產(chǎn)品表面檢測(cè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

摘 要：產(chǎn)品質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的安全性、使用可靠性的要求越來(lái)越高，而無(wú)損檢測(cè)具有不破壞被檢對(duì)象、檢測(cè)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用日益廣泛，表面檢測(cè)對(duì)表面缺陷的檢測(cè)地位更是無(wú)可替代。職業(yè)學(xué)校無(wú)損檢測(cè)專業(yè)的完善及發(fā)展，需要不斷探討和改進(jìn)，以適應(yīng)日新月異的行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：表面缺陷；無(wú)損檢測(cè)；實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

無(wú)損檢測(cè)方法很多，到目前為止，超聲波、射線、滲透、磁粉檢測(cè)這四大常規(guī)無(wú)損檢測(cè)仍然是產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和在役檢測(cè)的最廣泛的方法。其中超聲波檢測(cè)和射線檢測(cè)主要用于檢測(cè)試件的內(nèi)部缺陷，滲透檢測(cè)與磁粉檢測(cè)主要用于檢測(cè)試件的表面缺陷。作為高職學(xué)院的檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)，無(wú)一例外的開(kāi)設(shè)了上述課程，相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備建設(shè)也必須配備齊全，達(dá)到無(wú)縫銜接。而表面檢測(cè)實(shí)訓(xùn)是無(wú)損檢測(cè)專業(yè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)訓(xùn)使學(xué)生初步掌握滲透檢測(cè)和磁粉檢測(cè)的基本原理，了解相關(guān)檢測(cè)儀器構(gòu)造，熟悉實(shí)際操作規(guī)范，掌握工藝操作方法，嚴(yán)格執(zhí)行工作程序、工作規(guī)范、工藝文件和安全操作規(guī)程，熟悉標(biāo)準(zhǔn)，按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)缺陷進(jìn)行定位、定量、定性，從而使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中熟悉職業(yè)資格鑒定考試中實(shí)操的應(yīng)試技巧。

1 磁粉檢測(cè)基本原理

當(dāng)工件被磁化后，若工件表面及近表面存在不連續(xù)性（如裂紋），就會(huì)在不連續(xù)性部位的表面形成漏磁場(chǎng)，通過(guò)漏磁場(chǎng)吸附、聚集檢測(cè)過(guò)程施加的磁粉，最終形成磁痕，從而提供缺陷的位置、形狀、大小的顯示。

1.1 分類(lèi)

（1）按施加磁粉的時(shí)間分：a.連續(xù)法：磁化工件的同時(shí)，施加磁粉。b.剩磁法：先磁化工件，停止磁化后利用工件的剩磁，然后再施加磁粉。

（2）按顯示材料分：a.熒光法：采用熒光磁粉，在黑光燈下觀察磁痕。b.非熒光法：采用普通黑色磁粉或者紅色磁粉，在正常光照條件下觀察磁痕。

（3）按磁粉的載體分：a.濕法：磁粉的載體為液體（油或水）。b.干法：直接以干粉的形式噴涂在工件上，只有特殊情況下才會(huì)采用這種方法。

1.2 磁粉檢測(cè)特點(diǎn)

1.2.1 磁粉檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。（1）能直觀顯示缺陷的形狀、位置、大小和嚴(yán)重程度，并可大致確定缺陷的性質(zhì)。（2）具有高靈敏度，磁粉在缺陷上聚集形成的磁痕有放大作用，可檢出缺陷的最小寬度約0.1μm ，能發(fā)現(xiàn)深度約10μm的微裂紋。（3）適應(yīng)性好，幾乎不受試件大小和形狀的限制，綜合采用多種磁化方法，可檢測(cè)工件上的各個(gè)方向的缺陷。（4）檢測(cè)速度快，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，效率高，成本低。

1.2.2 磁粉檢測(cè)的局限。（1）只能用于檢測(cè)鐵磁性材料，如碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼等，不能用于檢測(cè)非鐵磁性材料，如鎂、鋁、銅、鈦及奧氏體不銹鋼等。（2）只能用來(lái)檢測(cè)表面和近表面缺陷，不能檢測(cè)埋藏較深的缺陷，可檢測(cè)的皮下缺陷的埋藏深度一般不超過(guò)1-2mm。（3）難于定量確定缺陷埋藏的深度和缺陷自身的高度。（4）通常采用目視法檢查缺陷，磁痕的判斷和解釋需要有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和素質(zhì)。

2 滲透檢測(cè)基本原理

由于毛細(xì)現(xiàn)象的作用，將溶有熒光染料或著色染料的滲透劑施加于試件表面，滲透劑會(huì)滲入到表面開(kāi)口的細(xì)小缺陷中，然后清除依附在試件表面上多余的滲透劑，經(jīng)干燥后再施加顯像劑，缺陷中的滲透劑在毛細(xì)現(xiàn)象的作用下重新吸附到試件的表面上，形成放大的缺陷顯示。用目視檢測(cè)即可觀察出缺陷的形狀、大小及分布情況。

2.1 分類(lèi)

常見(jiàn)的分類(lèi)方法有：a.根據(jù)滲透劑所含染料成份分類(lèi)：滲透檢測(cè)可分為著色法、熒光法和熒光著色法三大類(lèi)。b.根據(jù)滲透劑去除方法分類(lèi)：滲透檢測(cè)可分為水洗型、后乳化型和溶劑清洗型三大類(lèi)。c.根據(jù)滲透劑的種類(lèi)、去除方法和顯像方法分類(lèi)：即采用綜合滲透劑的種類(lèi)、去除方法和顯像方法而進(jìn)行分類(lèi)，在此列舉一代號(hào)示例：如最常采用的Ⅱc-d法， 即為溶劑去除型著色滲透檢測(cè)（溶劑懸浮顯像劑）。

2.2 滲透檢測(cè)特點(diǎn)

2.2.1 滲透檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。（1）不受被檢工件磁性、形狀、大小、組織結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分及缺陷方位的限制，一次操作能檢查出各個(gè)方向的缺陷。（2）操作簡(jiǎn)便，設(shè)備簡(jiǎn)單。（3）缺陷顯示直觀，靈敏度高。

2.2.2 滲透檢測(cè)的局限。（1）只能檢測(cè)出材料的表面開(kāi)口缺陷，對(duì)于埋藏在材料內(nèi)部的缺陷無(wú)能為力。滲透檢測(cè)并不適合多孔性材料表面缺陷。（2）滲透劑成分對(duì)被檢工件具有一定腐蝕性，必須嚴(yán)格控制硫、鈉等微量元素的存在。（3）滲透劑所用的有機(jī)溶劑具有揮發(fā)性，工業(yè)染料對(duì)人體有毒性，必須注意吸入防護(hù)。

3 現(xiàn)有表面檢測(cè)實(shí)訓(xùn)室基本狀況

表面檢測(cè)實(shí)訓(xùn)室具有磁粉及滲透檢測(cè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，主要對(duì)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)專業(yè)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生能夠掌握常規(guī)的表面無(wú)損檢測(cè)的方法，能熟練使用常用儀器及設(shè)備。作為高職院校，實(shí)訓(xùn)設(shè)備設(shè)施是否完善，關(guān)乎專業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過(guò)大量調(diào)研，多數(shù)高職院校的表面檢測(cè)實(shí)訓(xùn)室都是非常簡(jiǎn)陋，尤其滲透檢測(cè)一般都是隨機(jī)找塊空地，就近就地檢測(cè)，很容易造成土地和環(huán)境的污染，對(duì)校園內(nèi)的師生也是安全隱患；就磁粉檢測(cè)而言，尤其是濕法連續(xù)檢測(cè)，也會(huì)造成一定的環(huán)境污染。

4 表面檢測(cè)實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)思路

為克服上述問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，現(xiàn)將本人對(duì)于表面檢測(cè)實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)思路分析如下。

4.1 排風(fēng)換氣裝置

類(lèi)似燒烤飯店的排風(fēng)裝置，一字排列六個(gè)排風(fēng)口，最好靠窗設(shè)置，間距800mm， 排風(fēng)口離地面高度1500mm。

4.2 實(shí)訓(xùn)臺(tái)

由于受場(chǎng)地建設(shè)規(guī)劃等諸多原因限制，高職或大學(xué)的表面檢測(cè)實(shí)訓(xùn)室往往設(shè)置為磁粉檢測(cè)與滲透檢測(cè)共用實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，那么實(shí)訓(xùn)臺(tái)的功能就要盡量達(dá)到二者兼顧。鑒于以上情況，本人設(shè)計(jì)了一款可移動(dòng)式實(shí)訓(xùn)臺(tái)，采用不銹鋼為主要材料制作臺(tái)面框架，槽采用特制材料制作，如圖所示。左臺(tái)面采用普通木板或密度板，厚度為15-20mm；右臺(tái)面用槽鋼制作一個(gè)框架，非實(shí)訓(xùn)時(shí)放入普通木板或密度板，厚度同左臺(tái)面；實(shí)訓(xùn)時(shí)放置特制實(shí)訓(xùn)槽；不銹鋼網(wǎng)保證能穿過(guò)儀器及探頭線；滾輪能承受一定的重量，大概60kg。

4.3 總體布局

排風(fēng)換氣裝置固定在靠窗口附近，一字排開(kāi)并有一定間距；實(shí)訓(xùn)臺(tái)采用可移動(dòng)式，計(jì)劃為12臺(tái)，實(shí)訓(xùn)臺(tái)位實(shí)施工位號(hào)管理，學(xué)生與工位號(hào)一一對(duì)應(yīng)。以理論為主授課期間，按教學(xué)狀態(tài)擺放，每臺(tái)旁邊可坐3-4名同學(xué)，實(shí)訓(xùn)臺(tái)面均為木質(zhì)臺(tái)面；以實(shí)操為主授課期間，右側(cè)木質(zhì)臺(tái)面放在下面的不銹鋼網(wǎng)上，將實(shí)訓(xùn)臺(tái)按實(shí)訓(xùn)狀態(tài)擺放，每個(gè)排風(fēng)口下擺放2臺(tái)，背靠背放置，實(shí)訓(xùn)臺(tái)面放置實(shí)訓(xùn)槽，對(duì)于磁粉及滲透產(chǎn)生的臟水可由槽內(nèi)右下側(cè)排水口排放至下面盛水裝置內(nèi)（可采用普通的塑料水桶，隨時(shí)可以清洗）。

綜上所述，整個(gè)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)，完全顛覆傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)，避免了磁粉濕法連續(xù)檢測(cè)及滲透著色檢測(cè)時(shí)的污染問(wèn)題，既能邊實(shí)訓(xùn)邊記錄，又能合理利用空間；不僅能滿足校內(nèi)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)需要，也能為社會(huì)上的相關(guān)培訓(xùn)提供良好的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，相信本人的上述設(shè)計(jì)具有一定的創(chuàng)新性，是完全可行的。

作者簡(jiǎn)介：屈娟（1972，8-）女，遼寧省鐵嶺人，講師，研究方向：無(wú)損檢測(cè)。