紧固件不伤害原有设备的检测的经验探讨_新闻中心_斯诺克最新消息赛事赛程_斯诺克苏格兰最新赛事消息新闻
斯诺克最新消息赛事赛程_斯诺克苏格兰最新赛事消息新闻欢迎您!主营:探伤机、探伤仪、磁粉探伤机、磁粉探伤仪、退磁机
斯诺克最新消息新浪微博|斯诺克最新消息腾讯微博
斯诺克最新消息-磁粉探伤机

10年用心磨砺 · 诚信铸就品质、创新打造未来

致力无损检测装备智造 品质保证

斯诺克最新消息-联系电话

24小时咨询热线

0515-82354499

13962042555

首页 > 新闻中心

紧固件不伤害原有设备的检测的经验探讨

时间:2024-03-02 发布人:新闻中心

  紧固件在批量化加工生产的全部过程中,易产生各种缺陷,一般有裂纹、条痕、凹痕、折叠、损伤等,其中裂纹是其中最危险的缺陷形式;且在紧固件制造以及服役过程中,都可能会产生。如在磨削加工时,可能会产生磨削裂纹;热处理过程可能会引起淬火裂缝的产生;电镀中产品可能由于氢的渗入而产品氢脆裂纹;在服役过程中还会有疲劳裂纹发生的可能。

  重要部位使用的高强度螺栓,在其任何部位均不允许存在裂纹这种缺陷,裂纹是紧固件服役过程产生早期失效的根本原因之一。由于在热处理过程中,由于材料内应力的作用,造成紧固件变形,超过其屈服强度时,则会引起紧固件开裂,这是紧固件裂纹最多的产生形式。

  特别是采用碳素钢生产螺纹规格较小的螺栓,在热处理淬火过程中容易完全淬透,采用水或其它快速冷却的方式,产品开裂的倾向更严重。此种裂纹形式主要以横向裂纹为主,严重时头部与杆部结合处60%以上的横截面都会产生淬火裂纹。此种淬火裂纹由于存在横向开裂的趋势,在拉应力作用下,极易造成断裂,因此是紧固件表面缺陷中最有危害的表现形式。

  采用含碳量较高的碳素钢制造的紧固件,淬火裂纹的趋势会随含碳量的增加而增大。在热处理过程中,如果工艺选用不当,则易在螺栓头部棱角处和螺纹牙顶截面上产生淬火裂纹,从而可能会引起螺栓掉头或螺纹崩牙情况产生。

  无损检测技术作为紧固件检验测试过程中的重要补充手段。可以及时有效地发现批量紧固件制品中的不合格产品,及时对于产品质量做综合评价,产品使用存在的失效风险以及安全风险隐患,尽早进行排除与规避。对于紧固件整个制作的完整过程则能够直接进行系统评估,所有的环节进行成本分析以及风险管控,增强企业核心竞争力。

  无损检测技术是指不破坏产品形状、结构和性能的情况下,为懂产品内部及表面组织的结构、状态、质量等采用的检测的新方法。常用的检测的新方法主要有射线检测、超声波检验测试、磁粉检测、渗透检验测试及涡流检测等。采用不伤害原有设备的检测,可检查产品内部或表面缺陷,并判断其位置、大小、形状和种类等。市场规模逐步扩大,紧固件需求量日益飞速增加,对于紧固件表面缺陷的全面检查,则显得重要且必须,而在紧固件制作的完整过程中,采用无损检测技术,则可以极大的提升检测的准确性与检测效率,还可以达到100%自动化检测。

  磁粉检测是利用漏磁场和合适的检测介质发现工件表面和近表面的不连续的无损检测的新方法。图1 为磁粉探伤原理示意图。

  原理在于利用紧固件适当磁化后,表面或近表面缺陷处,磁力线将发生局部畸变,逸出紧固件表明产生磁极,产生漏磁场,吸附施加在紧固件表面的磁粉,在适当的光照条件下,形成目视可见的缺陷磁痕,从而显示出缺陷的形状、位置、尺寸等信息,对磁痕加以合理的解释和评定,见图2。

  磁粉检验测试对于缺陷的显示以磁粉堆积形式展示,表现直观,能清楚的显示出缺陷的位置、形状、尺寸和严重程度。检验测试灵敏度较高,开口宽度约为1μm的裂纹也可检出。不受紧固件产品大小与形状的影响,可以检测出紧固件表面以及近表面的缺陷,还可以检测出电镀层以下的基体缺陷。磁粉检验测试操作相对简单,工艺流程简洁,可实现批量化检测。

  磁粉检测只能检测铁磁性的材料,对于奥氏体不锈钢制品则无法开展。且只能在产品表面显示缺陷的长度,缺陷的深度与高度则无法确认。产品检验测试灵敏度主要与磁化方向有关,磁场方向与缺陷方向垂直时,检验测试灵敏度最高,产品缺陷可容易检出,磁场方向与缺陷方向夹角小于45°时,难以发现缺陷,故磁化时,建议采用周向磁化,以便检查紧固件表面所有缺陷。若缺陷埋藏较深,没办法形成漏磁场,则缺陷也无法检出。接触面积过小或者产品接触面不平整,存在弧度时,采用直接通电法磁化时,则会在紧固件表面产生电弧大火,引起烧伤。有剩磁影响的紧固件需要退磁处理。

  磁粉检测时机的选择应依据生产制作的完整过程中可能会导致缺陷或者显现缺陷的工序之后进行。一般会安排在镦制、切削加工或热处理等可能会产生缺陷的工序之后,在进行表面处理之前进行。如果镀层可能会产生电镀氢脆裂纹等表面缺陷,则应在表面处理之后也增加不伤害原有设备的检测工序。方便识别出缺陷产生的加工环节。

  对于紧固件产品,由于存在沟槽等的表面特征以及螺旋凸起的特点,且紧固件批量化制造等因素,一般优先选择荧光磁粉湿连续法检测。此检测的新方法可实现多向磁化,检验测试灵敏度高,检测效率高效。由于紧固件表面清洁程度对于磁粉检测有直接影响,故检测前预处理,需进行超声波清洗,以去除紧固件表面的油污等杂物。以防止表面产生伪缺陷,造成误判以及漏检。

  检测设备开机检测前,由于在静置状态下,荧光磁粉颗粒由于重力作用沉积在液槽底部,启动搅拌泵时,并不能充分把所有的沉淀在液槽底部的磁粉颗粒完全初期不能完全搅动悬浮,上层磁悬液浓度偏低,缺陷显现不明显,检测灵敏度因为显著降低。可在开启搅拌泵前,用搅拌棒等工具深入槽底手工搅动两到三分钟,使得沉积在槽底的荧光磁粉颗粒完全搅动,充分混合在溶液中,此时再开启搅拌泵开始工作,方可保持磁悬液的均匀混合状态,保持磁悬液的浓度一致。保证检测工作的顺利开展。

  磁粉检测开始前,需对于检测灵敏度进行校正。一般利用A型标准试片反扣紧贴在紧固件表面,进行工艺指导书要求的磁粉检测操作,可以通过调整磁化电流强度以及磁悬液浓度的方式,针对标准试片灵敏度显示效果进行调整,要求十字圆环槽型可以清晰显示;从而保证好确认检测设备、磁悬液浓度、磁场强度,操作方法满足工艺指导书的要求。

  由于螺纹或者凹槽等部位容易造成磁粉堆积,造成灵敏度急剧下降,荧光磁粉在黑光灯下显示为规则的黄绿色线条。所有要求检测人员能够准确的识别非相关显示,避免误判。

  磁粉检测对于裂纹等缺陷的最终判断需要依靠检测人员观察完成,检测结果受检测人员个人主观判断影响。因此要求人员技能比较高,检测人员进入暗室后,检测前应至少等候5min,以便适应暗室工作环境。磁粉检测人员应具备符合标准规定的视力要求,注意视力保护,检测时佩戴防护紫外辐射的眼镜,注意工作间隙休息。对于紧固件螺纹部位的检测观察,应从俯视计仰视两个角度检查,避免视线被螺纹凸起部位遮挡,造成螺纹凹槽内缺陷漏检。

  一些安装场合可能对于磁场有要求,特别是一些仪器和仪表等有精度要求的装置。这些场合则需要对于磁粉检测后的紧固件进行退磁处理,以相除剩磁的影响。退磁后,一般采用磁强计对于紧固件进行检测,要去磁场强度在2高斯以内。

  非铁磁性紧固件,例如大量使用的奥氏体不锈钢紧固件,由于无吸附磁粉,无法采用磁粉检测。对于检测其表面开口缺陷,则一般选用渗透检测的方法。紧固件可采用流水线检测工艺与工序,实现批量化检测。紧固件渗透检测优先选用荧光渗透液结合干粉显像剂的检测方法。由于温度对于渗透检测有一定的影响,故制定渗透检测工艺时,需对于渗透时间、滴落时间、清洗时间、干燥时间、显像时间均需要工艺确定。检测实施前,需针对检测灵敏度进行确认,一般选用不锈钢镀铬裂纹试块依据工艺指导书的要求进行全过程测试,要求试块的三点缺陷可清晰显示,方可确定检测设备及操作方法满足工艺指导书的要求。

  渗透检测是利用毛细管原理进行检测的方法。主要检测对象是检测各种表面非空隙固体材料制品的表面开口缺陷。渗透检测不受紧固件的材质、形状、加工工艺、大小等因素影响,特别适用于非铁磁性不锈钢制品的检测。一次操作可以检测过紧固件表面各个部位、各个方向、各种形状的表面开口缺陷,且缺陷显示直观。检测灵敏度较高,可达0.1μm。操作工艺简单,紧固件可实现批量化检测。

  由于渗透检测主要检测的缺陷需存在在产品表面,且为开口的特征。则对于产品表面的外观要求比较高。对于紧固件来,紧固件表面则需要进行清洗清洁处理。若紧固件表面缺陷被污染物堵塞或者经过机械加工(例如抛丸、研磨等)后,开口缺陷被封闭隐藏,检出效率下降,甚至会造成漏检出。渗透检测主要检测集中在紧固件表面进行,可清晰显示出裂纹等缺陷的形状、外貌、数量、分布等信息,但无法显示出缺陷在表面以下的深度或高度,所以无法全面的对于裂纹等缺陷进行合理的评价,见图4。由于螺纹部分难以清洁,容易掩盖缺陷显示,造成假象,影响结果判定。同时,渗透检测对于环境的影响较大。

  对于特殊行业,例如核工业等领域,必须严格控制其中硫、钠、氟、氯等有害金属的含量。同时,用于水洗处理的水溶液,需进行杂质以及温度控制。

  紧固件经渗透检测后,应充分的清洗并烘干,紧固件表面保持金属本色。残余的渗透剂和显像剂若清洗不彻底,后期易造成表面锈蚀的情况,引起紧固件表面质量问题。

  涡流检测利用铁磁线圈在工件中感生的涡流,分析工件内部质量状况的无损检测方法。涡流探伤以交流电磁线圈在紧固件表面感应产生涡流的无损检测技术,它适合导电材料,包括铁磁性和非铁磁性紧固件的缺陷检测。由于涡流探伤在检测时不要求线圈与工件紧密接触,也不用在线圈与工件间充满藕合剂,容易实现检验自动化,检测信号为电信号,可进行数字化处理,便于存储、再现及进行数据比对合处理;能测量紧固件表面覆盖层或非金属涂层厚度。但涡流探伤仅适用于导电材料,只能检测表面或近表面层的缺陷,不便使用形状复杂的异型紧固件,检测深度与检验测试灵敏度是相互矛盾的,对一种材料进行涡流探伤时,须根据材质、表面状态、检验标准作综合考虑,然后再确定检测方案与技术参数;采用穿过式线圈进行涡流探伤时,对缺陷所处圆周上的具置无法判定;旋转探头式涡流探伤可定位,但检测速度较慢。

  众所周知,无损检测工作是确保高端的机械装备零部件和紧固件质量并控制成本的有效方法。国内企业开展无损检测时间较短,由于人员素质参差不齐,对此项工作的实际质量控制与检测的基本要求相比甚远。

  检测工作员在日常开展紧固件无损检测工作时,应将检测中发现的裂纹等缺陷紧固件不合格进行收集整理。这些具有典型意义的不合格品,可作为平常检测工作中最理想的参考试件,有助于对于检测设备综合性能的校验,有助于检测工作员经验的丰富以及综合能力的提高。

  在紧固件制造过程中开展无损检测,可以及时发现过程产生的不合格产品,对于产品质量的控制与提升意义。制造过程中发现的不良对于产品制造成本可以得到有效的控制,提升产品制造工艺水平提供了可靠的依据。

  依据紧固件的特点以及缺陷类型等情况,综合考虑适用性的情况,可以灵活选择无损检测方式与时机,也可以组合使用各种无损检测技术。

  在紧固件原材料的制造与选用过程中,以及紧固件产品服役情况下,同样可以开展无损检测工作。保障整个紧固件产品链的安全与可靠。

  无损检测工作通常需要编写检测工艺规程或者作业指导书。常规的管理模式是针对机械零部件检测方法制定通用检测规程,对于检测工作进行程序化的管理。还有针对每个具体紧固件建立的工艺卡,通常是一件一卡,如果产品形状及检测要求类似,也可多件一卡。单个工件的专用检测要求通常在工艺卡中进行具体规定。

  国内和欧美等地都是采用获取资质证书的方式对检测工作员的能力进行管控,对具备一定工作经验的人员进行专业培训、考核才能获取证书。通过相应考试的人员可以获得相应级别的无损检测工作资质证书。而现今国内无损检测的证书有许多种,可以分为三大类:国家质监局(国家质量监督检验检检疫总局)、行业证书和学会证书。国家质监局作为国家权力机构,不承认任何其他的证书。所有证书一般在取得三级证书前,需要先取得二级证书一定年限以后才能具备考试资格。即使已取得其他得证书多年,只要之前未取得国家质监局的相应证书,也是没有国家质监局三级证考试资格的。

  国内无损检测学会采用的GB/T9445-2008无损检测工作员资格与认证是等同采用ISO9712-2005标准,中国机械工程学会无损检测分会(NDTI CMES)与德国无损检测学会(DGZfP)有互认的协议,在证书上有欧盟无损检测组织的认可标志,为此部分欧美国家企业可以接受中国机械工程学会无损检测分会(NDTI CMES)的证书;但是国家质监局颁发的证书不能被一些欧美国家企业接受。

  国内企业目前对于设备自动检测的认识普遍还停留在实现自动化可以减少人力资源消耗和工作时间,从而提高产能的水平上。但是较大型机械零部件的批量生产一般不是很多,针对工件进行的自动检测的调试需要一定的时间,总体上看不一定会节省时间和费用,因此目前国内大型紧固件厂很少有无损检测自动设备。

  欧洲高端的产品采购商对于自动检测设备更为青睐、例如核电设备、风电设备要求耐高温、耐低温,必须采用自动检测设备进行仔细的检测。这主要基于两个方面的原因。首先是超声波等手工无损检测的工作质量很大程度上依赖于人员素质,手工检测的结果经常因为不同人员的工作质量不同而产生差异。而自动检测更多地依靠检测设备的稳定性,人员因素影响较小。通过检测前后的两次校验,采用自动检测可以完全按照要求检测。再者,随着信息技术的飞速发展,自动化检测技术目前已达到或超过手工检测的水平,甚至可以实现许多人工检测无法实施的功能。如其设备可以将超声波检测的结果全波记录下来,对全波进行B超、C超等显示,以及通过计算机软件对全波分析得到缺陷的定量定位等信息。采购商方面的超声专家还可以依据全波记录对工件的检测结果进行离线分析,提高对不合格品处理意见(如存在的缺陷是否可以在后续机加工过程中去除等)的准确性。由于超声波检测需要复杂的计算过程,对于人员素质要求相对较高,导致目前国内大多数企业对于超声波检测利用较少,也就谈不上检测技术的更新与提升。

  螺丝君此文是为推动无损害地进行检测技术的发展提出的建设性意见,并非国内无损害地进行检测工作或人员的技术水平和经验欠缺,更多的是企业管理的意识和观念问题,把一些现实应用的不足因素描述出来,是希望能引起有关方面足够的重视,为提升产品质量、拓展市场提供一点有益的参考。