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      磁粉檢測技術(shù)最新研究成果有哪些?

      發(fā)布時(shí)間:2018-10-12 發(fā)布人:www.fzf098.com 點(diǎn)擊: 次

      磁粉檢測技術(shù)最新研究成果有哪些?

            磁粉檢測是五大類(lèi)常規檢測手段之一,也是歷史最悠久,技術(shù)最成熟的無(wú)損檢測技術(shù)之一,廣泛應用于各行業(yè)鐵磁性零部件的表面和近表面檢測。磁粉檢測的最新研究進(jìn)展及產(chǎn)品主要集中在新型磁化技術(shù)、磁化方式、探傷耗材及儀器。其中LED紫外線(xiàn)燈發(fā)展尤為迅速。

      磁粉檢測 研究新進(jìn)展

      1.1 脈沖磁化技術(shù)
            德國的Peter HIRSCH提出了脈沖磁化和退磁技術(shù)。脈沖磁化和退磁技術(shù)采用大電流脈沖對工件進(jìn)行磁化和退磁,磁化電流通過(guò)電容瞬間放電實(shí)現,磁化電流(峰值)最高可以達到30,000安培,每個(gè)磁化脈沖僅為幾毫秒。該技術(shù)可以對異形件、大型件實(shí)現直接通電法、線(xiàn)圈法等方式磁化。

            由于采用大電容瞬間放電,在達到相同磁化電流的情況下,比傳統通過(guò)變壓器進(jìn)行電流調節的磁粉探傷設備額定功率減少90%以上,從而實(shí)現設備的輕量化和便攜性。針對異形件、大型件等難以檢測的工件的磁粉探傷,檢測時(shí)間比磁軛等方式效率提高90%以上,因此在德國等歐洲國家主要應用于異形件和大型件的整體磁粉檢測和退磁。

      1.2 交叉、正交線(xiàn)圈磁化技術(shù)
            德國的Rainer LINK , Nathanael RIESS提出了大型零件交叉、正交線(xiàn)圈磁化技術(shù),實(shí)現大型、異型零件的非接觸式周向和縱向磁化,避免打火,同時(shí)減少產(chǎn)品吊裝、翻轉的時(shí)間,提高工作效率。
            該技術(shù)采用4個(gè)磁化線(xiàn)圈,其中一對磁化線(xiàn)圈平行布置,由一套變壓器供電;另外一對線(xiàn)圈交叉布置,各由一套變壓器供電,且相位差為90°,由此可以提供各個(gè)方向的磁化場(chǎng)。

      1.3 變頻非接觸式磁化技術(shù)
            日本的Michitaka HORI , Arihito KASAHARA提出了一種新型的變頻非接觸式磁化技術(shù),實(shí)現零件的非接觸式立體復合磁化。該技術(shù)采用三個(gè)正交的磁化線(xiàn)圈,可以實(shí)現x,y,z三個(gè)維度的磁化。

            每個(gè)磁化回路采用逆變器調節電流,而非傳統的可控硅和變壓器調節電流,因此磁化回路之間的相位差、每個(gè)磁化回路的電流強度和頻率都是可以單獨調節的,從而可以在空間形成復雜的,方向和強度可控的磁化場(chǎng),而非橢圓形旋轉磁場(chǎng)。以?xún)蓚(gè)正交磁化線(xiàn)圈為例,X軸采用300Hz,500A電流磁化,y軸采用230Hz,600A電流進(jìn)行磁化。

            同時(shí)采用標準試片,對傳統復合磁化技術(shù)和變頻非接觸式磁化技術(shù)進(jìn)行對比:傳統復合磁化X軸采用50Hz,500A電流,y軸采用50Hz,600A電流進(jìn)行磁化;變頻非接觸式磁化X軸采用300Hz,500A電流,y軸采用230Hz,600A電流進(jìn)行磁化。采用變頻非接觸式磁化技術(shù),標準試片缺陷顯示全面,均勻。

      磁粉檢測 新產(chǎn)品及應用
            磁粉檢測新產(chǎn)品及應用主要集中在新型的儀器及耗材領(lǐng)域。伴隨著(zhù)半導體技術(shù)和材料技術(shù)的飛速發(fā)展,過(guò)去幾年磁粉探傷領(lǐng)域出現了大量新產(chǎn)品和耗材,用于滿(mǎn)足磁粉檢測的更為特殊和苛刻的需求。

      2.1 新型磁粉檢測耗材
            美國Circle System推出可以在200℃以上的環(huán)境進(jìn)行磁粉檢測的高溫磁粉,不用等待工件冷卻即可進(jìn)行磁粉檢測,在歐洲冶金行業(yè)已經(jīng)獲得應用,減少因回火產(chǎn)生的額外能源消耗,降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

            美國Circle System, 德國Karl Deutsch等公司推出多光譜兼容磁粉,在白光,365nm紫外線(xiàn)和450nm藍光下都可以使用。該類(lèi)型磁粉本身帶有染色劑,可以在白光下使用;同時(shí)該產(chǎn)品對365nm紫外線(xiàn)和450nm藍光具有熒光反應,當使用450nm藍光作為激勵光源時(shí),操作人員必須佩帶黃色濾色鏡濾去可見(jiàn)光。

            美國Sherwin推出了速干型可去除反差劑,反差劑噴到工件后,迅速干燥,并且形成塑料質(zhì)薄膜,在檢測后可以從工件表面撕去,避免繁瑣的反差劑清洗過(guò)程。

      此外,還有海底進(jìn)行磁粉檢測的濃縮型磁粉,可以在海水中進(jìn)行磁粉探傷。

      2.2 新型磁粉檢測儀器
      (1) 數字式智能高斯計
            英國Johnson & Allen和上海磁海CHiNDT推出數字式智能高斯計。數字式智能高斯計基于霍爾傳感器和單片機的技術(shù)結合,可以測量剩磁場(chǎng)、動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)的強度、波形、變化率及持續時(shí)間,可同時(shí)測量快速斷電特性。
            英國Johnson & Allen的數字式智能高斯計為便攜式,如圖7。磁海數字式智能高斯計為便攜、固定兩用,不但可以單獨作為高斯計使用,而且可以嵌入磁粉探傷設備,與PLC進(jìn)行通信,實(shí)現磁場(chǎng)的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控,確保每一次磁化的有效性。

      (2) LED黑光燈
            LED黑光燈是近幾年表面無(wú)損檢測相關(guān)儀器發(fā)展最快的產(chǎn)品。憑借壽命長(cháng)、能耗低、發(fā)熱量小,迅速在各行業(yè)得到普及,并且相關(guān)標準已經(jīng)陸續推出。美標ASTM E3022為目前LED黑光燈的主流標準。此外,羅羅公司也已推出本集團的LED黑光燈規范RRES 90061,空客在規范手冊里也有相關(guān)要求。
            WCNDT2016上瑞典Labino,美國Spectroline,中國磁海CHiNDT等公司的LED黑光燈在展會(huì )上獲得較多關(guān)注,尤其是磁海智能可拍照黑光燈PX-45C系列,受到世界各國業(yè)內人士的關(guān)注和好評。

      (3) 紫外線(xiàn)內窺鏡
            法國EFER推出的紫外線(xiàn)內窺鏡,在航空業(yè)已經(jīng)得到大量應用。EFER紫外線(xiàn)內窺鏡,裝有內窺鏡計算機觀(guān)察界面,用于進(jìn)行工件內部的熒光磁粉缺陷觀(guān)察。

      (4)萬(wàn)向輪永磁體磁化器
            烏克蘭焊接協(xié)會(huì )推出萬(wàn)向輪永磁體磁化器,兩塊永磁體做成輪子,每個(gè)輪子采用萬(wàn)向輪,并通過(guò)導磁體固定在一起,從而實(shí)現磁化器在工件表面方便的移動(dòng),并對工件表面進(jìn)行磁化。同時(shí),該磁化器上可以固定白光的或紫外線(xiàn)燈。

      (5)機器視覺(jué)輔助檢測
            意大利CGM公司設備采用高清晰視覺(jué)輔助檢測系統,檢測時(shí),人員不需要進(jìn)入暗室,通過(guò)高清攝像頭進(jìn)行全表面掃視、展開(kāi)和記錄。圖片在計算機上可以進(jìn)行放大,因此具有較高的缺陷檢出能力,并提高工作效率。

      (6)桌面磁粉探傷機
            英國B(niǎo)augh & Weedon公司推出桌面磁粉探傷機,只有普通標準磁粉探傷機體積 的十分之一,可以放置在桌面上使用,被用于實(shí)驗室或教學(xué)使用。

      (7) 磁化仿真軟件
            對于復雜零件的磁化,可以采用通過(guò)計算機對所建立的模型進(jìn)行磁化工藝仿真,得到工件各部分的磁場(chǎng)分布及磁場(chǎng)方向,輔助探傷工藝的制定和設備的設計、生產(chǎn)。目前常用的磁化仿真軟件包括:Ansys, Comsol, Maxwell等軟件。

      磁粉檢測技術(shù) 國內外現狀比較

      (1)總體而言,目前國內缺少具有世界影響力的磁粉探傷設備廠(chǎng)家。在全球具有競爭力的磁粉探傷設備廠(chǎng)家為:第一階梯包括意大利CGM、德國Karl Deutsch、美國Magnaflux(本次WCNDT會(huì )議沒(méi)有參加)等公司;這些公司在全球享有盛譽(yù),并在世界各國具有很多應用案例。

      第二階梯為法國Srem、英國Johnson & Allen、德國Helling等,這些公司在全球也有較高的知名度。中國磁海CHiNDT公司憑借智能化檢測產(chǎn)品,捷克PTS Josef Solnar憑借過(guò)硬的技術(shù)和在歐洲較高的性?xún)r(jià)比,在國外知名度上升較快。

      尤其需要提及的是意大利CGM公司,研發(fā)團隊包括四名博士,20多名經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員,提出的技術(shù)解決方案常常用于世界頂級公司的新產(chǎn)品檢測,環(huán)保性能也是其產(chǎn)品最大的亮點(diǎn)之一。但由于價(jià)格較高,CGM磁粉檢測設備在中國并未廣泛普及。

      (2)美國磁粉設備以標準設備為主,各類(lèi)調節以手動(dòng)方式為主,設備簡(jiǎn)單可靠。歐洲制造商具有眾多定制化設備磁粉設備,各類(lèi)調節以電動(dòng)為主,設備功能強大,做工和設計精細。中國生產(chǎn)的磁粉探傷設備靈敏度已經(jīng)較好,但是設備的可靠性還有待改進(jìn)。

      (3)探傷耗材中國缺少世界知名品牌。目前,國際磁粉探傷耗材主要領(lǐng)導品牌為:美國Circle System、美國Magnaflux、德國Chemetall、德國Pfinder,法國Srem,德國Karl Deutsch,德國MR Chemie、日本Marktec等。

      (4)針對固定式磁粉探傷設備,國外操作員普遍習慣采用濃縮型磁懸液進(jìn)行配置。而國內普遍采用粉狀磁粉進(jìn)行磁懸液配置。該使用習慣差異與中國本土磁粉制造工藝有較大關(guān)系,磁粉長(cháng)時(shí)間浸泡后,磁粉表面的染料會(huì )剝離,導致磁粉無(wú)效。

      (5)磁粉檢測相關(guān)技術(shù)和標準依然是歐美發(fā)達國家首先提出并采用,國內逐步接受和模仿。目前國內磁粉探傷相關(guān)制造企業(yè)研發(fā)投入較少,原創(chuàng )性與開(kāi)發(fā)性的成果較少,同質(zhì)化競爭加劇。

      (6)國外磁粉探傷設備制造廠(chǎng)家普遍具有提供設備制造、生產(chǎn)、售后,儀器計量等一站式服務(wù)的能力,公司一般會(huì )有計量實(shí)驗室,并為用戶(hù)提供儀器計量服務(wù)。目前國內尚未有廠(chǎng)家具備提供設備制造和儀器計量一站式服務(wù)的能力。

       
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