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技术研究

机械设备的无损探伤技术及其应用

 
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机械设备的无损探伤技术及其应用:
 

     无损探伤是在不损伤检测对象的前提下,探测其内部或表面的缺陷的现代检测技术。在工业生产中,许多重要设备的原材料、零部件、焊缝等必须进行必要的无损探伤,当确认其内部或表面不存在危险性或非允许缺陷时,才可以使用或运行。无损探伤是检验产品质量、保证产品安全、延长产品寿命的必要的可靠的技术手段。    
     目前用于机器故障诊断的无损探伤方法有很多种,主要包括射线探伤(x射线、y射线、高能x射线、中子射线、质子和电子射线等)、声和超声探伤(声振动、声撞击、超声波脉冲反射、超声共振、超声成像、超声频谱、声发射和电磁超声等)、电学和电磁探伤(电阻法、电位法、涡流法、录磁与漏磁、磁粉法、核磁共振、微波法、巴克豪森效应和夕隙电子发射等)、力学和光学探伤(目视法和内窥法、荧光法、着色法、脆性涂层、光弹性覆膜法、激光全息摄影干涉法、泄漏和应力测试等)、热力学方法(热电动势法、液晶法、红外线热图法等)和化学分析法(电解检测法、激光检测法、离子散射、俄歇电子分析法以及穆斯鲍尔诺等)。现代无损探伤技术还应包括计算机数据和图像处理、图像的硼与合成以及自动化检测技术等。
     在工业生产检验中,目前应用最广泛的无损探伤方法主要是液体渗透法、磁粉探伤法、射线探伤法、超声波探伤法和涡流探伤法。近年来声发射探伤、红外线探伤和激光全息摄影探伤等也得到了迅速的发展和应用。下面侧重介绍超声波、红外线和X射线3种探伤方法。    
     (一)超声波探伤技术    
     超声波探伤是利用超声波探头产生超声波脉冲,超声波射入被检工件后在工件中传播,如果工件内部有缺陷,则一部分入射的超声波在缺陷处被反射,由探头接收并在示波器上表现出来,根据反射波的特点来判断缺陷的部位及其大小。
     在无损探伤中之所以使用频率高的超声波,是因为其指向性好,能形成窄的波束长短,小的缺陷也能很好地反射;距离的分辨能力好,缺陷的分辨率高。    
     (二)红外线探伤技术
     红外线探伤就是基于被测工件的热传导、热扩散或热容量的变化,当物体内部存在着裂纹或气扎—类的缺陷时,将引起这些热性能的改变。一般主要是测定被测工件温度的分布状态,当被测工件在加热或冷却过程中测量到其温度变化的差异,从而判明缺陷的存在。
     实际探伤时,要考虑周围的大气对红夕践辐射的影响。大气中的水、二氧化碳、臭氧等气体对红外线有吸收作用,所以对红女隙辐射的传播有重要影响。红外线技术应用于无损探伤,有其突出的优点:加热和探测设备比较简单,能根据特殊需要设计出合理的检测方案,有广泛的用途,对金属、陶瓷、塑料、橡胶等各种材料中的缺陷,如裂缝、孔洞、异物、气泡、截面变异等,均可方便地进行探查。实践证明,许多用x射线或超声波难以探查的缺陷,用红外线技术却能正确地加以探查。
     (三)x射线挽伤技术    
     射线或电离射线就是指x射线、y射线、p射线、电子射线和中子射线等,它们的种类很多。其中易于穿透物质的有x射线、y射线以及中子射线3种。x射线与Y射线的区别只是发生的方法不同,它们都是波长很短的电磁波,两者的本质是相同的。中子和质子是构成原子核的粒子,质子带正电荷,电子带负电荷,而中子是电中性的。发生核反应时,中子飞出核外、这种中子流叫做中子射线。
     这3种射线都是易于穿透物体的,但是在穿透物体的过程中受到吸收和放射,因此其穿透物体后的强度就小于穿透前的强度。衰减的程度由物体的厚度、物体的材料品种以及射线的种类决定。当厚度相同的板材含有气孔时,有气孔的部分不吸收射线,容易穿透。相反,如果混进容易吸收射线的异物时。这些地方射线就难于穿透。因此将强度均匀的射线照射所检测的物体。使透过的射线在照相放片上感光,把胶片显形后就可以得到与材料内部结构和缺陷相对应的黑度不同的图像,即射线底片。通过对这种底片的观察来检查缺陷的种类、大小、分布状况等。这种检测就叫做射线照相法探伤。这种将透过物体的射线直接在胶片上感光的方法也叫直接照相法。此外还有******法和间接照相法。要溯贼小的缺陷,用直接照相法效果最为理想。
 

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