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关于金属探伤技术中若干问题的探究

更新时间:2022-10-06 12:33:03 作者:kok平台唯一网址 来源:kok官方网址点击次数:228次

  作为一种常见的检测技术,超声波金属探伤仪在工业领域被广泛应用,尤其是在压力容器制造、材料焊接等检测中发挥着非常重要的作用。

  超声波金属探伤技术具有穿透能力强、灵敏度高的特点,一般情况下可进行数米深探测,尤其是对于一些反射体的反射能力与空气隙相当,能够轻易发现。

  金属探伤是一种无损探伤技术,可在不损害检测对象的前提下,测试零部件表面与内部质量。常见的金属探伤技术有超声波探伤、X光射线探伤、磁粉探伤等。

  超声波探伤原理是通过超声波到达被检测物的内部,从一个截面到达另一个截面时,会产生反射,而反射光将会产生脉冲波形,并在荧光屏幕上显示,然后根据波形来对缺陷的范围及所在位置进行判断。超声波探伤与其他技术相比,其灵敏度较高,且不会损害操作人员身体健康,成本较低,但要求被检测对象的表面光滑,在辨别缺陷时需要工作人员有丰富的经验积累,直观性不强。

  X射线的穿透力较强, 属于电磁波的一种,其波长较短,多用于金属部件的探伤。在实际操作中,在电离作用下,X射线被物质吸收时,可被分解为正负离子,通过测量仪表可以测量电离层,并计算出X射线的实际量,完美展现出金属内部的损伤和缺陷。

  X射线的特征以及金属零部件的厚度密度决定了X射线的影像形成原理,其作用有穿透作用、电离作用、荧光作用、热作用等等。

  在磁性材料检测中, 常使用磁粉探伤技术。其原理是当被检测物发生磁化后, 如果存在缺陷,那么缺陷处的磁场会因磁阻的产生而变大,所以可以通过磁粉来检测是否存在缺陷以及缺陷所在位置。

  通常,磁粉探伤设备不复杂,操作性较强,对于某些合金缺陷可以很好发现,但是很难发现气孔缺陷,同时也不易检测出零部件深处缺陷。

  超声波的本质就是机械振动,其传播介质为弹性介质,传播形式为波动形式,其振动频率不低于20KHZ。

  在厚度较大的金属结构材料中,使用超声波金属探伤技术,可对缺陷进行精准定量、定位,同时具有检测速度快、成本低等特点,并对人体无任何伤害,可在很大程度上使得大面积缺陷的检测效率提升。

  ②对于金属结构材料而言,通过超声波传播力大的特点,可以对内部深处的缺陷进行检测;

  ④在超声波运用过程中可根据超声波的衰减、声速以及阻抗等情况进行合理判断。

  通常,锻钢件探伤选择频率2MHz~5MHz,晶片直径10mm~30mm的直探头。薄工件探伤时,则选用频率在5MHz~10MHz的晶片探头。

  总之,对于探头的选择,尽量在确保探伤灵敏度的前提下,选用直径较小的探头,晶片尺寸Φ14、Φ20直探头最为适宜。

  探头确定后需要选择相匹配的试块,在探伤过程中,试块可以对工件内部的缺陷进行精准定位和快速评估,缺陷诊断率较高。为确保检测结果更加准确,必须要选择合适的试块。

  在超声探伤前,试块灵敏度的调整需要借助人工反射体进行,然后调整扫描速度,接着调整相关比值,如实际声程/水平刻度值;最后,检验是否可以绘制出波复曲线图,以精确定量金属容器内部缺陷。从校准技术要求层面来看,电磁轭提升力至少为45N,灵敏度试片刻槽显示清晰。

  在超声波金属探伤检测中,耦合剂的选择是极为重要的环节,耦合剂选择是否正确将直接决定着检测结果的精准性。在手动接触法超声波探伤法中,常用耦合剂有工业机油和化学浆糊两种。

  其中粗加工工件检测,即存在加工余量或是对检测精度要求不高,耦合剂使用化学浆糊;精加工工件缺陷检测的耦合剂则多使用机油,主要是因工业机油的附着力较强,且润湿度良好,尤其是表明耦合非常稳定,可将对工件表面的腐蚀降至最低,在重复检测时误差相对较小。

  在金属探伤时,对于缺陷当量值的计算涉及较多,在对金属结构材料质量存在争议的点也在于缺陷当量值的大小。通常,计算缺陷当量值的常用方法有:

  但这两种计算方法所得出的结果也存在一定差异,甚至有时差异较大,此要想保证检测结果的准确性,就需要选择波底良好的点作为参照点,根据实际情况选择正确的测定方法。

  A型脉冲反射式仪器是超声金属探伤常用的检测仪器,但其在缺陷形貌的描述中有一定局限性,且受分辨力的影响较大,采用该仪器进行探伤时,对于缺陷多以点线面的形式进行描述,无法准确判断缺陷性质,且多依赖于检测人员的客观经验来进行定性分析,要求检测人员不仅要熟知回波波形,还需要了解工件的制造工艺,逐步积累相关经验,从而对缺陷类型进行综合分析。

  尤其是在白点缺陷与偏析缺陷的辨别,使用超声波检测非常容易混淆,因为白点缺陷很可能与偏析缺陷同时存在,而白点缺陷对于工件基体具有较大的破坏力。

  当回波尖突、缺陷方位为受压方向且呈辐射状分布时,其多为工件破坏后的截面,白点缺陷量值较大,且分布于工件一端。

  可见,在缺陷性质辨别时要充分了解工件的工艺流程,进行综合全面的分析,只有这样在使用超声波金属探伤时才能更加确定缺陷的性质。

  在实际中,对于一个因内部缺陷而报废的工件,只要我们确定金属内部组织未出现夹渣缺陷,通过合理工艺是可以将其重新锻制成合格的坯件,这也表明缺陷性质的辨别是非常重要的。

  在金属结构材料缺陷检测过程中,使用超声波探伤技术主要包括两个环节,一是准备阶段,二是现场检测环节。

  在检测准备阶段需要对检测面进行清理,除掉检测表面的油垢、锈蚀等物质,同时补焊探头移动区深坑,并用砂轮进行打磨。

  超声波金属探伤技术对金属容器宽度主要通过板厚t和探头斜率K进行计算,公式如下:

  K值可通过对探头声速在金属容器中折射角的正切值计算而获得,K值是否准确将直接影响金属容器缺陷定位的精准度。

  现场检测环节使用超声波金属探伤技术检测缺陷时,首先要检查检测表面外观是否合格,并了解金属结构材料的材质、厚度、焊接方法、曲率等信息,并根据结果绘制DAC曲线,以此来确定缺陷的位置和大小,为质量评级提供数据参考。

  在初步探伤开始前,首先必须要对图纸进行全面了解,明确图纸中工件的制造工艺与技术要求。

  在缺陷探测时,需要采取不同的探头扫查方式来检测不同的缺陷。如锯齿扫查用于检测纵向缺陷,平行扫查则检测横向缺陷。

  总之,在探伤时操作必须要严格按照我国第金属结构相关规范进行,切记不可凭借经验开展工作,否则将会降低检测效率,从而导致产生极为严重的后果。

  同时,探伤人员必须要具备过硬的专业知识,才能做好探伤检测。在初探时,需要对回波信号进行详细记录,确保数据不错不漏,从而为后续检测提供更加精准的数据参考。

  精确探伤的关键就在于“精确”, 精确探伤与初步探伤方法一致,只是在探伤时速度下降,捋检测更加详细,以避免出现漏测情况。

  在初探时发现的问题,精探时必须要再次进行检测,对存在问题的地方要着重标记,以便后续找到问题所在原因,为今后工艺水平的改进提供依据。对于存在缺陷的地方要重复检测,以免伪缺陷存在。

  同时,在精确探伤时要求工作人员保持注意力集中,不可根据工作经验来计算探伤比例,而需要根据实际的焊缝长度计算。对于允许范围内的缺陷可适当增加探伤比例。

  在缺陷评级时,首先应将仪器调整为DAC功能,同时开启超声波探伤仪,并将探头放置在已选试块上,选择A门起始功能后做好调节,回波至少为满屏80%左右。然后保存标定,将拨轮顺时针旋转,待保存标定值从0变为1时,即可停止旋转。

  接着在试块上用探头寻找最高反射回波,使用拨轮对A门起始门位进行调节,直到将反射回波套住为止,保存标定后采取顺时针方位转动拨轮,待保存标定值从1变为2时,即可停止旋转。

  对探头进行反复调整,确保在试块上找到最高反射回波的距离,并对标定进行依次保存。对于金属工件的缺陷、缺陷分区以及定量都需要通过绘制DAC曲线进行。

  其中,l区指定线和定量线之间的区域,Ⅱ区指的是定量线与判废线之间的区域;Ⅲ区则指的是判废线以上的区域。

  如果探伤波线处于l区,那么该缺陷可忽略;如果波线处于Ⅲ区,则工件不合格;如果波线处于Ⅱ区,需根据允许长度来判定是否需要返修。

  为提高探伤的准确度,就需要进行重复探伤,即针对初步探伤和精确探伤后,再次对检测结果进行核对,重复探伤时所采用的探伤方法与前面探伤方法基本一致,有前两次探伤数据为基础,重复探伤时可提高检测速度,但也需要对前两次检测出缺陷的地方进行仔细检查。

  在多层金属结构焊缝时,由于会产生较大的收缩应力,因此具有一定的延时性,但由于金属结构自身存在时效性,因此裂纹多在焊缝完成后几周甚至几月后才出现。

  因此,在探伤时对于应力相对集中的焊缝位置,可在完成焊接后1个月再次进行探伤检测,以避免出现裂纹延迟,从而漏探。

  随着我国现代工业的飞速发展, 制造业技术也取得突破性进展,在各个领域中对于金属焊接技术的使用也极为常见,但在产品生产过程中依旧存在诸多问题,严重影响着产品质量, 亟待解决。

  作为一种检测质量的方式,超声波金属探伤技术在检测时能够做到非常精确,且与其他检测方法相比更加便捷,也不会对操作者产生危害,因此有着广阔的发展前景。