黃建明實戰(zhàn)案例專欄 | 【案列23】超聲波檢測軸類零件的步驟

來源:http://www.ly-ndt.com/21162.html
發(fā)布日期:2022-09-29 15:10

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實戰(zhàn)案例專欄 /   案例23

類零件是指火車、電車、鋼纜卷筒、齒輪箱、馬達、船尾軸以及用軸做成的傳動輪軸等,當裂紋源頭的位置確定后,如果可以完全拆卸時,可用多種NDT方法全面檢測;


表面裂紋可用磁粉和滲透檢測法,內(nèi)部的裂紋則可用射線和超聲波檢測。


如何確定疲勞裂紋的源頭,請參考我另一篇文章「尋找疲勞裂紋源頭的分析步驟」。


在不能拆卸或只能局部拆卸的情況下,選擇NDT方法就會有局限性,特別是軸類零件,一般只能用超聲波方法檢測。


在超聲波檢測前需要一些參考資料,包括:詳細結構圖圖紙、材質(zhì)、尺寸、形狀、位置、探測空間、裂紋位置和方向等等。


例如:超聲波檢測時就要根據(jù)以上的資料來選擇檢測的位置、儀器、探頭 (頻率、尺寸、角度、波型)、參考試塊以及輔助工具等。


詳細檢測步驟如下方塊流程圖所示。


(檢測流程圖)

1. 「紙上談兵」超聲波檢測步驟流程圖


超聲波檢測有一個最好的優(yōu)點是可以用實物1:1 作圖預演示,「紙上談兵」的意思是指在圖紙上畫出主聲束掃瞄到裂紋源頭,先從裂紋的源頭位置向探頭的位置投射過去,看能否在什么位置和角度直接掃查到裂紋源頭,又或者需要利用底面和側面的反射來掃查裂紋。


(注意:不要用擴散角,因為它是不可靠的。)


2.「三看」和「四換」


我把超聲波檢測掃查時通常遇到的三種情況用「三看」來表示。


當超聲波能清楚地掃查到缺陷回波時稱為「看得見」;當缺陷回波與構件本身輪廓回波混淆不清楚時稱為「看不清」;當缺陷與聲束平行或無法用主聲束掃查到的時候稱為「看不見」。


這些都是可以在紙上畫圖準確地顯示出來,而且在實際檢測中也是這樣的情況,除了波型轉換回波和延遲回波外,以上三種狀況是可以直接作圖和估算出來的,「看得見」 是我們最想得到情況,在「看不清」和「看不見」缺陷的時候,我們決不可以不看!否則漏檢的裂紋就會引起大的事故!


用「四換」方法讓缺陷可以「看得見」,何為「四換」呢?


這就是「換位置」「換角度」、「換方向」「換方法」,從不同位置、角度、方向做超聲波掃查就可以解決零件內(nèi)部缺陷,對于表面形狀不規(guī)則的回波與小缺陷回波混淆不清時,換磁粉或者滲透探傷方法就可以輕易地解決了超聲波的困難,再不行就換「腦袋」換上有經(jīng)驗的人做,也是一種有效的方法。


用這四換的方法就可以將它們變成「看得見」了。


3. 對比試塊或參考試塊


作圖后需要用對比試塊或參考試塊來調(diào)校儀器的量程和靈敏度。通常有三個方法做對比試塊


1.照圖1:1加工試塊及加人工缺陷;用相同級別的或者接近的材料機加工試塊,仿真裂紋源頭的位置用線切割槽或鋸槽的方法仿真裂紋;


2.用實物做對比試塊和加上人工缺陷;用完全一樣的實物做試塊,這樣的好處是同一材料同一狀態(tài), 仿真裂紋源頭的位置用線切割槽或鋸槽的方法仿真裂紋;


3.用實物上有真實裂紋作對比試塊;這是最好的情況,因為人工缺陷是無法百分之百仿真出真實裂紋的;


4.在完全沒有任何對比試塊時,只好用被檢測的構件上的結構來調(diào)校儀器,例如:端頭、鍵銷槽、油孔、臺階等,做對比和調(diào)校靈敏度。


4.  探傷表面的處理、方法和 「三重」


接觸式超聲波檢測方法都必須在被檢測的表面打磨光滑,然后涂抹上耦合劑進行檢測;


軸類零件多數(shù)是在軸的兩端頭平面進行,有空間位置時也可以試用橫波小角度斜探頭。


探頭的移動速度一定要慢慢地旋轉和移動,當遇到可疑回波時必須再次和慎重地重新調(diào)校儀器、重新測試重新比較的「三重」工作。


在確定有裂紋后需要時拆卸或局部拆卸,用目視或其它NDT方法再驗證檢測結果。


得注意的是作為NDT工作人員,如果漏檢就是失職;如果沒有裂紋但你誤判為有裂紋時,客戶更加不放過你,而且以后再也不相信你了;


這對NDT人員來說是相當大的精神壓力,故在做檢測時務必小心慎重


5. 什么原因造成疲勞失效呢?


疲勞失效的原因有時候是很簡單的,但有時候也可以很復雜,錯綜復雜的就更需要專家去做了,因為失效分析多數(shù)由是大學里的博士、教授或專業(yè)失效分析師來做,需要高深的學問和技術,他們有很高的學歷、經(jīng)驗和先進的分析化驗儀器,可以全面地從宏觀到微觀、從物理性質(zhì)到化學性質(zhì)、從設計到使用等等一系列分析和判斷,可以很準確地找出造成疲勞斷裂的原因,無論是上法庭打官司或是提出改進設計制造方案,都具法律效力的,所以有關失效分析的案例最好交由專家去做。


作為無損檢測人員的主要目的是檢測出裂紋,最好在裂紋萌生的階段就能有效及可靠地檢出,也就完成了我們的職責。



關于作者



黃建明 ,長期從事在役無損檢測技術工作近40年。任職于香港安捷材料試驗有限公司,北京理工大學珠海學院“應用物理(無損檢測方向)”本科專業(yè)兼職教授。美國焊接學會會員,美國無損檢測學會會員,中國機械工程學會會員暨無損檢測分會理事。英國焊接和無損檢測人員考試發(fā)證章程(CSWIP)焊接檢驗督察,英國無損檢測人員考試發(fā)證章程(PCN)II級焊縫射線照相評片員,美國焊接學會(AWS)高級焊接檢驗督察,AWS焊接導師,美國無損檢測學會(ASNT)NDT檢驗師-UT、RT、MT、ET III級(高級)技術資格,中國機械工程學會無損檢測分會RT、UT 3級(高級)技術資格。


聯(lián)系方式:

郵箱:kmwong@aes.hk

公司:香港安捷材料試驗有限公司 


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