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    磁粉檢測技術最新研究成果有哪些?

    發布時間:2018-10-12 發布人:www.jie62.cn 點擊:

    磁粉檢測技術最新研究成果有哪些?

          磁粉檢測是五大類常規檢測手段之一,也是歷史最悠久,技術最成熟的無損檢測技術之一,廣泛應用于各行業鐵磁性零部件的表面和近表面檢測。磁粉檢測的最新研究進展及產品主要集中在新型磁化技術、磁化方式、探傷耗材及儀器。其中LED紫外線燈發展尤為迅速。

    磁粉檢測 研究新進展

    1.1 脈沖磁化技術
          德國的Peter HIRSCH提出了脈沖磁化和退磁技術。脈沖磁化和退磁技術采用大電流脈沖對工件進行磁化和退磁,磁化電流通過電容瞬間放電實現,磁化電流(峰值)最高可以達到30,000安培,每個磁化脈沖僅為幾毫秒。該技術可以對異形件、大型件實現直接通電法、線圈法等方式磁化。

          由于采用大電容瞬間放電,在達到相同磁化電流的情況下,比傳統通過變壓器進行電流調節的磁粉探傷設備額定功率減少90%以上,從而實現設備的輕量化和便攜性。針對異形件、大型件等難以檢測的工件的磁粉探傷,檢測時間比磁軛等方式效率提高90%以上,因此在德國等歐洲國家主要應用于異形件和大型件的整體磁粉檢測和退磁。

    1.2 交叉、正交線圈磁化技術
          德國的Rainer LINK , Nathanael RIESS提出了大型零件交叉、正交線圈磁化技術,實現大型、異型零件的非接觸式周向和縱向磁化,避免打火,同時減少產品吊裝、翻轉的時間,提高工作效率。
          該技術采用4個磁化線圈,其中一對磁化線圈平行布置,由一套變壓器供電;另外一對線圈交叉布置,各由一套變壓器供電,且相位差為90°,由此可以提供各個方向的磁化場。

    1.3 變頻非接觸式磁化技術
          日本的Michitaka HORI , Arihito KASAHARA提出了一種新型的變頻非接觸式磁化技術,實現零件的非接觸式立體復合磁化。該技術采用三個正交的磁化線圈,可以實現x,y,z三個維度的磁化。

          每個磁化回路采用逆變器調節電流,而非傳統的可控硅和變壓器調節電流,因此磁化回路之間的相位差、每個磁化回路的電流強度和頻率都是可以單獨調節的,從而可以在空間形成復雜的,方向和強度可控的磁化場,而非橢圓形旋轉磁場。以兩個正交磁化線圈為例,X軸采用300Hz,500A電流磁化,y軸采用230Hz,600A電流進行磁化。

          同時采用標準試片,對傳統復合磁化技術和變頻非接觸式磁化技術進行對比:傳統復合磁化X軸采用50Hz,500A電流,y軸采用50Hz,600A電流進行磁化;變頻非接觸式磁化X軸采用300Hz,500A電流,y軸采用230Hz,600A電流進行磁化。采用變頻非接觸式磁化技術,標準試片缺陷顯示全面,均勻。

    磁粉檢測 新產品及應用
          磁粉檢測新產品及應用主要集中在新型的儀器及耗材領域。伴隨著半導體技術和材料技術的飛速發展,過去幾年磁粉探傷領域出現了大量新產品和耗材,用于滿足磁粉檢測的更為特殊和苛刻的需求。

    2.1 新型磁粉檢測耗材
          美國Circle System推出可以在200℃以上的環境進行磁粉檢測的高溫磁粉,不用等待工件冷卻即可進行磁粉檢測,在歐洲冶金行業已經獲得應用,減少因回火產生的額外能源消耗,降低產品生產成本。

          美國Circle System, 德國Karl Deutsch等公司推出多光譜兼容磁粉,在白光,365nm紫外線和450nm藍光下都可以使用。該類型磁粉本身帶有染色劑,可以在白光下使用;同時該產品對365nm紫外線和450nm藍光具有熒光反應,當使用450nm藍光作為激勵光源時,操作人員必須佩帶黃色濾色鏡濾去可見光。

          美國Sherwin推出了速干型可去除反差劑,反差劑噴到工件后,迅速干燥,并且形成塑料質薄膜,在檢測后可以從工件表面撕去,避免繁瑣的反差劑清洗過程。

    此外,還有海底進行磁粉檢測的濃縮型磁粉,可以在海水中進行磁粉探傷。

    2.2 新型磁粉檢測儀器
    (1) 數字式智能高斯計
          英國Johnson & Allen和上海磁海CHiNDT推出數字式智能高斯計。數字式智能高斯計基于霍爾傳感器和單片機的技術結合,可以測量剩磁場、動態磁場的強度、波形、變化率及持續時間,可同時測量快速斷電特性。
          英國Johnson & Allen的數字式智能高斯計為便攜式,如圖7。磁海數字式智能高斯計為便攜、固定兩用,不但可以單獨作為高斯計使用,而且可以嵌入磁粉探傷設備,與PLC進行通信,實現磁場的實時在線監控,確保每一次磁化的有效性。

    (2) LED黑光燈
          LED黑光燈是近幾年表面無損檢測相關儀器發展最快的產品。憑借壽命長、能耗低、發熱量小,迅速在各行業得到普及,并且相關標準已經陸續推出。美標ASTM E3022為目前LED黑光燈的主流標準。此外,羅羅公司也已推出本集團的LED黑光燈規范RRES 90061,空客在規范手冊里也有相關要求。
          WCNDT2016上瑞典Labino,美國Spectroline,中國磁海CHiNDT等公司的LED黑光燈在展會上獲得較多關注,尤其是磁海智能可拍照黑光燈PX-45C系列,受到世界各國業內人士的關注和好評。

    (3) 紫外線內窺鏡
          法國EFER推出的紫外線內窺鏡,在航空業已經得到大量應用。EFER紫外線內窺鏡,裝有內窺鏡計算機觀察界面,用于進行工件內部的熒光磁粉缺陷觀察。

    (4)萬向輪永磁體磁化器
          烏克蘭焊接協會推出萬向輪永磁體磁化器,兩塊永磁體做成輪子,每個輪子采用萬向輪,并通過導磁體固定在一起,從而實現磁化器在工件表面方便的移動,并對工件表面進行磁化。同時,該磁化器上可以固定白光的或紫外線燈。

    (5)機器視覺輔助檢測
          意大利CGM公司設備采用高清晰視覺輔助檢測系統,檢測時,人員不需要進入暗室,通過高清攝像頭進行全表面掃視、展開和記錄。圖片在計算機上可以進行放大,因此具有較高的缺陷檢出能力,并提高工作效率。

    (6)桌面磁粉探傷機
          英國Baugh & Weedon公司推出桌面磁粉探傷機,只有普通標準磁粉探傷機體積 的十分之一,可以放置在桌面上使用,被用于實驗室或教學使用。

    (7) 磁化仿真軟件
          對于復雜零件的磁化,可以采用通過計算機對所建立的模型進行磁化工藝仿真,得到工件各部分的磁場分布及磁場方向,輔助探傷工藝的制定和設備的設計、生產。目前常用的磁化仿真軟件包括:Ansys, Comsol, Maxwell等軟件。

    磁粉檢測技術 國內外現狀比較

    (1)總體而言,目前國內缺少具有世界影響力的磁粉探傷設備廠家。在全球具有競爭力的磁粉探傷設備廠家為:第一階梯包括意大利CGM、德國Karl Deutsch、美國Magnaflux(本次WCNDT會議沒有參加)等公司;這些公司在全球享有盛譽,并在世界各國具有很多應用案例。

    第二階梯為法國Srem、英國Johnson & Allen、德國Helling等,這些公司在全球也有較高的知名度。中國磁海CHiNDT公司憑借智能化檢測產品,捷克PTS Josef Solnar憑借過硬的技術和在歐洲較高的性價比,在國外知名度上升較快。

    尤其需要提及的是意大利CGM公司,研發團隊包括四名博士,20多名經驗豐富的技術人員,提出的技術解決方案常常用于世界頂級公司的新產品檢測,環保性能也是其產品最大的亮點之一。但由于價格較高,CGM磁粉檢測設備在中國并未廣泛普及。

    (2)美國磁粉設備以標準設備為主,各類調節以手動方式為主,設備簡單可靠。歐洲制造商具有眾多定制化設備磁粉設備,各類調節以電動為主,設備功能強大,做工和設計精細。中國生產的磁粉探傷設備靈敏度已經較好,但是設備的可靠性還有待改進。

    (3)探傷耗材中國缺少世界知名品牌。目前,國際磁粉探傷耗材主要領導品牌為:美國Circle System、美國Magnaflux、德國Chemetall、德國Pfinder,法國Srem,德國Karl Deutsch,德國MR Chemie、日本Marktec等。

    (4)針對固定式磁粉探傷設備,國外操作員普遍習慣采用濃縮型磁懸液進行配置。而國內普遍采用粉狀磁粉進行磁懸液配置。該使用習慣差異與中國本土磁粉制造工藝有較大關系,磁粉長時間浸泡后,磁粉表面的染料會剝離,導致磁粉無效。

    (5)磁粉檢測相關技術和標準依然是歐美發達國家首先提出并采用,國內逐步接受和模仿。目前國內磁粉探傷相關制造企業研發投入較少,原創性與開發性的成果較少,同質化競爭加劇。

    (6)國外磁粉探傷設備制造廠家普遍具有提供設備制造、生產、售后,儀器計量等一站式服務的能力,公司一般會有計量實驗室,并為用戶提供儀器計量服務。目前國內尚未有廠家具備提供設備制造和儀器計量一站式服務的能力。

     
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