不銹鋼緊固件材料的常用無(wú)損檢測(cè)方法 

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)作為緊固件檢測(cè)過(guò)程中的重要補(bǔ)充手段。可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)批量緊固件制品中的不合格產(chǎn)品，及時(shí)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，產(chǎn)品使用存在的失效風(fēng)險(xiǎn)以及安全隱患，盡早進(jìn)行排除與規(guī)避。對(duì)于緊固件整個(gè)制造過(guò)程則可以進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估，各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行成本分析以及風(fēng)險(xiǎn)管控，增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是指不破壞產(chǎn)品形狀、結(jié)構(gòu)和性能的情況下，為了解產(chǎn)品內(nèi)部及表面組織的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、質(zhì)量等采用的檢測(cè)方法。常用的檢測(cè)方法主要有射線(xiàn)檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)及渦流檢測(cè)等。采用無(wú)損檢測(cè)，可檢查產(chǎn)品內(nèi)部或表面缺陷，并判斷其位置、大小、形狀和種類(lèi)等。市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，緊固件需求量日益飛速增加，對(duì)于緊固件表面缺陷的全面檢查，則顯得重要且必須，而在緊固件制造過(guò)程中，采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，則可以極大的提升檢測(cè)的準(zhǔn)確性與檢測(cè)效率，甚至可以達(dá)到100%自動(dòng)化檢測(cè)。

通常在緊固件加工時(shí)判定裂紋的工作實(shí)際實(shí)踐中，常用以下幾種無(wú)損檢測(cè)方法：

1磁粉檢測(cè)；

2滲透檢測(cè)；

3渦流檢測(cè)。

下面談?wù)劥巳N方法在實(shí)際工作的經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)。

1.1  磁粉檢測(cè)

磁粉檢測(cè)是利用漏磁場(chǎng)和合適的檢測(cè)介質(zhì)發(fā)現(xiàn)工件表面和近表面的不連續(xù)的無(wú)損檢測(cè)方法。圖1 為磁粉探傷原理示意圖。

原理在于利用緊固件適當(dāng)磁化后，表面或近表面缺陷處，磁力線(xiàn)將發(fā)生局部畸變，逸出緊固件表面形成磁極，產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，吸附施加在緊固件表面的磁粉，在適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下，形成目視可見(jiàn)的缺陷磁痕，從而顯示出缺陷的形狀、位置、尺寸等信息，對(duì)磁痕加以合理的解釋和評(píng)定，見(jiàn)圖2。

磁粉檢測(cè)對(duì)于缺陷的顯示以磁粉堆積形式展示，表現(xiàn)直觀(guān)，可以清晰的顯示出缺陷的位置、形狀、尺寸和嚴(yán)重程度。檢測(cè)靈敏度較高，開(kāi)口寬度約為1μm的裂紋也可檢出。不受緊固件產(chǎn)品大小與形狀的影響，可以檢測(cè)出緊固件表面以及近表面的缺陷，甚至可以檢測(cè)出電鍍層以下的基體缺陷。磁粉檢測(cè)操作相對(duì)簡(jiǎn)單，工藝流程簡(jiǎn)潔，可實(shí)現(xiàn)批量化檢測(cè)。

磁粉檢測(cè)只能檢測(cè)鐵磁性的材料，對(duì)于奧氏體不銹鋼制品則無(wú)法開(kāi)展。且只能在產(chǎn)品表面顯示缺陷的長(zhǎng)度，缺陷的深度與高度則無(wú)法確認(rèn)。產(chǎn)品檢測(cè)靈敏度主要與磁化方向有關(guān)，磁場(chǎng)方向與缺陷方向垂直時(shí)，檢測(cè)靈敏度最高，產(chǎn)品缺陷可容易檢出，磁場(chǎng)方向與缺陷方向夾角小于45°時(shí)，難以發(fā)現(xiàn)缺陷，故磁化時(shí)，建議采用周向磁化，以便檢查緊固件表面所有缺陷。若缺陷埋藏較深，無(wú)法形成漏磁場(chǎng)，則缺陷也無(wú)法檢出。接觸面積過(guò)小或者產(chǎn)品接觸面不平整，存在弧度時(shí)，采用直接通電法磁化時(shí)，則會(huì)在緊固件表面產(chǎn)生電弧大火，引起燒傷。有剩磁影響的緊固件需要退磁處理。

磁粉檢測(cè)時(shí)機(jī)的選擇應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)制造過(guò)程中可能引起缺陷或者顯現(xiàn)缺陷的工序之后進(jìn)行。一般會(huì)安排在鐓制、切削加工或熱處理等可能產(chǎn)生缺陷的工序之后，在進(jìn)行表面處理之前進(jìn)行。如果鍍層可能會(huì)產(chǎn)生電鍍氫脆裂紋等表面缺陷，則應(yīng)在表面處理之后也增加無(wú)損檢測(cè)工序。方便識(shí)別出缺陷產(chǎn)生的加工環(huán)節(jié)。

對(duì)于緊固件產(chǎn)品，由于存在溝槽等的表面特征以及螺旋凸起的特點(diǎn)，且緊固件批量化制造等因素，一般優(yōu)先選擇熒光磁粉濕連續(xù)法檢測(cè)。此檢測(cè)方法可實(shí)現(xiàn)多向磁化，檢測(cè)靈敏度高，檢測(cè)效率高效。由于緊固件表面清潔程度對(duì)于磁粉檢測(cè)有直接影響，故檢測(cè)前預(yù)處理，需進(jìn)行超聲波清洗，以去除緊固件表面的油污等雜物。以防止表面產(chǎn)生偽缺陷，造成誤判以及漏檢。

檢測(cè)設(shè)備開(kāi)機(jī)檢測(cè)前，由于在靜置狀態(tài)下，熒光磁粉顆粒由于重力作用沉積在液槽底部，啟動(dòng)攪拌泵時(shí)，并不能充分把所有的沉淀在液槽底部的磁粉顆粒完全初期不能完全攪動(dòng)懸浮，上層磁懸液濃度偏低，缺陷顯現(xiàn)不明顯，檢測(cè)靈敏度因?yàn)轱@著降低?？稍陂_(kāi)啟攪拌泵前，用攪拌棒等工具深入槽底手工攪動(dòng)兩到三分鐘，使得沉積在槽底的熒光磁粉顆粒完全攪動(dòng)，充分混合在溶液中，此時(shí)再開(kāi)啟攪拌泵開(kāi)始工作，方可保持磁懸液的均勻混合狀態(tài)，保持磁懸液的濃度一致。保證檢測(cè)工作的順利開(kāi)展。

磁粉檢測(cè)開(kāi)始前，需對(duì)于檢測(cè)靈敏度進(jìn)行校正。一般利用A型標(biāo)準(zhǔn)試片反扣緊貼在緊固件表面，進(jìn)行工藝指導(dǎo)書(shū)要求的磁粉檢測(cè)操作，可以通過(guò)調(diào)整磁化電流強(qiáng)度以及磁懸液濃度的方式，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試片靈敏度顯示效果進(jìn)行調(diào)整，要求十字圓環(huán)槽型可以清晰顯示；從而保證好確認(rèn)檢測(cè)設(shè)備、磁懸液濃度、磁場(chǎng)強(qiáng)度，操作方法滿(mǎn)足工藝指導(dǎo)書(shū)的要求。

由于螺紋或者凹槽等部位容易造成磁粉堆積，造成靈敏度急劇下降，熒光磁粉在黑光燈下顯示為規(guī)則的黃綠色線(xiàn)條。所有要求檢測(cè)人員能夠準(zhǔn)確的識(shí)別非相關(guān)顯示，避免誤判。

磁粉檢測(cè)對(duì)于裂紋等缺陷的最終判斷需要依靠檢測(cè)人員觀(guān)察完成，檢測(cè)結(jié)果受檢測(cè)人員個(gè)人主觀(guān)判斷影響。因此要求人員技能比較高，檢測(cè)人員進(jìn)入暗室后，檢測(cè)前應(yīng)至少等候5min，以便適應(yīng)暗室工作環(huán)境。磁粉檢測(cè)人員應(yīng)具備符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的視力要求，注意視力保護(hù)，檢測(cè)時(shí)佩戴防護(hù)紫外輻射的眼鏡，注意工作間隙休息。對(duì)于緊固件螺紋部位的檢測(cè)觀(guān)察，應(yīng)從俯視計(jì)仰視兩個(gè)角度檢查，避免視線(xiàn)被螺紋凸起部位遮擋，造成螺紋凹槽內(nèi)缺陷漏檢。

一些安裝場(chǎng)合可能對(duì)于磁場(chǎng)有要求，特別是一些儀器和儀表等有精度要求的裝置。這些場(chǎng)合則需要對(duì)于磁粉檢測(cè)后的緊固件進(jìn)行退磁處理，以相除剩磁的影響。退磁后，一般采用磁強(qiáng)計(jì)對(duì)于緊固件進(jìn)行檢測(cè)，要去磁場(chǎng)強(qiáng)度在2高斯以?xún)?nèi)。

非鐵磁性緊固件，例如大量使用的奧氏體不銹鋼緊固件，由于無(wú)吸附磁粉，無(wú)法采用磁粉檢測(cè)。對(duì)于檢測(cè)其表面開(kāi)口缺陷，則一般選用滲透檢測(cè)的方法。緊固件可采用流水線(xiàn)檢測(cè)工藝與工序，實(shí)現(xiàn)批量化檢測(cè)。緊固件滲透檢測(cè)優(yōu)先選用熒光滲透液結(jié)合干粉顯像劑的檢測(cè)方法。由于溫度對(duì)于滲透檢測(cè)有一定的影響，故制定滲透檢測(cè)工藝時(shí)，需對(duì)于滲透時(shí)間、滴落時(shí)間、清洗時(shí)間、干燥時(shí)間、顯像時(shí)間均需要工藝確定。檢測(cè)實(shí)施前，需針對(duì)檢測(cè)靈敏度進(jìn)行確認(rèn)，一般選用不銹鋼鍍鉻裂紋試塊依據(jù)工藝指導(dǎo)書(shū)的要求進(jìn)行全過(guò)程測(cè)試，要求試塊的三點(diǎn)缺陷可清晰顯示，方可確定檢測(cè)設(shè)備及操作方法滿(mǎn)足工藝指導(dǎo)書(shū)的要求。

1.2  滲透檢測(cè)

滲透檢測(cè)是利用毛細(xì)管原理進(jìn)行檢測(cè)的方法。主要檢測(cè)對(duì)象是檢測(cè)各種表面非空隙固體材料制品的表面開(kāi)口缺陷。滲透檢測(cè)不受緊固件的材質(zhì)、形狀、加工工藝、大小等因素影響，特別適用于非鐵磁性不銹鋼制品的檢測(cè)。一次操作可以檢測(cè)過(guò)緊固件表面各個(gè)部位、各個(gè)方向、各種形狀的表面開(kāi)口缺陷，且缺陷顯示直觀(guān)。檢測(cè)靈敏度高，可達(dá)0.1μm。操作工藝簡(jiǎn)單，緊固件可實(shí)現(xiàn)批量化檢測(cè)。

由于滲透檢測(cè)主要檢測(cè)的缺陷需存在在產(chǎn)品表面，且為開(kāi)口的特征。則對(duì)于產(chǎn)品表面的外觀(guān)要求比較高。對(duì)于緊固件來(lái)，緊固件表面則需要進(jìn)行清洗清潔處理。若緊固件表面缺陷被污染物堵塞或者經(jīng)過(guò)機(jī)械加工（例如拋丸、研磨等）后，開(kāi)口缺陷被封閉隱藏，檢出效率下降，甚至?xí)斐陕z出。滲透檢測(cè)主要檢測(cè)集中在緊固件表面進(jìn)行，可清晰顯示出裂紋等缺陷的形狀、外貌、數(shù)量、分布等信息，但無(wú)法顯示出缺陷在表面以下的深度或高度，所以無(wú)法全面的對(duì)于裂紋等缺陷進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)，見(jiàn)圖4。由于螺紋部分難以清潔，容易掩蓋缺陷顯示，造成假象，影響結(jié)果判定。同時(shí)，滲透檢測(cè)對(duì)于環(huán)境的影響較大。

對(duì)于特殊行業(yè)，例如核工業(yè)等領(lǐng)域，必須嚴(yán)格控制其中硫、鈉、氟、氯等有害金屬的含量。同時(shí)，用于水洗處理的水溶液，需進(jìn)行雜質(zhì)以及溫度控制。

緊固件經(jīng)滲透檢測(cè)后，應(yīng)充分的清洗并烘干，緊固件表面保持金屬本色。殘余的滲透劑和顯像劑若清洗不徹底，后期易造成表面銹蝕的情況，引起緊固件表面質(zhì)量問(wèn)題。

1.3  渦流檢測(cè)

渦流檢測(cè)利用鐵磁線(xiàn)圈在工件中感生的渦流,分析工件內(nèi)部質(zhì)量狀況的無(wú)損檢測(cè)方法。渦流探傷以交流電磁線(xiàn)圈在緊固件表面感應(yīng)產(chǎn)生渦流的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，它適合導(dǎo)電材料，包括鐵磁性和非鐵磁性緊固件的缺陷檢測(cè)。由于渦流探傷在檢測(cè)時(shí)不要求線(xiàn)圈與工件緊密接觸，也不用在線(xiàn)圈與工件間充滿(mǎn)藕合劑，容易實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)自動(dòng)化，檢測(cè)信號(hào)為電信號(hào)，可進(jìn)行數(shù)字化處理，便于存儲(chǔ)、再現(xiàn)及進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)合處理；能測(cè)量緊固件表面覆蓋層或非金屬涂層厚度。但渦流探傷僅適用于導(dǎo)電材料，只能檢測(cè)表面或近表面層的缺陷，不便使用形狀復(fù)雜的異型緊固件，檢測(cè)深度與檢測(cè)靈敏度是相互矛盾的，對(duì)一種材料進(jìn)行渦流探傷時(shí)，須根據(jù)材質(zhì)、表面狀態(tài)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)作綜合考慮，然后再確定檢測(cè)方案與技術(shù)參數(shù)；采用穿過(guò)式線(xiàn)圈進(jìn)行渦流探傷時(shí)，對(duì)缺陷所處圓周上的具體位置無(wú)法判定；旋轉(zhuǎn)探頭式渦流探傷可定位，但檢測(cè)速度較慢。