Tvirtinimo detalės šiuo metu plačiai naudojamos tokiose inžinerijos srityse kaip mašinos, statyba, tiltai ir naftos gavyba. Daugeliui tvirtinimo elementų, kaip pagrindiniam didelio masto konstrukcinių dalių vienetui, bus trūkumų, tokių kaip įtrūkimai, korozija, duobės ir dirbtinė žala dirbant, o įtrūkimų defektai sudaro labai didelę dalį ir kenksmingumą, o tai kelia didelę grėsmę esamai konstrukcijai ir organizacijos saugumas bei patikimumas.
Plyšių aptikimas yra mechaninės struktūros aptikimas ir įvertinimas, siekiant nustatyti, ar yra įtrūkimas, ir tada nustatoma plyšio vieta ir mastas. Sparčiai tobulėjant šiuolaikinei mašinų gamybai, elektroninėms technologijoms ir kompiuterių technologijoms, labai išplėtota neardomųjų bandymų technologija, taip pat greitai sukurta įtrūkimų aptikimo technologija. Šis straipsnis pirmiausia supažindina su tradiciniais įtrūkimų aptikimo metodais ir tuo remiantis apibendrina šiuolaikinius neardomuosius aptikimo metodus, pagrįstus bangos analize ir elektromagnetiniais (sūkurinės srovės) impulsais, ir nurodo karštus taškus ir tvirtinimo detalių įtrūkimų aptikimo metodų kūrimo kryptis.
1. Tradicinis įtrūkimų aptikimo metodas
Yra daugybė tradicinių įtrūkimų aptikimo metodų, kuriuos galima suskirstyti į dvi kategorijas: įprastas ir netradicinis aptikimas. Įprasti bandymo metodai apima sūkurinės srovės, prasiskverbimo, magnetinių dalelių, radiografijos ir ultragarso bandymus; netradiciniai bandymo metodai apima akustinį spinduliavimą, infraraudonųjų spindulių bandymus ir lazerinį holografinį bandymą.
(1) Įprasti bandymų metodai
Šiuo metu inžinerijos, pvz., Mašinų, statybų ir naftos gamybos, paprastame plyšių aptikime naudojami įprasti aptikimo metodai. Įvairioms institucijoms taikomi skirtingi tikrinimo metodai. Pavyzdžiui, ultragarsinis patikrinimas dažniausiai naudojamas metalinių plokščių, vamzdžių ir strypų, liejinių, kalimo ir suvirinimo siūlių, taip pat tiltų, korpuso konstrukcijų ir kitų betoninių konstrukcijų patikrinimui; radiografiniai patikrinimai dažniausiai naudojami mašinoms, liejinių ir siūlių aptikimas ginklų, laivų statybos, elektronikos, aviacijos, kosmoso, naftos chemijos ir kt. srityse; magnetinių dalelių bandymai daugiausia naudojami metalo liejiniams, kaltiems ir suvirintiems siūlams; magnetinių dalelių bandymai daugiausia naudojami metalo liejiniams, kaltiniams dirbiniams ir suvirinimo siūlėms. Skverbties bandymai daugiausia naudojami spalvotųjų ir juodųjų metalų liejiniams, kaltiniams, suvirinimo dalims, miltelių metalurgijos dalims ir keramikai, plastikams ir stiklo gaminiams; sūkurinės srovės bandymai daugiausia naudojami trūkumams aptikti ir laidiems vamzdžiams, strypams ir laidams išbandyti. Medžiagų rūšiavimas. Tvirtinimo detalių įtrūkimams aptikti gali būti naudojami ultragarsiniai bandymai ir sūkurinių srovių testai. Pavyzdžiui, eksperimentinių geriausių sūkurinės srovės aptikimo parametrų, susijusių su mažais įtrūkimų tvirtinimo elementais, metu buvo gautas geriausias aptikimo parametrų skyrius, kuriame mažų įtrūkimų sūkurinės srovės aptikimo parametrai ir fazinis signalas yra tiesiniai, o tai gali pagerinti aptikimą mažų plyšių juostose ir išorinio tipo tikslumas Tvirtinimo elementų sūkurinių srovių bandymo parametrų pasirinkimas turi svarbų vaidmenį. Tačiau sūkurinės srovės aptikimas turi daug trukdžių veiksnių ir reikalauja specialios signalo apdorojimo technologijos. Be to, yra Ėrienos bangos sklidimo energijos spektro struktūros įtrūkimų aptikimo metodas, pasižymintis stipriu skverbimosi gebėjimu, dideliu jautrumu, greitu ir patogiu, tačiau kartais atsiranda aklųjų zonų, atsiranda užsikimšimų ir negalima rasti trumpų atstumų įtrūkimų. Kokybiškai ir kiekybiškai sunku apibūdinti rastus defektus. Daugumai tvirtinimo elementų naudojami magnetinių dalelių aptikimo ir fluorescencinių trūkumų nustatymo metodai. Aptikimo efektyvumas yra palyginti didelis, tačiau jis sunaudoja darbo jėgą ir materialinius išteklius bei kenkia žmonių sveikatai. Tuo pačiu metu dėl žmogiškų veiksnių dažnai būna praleisti patikrinimai.
(2) Netradiciniai aptikimo metodai
Bandant tvirtinimo elementus, ar nėra įtrūkimų, jei įprasti bandymo metodai nepasiekia reikiamo tikslo, galima apsvarstyti netradicinius bandymo metodus. Čia yra trys dažniausiai naudojami netradiciniai įtrūkimų aptikimo metodai.
1) Akustinės emisijos technologija. Ši technologija yra labiausiai subrendusi nustatant slėginės įrangos įtrūkimus. Tai pasiekė idealių rezultatų vertinant slėginių indų ir slėginių vamzdynų saugumą. Jis taip pat buvo stipriai sukurtas aptikiant aviacijos, kosmines medžiagas ir kt. Plyšius. Diagnozuojant besisukančių mašinų įtrūkimus, buvo tam tikra pažanga, daugiausia nustatant nuovargio įtrūkimus besisukančiuose velenuose, krumpliaračiuose ir guolių įtrūkimuose. Akustinės emisijos privalumas yra tas, kad tai yra dinaminis aptikimo metodas. Akustinės emisijos metu aptikta energija gaunama iš paties bandomo objekto, o ne iš neardomosios bandymo įrangos, tokios kaip ultragarsiniai ar radiografiniai bandymai. Akustinės emisijos aptikimas yra labai jautrus defektams ir gali aptikti bei įvertinti visos konstrukcijos aktyvių defektų būklę. Trūkumas yra tas, kad aptikimą labai veikia medžiaga; aptikimo patalpą veikia elektrinis ir mechaninis triukšmas; padėties nustatymo tikslumas nėra didelis, o įtrūkimų nustatymas gali suteikti tik ribotą informaciją.
2) Infraraudonųjų spindulių aptikimas. Daugiausia naudojama elektros įrenginiuose, naftos chemijos įrenginiuose, mechaninio apdorojimo proceso aptikime, gaisro aptikime, pasėlių veislėse ir neardomame medžiagų ir komponentų defektų nustatyme. Infraraudonųjų spindulių neardomųjų bandymų technologijos pranašumas yra tai, kad tai bekontaktė bandymų technologija, pasižyminti dideliu atstumu erdvėje, saugi ir patikima, nekenksminga žmogaus organizmui, didelis jautrumas, platus aptikimo diapazonas, greitas greitis ir jokio poveikio ant bandomo objekto. Infraraudonųjų spindulių aptikimo trūkumas yra tas, kad aptikimo jautrumas yra susijęs su šiluminiu spinduliavimu, todėl jam trukdo bandinio paviršius ir foninė spinduliuotė, o tam įtakos turi defekto dydis ir užkasamas gylis. Originalaus bandinio skiriamoji geba yra prasta, todėl defekto formos ir dydžio tiksliai nustatyti negalima. O vieta, bandymo rezultatų aiškinimas yra sudėtingesnis, reikalingas etaloninis standartas ir testo operatorius turi būti apmokytas.
3) Holografinis lazerinis aptikimas. Daugiausia naudojamas korio struktūrai, kompozicinių medžiagų patikrinimui, kietojo raketinio variklio apvalkalui, izoliaciniam sluoksniui, dangos sluoksniui ir propelento grūdelių sąsajos defektų patikrinimui, spausdintinių plokščių litavimo jungčių kokybės patikrinimui ir slėgio indų nuovargio įtrūkimų patikrinimui ir kt. Jo pranašumai yra patogus aptikimas, aukštas jautrumas, jokių specialių reikalavimų bandomam objektui ir kiekybinė defektų analizė. Trūkumas yra tas, kad giliai palaidotus defektavimo defektus galima aptikti tik tada, kai gruntavimo plotas yra gana didelis. Be to, holografinis lazerinis aptikimas dažniausiai atliekamas tamsioje patalpoje, todėl reikalingos griežtos vibracijos izoliacijos priemonės, o tai nėra palanku aptikti vietoje ir turi tam tikrų apribojimų.
2. Nauja šiuolaikinio įtrūkimų aptikimo technologija
Sparčiai vystantis mokslui ir technologijoms, tokioms inžinerijos sritims kaip mašinos, statyba ir naftos gavyba keliami vis aukštesni įtrūkimų aptikimo reikalavimai. Todėl atsirado daug naujų įtrūkimų aptikimo technologijų. Įtrūkimų aptikimo metodai, pagrįsti signalo apdorojimu ir elektromagnetinio (sūkurinės srovės) impulso neardomuoju testavimu, yra naujos technologijos, dažniausiai naudojamos šiais laikais.
(1) Įtrūkimų aptikimo metodas, pagrįstas bangų analize
Plėtojant signalo apdorojimo technologiją, atsirado signalo apdorojimu pagrįstų įtrūkimų aptikimo metodų, įskaitant laiko, dažnio ir dažnio srities metodus, įskaitant Furjė transformaciją, trumpalaikę Furjė transformaciją, WignerVille paskirstymą ir Hilberto-Huango transformaciją (HHT) , aklųjų šaltinių atskyrimas ir kt. Tarp jų bangos analizės metodas yra pats reprezentatyviausias. Plyšių identifikavimo metodus, tiesiogiai naudojant bangų analizę, galima suskirstyti į šiuos du tipus:
1) Analizės metodas, pagrįstas laiko srities atsaku. Įskaitant laiko domeno skaidymo žemėlapio vienaskaitos taškų naudojimo metodą, bangos bangų koeficientų keitimo ir energijos pokyčių po bangos skilimo panaudojimo metodą. Analizės metodas, pagrįstas laiko srities atsaku, siekia rasti momentą, kai atsiranda įtrūkimų žala.
2) Analizės metodas, pagrįstas erdviniu atsaku. Tai turi pakeisti laiko srities atsako signalo laiko ašį erdvinės padėties erdvinės koordinatės ašimi ir naudoti erdvinės srities atsaką kaip įvestį bangų analizei atlikti. Remiantis erdvinės srities atsako analizės metodu, galima nustatyti įtrūkimo vietą. Pats „wavelet“ metodas gali įvertinti tik laiką, kada atsiranda žala, arba vietą, kurioje padaryta žala, o pirmąjį galima pritaikyti daugiau. Jei norite nustatyti mažus įtrūkimus, turite sujungti bangelę su kitais metodais, kad aptiktumėte įtrūkimus.
(2) Elektromagnetinio (sūkurinės srovės) impulso neardomasis bandymas
Elektromagnetinė technologija sujungia daugybę funkcijų, tokių kaip ultragarsinis testavimas, sūkurinės srovės vaizdavimas, sūkurinės sūkurinės srovės ir impulsinės sūkurinės srovės testavimas, kad būtų sukurta nauja moderni elektromagnetinio bandymo technologija. Įprastos įtrūkimų aptikimo technologijos apima impulsinės sūkurinės srovės testavimą, impulsinės sūkurinės srovės šiluminio vaizdavimo technologiją, impulsinę sūkurinę srovę ir elektromagnetinio akustinio keitiklio (EMAT) dvigubo zondo neardomąjį bandymą ir metalinės magnetinės atminties bandymo technologiją.
Impulsinė sūkurinė srovė naudoja impulsinę srovę, kad sužadintų ritę, išanalizuotų aptikimo zondo sukeltą laikinojo atsako signalo trukmę ir pasirinktų signalo smailės vertę, nulio kirtimo laiką ir piko laiką, kad kiekybiškai aptiktų plyšį. Yangas Binfengas iš Nacionalinio gynybos technologijos universiteto ir kiti eksperimentais įrodė, kad impulsinė sūkurinė srovė gali tik kiekybiškai aptikti skirtingo gylio įtrūkimus bandinyje tik vienu nuskaitymu; kai kurie tyrėjai naudoja alternatyvią harmoninių ritinių technologiją impulsinei sūkurinei srovei aptikti ir naudoja savo elektrinį lauką. Elektrinio dipolio formos pokytis, kurį lemia bendras elektrinis laukas, yra didesnis nei laidininko pokytis, matuojamas magnetinio lauko jutiklis, o elektrinio dipolio pasiskirstymo tankis plyšio srityje nustatomas plyšiui aptikti.
Pulsinės sūkurinės srovės trūkumas yra tas, kad sūkurinės sūkurinės srovės signalo didžiausią vertę gali lengvai paveikti kiti veiksniai (pvz., Pakėlimo efektas), o pulsuojančios sūkurinės srovės zondo aptikimo galimybė paveiks įtrūkimus.
Impulsinės sūkurinės srovės vaizdo matavimo prietaisai naudoja rites kaip tikrinimo jutiklius. Kai kurie žmonės naudoja Hallo jutiklius kaip tikrinimo jutiklius. Pastaraisiais metais superkvantinių trukdžių prietaisai buvo pradėti taikyti neardomojo tikrinimo srityje. Naudojant impulsinės sūkurinės srovės šiluminio vaizdavimo technologiją, pašalinamas padidėjimo efektas atliekant kitus aptikimus ir išvengiama vaizdo rezultatų iškraipymo.
Kai kurie tyrėjai naudoja YNG lazerį, panašų į Gauso spindulį, kad prasiskverbtų į metalo lakšto paviršių, naudodama impulsinę sūkurinę srovę ir elektromagnetinius akustinių keitiklių aptikimo technologijas, kad atpažintų plyšį staiga pasikeitus ultragarso bangos formai arba staiga padidėjus dažniui. bangos formos komponentas, kai lazeris švitina įtrūkimą. .
3. Įtrūkimų tyrimo aktualijos
Šiuo metu tvirtinimo elementų įtrūkimų nustatymo tyrimai atliekami tik naudojant tradicinius aptikimo metodus. Siekiant išplėsti aptikimo technologiją ir išspręsti praktines taikymo problemas, įtrūkimų pažeidimų identifikavimo karštosios vietos daugiausia koncentruojamos į šiuos du aspektus: Vienas iš jų yra apsvarstyti neapibrėžtumą Statistinio poveikio poveikio metodas, antrasis - tvirtinimo elementų mikroplyšių identifikavimas.
Įtrūkimų pažeidimų nustatymo metu bus daug neaiškumų, todėl sistemos identifikavimo problemai spręsti siūlomas statistinis išvadų metodas. Sparčiai plėtojant žalos nustatymo tyrimus, žalos nustatymo metodų, pagrįstų tikimybės ir statistikos teorija, tyrimai toliau gilėjo. Šiuo metu pagrindinės šio metodo tyrimų taikymo sritys yra sistemos identifikavimas ir modelio atpažinimas.
Yra tvirtinimo detalių mikroplyšių aptikimo metodai, pavyzdžiui, mikroplyšių aptikimas, pagrįstas IRT technologija, ir lazeriu palaikomas šildymo pagrindu atliekamas lazerinis ultragarsinis gaudymo būdas, leidžiantis nustatyti mikroplyšius, tačiau visi jie turi savo apribojimus. Pavyzdžiui, mikroplyšių aptikimo, pagrįsto IRT technologija, apribojimas yra tas, kad pilka spalva surinktame paveikslėlyje skiriasi nuo fono pilkos vertės. Jei pilka vertė nedaug skiriasi nuo fono pilkos vertės, detales yra sunkiau atskirti. Vaizdo kokybė apsunkina vaizdo gavimą ir tuo pat metu kelia aukštesnius reikalavimus po vaizdo apdorojimo. Be to, kai mikroplyšiams išgauti naudojama „VG Studio MAX“ programinė įranga, būtina išgauti vietą, kurioje yra visi mikroplyšiai, o tai nėra aišku. Remiantis lazeriu atliekamu šildymu, mikroplyšių nustatymo apribojimas yra tas, kad operacija yra sudėtingesnė ir jos negalima aptikti atšiaurioje aplinkoje, todėl ji dar turi būti sukurta.
Nuolat vystantis visuomenei ir ekonomikai, tvirtinimo elementų įtrūkimų nustatymo metodams keliami reikalavimai tampa vis didesni. Jis turi atitikti realaus laiko aptikimo internetu, didelio jautrumo, paprasto valdymo ir atsparumo išorės trukdžiams reikalavimus. Jis gali būti naudojamas atšiauriose išorinėse aplinkose. Darbas; greitai ir tiksliai nustatyti plyšio vietą, dydį, plotį, gylį ir vystymosi tendencijas; aptikimo rezultatas gali būti rodomas vaizdo režimu ir gali būti analizuojamas; joje integruotas greitas aptikimo greitis, didelis efektyvumas ir intuityvūs rezultatai.
