂清除干净并涂覆显影剂。随后,在合适的灯光照射下进行观察。在检测结束后,再次清洗样品以去除渗透剂和显影剂。

主要优势如下:

1 操作相对简单且成本低廉;
2 高度便携;
3 对于表面上细小、紧密的不连续处高度敏感;
4 可用于检测一些含有复杂外形的制件。

同时也存在一些缺点和不足,主要为:

1 测试件表面必须高度清洁,无污垢、油脂、油漆、锈迹及其它污染物;
2 不能用于检测多孔样品,对于粗糙表面检测较困难;
3 检测完毕后通常需要清理掉所有的渗透液和显影剂;
4 难以记录数据和实现自动化等。

磁粉检测技术

磁粉检测(MT)主要是利用磁场和小磁粉颗粒检测铁磁材料中的缺陷。这项技术早在19世纪末期就被人们研究:当枪筒被磁化后,将磁罗盘沿着枪筒移动并观察磁场的变化。在1920年,人们就发现有色金属碎屑可以用于检测金属制品中的缺陷。

磁粉检测技术能够检测到金属表面或者次表面上存在的缺陷。其检测过程大致为:首先利用一个永磁体或者电磁铁对测试样品进行磁化作用,随后将在白光条件或者紫外光条件下可视的干磁粉或湿磁粉铺到测试样品的表面上,这些磁粉会形成一种视觉指示——和缺陷具有近似形状和大小的磁痕。在检测结束后,通常需要对测试样品进行消磁作用。

优势主要包括:

1 操作简单,成本低廉;
2 是检测铁磁材料中表面及次表面上缺陷的最佳方法;
3 能够通过在材料表面涂上涂层(如油漆)的方法进行更加明显的观察;
4 不需要严格的表面预清洗工作等。

局限性主要包括:

1 检测材料仅限于铁磁性材料;
2 只能用于检测表面及近表面上的不连续处;
3 测试样品通常需要进行消磁作用,可能会带来一些困难;
4 对于高速测试样品或在线测试样品难以实现自动化等。

紫外辐照LED光源的新发展显著提高了渗透检测技术和磁粉检测技术的灵敏度。紫外辐照LED灯能够提高光强度及效率,提供均匀的光束模式,并且使用方便。这种光源使得检测过程中可以更多的借助可见光,而不用继续在黑暗环境中进行检测。

超声检测技术

超声检测(UT)主要是利用高频率声波寻找材料中的缺陷和不连续处。最早使用超声波检测固体材料中的缺陷可以追溯到上个世纪30年代。电子工业的快速发展以及超声波在医学诊断方面的研究使用极大地推动了这项技术的发展。现在,超声检测已经成为一种成熟的无损检测技术,主要用于检测焊缝和一些具有复杂外形的样品。此外,这项技术的一大特点是可以用于研究和检测样品的内部结构。

一套完整的超声检测体系包括一个脉冲发生器/接收器、一个换能器和一个显示器。脉冲发生器产生高压电脉冲,并被换能器转换成高频率超声能量。换能器通过水或者凝胶耦合到材料之上,材料中的缺陷或者不连续处反射出来的信号通过换能器转换为电信号,经过放大和处理,传送到显示器上。最终接收到的信号信息能够用于计算缺陷的位置、尺寸和取向等。超声检测技术能够用于厚度测量,以及材料的力学性能和晶体结构的测定。

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无损检测相关问答

问:超声波探伤的基本原理是什么?

答:

超声波探伤仪的种类繁多,但在实际的探伤过程,脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛。一般在均匀的材料中,缺陷的存在将造成材料的不连续,这种不连续往往又造成声阻抗的不一致,由反射定理我们知道,超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射,反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。脉冲反射式超声波探伤仪就是根据这个原理设计的。

目前便携式的脉冲反射式超声波探伤仪大部分是A扫描方式的,所谓A扫描显示方式即显示器的横坐标是超声波在被检测材料中的传播时间或者传播距离,纵坐标是超声波反射波的幅值。譬如,在一个钢工件中存在一个缺陷,由于这个缺陷的存在,造成了缺陷和钢材料之间形成了一个不同介质之间的交界面,交界面之间的声阻抗不同,当发射的超声波遇到这个界面之后,就会发生反射(见图1),反射回来的能量又被探头接受到,在显示屏幕中横坐标的一定的位置就会显示出来一个反射波的波形,横坐标的这个位置就是缺陷在被检测材料中的深度。这个反射波的高度和形状因不同的缺陷而不同,反映了缺陷的性质

问:无损检测技术概念?

答:无损检测技术即非破坏性检测,就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下,为获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分等物理、化学情报所采用的检查方法。

无损检测与无损评价技术是在物理学、材料科学、断裂力学、机械工程、电子学、计算机技术、信息技术以及人工智能等学科的基础上发展起来的一门应用工程技术。随着现代工业和科学技术的发展,无损检测与无损评价技术正日益受到各个工业领域和科学研究部门的重视,不仅在产品质量控制中其不可替代的作用已为众多科技人员和企业界所认同,而且对运行中设备的在役检查也发挥着重要作用。

  无损检测 NDT (Non-destructive testing),就是利用声、光、磁和电等 特性,在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下,检测被检对象中是否存在 缺陷或不均匀性,给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息,进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿命等)的所有技术手段的总称。

  与破坏性检测相比,无损检测具有以下显著特点:

  (1)非破坏性

  (2)全面性

  (3)全程性

  (4)可靠性问题

  无损检测分为常规检测技术和非常规检测技术。常规检测技术有:超声检测 Ultrasonic Testing(缩写 UT)、射线检测 Radiographic Testing(缩写 RT)、磁粉检测 Magnetic particle Testing(缩写 MT)、渗透检验Penetrant Testing (缩写 PT)、涡流检测Eddy current Testing(缩写 ET)。非常规无损检测技术有:声发射Acoustic Emission(缩写 AE)、 红外检测Infrared(缩写 IR)、激光全息检测Holographic Nondestructive Testing(缩写HNT)等。

问:什么叫表面无损检测?

答:无损检测:在不损伤构件性能和完整性的前提下,检测构件金属的某些物理性能和组织状态,以及查明构件金属表面和内部各种缺陷的技术

常用的无损检测方法:射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和液体渗透检测(PT) 四种。其他无损检测方法:
涡流检测(ET)、声发射检测(AT)、热像/红外(TIR)、泄漏试验(LT)、交流场测量技术(ACFMT)、漏磁检验(MFL)、远场测试检测方法(RFT)等。

表面无损检测主要是指

磁粉检测(MT)、液体渗透检测(PT)和涡流检测(ET)

问:焊接的无损检测方法包括什么?

答:1,焊缝外观检测,及对焊缝的尺寸,余高,表面的缺陷的检测,

2,无损检测,常见的方法有 ,射线(RT) 超声(UT ) 渗透(Pt) 磁粉(MT)具体用什么方法一般图纸设计者会有规定的,如果没有就按照标准要求来选择无损检测方法。

  焊接: 焊接,也可写作“焊接”或称熔接、镕接,是两种或两种以上材质(同种或异种)通过加热、加压,或两者并用,使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛,既可用于金属,也可用于非金属

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