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金属材料常用的腐蚀检测方法汇总 发布时间:2020-07-17   浏览量:2364次

当前我国金属材料应用范围极其广泛,但金属材料的腐蚀一直是金属材料使用中的一大常见问题。


在实际的生产实践中应根据具体情况,依据可靠性和适用性的原则选择合适的方法,从而达到高效、准确的检验目的。


腐蚀检测是对设备和构件的腐蚀状态、速度以及某些与腐蚀相关的参数进行测量。


其主要目的是确定系统的腐蚀状况,给出明确的腐蚀诊断信息;通过检测结果制定维护和维修策略、调节生产操作参数,从而控制腐蚀的发生与发展,使设备处于良性运行状态。


随着现代检测技术的不断发展,各种新型的检测技术在腐蚀检测领域中的应用越来越广泛。


涡流法


利用电磁感应原理,通过检测被检工件内感生涡流的变化来无损的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称为涡流检测。


涡流检测是控制各种金属材料及少数非金属导电材料(如石墨)及其产品品质的主要手段之一。


与其他无损检测相比,涡流检测更容易实现检测自动化,特别是对管材、棒材和线材有很高的检测效率。


涡流检测的基本原理


当导体处在变化的磁场中或相对于磁场运动切割磁力线时,由电磁感应定律,其内部会感应出电流。


这些电流的特点是:在导体内部自成闭合回路,呈漩涡状流动,因此称之为涡流。


当载有交变电流的检测线圈靠近导电试件(相当于次级线圈)时,由电磁感应理论可知,与涡流伴生的感应磁场与原磁场叠加,使得检测线圈的复阻抗发生改变。


导电体内感生涡流的幅值大小、相位、流动形式及伴生磁场受到导电体的物理及制造工艺性能的影响。


因此,通过测定检测线圈阻抗的变化,就可以非破坏性地判断出被测试件的物理或工艺性能及有无缺陷等,此即为涡流检测的基本原理。


涡流检测的特点


1. 对导电材料表面和近表面缺陷的检测灵敏度较高;


2. 应用范围广,对影响感生涡流特性的各种物理和工艺因素均能检测;


3. 一定条件下,能反映有关裂纹深度的信息;


4. 不需用耦合剂,检测时与工件不接触,所以检测速度很快,易于实现管、棒、线材高速、高效的自动化检测;


5. 可在高温(耦合剂在高温下会流失)、薄壁管、细线、零件内孔表面等其他检测方法不适用的场合实施检测;


6. 涡流检测不仅可以探伤,而且可以揭示工件尺寸变化和材料特性,例如电导率和磁导率的变化,利用这个特点可综合评价容器消除应力热处理的效果,检测材料的质量以及测量尺寸;


7. 缺点:受趋肤效应的限制,很难发现工件深处的缺陷;缺陷的类型、位置、形状不易估计,需辅以其他无损检测的方法来进行缺陷的定位和定性


(感应磁场与原磁场叠加,使检测线圈的复阻抗发生改变,不能直接反映缺陷的类型、位置、形状);不能用于绝缘材料的检测;对形状复杂的零件,涡流检测的效率相对较低。


声发射技术


声发射(Acousticemission 简称 AE)又称应力波发射,是材料或零部件受力作用产生变形、断裂过程中将释放声能,


某些腐蚀历程如应力腐蚀开裂,腐蚀疲劳开裂,空炮开裂,摩擦腐蚀和微振磨损都伴随有声能的释放,


通过监听和记录这种声波来检测材料和构件中却像或腐蚀损伤的发生和发展,并确定他们的位置。


这种弹性波以声波形式存在,频率范围很宽包括数赫兹到数兆赫兹,如果能量足够大,并且频率集中在声音频段内,则可以被人耳所听见。


声发射的传播过程是从声发射源开始,通过整个结构进行传播的。利用电子手段来检测声发射活动的技术已被广泛采用。


声发射检测技术不但具有整体性、快速及时性、经济性等特性,还对缺陷的类型作出危害等级评估。


检测原理


从声发射源发射的弹性波最终传播到达材料的表面,引起可以用声发射传感器探测的表面位移,这些探测器将材料的机械振动转换为电信号,然后再被放大、处理和记录。


通过对所得到的数据进行分析,最终达到以下目的:


①确定声发射源的部位;


②分析声发射源的性质;


③确定声发射发生的时间或载荷;


④评定声发射源的严重性。


随着声发射技术的不断发展,这种成熟的技术被应用到各个领域:


  (1)石油化工工业:各种压力容器、压力管道和海洋石油平台的检测和结构完整性评价,常压贮罐底部、各种阀门和埋地管道的泄漏检测等。


  (2)电力工业:高压蒸汽汽包、管道和阀门的检测和泄漏监检测,汽轮机叶片的检测,汽轮机轴承运行状况的监检测,变压器局部放电的检测。


  (3)材料试验:材料的性能测试、断裂试验、疲劳试验、腐蚀监检测和摩擦测试,铁磁性材料的磁声发射测试等。


  (4)民用工程:楼房、桥梁、起重机、隧道、大坝的检测,水泥结构裂纹开裂和扩展的连续监视等。


  (5)航天和航空工业:航空器壳体和主要构件的检测和结构完整性评价,航空器的时效试验、疲劳试验检测和运行过程中的在线连续监检测等。


  (6)金属加工:工具磨损和断裂的探测,打磨轮或整形装置与工件接触的探测,修理整形的验证,金属加工过程的质量控制,焊接过程监检测,振动探测,锻压测试,加工过程的碰撞探测和预防。


  (7)交通运输业:长管拖车、公路和铁路槽车及船舶的检测和缺陷定位,铁路材料和结构的裂纹探测,桥梁和隧道的结构完整性检测,卡车和火车滚珠轴承和轴颈轴承的状态监检测,火车车轮和轴承的断裂探测。


优点


1. 声发射检测是一种被动检验方法,探测到的能量来自被测试物体本身,而不是像超声或射线探伤方法一样由无损检测仪器提供;


2. 声发射检测方法对线性缺陷较为敏感,它能探测到在外加结构应力下这些缺陷的活动情况,稳定的缺陷不产生声发射信号;


3. 在一次试验过程中,声发射检验能够整体探测和评价整个结构中活性缺陷的状态,因此效率高;


4. 可提供活性缺陷随载荷、时间、温度等外变量而变化的实时或连续信息,因而适用于工业过程在线监控及早期或临近破坏预报。


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