不銹鋼緊固件材料的常用無損檢測方法 

無損檢測技術(shù)作為緊固件檢測過程中的重要補充手段?？梢约皶r發(fā)現(xiàn)批量緊固件制品中的不合格產(chǎn)品，及時對于產(chǎn)品質(zhì)量進行綜合評價，產(chǎn)品使用存在的失效風險以及安全隱患，盡早進行排除與規(guī)避。對于緊固件整個制造過程則可以進行系統(tǒng)評估，各個環(huán)節(jié)進行成本分析以及風險管控，增強企業(yè)核心競爭力。

無損檢測技術(shù)是指不破壞產(chǎn)品形狀、結(jié)構(gòu)和性能的情況下，為了解產(chǎn)品內(nèi)部及表面組織的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、質(zhì)量等采用的檢測方法。常用的檢測方法主要有射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測及渦流檢測等。采用無損檢測，可檢查產(chǎn)品內(nèi)部或表面缺陷，并判斷其位置、大小、形狀和種類等。市場規(guī)模不斷擴大，緊固件需求量日益飛速增加，對于緊固件表面缺陷的全面檢查，則顯得重要且必須，而在緊固件制造過程中，采用無損檢測技術(shù)，則可以極大的提升檢測的準確性與檢測效率，甚至可以達到100%自動化檢測。

通常在緊固件加工時判定裂紋的工作實際實踐中，常用以下幾種無損檢測方法：

1磁粉檢測；

2滲透檢測；

3渦流檢測。

下面談談此三種方法在實際工作的經(jīng)驗與體會。

1.1  磁粉檢測

磁粉檢測是利用漏磁場和合適的檢測介質(zhì)發(fā)現(xiàn)工件表面和近表面的不連續(xù)的無損檢測方法。圖1 為磁粉探傷原理示意圖。

原理在于利用緊固件適當磁化后，表面或近表面缺陷處，磁力線將發(fā)生局部畸變，逸出緊固件表面形成磁極，產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在緊固件表面的磁粉，在適當?shù)墓庹諚l件下，形成目視可見的缺陷磁痕，從而顯示出缺陷的形狀、位置、尺寸等信息，對磁痕加以合理的解釋和評定，見圖2。

磁粉檢測對于缺陷的顯示以磁粉堆積形式展示，表現(xiàn)直觀，可以清晰的顯示出缺陷的位置、形狀、尺寸和嚴重程度。檢測靈敏度較高，開口寬度約為1μm的裂紋也可檢出。不受緊固件產(chǎn)品大小與形狀的影響，可以檢測出緊固件表面以及近表面的缺陷，甚至可以檢測出電鍍層以下的基體缺陷。磁粉檢測操作相對簡單，工藝流程簡潔，可實現(xiàn)批量化檢測。

磁粉檢測只能檢測鐵磁性的材料，對于奧氏體不銹鋼制品則無法開展。且只能在產(chǎn)品表面顯示缺陷的長度，缺陷的深度與高度則無法確認。產(chǎn)品檢測靈敏度主要與磁化方向有關(guān)，磁場方向與缺陷方向垂直時，檢測靈敏度最高，產(chǎn)品缺陷可容易檢出，磁場方向與缺陷方向夾角小于45°時，難以發(fā)現(xiàn)缺陷，故磁化時，建議采用周向磁化，以便檢查緊固件表面所有缺陷。若缺陷埋藏較深，無法形成漏磁場，則缺陷也無法檢出。接觸面積過小或者產(chǎn)品接觸面不平整，存在弧度時，采用直接通電法磁化時，則會在緊固件表面產(chǎn)生電弧大火，引起燒傷。有剩磁影響的緊固件需要退磁處理。

磁粉檢測時機的選擇應依據(jù)生產(chǎn)制造過程中可能引起缺陷或者顯現(xiàn)缺陷的工序之后進行。一般會安排在鐓制、切削加工或熱處理等可能產(chǎn)生缺陷的工序之后，在進行表面處理之前進行。如果鍍層可能會產(chǎn)生電鍍氫脆裂紋等表面缺陷，則應在表面處理之后也增加無損檢測工序。方便識別出缺陷產(chǎn)生的加工環(huán)節(jié)。

對于緊固件產(chǎn)品，由于存在溝槽等的表面特征以及螺旋凸起的特點，且緊固件批量化制造等因素，一般優(yōu)先選擇熒光磁粉濕連續(xù)法檢測。此檢測方法可實現(xiàn)多向磁化，檢測靈敏度高，檢測效率高效。由于緊固件表面清潔程度對于磁粉檢測有直接影響，故檢測前預處理，需進行超聲波清洗，以去除緊固件表面的油污等雜物。以防止表面產(chǎn)生偽缺陷，造成誤判以及漏檢。

檢測設備開機檢測前，由于在靜置狀態(tài)下，熒光磁粉顆粒由于重力作用沉積在液槽底部，啟動攪拌泵時，并不能充分把所有的沉淀在液槽底部的磁粉顆粒完全初期不能完全攪動懸浮，上層磁懸液濃度偏低，缺陷顯現(xiàn)不明顯，檢測靈敏度因為顯著降低?？稍陂_啟攪拌泵前，用攪拌棒等工具深入槽底手工攪動兩到三分鐘，使得沉積在槽底的熒光磁粉顆粒完全攪動，充分混合在溶液中，此時再開啟攪拌泵開始工作，方可保持磁懸液的均勻混合狀態(tài)，保持磁懸液的濃度一致。保證檢測工作的順利開展。

磁粉檢測開始前，需對于檢測靈敏度進行校正。一般利用A型標準試片反扣緊貼在緊固件表面，進行工藝指導書要求的磁粉檢測操作，可以通過調(diào)整磁化電流強度以及磁懸液濃度的方式，針對標準試片靈敏度顯示效果進行調(diào)整，要求十字圓環(huán)槽型可以清晰顯示；從而保證好確認檢測設備、磁懸液濃度、磁場強度，操作方法滿足工藝指導書的要求。

由于螺紋或者凹槽等部位容易造成磁粉堆積，造成靈敏度急劇下降，熒光磁粉在黑光燈下顯示為規(guī)則的黃綠色線條。所有要求檢測人員能夠準確的識別非相關(guān)顯示，避免誤判。

磁粉檢測對于裂紋等缺陷的最終判斷需要依靠檢測人員觀察完成，檢測結(jié)果受檢測人員個人主觀判斷影響。因此要求人員技能比較高，檢測人員進入暗室后，檢測前應至少等候5min，以便適應暗室工作環(huán)境。磁粉檢測人員應具備符合標準規(guī)定的視力要求，注意視力保護，檢測時佩戴防護紫外輻射的眼鏡，注意工作間隙休息。對于緊固件螺紋部位的檢測觀察，應從俯視計仰視兩個角度檢查，避免視線被螺紋凸起部位遮擋，造成螺紋凹槽內(nèi)缺陷漏檢。

一些安裝場合可能對于磁場有要求，特別是一些儀器和儀表等有精度要求的裝置。這些場合則需要對于磁粉檢測后的緊固件進行退磁處理，以相除剩磁的影響。退磁后，一般采用磁強計對于緊固件進行檢測，要去磁場強度在2高斯以內(nèi)。

非鐵磁性緊固件，例如大量使用的奧氏體不銹鋼緊固件，由于無吸附磁粉，無法采用磁粉檢測。對于檢測其表面開口缺陷，則一般選用滲透檢測的方法。緊固件可采用流水線檢測工藝與工序，實現(xiàn)批量化檢測。緊固件滲透檢測優(yōu)先選用熒光滲透液結(jié)合干粉顯像劑的檢測方法。由于溫度對于滲透檢測有一定的影響，故制定滲透檢測工藝時，需對于滲透時間、滴落時間、清洗時間、干燥時間、顯像時間均需要工藝確定。檢測實施前，需針對檢測靈敏度進行確認，一般選用不銹鋼鍍鉻裂紋試塊依據(jù)工藝指導書的要求進行全過程測試，要求試塊的三點缺陷可清晰顯示，方可確定檢測設備及操作方法滿足工藝指導書的要求。

1.2  滲透檢測

滲透檢測是利用毛細管原理進行檢測的方法。主要檢測對象是檢測各種表面非空隙固體材料制品的表面開口缺陷。滲透檢測不受緊固件的材質(zhì)、形狀、加工工藝、大小等因素影響，特別適用于非鐵磁性不銹鋼制品的檢測。一次操作可以檢測過緊固件表面各個部位、各個方向、各種形狀的表面開口缺陷，且缺陷顯示直觀。檢測靈敏度高，可達0.1μm。操作工藝簡單，緊固件可實現(xiàn)批量化檢測。

由于滲透檢測主要檢測的缺陷需存在在產(chǎn)品表面，且為開口的特征。則對于產(chǎn)品表面的外觀要求比較高。對于緊固件來，緊固件表面則需要進行清洗清潔處理。若緊固件表面缺陷被污染物堵塞或者經(jīng)過機械加工（例如拋丸、研磨等）后，開口缺陷被封閉隱藏，檢出效率下降，甚至會造成漏檢出。滲透檢測主要檢測集中在緊固件表面進行，可清晰顯示出裂紋等缺陷的形狀、外貌、數(shù)量、分布等信息，但無法顯示出缺陷在表面以下的深度或高度，所以無法全面的對于裂紋等缺陷進行合理的評價，見圖4。由于螺紋部分難以清潔，容易掩蓋缺陷顯示，造成假象，影響結(jié)果判定。同時，滲透檢測對于環(huán)境的影響較大。

對于特殊行業(yè)，例如核工業(yè)等領域，必須嚴格控制其中硫、鈉、氟、氯等有害金屬的含量。同時，用于水洗處理的水溶液，需進行雜質(zhì)以及溫度控制。

緊固件經(jīng)滲透檢測后，應充分的清洗并烘干，緊固件表面保持金屬本色。殘余的滲透劑和顯像劑若清洗不徹底，后期易造成表面銹蝕的情況，引起緊固件表面質(zhì)量問題。

1.3  渦流檢測

渦流檢測利用鐵磁線圈在工件中感生的渦流,分析工件內(nèi)部質(zhì)量狀況的無損檢測方法。渦流探傷以交流電磁線圈在緊固件表面感應產(chǎn)生渦流的無損檢測技術(shù)，它適合導電材料，包括鐵磁性和非鐵磁性緊固件的缺陷檢測。由于渦流探傷在檢測時不要求線圈與工件緊密接觸，也不用在線圈與工件間充滿藕合劑，容易實現(xiàn)檢驗自動化，檢測信號為電信號，可進行數(shù)字化處理，便于存儲、再現(xiàn)及進行數(shù)據(jù)比對合處理；能測量緊固件表面覆蓋層或非金屬涂層厚度。但渦流探傷僅適用于導電材料，只能檢測表面或近表面層的缺陷，不便使用形狀復雜的異型緊固件，檢測深度與檢測靈敏度是相互矛盾的，對一種材料進行渦流探傷時，須根據(jù)材質(zhì)、表面狀態(tài)、檢驗標準作綜合考慮，然后再確定檢測方案與技術(shù)參數(shù)；采用穿過式線圈進行渦流探傷時，對缺陷所處圓周上的具體位置無法判定；旋轉(zhuǎn)探頭式渦流探傷可定位，但檢測速度較慢。