后处理检测完成后,按需要进行退磁、除去磁粉和防锈处理。进行退磁是因为:如果试件有剩磁就会吸引铁末,这样就可能成为运动中磨损的原因,以致引发故障。退磁时,一边使磁场反向,一边降低磁场强度。退磁有直流法和交流法两种。19.4.3磁粉检测的特点与适用范围磁粉检测适用于检测钢铁材料的裂纹等表面缺陷,如铸件、锻件、焊缝和机械加工的零件等的表面缺陷。其特征如下:(1)特别适宜检测钢铁等强磁性材料的表面缺陷;(2)对于在表面没有开口但深度很浅的裂纹也可以探测出来;(3)不适用奥氏体不锈钢那样的非磁性材料;(4)能知道缺陷的位置和表面的长度,但不能知道缺陷的深度。此外,对内部缺陷的检测还有困难。19.5渗透检测 19.5.1渗透检测的简单原理渗透检测是用黄绿色的荧光渗透液或者红色的着色渗透液来显示放大了的缺陷图象的痕迹,从而能够用肉眼检查出试件表面的开口缺陷的一种检测方法。步骤如下:渗透——将试件浸渍于渗透液中或者用喷雾器或刷子等工具把渗透液涂在试件表面,如果试件表面有缺陷,则渗透液就会渗入缺陷;清洗——待渗透液充分渗透后,用水或清洗剂把试件表面的渗透液洗掉;显象——把用显象材料调匀在水或溶剂中制成的显象剂或者把微细粉末状的显象材料涂敷在试件表面上,残留在缺陷中的渗透液就会被显象剂吸出,到表面上形成放大的黄绿色荧光或者红色的显示痕迹;观察。此外,为使渗透容易进行,有时还要进行预处理;为了进行显象,有时还要进行干燥处理;为了使渗透液容易洗掉,对某些渗透液有时还要作乳化等处理。19.5.2渗透检测法的种类根据渗透液的不同色调,渗透检测大致可分为:荧光渗透检测法和着色渗透检测法两种。荧光渗透检测法:是采用含荧光材料的渗透液进行检测,它用波长为360±30nm的紫外线进行照射,使缺陷显示痕迹发出黄绿色的光线,观察必须在暗室中采用紫外线灯进行。着色渗透检测法:是采用含红色染料的渗透液进行检测的,它在自然光或在白光下可以观察出红色的缺陷痕迹。与荧光渗透法相比,着色渗透检测法受场所、电源和检测装置等条件的限制较小。根据清洗渗透液形式的不同可分为:水洗型渗透检测法、后乳化型渗透检测法和溶剂去除型渗透检测法三种。水洗型渗透液可以直接用水清洗干净;后乳化型渗透液因渗透液本身用水洗不掉,要把乳化剂加到试件表面的渗透液上以后,再用水洗净;溶剂去除型渗透检测法所用的渗透液要用有机溶剂进行清洗去除。显象法有湿式显象、快干式显象、干式显象和无显象剂式显象四种。湿式显象法是把白色微细粉末状的显象材料调匀在水中作为湿式显象剂的一种方法,把试件浸渍在显象剂中或者用喷雾器把显象剂喷在试件上,当显象剂干燥时,在试件表面就形成白色显象薄膜,由白色显象薄膜吸出缺陷中的渗透液而形成显示痕迹。这种方法适用于对大批量试件的检测,其中水洗型荧光渗透检测法用得较多。但须注意,缺陷显示痕迹会扩散,故随着时间的推移,其大小和形状都会发生变化。快干式显象法是把白色微细粉末状的显象材料调匀在高挥发性的有机溶剂中,作为快干式显象剂的一种方法。本方法的操作极为简单,在溶剂去除型荧光或着色渗透检测法中用得较多。与湿式显象法相同,快干式显象法的缺点是显示痕迹也会因扩散而发生变化。干式显象法是直接使用干燥的白色微细粉末状显象材料作为显象剂的一种方法。把试件放在显象剂中或者把试件放在显象装置中再用喷粉的办法来涂敷显象剂,使显象剂附着在试件表面,从缺陷中吸出渗透液而在表面形成固定的显示痕迹。用这种方法,缺陷部位所附着的显象剂粒子全都附在渗透剂上,而没有渗透剂的部分就不附着显象剂。因此,痕迹不会随着时间的推移而发生扩散,从而能显示出鲜明的图象,因此可用于要求获得与缺陷大小相接近的痕迹的检测。无显象剂式显象法是在清洗处理之后,不使用显象剂来形成缺陷显示痕迹的一种方法。它在荧光辉度高的水洗型荧光渗透检测法中、或者在把试件加交变应力的同时检测缺陷显示痕迹等方法中使用。这种方法与干式显象法相同,其缺陷显示痕迹也不会扩散。本方法不能用于着色渗透检测法。19.5.3渗透检测的特点和适用范围渗透检测的特点:(1)渗透法的最小检出尺寸即灵敏度取决于检测剂的性能、检测方法、检测操作和试件表面光洁度等因素,一般约为深20μm、宽1μm;此外,在荧光渗透检测时,若使用荧光辉度高的渗透液,在检测的同时在试件上加交变应力,可进一步提高检测的灵敏度;(2)检测效率高。对于形状复杂的试件或在试件上同时存在有多个缺陷时,也只需一次检测操作即可完成;(3)适用范围广。只要是表面缺陷,则检测一般不受试件材料的种类及其外形轮廓的限制;(4)设备简单,不需用大型设备;(5)检测结果受试件表面光洁度的影响,同时还受检测操作人员技术水平的影响;(6)对多孔性材料的检测仍很困难;各种渗透检测方法的适用范围如表7-5所示19.6涡流检测19.6.1涡流检测的简单原理当把一个通有交流电的线圈靠近某一导体时,由于电磁耦合作用,将会在导体中发生电涡流。此电涡流又反过来作用于原线圈而使其电磁特性(等效阻抗、等效电感和品质因素)发生改变,其变化情况与导体的种类(μ、ρ)、形状以及材质均匀度等因素有关,同时还与线圈与导体之间的相对距离和线圈本身的特性有关。当固定后两者不变时,则线圈电磁特性的变化就反应了导体性质的变化,这样,通过检测线圈的电磁特性的变化,即可获得关于被检试件的材质均匀性以及缺陷的种类、形状和大小等方面的信息。19.6.2涡流检测的特点与适用范围电涡流检测具有如下的特征:(1)检测结果可以直接以电信号输出,故可用于自动化检测;(2)由于实行非接触式检测,所以检测速度很快;(3)适用范围较广,除可用于检测缺陷外,还可用于检测材质的变化、形状与尺寸的变化等;(4)对形状复杂的试件检测有困难;(5)对表面下较深部位的缺陷检测困难;(6)除检测项目外,试件材料的其他因素一般也会引起输出的变化,成为干扰信号;(7)难以直接从检测所得的显示信号来判别缺陷的种类。由以上涡流检测的原理及其特性可知,涡流检测适用于由钢铁、有色金属以及石墨等导电材料所制成的试件,而不适用于玻璃、石头和合成树脂等非导电材料的检测。从检测对象来说,电涡流方法适用于如下项目:(1)缺陷检测:检测试件表面或近表面的内部缺陷;(2)材质检查:检测金属的种类、成分、热处理状态等变化;________________66________________7019.1常见缺陷的分类描述无损检测主要是对材料或零件中缺陷的检测。不同的缺陷种类有不同的最适应的检测方法与之对应,为更好地应用无损检测技术,首先必须对材料或零件中常见的缺陷现象有较全面而深入的了解。19.1.1铸件中常见的缺陷现象气孔、缩孔与缩松、夹砂与夹渣以及裂纹等。⒈气孔铸件中的气孔是由于熔化的金属在凝固时,产生的气体来不及逸出而在金属表面或内部产生的圆孔。其中,直径小于2-3mm的叫针孔,直径大于3mm的叫气孔。⒉缩孔与缩松金属在凝固时,由于收缩而产生的缺陷。缩孔是因金属熔融液不能充分补充到最终凝固部位而产生的较大的空洞。它可能发生在铸件的表面,也可能存在于铸件的内部,其形状也千变万化,但大多是内表面粗糙而呈树枝状的结晶。缩松是铸件中的多孔疏松部分,或密集的小气孔群。⒊夹砂与夹渣夹砂是浇铸时由于型砂受铸液的冲击掺入铸件内部而形成的缺陷,它多半发生在大型铸件和用括板造型的铸件上。夹渣是浇铸时由于浇铸液中的溶渣没有与浇铸液分离开而进入铸件形成的。⒋裂纹裂纹是由于铸件各部分的冷却速度不均匀而产生的残余应力超过铸件材料的断裂强度时而产生的一类缺陷。根据其发生的温度不同而分为热裂纹和冷裂纹两种,它们可能发生于铸件的表面,也可能存在于铸件内部,是铸件中最需注意的一类缺陷。⒌冷隔和浇不足主要是由于浇铸温度太低,金属熔液在铸模中不能充分流动而造成的一类缺陷。发生在铸件表面的叫冷隔,因金属熔液未流入而形成缺口的地方叫浇不足。⒍熔敷不良产生的缺陷是型芯的支撑物遗留在铸件内,或为增加凝固速度所用的冷铁或内冷铁附着遗留于铸件上而形成的缺陷。⒎白点(发裂)是钢中主要因氢的析出而引起的缺陷。因其在纵向断面上呈近似圆形或椭圆形的银白色(有时也为灰色)斑点,故称白点。在横断面宏观磨片上,腐蚀后则呈现为毛细裂纹,故又称发裂。(3)尺寸检测:检测试件的尺寸、涂膜厚度、腐蚀状况和变形等;(4)形状检测:检测试件形状的变化情况。19.7声发射检测1950年德国科学家Kaiser发现了材料的声发射现象,人们对声发射技术的研究热潮先后传遍美国、日本和欧洲一些国家,我国对声发射的研究起步于1973年,并首先就着眼于应用研究。几十年来,声发射技术已经在压力容器的安全性检测与评价、焊接过程的监控和焊缝焊后的完整性检测、核反应堆的安全性监测以及断裂力学研究等诸多领域都取得了重要进展,部分研究已进入工业实用化阶段,成为无损检测技术体系中的一个极其重要的组成部分。19.7.1声发射检测的基本原理
后处理
检测完成后,按需要进行退磁、除去磁粉和防锈处理。进行退磁是因为:如果试件有剩磁就会吸引铁末,这样就可能成为运动中磨损的原因,以致引发故障。退磁时,一边使磁场反向,一边降低磁场强度。退磁有直流法和交流法两种。
19.4.3磁粉检测的特点与适用范围
磁粉检测适用于检测钢铁材料的裂纹等表面缺陷,如铸件、锻件、焊缝和机械加工的零件等的表面缺陷。其特征如下:
(1)特别适宜检测钢铁等强磁性材料的表面缺陷;
(2)对于在表面没有开口但深度很浅的裂纹也可以探测出来;
(3)不适用奥氏体不锈钢那样的非磁性材料;
(4)能知道缺陷的位置和表面的长度,但不能知道缺陷的深度。此外,对内部缺陷的检测还有困难。
19.5渗透检测
19.5.1渗透检测的简单原理
渗透检测是用黄绿色的荧光渗透液或者红色的着色渗透液来显示放大了的缺陷图象的痕迹,从而能够用肉眼检查出试件表面的开口缺陷的一种检测方法。步骤如下:
渗透——将试件浸渍于渗透液中或者用喷雾器或刷子等工具把渗透液涂在试件表面,如果试件表面有缺陷,则渗透液就会渗入缺陷;
清洗——待渗透液充分渗透后,用水或清洗剂把试件表面的渗透液洗掉;
显象——把用显象材料调匀在水或溶剂中制成的显象剂或者把微细粉末状的显象材料涂敷在试件表面上,残留在缺陷中的渗透液就会被显象剂吸出,到表面上形成放大的黄绿色荧光或者红色的显示痕迹;
观察。
此外,为使渗透容易进行,有时还要进行预处理;为了进行显象,有时还要进行干燥处理;为了使渗透液容易洗掉,对某些渗透液有时还要作乳化等处理。
19.5.2渗透检测法的种类
根据渗透液的不同色调,渗透检测大致可分为:荧光渗透检测法和着色渗透检测法两种。
荧光渗透检测法:是采用含荧光材料的渗透液进行检测,它用波长为360±30nm的紫外线进行照射,使缺陷显示痕迹发出黄绿色的光线,观察必须在暗室中采用紫外线灯进行。
着色渗透检测法:是采用含红色染料的渗透液进行检测的,它在自然光或在白光下可以观察出红色的缺陷痕迹。与荧光渗透法相比,着色渗透检测法受场所、电源和检测装置等条件的限制较小。
根据清洗渗透液形式的不同可分为:水洗型渗透检测法、后乳化型渗透检测法和溶剂去除型渗透检测法三种。
水洗型渗透液可以直接用水清洗干净;
后乳化型渗透液因渗透液本身用水洗不掉,要把乳化剂加到试件表面的渗透液上以后,再用水洗净;
溶剂去除型渗透检测法所用的渗透液要用有机溶剂进行清洗去除。
显象法有湿式显象、快干式显象、干式显象和无显象剂式显象四种。
湿式显象法是把白色微细粉末状的显象材料调匀在水中作为湿式显象剂的一种方法,把试件浸渍在显象剂中或者用喷雾器把显象剂喷在试件上,当显象剂干燥时,在试件表面就形成白色显象薄膜,由白色显象薄膜吸出缺陷中的渗透液而形成显示痕迹。这种方法适用于对大批量试件的检测,其中水洗型荧光渗透检测法用得较多。但须注意,缺陷显示痕迹会扩散,故随着时间的推移,其大小和形状都会发生变化。
快干式显象法是把白色微细粉末状的显象材料调匀在高挥发性的有机溶剂中,作为快干式显象剂的一种方法。本方法的操作极为简单,在溶剂去除型荧光或着色渗透检测法中用得较多。与湿式显象法相同,快干式显象法的缺点是显示痕迹也会因扩散而发生变化。
干式显象法是直接使用干燥的白色微细粉末状显象材料作为显象剂的一种方法。把试件放在显象剂中或者把试件放在显象装置中再用喷粉的办法来涂敷显象剂,使显象剂附着在试件表面,从缺陷中吸出渗透液而在表面形成固定的显示痕迹。用这种方法,缺陷部位所附着的显象剂粒子全都附在渗透剂上,而没有渗透剂的部分就不附着显象剂。因此,痕迹不会随着时间的推移而发生扩散,从而能显示出鲜明的图象,因此可用于要求获得与缺陷大小相接近的痕迹的检测。
无显象剂式显象法是在清洗处理之后,不使用显象剂来形成缺陷显示痕迹的一种方法。它在荧光辉度高的水洗型荧光渗透检测法中、或者在把试件加交变应力的同时检测缺陷显示痕迹等方法中使用。这种方法与干式显象法相同,其缺陷显示痕迹也不会扩散。本方法不能用于着色渗透检测法。
19.5.3渗透检测的特点和适用范围
渗透检测的特点:
(1)渗透法的最小检出尺寸即灵敏度取决于检测剂的性能、检测方法、检测操作和试件表面光洁度等因素,一般约为深20μm、宽1μm;此外,在荧光渗透检测时,若使用荧光辉度高的渗透液,在检测的同时在试件上加交变应力,可进一步提高检测的灵敏度;
(2)检测效率高。对于形状复杂的试件或在试件上同时存在有多个缺陷时,也只需一次检测操作即可完成;
(3)适用范围广。只要是表面缺陷,则检测一般不受试件材料的种类及其外形轮廓的限制;
(4)设备简单,不需用大型设备;
(5)检测结果受试件表面光洁度的影响,同时还受检测操作人员技术水平的影响;
(6)对多孔性材料的检测仍很困难;
各种渗透检测方法的适用范围如表7-5所示
19.6涡流检测
19.6.1涡流检测的简单原理
当把一个通有交流电的线圈靠近某一导体时,由于电磁耦合作用,将会在导体中发生电涡流。此电涡流又反过来作用于原线圈而使其电磁特性(等效阻抗、等效电感和品质因素)发生改变,其变化情况与导体的种类(μ、ρ)、形状以及材质均匀度等因素有关,同时还与线圈与导体之间的相对距离和线圈本身的特性有关。
当固定后两者不变时,则线圈电磁特性的变化就反应了导体性质的变化,这样,通过检测线圈的电磁特性的变化,即可获得关于被检试件的材质均匀性以及缺陷的种类、形状和大小等方面的信息。
19.6.2涡流检测的特点与适用范围
电涡流检测具有如下的特征:
(1)检测结果可以直接以电信号输出,故可用于自动化检测;
(2)由于实行非接触式检测,所以检测速度很快;
(3)适用范围较广,除可用于检测缺陷外,还可用于检测材质的变化、形状与尺寸的变化等;
(4)对形状复杂的试件检测有困难;
(5)对表面下较深部位的缺陷检测困难;
(6)除检测项目外,试件材料的其他因素一般也会引起输出的变化,成为干扰信号;
(7)难以直接从检测所得的显示信号来判别缺陷的种类。
由以上涡流检测的原理及其特性可知,涡流检测适用于由钢铁、有色金属以及石墨等导电材料所制成的试件,而不适用于玻璃、石头和合成树脂等非导电材料的检测。
从检测对象来说,电涡流方法适用于如下项目:
(1)缺陷检测:检测试件表面或近表面的内部缺陷;
(2)材质检查:检测金属的种类、成分、热处理状态等变化;
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19.1常见缺陷的分类描述
无损检测主要是对材料或零件中缺陷的检测。不同的缺陷种类有不同的最适应的检测方法与之对应,为更好地应用无损检测技术,首先必须对材料或零件中常见的缺陷现象有较全面而深入的了解。
19.1.1铸件中常见的缺陷现象
气孔、缩孔与缩松、夹砂与夹渣以及裂纹等。
⒈气孔
铸件中的气孔是由于熔化的金属在凝固时,产生的气体来不及逸出而在金属表面或内部产生的圆孔。其中,直径小于2-3mm的叫针孔,直径大于3mm的叫气孔。
⒉缩孔与缩松
金属在凝固时,由于收缩而产生的缺陷。缩孔是因金属熔融液不能充分补充到最终凝固部位而产生的较大的空洞。它可能发生在铸件的表面,也可能存在于铸件的内部,其形状也千变万化,但大多是内表面粗糙而呈树枝状的结晶。缩松是铸件中的多孔疏松部分,或密集的小气孔群。
⒊夹砂与夹渣
夹砂是浇铸时由于型砂受铸液的冲击掺入铸件内部而形成的缺陷,它多半发生在大型铸件和用括板造型的铸件上。
夹渣是浇铸时由于浇铸液中的溶渣没有与浇铸液分离开而进入铸件形成的。
⒋裂纹
裂纹是由于铸件各部分的冷却速度不均匀而产生的残余应力超过铸件材料的断裂强度时而产生的一类缺陷。
根据其发生的温度不同而分为热裂纹和冷裂纹两种,它们可能发生于铸件的表面,也可能存在于铸件内部,是铸件中最需注意的一类缺陷。
⒌冷隔和浇不足
主要是由于浇铸温度太低,金属熔液在铸模中不能充分流动而造成的一类缺陷。发生在铸件表面的叫冷隔,因金属熔液未流入而形成缺口的地方叫浇不足。
⒍熔敷不良产生的缺陷
是型芯的支撑物遗留在铸件内,或为增加凝固速度所用的冷铁或内冷铁附着遗留于铸件上而形成的缺陷。
⒎白点(发裂)
是钢中主要因氢的析出而引起的缺陷。因其在纵向断面上呈近似圆形或椭圆形的银白色(有时也为灰色)斑点,故称白点。在横断面宏观磨片上,腐蚀后则呈现为毛细裂纹,故又称发裂。
(3)尺寸检测:检测试件的尺寸、涂膜厚度、腐蚀状况和变形等;
(4)形状检测:检测试件形状的变化情况。
19.7声发射检测
1950年德国科学家Kaiser发现了材料的声发射现象,人们对声发射技术的研究热潮先后传遍美国、日本和欧洲一些国家,我国对声发射的研究起步于1973年,并首先就着眼于应用研究。几十年来,声发射技术已经在压力容器的安全性检测与评价、焊接过程的监控和焊缝焊后的完整性检测、核反应堆的安全性监测以及断裂力学研究等诸多领域都取得了重要进展,部分研究已进入工业实用化阶段,成为无损检测技术体系中的一个极其重要的组成部分。
19.7.1声发射检测的基本原理
题目解答
答案
19.8.1 内部缺陷的检测 19.8.2 表层缺陷的检测
解析
题目主要围绕磁粉检测、渗透检测、涡流检测、声发射检测等无损检测方法的原理、特点、适用范围,以及铸件常见缺陷等内容展开。但未明确具体题目,仅给出“这道题的答案是:19.8.1 内部缺陷的检测 19.8.2 表层缺陷的检测”,推测可能是关于某种检测方法对不同缺陷检测的分类相关问题。