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‌钛及钛合金无损探伤检测技术综述
‌钛及钛合金无损探伤检测技术综述

我们都知道钛及钛合金的生产离不开探伤,不同的探伤要求对应不同的探伤方法。今天我们总结一下目前行业通用的探伤方法。

首先,我们先要了解一下什么是无损检测?无损检测是一种在不破坏材料或结构完整性的前提下,利用物理或化学手段检测材料内部缺陷、结构特征或性能指标的技术,适用于原材料、焊接接头等质量评估。钛及钛合金行业内常用的无损检测方法主要有四种:‌‌渗透检测‌超声波检测,‌射线检测,‌涡流检测。

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1‌‌渗透检测(PT)‌

‌原理‌:将一种特别配制的渗透剂涂覆在零件表面。这种渗透剂含有染料或荧光物质,能够借助液体的润湿与毛细管作用深入零件表面的开口缺陷中。随后,多余渗透剂被清除,并在零件上施加一层薄显像剂。由于毛细作用,缺陷中的渗透剂会重新被吸附到零件表面,从而形成清晰可见的缺陷图像。借助黑光灯(用于荧光检验)或白光灯(用于着色检验),检测人员可以观察到这些缺陷。

a. 渗透检测方法可检查各种非疏孔性材料的表面开口缺陷,如裂纹、气孔、折叠、疏松、冷隔等。

b. 渗透检测具有较高的检测灵敏度,超高灵敏度的渗透检测材料可清晰地显示宽0.5μm、深10μm、长1mm左右的细微裂纹。

c. 渗透检测的显示直观,容易判断,操作也非常快速、简便,一次操作即可检出一个平面上各个方向的缺陷。

d. 渗透检测还具有设备简单携带方便、检测费用低、适应于野外工作等优点。

‌‌渗透检测缺点:‌不能检测内部缺陷‌:渗透检测只能检测工件表面的开口性缺陷,对于内部缺陷无法进行有效检测。‌受温度限制‌:渗透检测受温度影响较大,温度过高或过低都会影响检测结果‌‌需要仔细的表面清理‌:与其他无损检测方法相比,渗透检测需要更仔细的表面清理工。

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2 ‌超声波检测(UT)‌

‌原理‌:利用高频声波(0.5~25 MHz)在材料中传播时遇到缺陷产生的反射波信号,通过分析回波时间、幅度和波形特征判断缺陷位置与尺寸。

a.穿透力强,可检测厚度超过1米的钛合金工件‌;

b.对裂纹、气孔等面积型缺陷敏感,但对微小夹杂灵敏度较低‌;

c.需耦合剂(如甘油、水玻璃)传递声波,检测表面需打磨平整;

d.需要专业的检测技术人员并取得专业机构的认证。

超声波检测缺点:超声波探伤对缺陷的显示不直观,探伤技术难度大,容易受到主客观因素影响,以及探伤结果不便于保存,超声波检测对工作表面要求平滑,要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、适合于厚度较大的零件检验,使超声波探伤也具有其局限性。

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3 ‌射线检测(RT)‌

‌原理‌:利用X射线或γ射线穿透材料时因密度差异产生强度衰减,通过胶片或数字成像显示内部缺陷‌。

a.成像直观,可永久记录缺陷形貌(如气孔、夹渣)‌;

b.对体积型缺陷(如气孔)敏感,但对裂纹类缺陷检测能力有限‌;

‌辐射风险‌:射线检测过程中会释放电离辐射,虽然牙科诊所所用的X光辐射量低,但长期或‌射线检测的缺点:‌健康风险‌:射线检测可能导致脱发、皮肤损伤、生殖功能损害、血液系统异常‌成本高‌:射线检测设备昂贵,且需要专门的辐射防护措施,增加了检测的成本和复杂性。‌

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4 ‌涡流检测(ET)‌

原理:涡流检测是指利用电磁感应原理,通过测量被检工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能,或发现缺陷的无损检测方法。

a.非接触式检测,适用于钛合金薄板(0.1~5mm)表面及近表面缺陷‌;

b.对导电率变化敏感,可检测氧化膜厚度变化,但对深层缺陷不适用‌。

‌涡流检测的缺点:‌对形状复杂的缺陷难以应用‌:涡流检测对形状复杂的缺陷很难应用,因为其检测结果主要反映表面或近表面的情况,对于深层次的缺陷检测效果不佳。‌‌不能显示出缺陷图形‌:涡流检测不能显示出缺陷的图形,因此无法从显示信号判断出缺陷的性质‌‌检测干扰因素较多‌:涡流检测过程中容易受到多种干扰因素的影响,可能会产生杂乱信号,影响检测的准确性‌。

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钛及钛合金不同产品有不同的产品标准,不同的标准对于探伤有不同的要求。无损探伤检测是确保产品质量和安全性的重要环节。通过选择合适的无损检测方法和遵循规范的检测流程,可以及时发现并处理制品中的缺陷,提高产品的整体性能和使用寿命。随着无损检测技术的不断发展和完善,其在钛及钛合金检测中的应用前景将更加广阔。

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