这个比较简单,我们初中物理做实验做过用磁粉撒在磁铁上面的玻璃会呈现“磁感线”形态,这里也基本利用这一点。我们这里介绍连续法检测,剩磁法有兴趣可以自行百度。通过交叉电磁轭,外部施加一个磁场,在外磁场的作用下,如果工件没有缺陷,那工件表面就相当于有一个相对均匀的磁场,磁悬液(可以看成是撒磁粉)喷上去也不会有明显东西。倘若工件表面或近表面存在缺陷,则产生磁场会发生畸变,磁粉集中于缺陷处,对缺陷位置进行“放大”显示。
对焊缝进行连续法磁粉检测
缺陷磁痕,图片来源:中特创业
看这些磁痕,反正对我来说要看瞎了
在各个行业,磁粉检测非常常用,哪怕国之重器。只不过无损检测太不显眼了,常常用而不觉,在CCTV纪录片《超级装备》第二集中对船曲轴的部分(36分11秒)处就出现了磁粉无损检测的镜头
3.渗透检测(Penetrant Testing)
渗透检测的原理也是五大常规里相对比较简单的,利用狭窄开口缺陷物理学中的的毛细现象,使其吸收带颜色的渗透剂,最后通过染色结果判断缺陷。
关于渗透检测,我在另一回答中已详细阐述,在此就不再赘述了。
染完色之后洗掉表面染色剂,喷洒显像剂将缺陷中的染料呈现,此时最难判断的是由于工件表面沟壑产生的错误染色,不过这点在有经验的检测人员面前可以排除掉。
渗透检测裂纹缺陷4.射线检测(Radiographic Testing)
这里是外行最有看头的部分,因为大家都对电离辐射有着谜一般的恐惧。射线检测利用的是X射线或其他射线在工件中材料与空气的衰减系数差,在底片中呈现黑白影像,以此判断是否存在缺陷。
说起来很简单,我在一个回答中详细介绍了电离辐射以及应用,里面就有关于射线检测的部分:
强度衰减公式可以简化为:
,
为衰减系数,此技术主要看衰减系数的差异了。
拍出来的影像目前仍靠人眼去识别,这是检测人员的必修课,想看图谱的可以点击以下我的一篇概括文章。因为有时候工件表面的凹凸也会对成像有影响,甚至洗胶片时候也可能会产生影响,我们把这些错误呈现缺陷叫“伪缺陷”,这对检测结果的判定有重要影响。
焊缝射线(RT)底片一般缺陷通用分析
5.涡流检测( Eddy Current Testing)
高中必修告诉我们,在一个交变电场下,金属导体会产生类似漩涡状的电流,简称涡流,没错,我们就是利用这点对工件表面或近表面(常规涡流中)进行检测。
如果工件表面和近表面无缺陷,产生的涡流是非常规整漂亮的漩涡,但是如果有缺陷存在,这个涡流将会发生变形。我们利用这个变化了的涡流产生的磁信号转化为电信号(同样是电磁感应定律),通过这个信号来判断是否存在缺陷。
对于涡流是什么样的,有无缺陷产生的涡流的样子可以点我另一回答:
为什么涡流检测只能检测表面或者近表面缺陷,这点高中物理没解释,那就是“趋肤效应”,就是这个电流喜欢在皮肤上跑,不喜欢往深处去。影响它留多深取决于工件电导率,磁导率以及我检测施加的电流频率,有兴趣看详细推导过程可以移步我另一回答:
常规涡流检测缺陷信号经过差分后最终会呈现一个“8”字形。
差动后缺陷信号,图片来源:国家标准
说到这里,五大常规检测就基本介绍完了。每种技术都有它的优点和缺点,比如说常规超声检测,有近场盲区,渗透磁粉只能检表面近表面缺陷,射线检测受工件具体状况影响,而且需要戒备等等。我们一般多种检测手段复合使用,确保全方位,无死角检测。
除了这些常规技术,很多技术都在发展,如涡流检测不再局限于表面近表面,超声不再只有A扫图像……得益于多种检测手段的发展,无损检测在保障航空、铁路、军工或各种特种设备(游乐设施、电梯等)均发挥了无可替代的作用。在上世纪,得益于钱学森先生的高瞻远瞩,我国开展自己的无损检测领域研究,慢慢追赶国外技术的脚步。
无损检测存在感低取决于大部分检测者的默默工作,加上教育部撤销了这个专业,高校将此专业合并进应用物理,测控,仪器专业里,基本就没人知道了。其实无损检测离大众非常非常近,地铁,电梯等等。
这是我上课时候拿的手持式红外热成像仪,红外检测也逐渐走向成熟。
版权所有,禁止转载
我与我舍友在中航做红外检测实验,利用碘钨灯加热试件
版权所有,禁止转载
到底什么是无损检测?我恐怕还是没能解释完,请诸君谅解。