螺栓检测合理化方法探究

2017-10-12，

河南化工 2017年8期

关键词：晶片磁粉磁化

，

(1.洛阳欣隆工程检测有限公司，河南洛阳 471012 ； 2.石油化工工程质量监督总站洛阳石化分站，河南洛阳 471012)

螺栓检测合理化方法探究

高连杰1，王斌2

(1.洛阳欣隆工程检测有限公司，河南洛阳471012 ； 2.石油化工工程质量监督总站洛阳石化分站，河南洛阳471012)

由于对于螺栓检测的方法有限，特此对检测方法进行探究，并找出了合理化解决方案。本文采用荧光磁粉和超声检测法相结合的方法可以保证内外缺陷的综合检测。

螺栓检测 ; 荧光磁粉检测 ; 超声检测 ; 相控阵检测

0 前言

目前国内外无损检测行业的发展层次不齐，尤其针对于螺栓之类特殊形状试件检测整体水平有限。特以此探究并找出合理化解决方案。

受洛阳石化委托，对一批在役螺栓进行检测。根据螺栓的材质和形状的特殊性，初步拟定利用荧光磁粉检测和超声来进行检测工作，同时采用相控阵来进行验证和对比。

按照20%抽检比例拆卸不同位置的螺栓，对于拆卸下来的螺栓在检测之前进行了预处理，由于年久未拆卸导致螺栓腐蚀严重，导致许多螺帽无法拆卸，这将直接影响检测的结果。预处理是对螺栓先进行表面的除锈、打磨、涂油、标记人为缺陷等。首先对这批螺栓进行了荧光磁粉检测，来确定外表面及近表面是否有缺陷存在。

1 荧光磁粉检测

本次对于三联合的螺栓采用周向磁化。对于车间送来的已失效样品，可以看出，出问题的地方在螺杆中心位置，所以采用周向磁化重点检测螺杆中心位置部分。

对于这批螺栓采取荧光磁粉检测的方法，正是利用其极高的灵敏度，对于螺栓近表面1 mm以内的缺陷检出率相当高。为了更好地让磁粉通过磁化聚积，以便在观察聚积痕迹时不出现误判，采用连续法进行磁化。一边磁化一边喷洒磁悬液，在喷洒和磁化中间间隔1～2 s，保证磁化效果的最大化。

对于这批螺栓由于其所在位置不同，例如出入口法兰上拆卸下来的螺栓，还有热偶法兰、冷氢法兰上拆下来的螺栓等。可以看出这些都是静法兰，所以在检测前会对被检工件有个初步的判断，以便于检测有针对性。然而对于承压设备进行磁粉检测时，其内壁宜采用荧光磁粉法进行检测。制造时采用高强度钢以及对裂纹(包括冷裂纹、热裂纹、再热裂纹)敏感的材料，或长期工作在腐蚀介质环境下有可能发生应力腐蚀裂纹的承压设备，其内壁应采用荧光磁粉检测方法进行检测。对于螺栓不存在内外壁之分，但是用荧光磁粉检测是必须的，检测现场环境应符合NB/T47013标准要求。

通过荧光磁粉检测，对于这批不同位置的螺栓，可以得出，就检测方法来说，荧光磁粉检测很好地发现了螺栓近表面的缺陷，灵敏度极高。就检测步骤来说荧光磁粉检测方法简单，检测成本低。磁粉检测对于螺栓表面及近表面检测效率高，检测结果的可信度强。

2 超声检测

超声检测：本次检测由于被检工件的规格不同，所以对于探头的选择也是至关重要的。经过技术人员的多次协商采用直探头D为10，小角度纵波斜探头γ为8.5°，晶片尺寸分别是5×5。在NB/T47013中的规定探头标称频率5 MHz，盲区≤5 mm。纵波直探头检测方法是一种最常规螺栓检测方法，检测效率高，对现场检测条件、检测面要求低，可以大体检测螺栓主体。小角度斜探头对螺栓结构形式及长度适应性强，可以更加针对于螺纹处检测。小角度纵波斜探头检测方法扫查分为两端为平面的刚性无中心孔螺栓和柔性无中心孔螺栓检测扫查方式。

通过对这批螺栓的超声检测，可以发现螺栓近表面比较小的缺陷，低于超声检测最低灵敏度的缺陷，超声是无法检出。但磁粉却可以检出。通过对这批螺栓的检测过程中总结得出，螺栓不同位置受力不同，所以产生的裂纹有大有小，对于检测最大的问题就是螺栓表面的不规整，严重的会出现错检。

3 相控阵检测

利用相控阵新技术进行扫查，结果证明检测出的缺陷是正确的。

相控阵是一种晶片的激发时间可以单独调节以控制声速轴线和焦点等参数的换能器晶片阵列。相控阵换能器的设计基于惠更斯原理。换能器由多个相互独立的压电晶片组成阵列，每个晶片称为一个单元，按一定的规则和时序用电子系统控制激发各个单元，使阵列中各单元发射的超声波叠加形成一个新的波阵面。同样,在反射波的接收过程中，按一定规则和时序控制接收单元的接收并进行信号合成，再将合成结果以适当形式显示。相控阵换能器最显著的特点是可以灵活、便捷而有效地控制声束形状和声压分布，其声束角度、焦柱位置、焦点尺寸及位置在一定范围内连续、动态可调而且探头内可快速平移声束。

相控阵的发展填补了A扫成像的空白，也是无损检测行业发展的又一个里程碑。超声相控阵技术在电力行业有着广泛的应用前景，许多常规超声波探伤方法无法进行检验的部件或局部检验可以通过超声波相控阵技术来完成。超声相控阵技术的应用将有助于改善检测的适用性，提高检测的精确性、重现性及检测结果的可靠性，增强检测的实时性和直观性，超声相控阵技术在电力行业的无损检测工作中必将发挥巨大的作用。这也将大大扩宽检测行业的原本前景。

虽然相控阵技术操作更简单，显示更明了，但是在针对螺栓检测时，我们也发现了一个问题，其耦合要求更为严格，同时对于含中心孔的螺栓，会由于孔成像而覆盖缺陷显示，造成误判。

综上所述，对于螺栓检测进行分析，含有中心孔的，建议采用超声+磁粉检测来保证准确率。对于不含中心孔的，采用相控阵检测来达到检测速率的要求。