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緊固件螺栓螺紋是否有缺陷,看看那種測試技術更好?



發布時間:2019/12/20 15:12:11 點擊次數:300次

緊固件螺栓作為連接零部件,使用范圍非常的廣泛,如軌道交通行業中螺栓為重要的連接方式,其主要應用于重要部件之間的連接,如制動盤盤箍和齒輪箱的連接等。當然,螺栓在制造過程中熱處理、螺紋加工等工藝過程會引發嚴重的質量問題例如熱處理裂紋、不規則刀痕、形狀缺陷等。為了讓大家能夠更快、更準確的找到緊固件螺栓是否帶有缺陷,中華標準件網通過示例驗證告訴大家那種測試技術更好。

緊固件螺栓

下面是通過對疲勞試驗后的螺栓螺紋部位進行滲透檢測、磁粉檢測及渦流檢測試驗,對比其工藝過程及檢測靈敏度,以期獲得更適于螺栓螺紋部位的檢測手段。

1、滲透檢測

滲透檢測是一種以毛細管作用原理為基礎的檢查非多孔型材料表面開口缺陷的無損檢測技術。工作原理是將含有染料的滲透液施加在待檢試件表面上并且在毛細管作用下滲透到表面開口缺陷中然后去除表面上多余的滲透液干燥后施加顯像劑滲透到缺陷中的滲透液會在毛細管現象的作用下回滲到工件表面形成放大了的顯示依據缺陷顯示來進行工件表面開口缺陷的質量評定。以下簡述檢測過程。

(1)檢測試驗材料:選擇經過疲勞試驗的4個有缺陷的18CrNi4WA材質螺栓分別編號為1#、2#、3#、4#。

(2)滲透檢測系統:溶劑去除型著色滲透法——溶劑懸浮顯像劑。

(3)滲透檢測過程為預清洗——施加滲透劑——去除滲透劑——顯像。

預清洗:使用清洗劑將4個試驗螺栓螺紋部位的油污徹底去除掉清洗完畢后徹底干燥為接下來的工藝過程做準備。由于試驗用螺栓螺紋間距非常小清洗劑的清洗效果可能不是很好,因此清洗時間可以適當延長,以確保螺紋處或開口缺陷處的油污及其他污染物徹底清洗干凈保證滲透檢測效果。

施加滲透劑:將滲透劑均勻地噴涂在螺紋部位,螺紋部位應被滲透液完全潤濕。滲透時間最少20min以保證小的疲勞裂紋有較好的滲入效果整個滲透過程要保證滲透液在受檢表面保持潤濕狀態。

去除滲透劑:去除滲透劑是滲透檢測關鍵步驟,清洗不足會造成過度背景掩蓋相關顯示;過度清洗又可能把滲入到缺陷中的滲透液全部清洗掉導致滲透檢測的失效。關于螺栓螺紋去除滲透劑的過程,首先用干凈無絨毛的布去除過量的滲透劑然后用無屑紙折出一個有一定厚 度的角插到螺紋部位擦拭。螺紋部位要留有淡粉色的底色。

顯像:試驗螺栓采用噴罐式濕式溶劑型顯像劑,施加顯像劑之前一定要把噴罐搖晃3 ~5minn使沉降到罐底的粉末重新均勻分布于溶劑中。施加的顯像劑在螺紋部位應形成一層均勻的薄膜,顯像時間一般為5~10min。

(4)檢測結果:4根試驗螺栓只有1#和4#有缺陷顯示(見圖1、圖2)。圖1表面缺陷為點狀和線狀缺陷顯示在第2個螺紋位置。根據經驗實際缺陷可能是一條線狀缺陷點線之間沒有連接在一起可能是點線之間的缺陷中滲入的滲透劑在中間清洗時被清洗掉。圖2缺陷顯示在第2個螺紋位置為線狀缺陷;線狀缺陷右側的面狀顯示應為滲透劑去除不夠徹底造成的偽顯示。2#和3#螺栓螺紋部位沒有缺陷顯示可能是滲透液去除不夠徹底形成過度背景缺陷被掩蓋。

2、磁粉檢測

磁粉檢測技術是將鐵磁性材料或工件直接通以電流或置于磁場中使其磁化,在一定條件下缺陷處產生漏磁場將磁粉或磁懸液施加在工件表面上,缺陷處漏磁場將吸引磁粉形成磁粉堆積根據磁粉堆積的部位、形狀和大小就可以判斷缺陷的性質和大小

此次螺栓磁粉檢測試驗選用剩磁法。原因如:一方面連續法檢測通電磁化的同時澆磁懸液,通電時間較長此時會有較多的磁粉吸附在間距很小的螺紋部位容易形成過度背景;剩磁法檢測工件磁化完之后澆2 ~3遍磁懸液,充分潤濕工件即可,此時螺紋部位不會產生過度背景磁痕較容易觀察。另一方面,此次試驗螺栓剩余磁感應強度大于0.8T、矯頑力大于1 kA/m因此可以使用剩磁法檢測。

2.1檢測工藝:

( 1)檢測方法:剩磁法濕法熒光磁粉檢測。

( 2)檢測設備: CJW - 1000型螺栓磁粉探傷機。

(3)檢測樣品::4根經過疲勞試驗后的螺栓試樣。

(4)紫外線輻照度:2 600 μW /cm2。

( 5)熒光磁懸液濃度:0.1 mL/100 mL。

(6)進行靈敏度驗證。

2.2磁粉檢測過程

(1)將螺栓螺紋部位油污、雜質清除干凈。

(2)開啟探傷機充分攪拌磁懸液持續時間10min在濃度沉淀管中注入100 mL磁懸液靜置40min然后讀出沉淀管中磁粉的體積。

(3)紫外光輻射照度計置于螺紋部位驗證紫外光強度。

(4)夾緊螺栓,關閉軸向磁化開啟縱向磁化, 通電時間為0.25~1 s。

(5)停止磁化取下螺栓采用澆的方式向螺栓螺紋部位施加磁懸液澆2 ~3遍使螺紋部位得到充分的潤濕。

(6)螺栓水平靜置10 s(讓螺紋部位殘余磁懸液充分流走)在紫外光下觀察磁痕顯示。

(7)測量磁痕尺寸退磁。

2.3檢測結果

4根試驗螺栓只有1#和4#有缺陷顯示,如圖3、圖4所示。圖3有約8mm和12mm的線性顯示在第2個螺紋位置圖4中發現在第2個螺紋位置有約8mm的線性顯示。2#和3#螺栓沒有發現缺陷磁痕,可能是缺陷尺寸較小沒有形成足夠的漏磁場吸附磁粉堆積。

3、渦流檢測

渦流檢測原理是有交變電流通過的線圈接近導體,工件時交變電流產生的交變磁場使工件感生出渦電流。工件的性質及有無缺陷會影響到渦電流的相位及大小渦電流的變化反過來影響磁場使線圈的電壓和阻抗發生變化通過測量線圈電壓或阻抗的變化就可以分析工件有無缺陷。檢測特點是檢測線圈不需要接觸工件無需耦合介質檢測速度快。

3.1檢測方式

采用多頻渦流探傷儀對螺栓螺紋部位進行渦流檢測。

3.2檢測結果

( 1)渦流檢測參數

磁化設備: TEDDY +A渦流探傷儀(見圖5)。

探頭:放置式專用螺栓螺紋檢測探頭(見圖6)。

激勵頻率: 100 kHz ~ 500 kHz。

靈敏度調節:相同材質螺栓試塊,螺紋部位有0.3 mm深度的人工裂紋。

(2)渦流檢測結果

編號為1#、3#和4的螺栓螺紋部位渦流檢測均有顯示如圖7 ~圖9所示,圖中左側為0.3 Imm深度人工裂紋顯示右側為試驗螺栓缺陷顯示。

4、檢測結論

對4個經過疲勞試驗的螺栓螺紋部位分別進行了滲透磁粉及渦流試驗。結果表明:1#、3#及4#螺栓均出現了缺陷顯示其中1#和4#螺栓三種檢測方法均有顯示3#螺栓只在渦流檢測下出現缺陷信號。

(1)滲透檢測:檢出點狀和線狀缺陷(見圖1),實際應為線狀缺陷(圖3可以驗證) ,未能顯示完整缺陷形貌檢測靈敏度較低;另外滲透檢測工序較多一個螺栓的檢測時間近30 min而且螺紋根部多余滲透液的去除非常困難,去除不徹底很容易造成過度背景降低靈敏度。

(2)磁粉檢測:可以清晰看到1#和4#螺栓螺紋部位缺陷顯示,但是2#和3#未顯示缺陷磁痕,可能是缺陷尺寸較小沒有形成足夠的漏磁場吸附磁粉堆積。另外螺栓螺紋部位應使用剩磁法剩磁法要求螺栓矯頑力在1 kA/m、剩余磁場強度在0.8 T以上,因此部分螺栓不能用此方法檢測。

(3)渦流檢測:可以檢測出上述兩種方法檢測不到的缺陷有很高的檢出靈敏度不需要耦合介質,30 s可以完成檢測效率高、速度快。渦流檢測是以電信號來表征缺陷因此顯示結果可以數字化然后存儲、再現和數據比較易于實現自動化檢測。

綜上,螺栓螺紋部位渦流檢測靈敏度相對較高、檢測速度快可優先作為螺栓螺紋部位表面缺陷的檢測方法。

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