机械焊接结构中无损检测技术的应用分析

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年第6期   作者:邱旭勋
[导读] 无损检测技术以其非破坏性的特点,且能对检测对象进行100%的全面检测

         摘要:无损检测技术以其非破坏性的特点,且能对检测对象进行100%的全面检测,被广泛应用于机械焊接结构的检测当中。本文分析了无损检测技术的优势,并具体介绍了超声波检测技术、射线无损检测技术、全息探测检测技术、电磁检测技术、渗透检测技术等五种常用的无损检测技术,通过阐述五种常用无损检测技术的优劣,希望能够为检测机械焊接结构的具体操作提供参考意见。
         关键词:无损检测技术;机械焊接结构;金属应用
         随着金属的应用,焊接技术也应运而生。焊接是利用高温、高压或两个同在的情情境,促使同性或异性的两工件之间产生原子间结合的一种连接方式和加工工艺。现代工业发展迅猛,科学技术进步显著,焊接技术不断进改良。其中就包括焊接质量的检测技术。破坏性的检测技术和非破坏性的检测技术是当前机械焊接主要两项检测技术。无损检测技术属于非破坏性检测,它以不损坏试件为前提,充分利用物质的光、声、磁和电等,借助先进仪器设备和技术,检测试件内部、试件的表面结构、试件的状态及性质的方法。由于它具有非破坏性的特点,且能100% 全面检测出检测对象,并能对原材料、加工、装配成品及服役设备进行全程性检测,优势明显,成为当前应用最广、技术最先进的检测技术。
一、机械焊接结构中无损检测技术的优势
(一)对试件本身的伤害较小
         以往通常的检测是依靠检测人员的经验,利用传统检测
工具进行检测。这样的检测很难保证检测效果,还会严重损害焊接结构本身,给试件的后续使用造成影响,工作反复的事情常有发生。这极大的阻碍了工作的效率。新型无损检测技术的成本低廉,操作简单方便,而具备先进的技术,极大的提高了测量的精准度。更重要的是,无损检测技术几乎不会造成对焊接结构本身的伤害或者伤害极小,为产品的质量提供了可靠的保证。
 (二)安全使用有保障,使用寿命长
         从大量的设备损害经验可知,机械设备之所以损坏,其部分原因是没有及时检测出最开始的轻微损耗没,使得损害越来越深,日积月累,导致设备使用困难,且损耗难以修复,最后使得设备无法正常使用。无损检测技术的操作简便,也对检测对象的使用性能没有损害,并且能对制造用的原材料、各中间的工艺环节、
最终形成的产品进行全过程的检测。此外,它也可以用于检测服役中的设备。因此,无损检测技术非常适合用于定期检测机械设备的焊接点。通过定期检测,可以帮助人们尽早发现设备焊接点中的早期缺陷,并且能够检测缺陷的发展程度,进一步确定缺陷的尺寸、方位、形状,以便选用适当的方法进行修复。这可以在很大程度上保障设备的使用安全,也能延长使用寿命,节约经济成本。
二、机械焊接结构中无损检测技术的应用
无损检测技术包含多种多样,他们都有各自的特点和使用特性,在焊接结构中要选择适宜的方法,提供无损检测技术的利用程度。
(一)超声波检测技术
         这种技术主要利用声波能在均匀金属内以恒定的速率进行传播的特性,检测出机械焊接结构的内部缺陷。一旦检测到声音传播速度发生改变,即可确认该
段焊接结构的内部存在缺陷。在实际应用过程中,通常使用发射频率高达 20
000Hz 的超声波发射装置,并分析接收端的接收时间及接受的声波波形进一步,了解缺陷发生在机械焊接结构中的哪一具体位置以及缺陷的类别。 超声波检测技术具有灵敏度极高的检测性能,且装置操作简便,对人体几乎没有危害性, 使用成本较低,被广泛应用于机械焊接结构检测的各个领域中。


(二) 射线无损检测技术
         这种技术主要用于探测机械焊接结构的内部缺陷。它利用射线穿透性强但衰减效果弱等特性,让金属焊体接受发射射线族的照射,从而实现扫描其内部结构的目的。扫描成像的结果会自动传输到计算机上,工作人员利用有关软件分析丞相结果,确定具体的金属内部缺陷。射线无损检测技术的优点是射线照射能全面进行扫描,能够将金属内部的任何缺陷全部显示出来。但在实际使用中,金属体的大小、形状和结构存在个性化的差异,以及受到金属体宏观缺陷的干扰,有时扫描结果的图像难以让人满意。此外,由于射线能对人体造成伤害,工作人员需要穿着专业的服饰才能完成现场操作。即使这样,射线仍然会对人产生危险,所以如果不是对焊接有极高的要求,不会使用该种技术。
(三)全息探测检测技术
这种检测技术是全息成像技术在机械焊接结构检测中的应用。它主要应用于检测焊接结构的宏观缺陷和内部缺陷。全息探测检测技术通过利用激光、射线、声学等技术设备,能够对金属结构表面、金属的内部结构进行全方位的检测,同时能形象立体的呈现出表面及内部的金属焊料的分布状况。工作人员通过分析这些具有高清晰度和较强的可信性的图像,就能够定位缺陷的部位和了解具体的缺陷情况,以此定制出修复方案。但相较于其他的检测技术,全息成像设备成本较高,它的相关技术还有待发展,因此它还未广泛应用在检测领域中。但人们
看到了全息成像的高科学含量,以及极强的图像的还原度,可以预想未来,随着技术的进步,它会成为机械结构缺陷检测的主要技术发展方向。
(四)电磁检测技术
          这类技术包括了磁粉检测、漏磁检测、涡流检测等方法。磁粉检测和涡
流检测多应用于实际的检测中。其中,磁粉检测只应用于铁磁性的材料,它通过磁化检测试件,一旦检测到结构内部出现缺陷,缺陷处的磁场分布就会产生畸变,形生漏磁场。在适当的光照下就可以看到磁痕,进一步可以看到不连续性的大小、位置、形状和严重程度。在实际应用中,首先在结构内部撒入磁粉,检测磁粉
的位置以及发生漏磁场的作用、大小,为判断缺陷位置、缺陷类别及损害程度奠定基础。磁粉检测技术的成本较低,且操作也非常便利,是一种广泛使用的检测技术。涡流检测技术以电磁感应为原理,将一个连通了交流电的线圈放置到结构内部,如果焊接结构无缺陷,通过线圈的电流将保持恒定,但有缺陷时,缺陷产生的漏磁场就会作用于线圈,产生涡流,使线圈的电流大小有所改变。通过检测涡流的相位、大小及流动进程,可以判断缺陷的类别及严重程度。这种技术的操作也十分方便且具有较高的可靠性,同时能提取多样且具体的信息,被广泛应用机械焊接结构检测领域中。
(五)渗透检测技术
这种技术的主要原理是毛细管现象。在具体的实际操作中,在检测结构的表面喷涂渗透液,然后将完整表面的喷涂液刮去,再将显现剂喷涂在其表面,这时,这种液体就能显示出残留在结构表面的渗透液。通常情况下,残留的渗 透液只会在留在结构缺陷中,因此,有残留渗透液的地方就代表了缺陷的位置和其程度、状态。渗透检测技术操作方便,能直观显示缺陷,且具有较高的灵敏度。但这一方法也存在明显不足,首先,渗透液和显现剂具有较高的成本。其次,要对结构进行涂刷才能检测,加大了人工的工作量。再次,这种技术虽然能检测裂纹性缺陷,但对其他缺陷,如凸起性缺陷的检测效果不佳。
三、结语
         综上所述,随着工业化的发展,无损检测方法已成为机械焊接结构中的主要检测方法。本文主要介绍了超声波检测技术、射线无损检测技术、全息探测检测技术、电磁检测技术、渗透检测技术等五种常用的无损检测技术,它们可有利弊。随着科学技术的发展及无损检测方法的改进,除了上述常用的检测方法外,一些新兴的无损检测技术也相继出现。在具体的实操检测中,要结合检测的目的、焊接产品的类型等等,综合进行考虑。对于那些特别重要的焊接结构,则可以使用两种或多种无损检测方法,综合考虑检测结果。
参考文献
[1] 庞聪 . 试论金属材料焊接中超声无损检测技术的应用[J]. 世界有色金属,2017(11):258–259.
[2] 张正磊 . 浅谈机械焊接结构的无损检测技术 [J]. 工程技术: 引文
版 ,2017(02):238.
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