磁粉檢測(cè)與滲透檢測(cè)在工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用分析

李小娟

摘? ? 要：為了能夠保證工程機(jī)械構(gòu)件檢測(cè)中不會(huì)被損害，當(dāng)今無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐步取代了有損檢測(cè)技術(shù)。當(dāng)今無(wú)損檢測(cè)技術(shù)非常多，但工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件檢測(cè)中更多是采用磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)方法?；诖?，本文首先提出磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè)的含義，進(jìn)而提出兩種技術(shù)在工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè)技術(shù);磁粉檢測(cè);滲透檢測(cè);工程機(jī)械結(jié)構(gòu)

1? 引言

工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件在日常生產(chǎn)應(yīng)用中會(huì)受到較大的荷載，并且會(huì)形成機(jī)械疲勞情況，嚴(yán)重影響工程開(kāi)展進(jìn)度和工作人員健康安全。工程機(jī)械構(gòu)件可以分為焊件、鑄件、熱處理件等，種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。當(dāng)今無(wú)損檢測(cè)技術(shù)非常多，但相比射線檢測(cè)技術(shù)、超聲波檢測(cè)技術(shù)、渦流檢測(cè)技術(shù)等，磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用成本更低、工件結(jié)構(gòu)要求低、操作便捷、檢測(cè)靈密度更高、可以在現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)檢測(cè)，這些優(yōu)勢(shì)讓這兩項(xiàng)技術(shù)工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用十分廣泛，并且檢測(cè)效果非常好。

2? 相關(guān)概念闡述

2.1? 磁粉檢測(cè)

磁粉檢測(cè)是指鐵磁工件被磁化后，由于存在著不連續(xù)性，因此工件表面、近表面磁力會(huì)產(chǎn)生局部漏磁或磁力畸變等情況。漏磁場(chǎng)吸附工件表面上的磁粉，在光照條件下即可看到肉眼可見(jiàn)的磁痕，顯示出不連續(xù)的形狀、大小、部位，表面現(xiàn)象越嚴(yán)重證明損害程度越嚴(yán)重。該項(xiàng)技術(shù)的檢測(cè)工藝包括：預(yù)處理、工件磁化、加入磁粉、分析磁痕、退磁、后續(xù)處理。

2.2? 滲透檢測(cè)

滲透檢測(cè)是利用液體毛細(xì)管作用，此時(shí)液體會(huì)滲透到存在缺陷的位置，之后利用顯像劑分析那個(gè)部位存在缺陷問(wèn)題。其主要流程為：預(yù)處理、加入滲透劑、將多余滲透劑去除、自然干燥機(jī)、加入顯像劑、評(píng)定。

3? 磁粉檢測(cè)與滲透檢測(cè)方法的應(yīng)用方法

3.1? 磁粉檢測(cè)法

3.1.1? 濕法和干法

磁粉懸浮在水、油等液體介質(zhì)檢測(cè)稱之為濕法，在實(shí)際檢測(cè)當(dāng)中可以將懸浮液涂抹在工件表面上，通過(guò)載波流動(dòng)、漏磁場(chǎng)對(duì)磁粉的吸引力，從而呈現(xiàn)出缺陷大小和形狀。在實(shí)際檢測(cè)當(dāng)中，由于磁懸液分散、懸浮作用下，所以采用較小的磁粉顆粒。所以可以保證檢測(cè)的靈敏度。特別適用于微小缺陷工件表面檢測(cè)，如疲勞裂紋、磨削裂紋等。濕法檢測(cè)通常和固定設(shè)備配合應(yīng)用，并且磁懸液可以循環(huán)使用，十分便捷。

干法更多適用于一些特殊的情況，如果無(wú)法用濕法檢測(cè)，此時(shí)要用特殊的干磁粉均勻涂抹到磁化工件上，應(yīng)用流程和濕法大致相同，工件上顯示的磁痕就是工件缺陷。干法更多是應(yīng)用在大型鑄鍛毛坯、構(gòu)件、焊接件局部位置，可以與便攜式設(shè)備配合使用。

3.1.2? 連續(xù)法和剩磁法

連續(xù)發(fā)得也就是附件磁場(chǎng)法，在外加的磁力作用下，將磁粉、磁懸液加入到工件表面上從而實(shí)現(xiàn)磁粉探傷。通過(guò)磁場(chǎng)作用即可逐漸形成磁痕，并對(duì)磁痕記性觀察和評(píng)價(jià)即可。該方案也可以在中斷磁場(chǎng)之后進(jìn)行。

剩磁法是先將被測(cè)工件磁化，之后在工件表面上澆上一層浸懸液，待到磁粉聚集后再對(duì)其進(jìn)行觀察。主要是通過(guò)剩余磁性部位、大小進(jìn)行觀察，從而得到損傷程度和部位。

3.2? 滲透檢測(cè)法

3.2.1? 表面處理

使用滲透檢測(cè)法需要先對(duì)工件表面進(jìn)行處理，任何影響滲透性的因素都要清除干凈，并且不得損害被測(cè)工件的運(yùn)行功能。滲透檢測(cè)范圍要在損傷部位向外擴(kuò)展25mm左右。表面處理中可以采用機(jī)械清洗、化學(xué)清洗、溶劑清洗，合理采用清洗方法，如果存在涂層要采用化學(xué)方法出去污漬，不可使用打磨方法。

3.2.2? 施加滲透劑

滲透檢測(cè)方法應(yīng)用中必須要控制滲透時(shí)間，通常不得超過(guò)10min，對(duì)于應(yīng)力腐蝕裂紋來(lái)說(shuō)，由于損傷非常細(xì)小，所以滲透時(shí)間更長(zhǎng)，可能需要2小時(shí)滲透時(shí)間。滲透溫度控制在10℃ ～50℃ 之間，溫度過(guò)高會(huì)造成滲透劑快速蒸發(fā)，附著在表面上，提升了清洗難度。如果溫度過(guò)低，此時(shí)滲透劑會(huì)變得更加粘稠，影響動(dòng)態(tài)滲透性。如果工件檢測(cè)環(huán)境溫度無(wú)法控制，需要進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，確保最終檢測(cè)精度。整個(gè)滲透時(shí)間都要保證工件表面保持濕潤(rùn)。

3.2.3? 去除滲透劑

在去除滲透劑過(guò)程中，要避免過(guò)多清洗或清洗不足等問(wèn)題，如果清洗過(guò)度會(huì)造成缺陷顯現(xiàn)不明顯，清洗不足還可能導(dǎo)致背景顏色過(guò)濃，難以觀察工件損傷。去除滲透劑過(guò)程中，水溫控制在10℃ ～40℃、水壓在0.34MPa以內(nèi)，得到合適的背景顏色下，盡可能縮小清洗時(shí)間。如果是采用乳化滲透劑，必須要嚴(yán)格控制乳化時(shí)間，避免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，在得到合適背景下盡可能縮短乳化時(shí)間。

3.2.4? 施加顯像劑的

施加顯像劑可以采用涂刷、噴涂、浸涂的方法，噴涂口與被檢測(cè)表面間距在300mm～400mm之間，噴涂方向和被噴涂表面角度為30°～40°，涂刷過(guò)程中不可以重復(fù)涂刷。

3.2.5? 觀察

在顯像劑施加7min～60min之內(nèi)即可觀察。觀察時(shí)必須要保證光源充足，白天光照度在1000LX的以上，最低不得小于500LX，熒光檢測(cè)過(guò)程中，白天光照度不得大于20LX，距離黑光燈380mm位置，被檢測(cè)工件表面輻照度不低于1000μW/cm2。在使用熒光檢測(cè)中，要有一定的黑暗環(huán)境適應(yīng)時(shí)間。

3.2.6? 缺陷評(píng)定

結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行記錄與評(píng)定。

4? 磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè)技術(shù)選擇

4.1? 焊接件檢測(cè)

絕大部分結(jié)構(gòu)件都是焊接件，如起重機(jī)吊臂、攤鋪機(jī)熨平板等等，焊接件缺陷問(wèn)題包括未焊頭、咬邊、尺寸差、氣孔、裂紋等。這些問(wèn)題使用超聲波檢測(cè)往往達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。如旋挖鉆機(jī)中的驅(qū)動(dòng)套檢測(cè)中，鉆桿鉆進(jìn)時(shí)動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)套帶動(dòng)鉆桿，此時(shí)會(huì)生成扭矩，液壓缸作用力下旋轉(zhuǎn)進(jìn)入。驅(qū)動(dòng)套是由筒體、牙板焊接件完成，鉆進(jìn)中會(huì)受到鉆桿反作用力、沖擊振動(dòng)力，從而造成牙板磨損、斷裂。此外起重機(jī)吊臂也是主要的受力構(gòu)建，由異型鋼、鋼管、角鋼等焊接而成，通常會(huì)因?yàn)閼?yīng)力過(guò)大出現(xiàn)疲勞裂痕，焊接位置容易出現(xiàn)夾渣、氣孔、裂紋等危害。對(duì)于這些損害問(wèn)題由于很多焊接位置都是夾角處，磁粉檢測(cè)應(yīng)用會(huì)受到局限，因此的主要是采用滲透檢測(cè)，可以保證檢測(cè)的全面性。

4.2? 在鑄件檢測(cè)

逐漸檢測(cè)當(dāng)中，由于鑄件位置較為復(fù)雜，如汽車起重機(jī)平衡梁、混凝土泵車S閥、裙閥等。由于鑄件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，承載壓力大，所以可能會(huì)發(fā)展成為裂紋問(wèn)題，嚴(yán)重會(huì)造成質(zhì)量事故等問(wèn)題。如裙閥檢測(cè)中，在裝機(jī)泵送混凝土中，微小裂痕會(huì)逐漸延伸，甚至造成裙閥斷裂，所以在裙閥鑄成后要嚴(yán)格進(jìn)行檢測(cè)?？紤]到裙閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)中需要噴砂處理，因此以磁粉檢測(cè)方案為主，可以提升損害位置對(duì)比度。檢測(cè)中要提前噴灑反差增強(qiáng)劑，以濕法為主，從而得到損害部位和損害程度。

4.3? 熱處理件檢測(cè)

熱處理件包括銷軸、鉆桿等，熱處理件和鑄件的特點(diǎn)大致相同，表面較為復(fù)雜、表面會(huì)二次加工處理，因此依然采用磁粉檢測(cè)法。由于這些熱處理件的使用環(huán)境較為惡劣，在檢測(cè)中可以發(fā)現(xiàn)很多大小不一、斜向裂紋，長(zhǎng)期使用的熱處理件裂紋可能會(huì)貫穿整個(gè)厚壁。鉆桿在日常使用中，會(huì)受到較大的外部壓力、扭曲力、彎曲力、振動(dòng)等因素影響，給施工帶來(lái)了巨大危害。熱處理件檢查主要是采用濕法和連續(xù)法。

5? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件無(wú)損檢測(cè)中，磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)更具適應(yīng)性，可以有效提升損害檢測(cè)精度和效率。這就需要正確掌握這兩種無(wú)損檢測(cè)方法的應(yīng)用要點(diǎn)，并根據(jù)結(jié)構(gòu)件實(shí)際特點(diǎn)科學(xué)選擇檢測(cè)技術(shù)，保證檢測(cè)效益。

參考文獻(xiàn)：

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