螺栓檢測合理化方法探究

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(1.洛陽欣隆工程檢測有限公司 ， 河南 洛陽 471012 ； 2.石油化工工程質(zhì)量監(jiān)督總站 洛陽石化分站 ， 河南 洛陽 471012)

螺栓檢測合理化方法探究

高連杰1，王斌2

(1.洛陽欣隆工程檢測有限公司，河南洛陽471012 ； 2.石油化工工程質(zhì)量監(jiān)督總站洛陽石化分站，河南洛陽471012)

由于對于螺栓檢測的方法有限，特此對檢測方法進(jìn)行探究，并找出了合理化解決方案。本文采用熒光磁粉和超聲檢測法相結(jié)合的方法可以保證內(nèi)外缺陷的綜合檢測。

螺栓檢測 ; 熒光磁粉檢測 ; 超聲檢測 ; 相控陣檢測

0 前言

目前國內(nèi)外無損檢測行業(yè)的發(fā)展層次不齊，尤其針對于螺栓之類特殊形狀試件檢測整體水平有限。特以此探究并找出合理化解決方案。

受洛陽石化委托，對一批在役螺栓進(jìn)行檢測。根據(jù)螺栓的材質(zhì)和形狀的特殊性，初步擬定利用熒光磁粉檢測和超聲來進(jìn)行檢測工作，同時(shí)采用相控陣來進(jìn)行驗(yàn)證和對比。

按照20%抽檢比例拆卸不同位置的螺栓，對于拆卸下來的螺栓在檢測之前進(jìn)行了預(yù)處理，由于年久未拆卸導(dǎo)致螺栓腐蝕嚴(yán)重，導(dǎo)致許多螺帽無法拆卸，這將直接影響檢測的結(jié)果。預(yù)處理是對螺栓先進(jìn)行表面的除銹、打磨、涂油、標(biāo)記人為缺陷等。首先對這批螺栓進(jìn)行了熒光磁粉檢測，來確定外表面及近表面是否有缺陷存在。

1 熒光磁粉檢測

本次對于三聯(lián)合的螺栓采用周向磁化。對于車間送來的已失效樣品，可以看出，出問題的地方在螺桿中心位置，所以采用周向磁化重點(diǎn)檢測螺桿中心位置部分。

對于這批螺栓采取熒光磁粉檢測的方法，正是利用其極高的靈敏度，對于螺栓近表面1 mm以內(nèi)的缺陷檢出率相當(dāng)高。為了更好地讓磁粉通過磁化聚積，以便在觀察聚積痕跡時(shí)不出現(xiàn)誤判，采用連續(xù)法進(jìn)行磁化。一邊磁化一邊噴灑磁懸液，在噴灑和磁化中間間隔1～2 s，保證磁化效果的最大化。

對于這批螺栓由于其所在位置不同，例如出入口法蘭上拆卸下來的螺栓，還有熱偶法蘭、冷氫法蘭上拆下來的螺栓等。可以看出這些都是靜法蘭，所以在檢測前會對被檢工件有個(gè)初步的判斷，以便于檢測有針對性。然而對于承壓設(shè)備進(jìn)行磁粉檢測時(shí)，其內(nèi)壁宜采用熒光磁粉法進(jìn)行檢測。制造時(shí)采用高強(qiáng)度鋼以及對裂紋(包括冷裂紋、熱裂紋、再熱裂紋)敏感的材料，或長期工作在腐蝕介質(zhì)環(huán)境下有可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋的承壓設(shè)備，其內(nèi)壁應(yīng)采用熒光磁粉檢測方法進(jìn)行檢測。對于螺栓不存在內(nèi)外壁之分，但是用熒光磁粉檢測是必須的，檢測現(xiàn)場環(huán)境應(yīng)符合NB/T47013標(biāo)準(zhǔn)要求。

通過熒光磁粉檢測，對于這批不同位置的螺栓，可以得出，就檢測方法來說，熒光磁粉檢測很好地發(fā)現(xiàn)了螺栓近表面的缺陷，靈敏度極高。就檢測步驟來說熒光磁粉檢測方法簡單，檢測成本低。磁粉檢測對于螺栓表面及近表面檢測效率高，檢測結(jié)果的可信度強(qiáng)。

2 超聲檢測

超聲檢測：本次檢測由于被檢工件的規(guī)格不同，所以對于探頭的選擇也是至關(guān)重要的。經(jīng)過技術(shù)人員的多次協(xié)商采用直探頭D為10，小角度縱波斜探頭γ為8.5°，晶片尺寸分別是5×5。在NB/T47013中的規(guī)定探頭標(biāo)稱頻率5 MHz，盲區(qū)≤5 mm。縱波直探頭檢測方法是一種最常規(guī)螺栓檢測方法，檢測效率高，對現(xiàn)場檢測條件、檢測面要求低，可以大體檢測螺栓主體。小角度斜探頭對螺栓結(jié)構(gòu)形式及長度適應(yīng)性強(qiáng)，可以更加針對于螺紋處檢測。小角度縱波斜探頭檢測方法掃查分為兩端為平面的剛性無中心孔螺栓和柔性無中心孔螺栓檢測掃查方式。

通過對這批螺栓的超聲檢測，可以發(fā)現(xiàn)螺栓近表面比較小的缺陷，低于超聲檢測最低靈敏度的缺陷，超聲是無法檢出。但磁粉卻可以檢出。通過對這批螺栓的檢測過程中總結(jié)得出，螺栓不同位置受力不同，所以產(chǎn)生的裂紋有大有小，對于檢測最大的問題就是螺栓表面的不規(guī)整，嚴(yán)重的會出現(xiàn)錯檢。

3 相控陣檢測

利用相控陣新技術(shù)進(jìn)行掃查，結(jié)果證明檢測出的缺陷是正確的。

相控陣是一種晶片的激發(fā)時(shí)間可以單獨(dú)調(diào)節(jié)以控制聲速軸線和焦點(diǎn)等參數(shù)的換能器晶片陣列。相控陣換能器的設(shè)計(jì)基于惠更斯原理。換能器由多個(gè)相互獨(dú)立的壓電晶片組成陣列，每個(gè)晶片稱為一個(gè)單元，按一定的規(guī)則和時(shí)序用電子系統(tǒng)控制激發(fā)各個(gè)單元，使陣列中各單元發(fā)射的超聲波疊加形成一個(gè)新的波陣面。同樣,在反射波的接收過程中，按一定規(guī)則和時(shí)序控制接收單元的接收并進(jìn)行信號合成，再將合成結(jié)果以適當(dāng)形式顯示。 相控陣換能器最顯著的特點(diǎn)是可以靈活、便捷而有效地控制聲束形狀和聲壓分布，其聲束角度、焦柱位置、焦點(diǎn)尺寸及位置在一定范圍內(nèi)連續(xù)、動態(tài)可調(diào)而且探頭內(nèi)可快速平移聲束。

相控陣的發(fā)展填補(bǔ)了A掃成像的空白，也是無損檢測行業(yè)發(fā)展的又一個(gè)里程碑。超聲相控陣技術(shù)在電力行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景，許多常規(guī)超聲波探傷方法無法進(jìn)行檢驗(yàn)的部件或局部檢驗(yàn)可以通過超聲波相控陣技術(shù)來完成。超聲相控陣技術(shù)的應(yīng)用將有助于改善檢測的適用性，提高檢測的精確性、重現(xiàn)性及檢測結(jié)果的可靠性，增強(qiáng)檢測的實(shí)時(shí)性和直觀性，超聲相控陣技術(shù)在電力行業(yè)的無損檢測工作中必將發(fā)揮巨大的作用。這也將大大擴(kuò)寬檢測行業(yè)的原本前景。

雖然相控陣技術(shù)操作更簡單，顯示更明了，但是在針對螺栓檢測時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題，其耦合要求更為嚴(yán)格，同時(shí)對于含中心孔的螺栓，會由于孔成像而覆蓋缺陷顯示，造成誤判。

綜上所述，對于螺栓檢測進(jìn)行分析，含有中心孔的，建議采用超聲+磁粉檢測來保證準(zhǔn)確率。對于不含中心孔的，采用相控陣檢測來達(dá)到檢測速率的要求。

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1003-3467(2017)08-0040-02

2017-04-29

高連杰(1992-)，男，助理工程師，從事公司研發(fā)和認(rèn)證工作，電話：18838812324。