無損檢測
概念
無損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀态的前提下,對被檢驗部件的表面和内部質量進行檢查的一種測試手段。
方法
常用的無損探傷方法有:X光射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷、γ射線探傷、螢光探傷、着色探傷等方法。
目地
通過對産品内部缺陷進行檢測對産品從以下方面進行改進
1、改進制造工藝;
2、降低制造成本;
3、提高産品的可靠性;
4、保證設備的安全運行。
原理
無損探傷檢測是利用物質的聲、光、磁和電等特性,在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下,檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性,給出缺陷大小,位置,性質和數量等信息。它與破壞性檢測相比,無損檢測有以下特點。第一是具有非破壞性,因為它在做檢測時不會損害被檢測對象的使用性能;第二具有全面性,由于檢測是非破壞性,因此必要時可對被檢測對象進行100%的全面檢測,這是破壞性檢測辦不到的;第三具有全程性,破壞性檢測一般隻适用于對原材料進行檢測,如機械工程中普遍采用的拉伸、壓縮、彎曲等,破壞性檢驗都是針對制造用原材料進行的,對于成品和在用品,除非不準備讓其繼續服役,否則是不能進行破壞性檢測的,而無損檢測因不損壞被檢測對象的使用性能。所以,它不僅可對制造用原材料,各中間工藝環節、直至最終産成品進行全程檢測,也可對服役中的設備進行檢測。[3]
磁粉查傷
原理
磁粉探傷是用來檢測鐵磁性材料表面和近表面缺陷的一種檢測方法。當工件磁化時,若工件表面或近表面有缺陷存在,由于缺陷處的磁阻增大而産生漏磁,形成局部磁場,磁粉便在此處顯示缺陷的形狀和位置,從而判斷缺陷的存在。
種類
1、按工件磁化方向的不同,可分為周向磁化法、縱向磁化法、複合磁化法和旋轉磁化法。
2、按采用磁化電流的不同可分為:直流磁化法、半波直流磁化法、和交流磁化法。
3、按探傷所采用磁粉的配制不同,可分為幹粉法和濕粉法。
缺陷
磁粉探傷設備簡單、操作容易、檢驗迅速、具有較高的探傷靈敏度,可用來發現鐵磁材料鎳、钴及其合金、碳素鋼及某些合金鋼的表面或近表面的缺陷;它适于薄壁件或焊縫表面裂紋的檢驗,也能顯露出一定深度和大小的未焊透缺陷;但難于發現氣孔、夾碴及隐藏在焊縫深處的缺陷。
缺陷種類
1、各種工藝性質缺陷的磁痕;
2、材料夾渣帶來的發紋磁痕;
3、夾渣、氣孔帶來的點狀磁痕。[2]
磁痕
磁痕産生原因
1、局部冷 作硬化,由材料導磁變化造成的磁痕聚集;2、兩種不同材料的交界面處磁粉堆積;3、碳化物層組織偏析;4、零件截面尺寸的突變處磁痕;5、磁化電流過高,因金屬流線造成的磁痕;6、由于工件表面不清潔或油污造成的斑點狀磁痕。
缺陷磁痕顯示記錄
1、照 相。用照相攝影記錄缺陷磁痕顯示時,要盡可能拍攝工件的全貌和實際尺寸,也可以拍攝工作的某一特征部位,同時把刻度尺拍攝進去。
2、貼印。貼印是利用透明膠紙粘貼複印缺陷磁痕顯示的方法。
3、磁痕探傷—橡膠鑄型法 。用磁粉探傷-橡膠鑄型鑲嵌複制缺陷磁痕顯示,直觀,擦不掉并可長期保存。
4、錄像。用錄像記錄缺陷磁痕顯示的形狀、大小和位置,同時應把刻度尺錄攝進去。[2]
漏磁原因
由于鐵磁性材料的磁率遠大于非鐵磁材料的導磁率,根據工件被磁化後的磁通密度B=μH來分析,在工件的單位面積上穿過B根磁線,而在缺陷區域的單位面積 上不能容許B根磁力線通過,就迫使一部分磁力線擠到缺陷下面的材料裡,其它磁力線不得不被迫逸出工件表面以外出形成漏磁,磁粉将被這樣所引起的漏磁所吸引。
漏磁影響
1、缺陷的磁導率:缺陷的磁導率越小、則漏磁越強。
2、磁化磁場強度(磁化力)大小:磁化力越大、漏磁越強。
3、被檢工件的形狀和尺寸、缺陷的形狀大小、埋藏深度等:當其他條件相同時,埋藏在表面下深度相同的氣孔産生的漏磁要比橫向裂紋所産生的漏磁要小。
檢驗規程
1、規程的适用範圍;2、磁化方法(包括磁化規範、工件表面的準備);3、磁粉(包括粒度、顔色、磁懸液與熒光磁懸液的配制)。4、試片;5、技術操作;6、質量評定與檢驗記錄。[2]
操作要求
1、當工件直接通過電磁化時,要注意夾頭間的接觸不良、或用了太大的磁化電流引起打弧閃光,應戴防護眼鏡,同時不應在有可燃氣體的場合使用;2、在連續使用濕法磁懸液時,皮膚上可塗防護膏;3、如用于水磁懸液,設備 須接地良好,以防觸電;4、在用繭火磁粉時,所用紫外線必須經濾光器,以保護眼睛和皮膚。
其他
某些轉動部件的剩磁将會吸引鐵屑而使部件在轉動中産生摩擦損壞,如軸類軸承等。某些零件的剩磁将會使附近的儀表指示失常。因此某些零件在磁粉探傷後要退磁處理。
磁粉探傷中的靈敏試片:使用靈敏試片目的在于檢驗磁粉和磁懸液的性能和連續法中确定試件表面有效磁場強度和方向以及操作方法是否正确等綜合因素。[2]
超聲探傷
基本原理
超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處,并由一截面進入另一截面時,在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法,當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬内部,遇到缺陷與零件底面時就分别發生反射波來,在螢光屏上形成脈沖波形,根據這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。
優缺點
超聲波探傷比X射線探傷具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高,對人體無害等優點;缺點是對工作表面要求平滑、要求富有經驗的檢驗人員才能辨别缺陷種類、對缺陷沒有直觀性;超聲波探傷适合于厚度較大的零件檢驗。
主要特性
1、超聲波在介質中傳播時,在不同質界面上具有反射的特性,如遇到缺陷,缺陷的尺寸等于或大于超聲波波長時,則超聲波在缺陷上反射回來,探傷儀可将反射波顯示出來;如缺陷的尺寸甚至小于波長時,聲波将繞過射線而不能反射;
2、波聲的方向性好,頻率越高,方向性越好,以很窄的波束向介質中輻射,易于确定缺陷的位置。
3、超聲波的傳播能量大,如頻率為1MHZ(100萬赫茲)的超聲波所傳播的能量,相當于振幅相同而頻率為1000HZ(赫茲)的聲波的100萬倍。
缺陷分類
在焊縫超聲波探傷中一般把焊縫中的缺陷 分成三類:點狀缺陷、線狀缺陷、面狀缺陷。
在分類中把長度小于10mm的缺陷叫做點狀缺陷;一般不測長,小于10mm的缺陷按5mm計。把長度大于10mm的缺陷叫線狀缺陷。把長度大于10mm高度大于3mm的缺陷叫面狀缺陷。
穿透能力
X射線穿透物質的能力大小和射線本身的波長有關,波長越短(管電壓越高),其穿透能力越大,稱之為“硬”;反之則稱為“軟”。
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