帶涂層金屬零件表面缺陷的無(wú)損檢測(cè)綜述(1)

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1、帶涂層金屬零件表面缺陷的無(wú)損檢測(cè)綜述張穎志，等帶涂層金屬零件表面缺陷的無(wú)損檢測(cè)綜述ResearchonNDTforCoatedMetalSurfaceDetects張穎志徐志祥(大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧大連116024)[摘要]現(xiàn)階段，對(duì)帶涂層的金屬零件表面進(jìn)行探傷檢測(cè)時(shí)，需要去除表面涂層以保證檢測(cè)的精確性。然而涂層的去除會(huì)嚴(yán)重地降低檢測(cè)效率，增加繁瑣工序。因此，研究帶涂層金屬表面缺陷的直接檢測(cè)已經(jīng)成為新課題。針對(duì)國(guó)內(nèi)外一些可行的直接檢測(cè)方法進(jìn)行了綜述。介紹金屬表面裂紋的成因、特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有的多種檢測(cè)方法進(jìn)行了詳細(xì)概述，并且總結(jié)了直接檢測(cè)方法的問(wèn)題與趨勢(shì)。為

2、今后帶涂層金屬表面探傷方法的深入研究提供可鑒之處。[關(guān)鍵詞]涂層；金屬表面缺陷；直接檢測(cè)；無(wú)損檢測(cè)[中圖分類(lèi)號(hào)]TG115.28[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A-3-?1994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.net帶涂層金屬零件表面缺陷的無(wú)損檢測(cè)綜述張穎志，等-3-?1994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.

3、net帶涂層金屬零件表面缺陷的無(wú)損檢測(cè)綜述張穎志，等引言近年來(lái)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在航空航天、鐵路運(yùn)輸、管道運(yùn)輸?shù)戎T多領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。不僅對(duì)保障設(shè)備的可靠運(yùn)行和人身安全有重大意義，為國(guó)家和企業(yè)也帶來(lái)了更多經(jīng)濟(jì)效益。金屬作為常用的材料被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)制造中。然而金屬零件在交變載荷等的作用下，易產(chǎn)生疲勞裂紋損傷，進(jìn)而引發(fā)重大事故。疲勞裂紋多由微裂紋萌生于零件表面，繼而擴(kuò)展，最后導(dǎo)致零件斷裂?，F(xiàn)階段，對(duì)表面帶涂層的金屬零件表面探傷時(shí)，需要去除表面涂層來(lái)保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。這樣做造成工序繁瑣，檢測(cè)效率低。因此，針對(duì)免去除涂層而直接檢測(cè)的研究迫在眉睫。本文基于五大無(wú)損檢

4、測(cè)方法對(duì)帶涂層金屬表面缺陷的直接檢測(cè)進(jìn)行綜述，以檢測(cè)原理的不同分為熱像、電磁、聲波三類(lèi)。詳細(xì)介紹了各種檢測(cè)方法及其對(duì)比分析，總結(jié)了直接檢測(cè)存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)。1帶涂層金屬表面裂紋檢測(cè)概況目前，普遍采用的五大常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法為：超聲檢測(cè)；射線檢測(cè)；渦流檢測(cè)；磁粉檢測(cè)；滲透檢測(cè)。近些年來(lái)，又不斷涌出新的檢測(cè)技術(shù)如擾動(dòng)磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)（ACFM);微波技術(shù)；紅外技術(shù)等。對(duì)于帶涂層金屬表面缺陷的直接檢測(cè)，受限于涂層使得常規(guī)檢測(cè)方法不再適用。常規(guī)超聲檢測(cè)是目前應(yīng)用較廣的_種檢測(cè)方法，但是超聲存在近場(chǎng)盲區(qū)，主要用于零件的內(nèi)部缺陷檢測(cè)，對(duì)于表面缺陷檢測(cè)效果較差；磁粉檢測(cè)應(yīng)用于大

5、型鐵磁類(lèi)零件的表面及近表面探傷，對(duì)被檢件的表面光滑度要求較高，當(dāng)檢測(cè)表面帶涂層時(shí)，為防止產(chǎn)生偽裂紋信號(hào)需要去除表面保護(hù)層；滲透檢測(cè)僅適合表面開(kāi)口裂紋檢測(cè)，對(duì)表面帶涂層的零件不能檢測(cè)；射線較適合于內(nèi)部缺陷的檢測(cè)。由此可知，涂層的存在使得一些常規(guī)的檢測(cè)-3-?1994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.net帶涂層金屬零件表面缺陷的無(wú)損檢測(cè)綜述張穎志，等方法不再適用。因此，本文就近些年發(fā)展出的一些可行的無(wú)損檢測(cè)方法進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)其進(jìn)

6、行了對(duì)比分析。2熱像法熱像檢測(cè)法基于熱力學(xué)第二定律[1]，通過(guò)熱像儀來(lái)記錄因缺陷引起的零件表面溫度變化，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理和圖像處理，分析溫度云圖來(lái)判斷試件有無(wú)缺陷。根據(jù)熱激勵(lì)源的不同，詳細(xì)介紹脈沖熱像法和渦流熱像法。兩種方法的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍的比較見(jiàn)表1。2.1脈沖熱像法脈沖熱像檢測(cè)也稱紅外熱像檢測(cè)。使用脈沖閃光燈對(duì)試件進(jìn)行加熱，應(yīng)用熱像儀對(duì)采集到的溫度信號(hào)進(jìn)行分析，判斷缺陷的有無(wú)。當(dāng)被檢件帶涂層時(shí)，由于涂層的發(fā)射率大于金屬的發(fā)射率，所以涂層的存在相當(dāng)于增加了金屬的發(fā)射率。因發(fā)射率的不同會(huì)對(duì)溫度值的測(cè)量有很大影響，在檢測(cè)時(shí)，需準(zhǔn)確設(shè)定發(fā)射率。同時(shí)需要根據(jù)涂層的特性來(lái)確

7、定脈沖閃光燈的加熱強(qiáng)度和加熱時(shí)間。當(dāng)檢測(cè)金屬材料時(shí)，由于金屬導(dǎo)熱快，易達(dá)到熱平衡，所以需要輔助更加快速高效的冷卻手段和加熱手段。國(guó)外C.Dalton等[2]利用紅外掃描系統(tǒng)對(duì)黒漆下鋼板表面裂紋進(jìn)行了研究，分析了裂紋與熱流方向呈不同角度時(shí)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。美國(guó)TWI公司開(kāi)發(fā)了一套便攜式的熱探測(cè)系統(tǒng)，采用全新的處理方法，對(duì)每個(gè)像元方程進(jìn)行微分到圖像序列重組并顯示，與傳統(tǒng)的紅外檢測(cè)技術(shù)相比大大縮減了檢測(cè)時(shí)間[3]。紅外熱像檢測(cè)的不足之處是靈敏度易受背景輻射干擾和裂紋深度的影響，微小裂紋的探出能力較弱，所以其適用于材料表面及近表面大裂紋缺陷的檢測(cè)。2.2渦流熱像法渦流熱

8、像法是渦流檢測(cè)技術(shù)和熱成