无损检测在铸铁产品质量控制中的应用

发表时间:2020/12/23   来源:《科学与技术》2020年24期   作者:申红宇
[导读] 无损检测是指在不损伤试件的前提下,由具有相应资格和一定能力水平的检测人员,
        申红宇
        四川宜宾普什联动科技有限公司检测中心  644000
        摘要:无损检测是指在不损伤试件的前提下,由具有相应资格和一定能力水平的检测人员,借助可靠的检测仪器设备和材料,采用正确的检测方法和工艺,对被检试件内部或表面缺陷进行检查和测试的方法。经济全球化不断深化,企业越来越注重培育和发挥自身核心能力,产品质量的好坏是企业核心能力的重要组成部分。而质量是指产品满足社会生产和消费需要的程度,同时质量含义的另一个范畴是指产品使用价值与价值的统一。因此,由于客户的差异,不同的产品会有不同的质量特性要求;同一产品的用途不同,其质量特性要求也会有所不同。铸铁产品由于形状复杂,各处厚度相差较大,在浇注过程中,因溶液的冷却速度不同,易产生气孔、夹渣、缩孔和疏松之类的缺陷,铸造过程中的质量控制,检测手段和方法的选择至关重要。
关键词:无损检测;超声波;磁粉;铸铁
一、引言
        经济全球化不断深化,企业越来越注重培育和发挥自身核心能力,产品质量的好坏是企业核心能力的重要组成部分。而质量是指产品满足社会生产和消费需要的程度,同时质量含义的另一个范畴是指产品使用价值与价值的统一。因此,由于客户的差异,不同的产品会有不同的质量特性要求;同一产品的用途不同,其质量特性要求也会有所不同。铸件实物质量主要分为外部质量和内部质量,内部质量包括力学性能、化学成分、金相组织、耐振试验及内部缺陷等。前四个内容都必须通过破坏性测试加以验证,产品的内部缺陷则需要使用无损检测来进行把关和验证。铸铁产品由于形状复杂,各处厚度相差较大,在浇注过程中,因溶液的冷却速度不同,易产生气孔、夹渣、缩孔和疏松等各种缺陷,
二、正文
(一)无损检测的定义及种类
        无损检测是指在不损伤试件的前提下,由具有相应资格和一定能力水平的检测人员,借助可靠的检测仪器设备和材料,采用正确的检测方法和工艺,对被检试件内部或表面缺陷进行检查和测试的方法。
        生产社会化的不断发展,生产活动分工越来越细,检测专业化程度越来越强。目前用于工业的较成熟方法有射线检测、超声波检测、声发射检测、超声波时差衍射法检测、相控阵检测、热成像检测、涡流检测、渗透检测、泄露检测、磁粉检测等三十余种。铸铁产品由于形状复杂,各处厚度相差较大,智能化无损检测的可实施性较差,基本还是依靠人工检测,在铸造生产中应用最多的还是传统的五大无损检测方法:射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测和目视检测。
(二)无损检测在产品质量控制中的作用
1、鉴别功能
    根据技术标准、产品图样、作业(工艺)规程或订货合同的规定,选用相应的无损检测方法观察、试验、测量产品的质量特性,判定产品质量是否符合规定的要求,这是无损检测的鉴别功能。鉴别是把关的前提,鉴别是判断产品质量是否合格,不进行鉴别就不能确定产品的质量状况,也就难以实现质量把关。鉴别应由专职无损检测人员完成。
2、把关功能    
    质量把关是无损检测最重要、最基本的功能。

产品质量受人、机、料、法、测、环等多种因素影响存在波动,因此,必须通过可靠的无损检测手段,剔除不合格品并予以隔离,实现不合格的原材料不投产,不合格的产品组成部分及中间产品不转序、不放行,不合格的成品不交付(销售、使用),严把质量关,实现把关功能。
3、预防功能
    无损检测的预防作用体现在以下几个方面:
    1)通过无损检测验证过程是否受控,再进一步使用控制图有效控制过程来起预防作用。
    2)通过过程(工序)作业的首检与巡检起预防作用。
    3)通过对原材料和外购件的进货检验、对中间产品的无损检测,应用统计方法对检验数据分析,既起把关作用,又起预防作用。
4、报告功能
    为了使相关的管理部门及时掌握产品实现过程中的质量状况,评价和分析质量控制的有效性,把无损检测获取的数据和信息,经汇总、整理、分析后写成报告,为质量控制、质量改进、质量考核以及管理层进行质量决策提供重要信息和依据。
(三)各种无损检测方法的应用特点
1、射线检测 可用于对铸造和焊接工艺缺陷的检测,进行在线实时的非接触测厚,机场车站等对物品的结构和尺寸进行测定,以及对特殊技术的动态过程研究。其优点是检测结果可以直观显示并长期保存;适用于各种材料的检测,对体积性缺陷的检测灵敏度最高。局限在于射线检测的成本高,必须考虑安全防护;对裂纹类型的缺陷检出有方向性的受限。
2、超声波检测 尤其擅长测定工程材料结构的完整性;可检出不连续性,进行厚度车辆及弹性模数测定;可对金相组织进行研究,评价工艺变量对产品的影响。其优点是高灵敏度、穿透能力强,可检极厚部件,且微小不连续性的检出率高;定位准确,可实现快速自动检测。但产品的几何形状(尺寸、外形、表面粗糙度、复杂性及不连续性取向)不合适以及不良的内部组织(晶粒尺寸、结构孔隙、夹杂物等)会影响超声波的可检测性。
3、磁粉检测 磁粉检测能揭示铁磁性材料表面及近表面的,包括尺寸甚小或间隙极窄的肉眼难以看出的不连续。磁痕形成于备检表面的不连续之上,因而可以显示不连续的位置和大致的尺寸。其缺点在于检测能力取决于不连续的宽深比和形状等因素,有一定限度。也不能用于非磁性材料的检测。
4、渗透检测 仅能检测那些位于产品表面上的非连续货表面开口的缺陷。其优势在于可检测非磁性金属或非金属材料(如塑料和陶瓷);可检测由于产品本身几何形状特殊而不易被发现或掩盖的表面缺陷指示;可用于现场无电源或使用电源会有危险的野外检测。同时渗透检测对铝锻件的锻造折皱和叶片径面的微小裂纹的检出率高。
5、目视检查 通常需要附加特殊光学器械,对产品的内外表面或外观进行观察。其优点是适用于各种范围不明确的材料检测;可对产品表面的镀层、膜、涂层进行检测;适用于所有形式的无损检测和试验配合使用。但一般受接近、接触或制备探测和产品的限制。
三、结语
        无损检测已成为企业研发、设计和生产制造中越来越有效的重要保证因素。应用无损检测技术,可在质量控制中揭示或推断深埋于材料内部的缺陷,减少故障成本。可在铸件的质量控制中做如下运用:
1、分选淘汰有缺陷的原材料,对重要原材料进行入厂质量控制。
2、对加工部位进行检测,检出加工过程中会暴露的缺陷,减少深加工中所耗工时和经费。
3、对同一产品加工前后的检测结果进行比对分析,为制造工艺改进提供数据支持。
4、对工厂设备进行周期性在役检测,在失效前及时发现缺陷,以确保员工的安全。
5、通过成品最终的无损检验把关产品质量,确保公众安全,避免企业发生高昂的质量损失费用。
6、经济地获得产品质量的信息。
7、在设备大修期间确定部件的完整性,以确保机器或结构件连续的安全运行。
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