螺栓裂纹的涡流自动探伤技术和系统

研制了全自动涡流螺栓检测系统。系统采用多个探头移动扫描，螺栓同时旋转，头部呈锥角的自比差分点探头及阻抗平面显示技术，实现对螺栓包括头杆结合部、光杆和螺杆处的纵横裂纹全方位检测。     

涡流阵列探头技术在螺栓探伤中的应用

采用实验型和数值型相结合的方法,确定了涡流阵列式探头的参数,实现了对螺栓头杆结合部周向裂纹快速、准确地检测。解决了传统涡流检测方法对螺栓头杆结合部周向裂纹误检率高的问题。相比于涡流单探头,涡流阵列式探头使用寿命更长,机械设计也更为简单。     

脉冲涡流无损检测技术在裂纹定量中的应用

脉冲涡流是近几年发展起来的一种无损检测技术。与传统涡流不同，脉冲涡流用一个脉冲电流来激励线圈，对检测探头感应的时域瞬态响应信号进行分析，选用信号的峰值、过零时间和峰值时间来对裂纹进行定量检测。对表面和近表面裂纹的长度和深度进行了定量检测，提出了辨别表面和近表面裂纹的公式。试验证实，脉冲涡流只需一次扫描就可对被测试件上不同深度的裂纹实现定量检测，因此具有广阔的应用前景。     

直升机尾桨叶接头螺栓孔的电流扰动法检测

某型直升机尾桨叶接头螺栓孔在使用过程中容易产生疲劳裂纹,严重影响飞行安全.提出了一种检测螺栓孔的新方法,采用电流扰动技术,设计了专用的电流扰动传感器与检测试块,克服了涡流检测的边缘效应和提离效应.试验结果证明了该方法的有效性以及可行性.     

变阵涡流检测技术研究与开发

在传统涡流检测技术的基础上,提出了可变阵列涡流检测技术的新方案,将多个检测线圈按一定方式排布,构成各式各样的线圈阵列;阵列中线圈的激励/接收组合可按一定规则进行动态配置,依此实现对线圈阵列覆盖下被检工件状况的动态扫描检测。讨论了扫描规则的建立原则和方法以及适用性。经实验验证,VAECT变阵涡流检测系统的单元检测灵敏度优于20μm人工裂纹深度,超过了此前业界普遍认为的30μm极限灵敏度。     

内窥涡流集成化原位无损检测

单一的无损检测方法对于复杂的检测对象很难实现原位检测。提出了一种内窥涡流集成化无损检测的新方法,采用虚拟仪器技术设计并实现了该内窥涡流集成化检测系统的硬件和软件。利用该检测系统对某型航空发动机篦齿盘裂纹缺陷进行了原位检测。结果表明,集成化内窥涡流系统完全可以实现复杂金属结构的原位无损检测,具有广阔的应用前景。     

油气管道裂纹涡流检测探头的研制

分析了基于涡流传感技术的油气管道裂纹检测机理,开发了一种裂纹检测系统,研制不同结构参数的检测探头,对含裂纹试件进行扫查。试验结果表明,环形激励线圈的高度和匝数对探头的检测能力影响显著,减小线圈高度、增加匝数有利于提高探头的裂纹检测性能;研制的涡流检测探头可实现宽1 mm裂纹的有效检出。     

35CrMo钢汽车螺栓的断裂失效分析

采用化学成分、硬度、金相组织和断口形貌观察等方法对断裂汽车螺栓进行了综合检测,以找出汽车螺栓发生断裂的原因。结果表明,发生断裂失效的35Cr Mo钢汽车螺栓的化学成分符合国标GB/T 3077-99的要求,硬度符合标准GB/T 3098.1-2010规定的要求。汽车螺栓断口呈现出杯锥状,裂纹源位于螺栓心部,螺栓中较多的夹杂物、显微缺陷和条带状组织,在受外力作用下优先发展成为裂纹源,是造成螺栓断裂的重要原因。     

刀具裂纹检测技术在数控加工中心上的应用

文章提出了数控加工中心是一种高效率的机床,阐述了刀具监控对加工质量的重要影响.作者认为相对于渗透检测、射线检测、超声波检测、红外线成像技术、涡流检测等无损检测技术,涡流检测属于非接触性测量,检测速度快,容易实现与加工中心的连接.文章将涡流技术中的脉冲涡流检测技术认定为刀具裂纹的测量技术.另外还对测量装置在机床上的安装位置进行探讨.提出利用加工中心中CNC装置的计算机功能加入检测模块以完成检测.     

多频涡流裂纹重构方法及其在金属夹芯板焊部裂纹定量检测中的应用

金属栅格夹芯板是近年来出现的一种新型多功能材料,在航天航空、舰船和铁路运输等方面具有广阔应用前景。夹芯板焊接部位若出现裂纹损伤将会对材料的力学性能和结构的安全性产生极大影响。目前尚无完善的金属栅格夹芯板定量无损检测方法。利用涡流检测技术,对夹芯板焊接部位裂纹定量检测进行了理论和试验研究,提出了一种基于多频检测信号进行裂纹重构的反问题方法。通过对十字涡流检测探头所得焊部检测信号进行反演,证实了多频涡流检测裂纹重构方法对夹芯板焊部裂纹定量检测的有效性。     

脉冲涡流检测信号的同步采样方法

为了有效利用脉冲涡流信号的低频成分检测钢板内部裂纹缺陷,提出了脉冲涡流同步采样方法。介绍了该方法的工作原理;采用在钢板上加工不同规格矩形槽的方法模拟钢板的裂纹缺陷;设计了由激励线圈和检测线圈构成的传感器,实现脉冲涡流信号的提取;采用数据采集卡采集信号,以Labview为平台,实现同步采样方法的软件设计。对钢板缺陷的检测和试验数据的分析,证明了脉冲涡流同步采样方法在钢板内部裂纹缺陷检测中具有较高的灵敏度,可以有效识别钢板内部裂纹缺陷。     

Feasibility of digital image correlation for detection of cracks at fastener holes

At present, detecting structural defects such as cracking and corrosion before they become critical is largely achieved by time consuming techniques such as eddy current and ultrasonic testing. These techniques require point-by-point scanning over the area to be tested. Digital image correlation could provide a cheaper and quicker testing technique. It works by correlating images of the structure surface in unloaded and loaded states taken with a standard digital camera, giving the displacement and strain fields. The specific case of a crack at a hole in an aluminium plate was investigated. It was found that the strain concentration around the crack tip is too localised to detect; however, the displacement jump across the crack could be seen. This technique allows the cracks to be detected and would allow rapid testing of a structure if it can easily be loaded.     

金属回转体表面涡流探伤装置设计

为更准确地对昂贵金属回转体进行裂纹定位工作,根据涡流检测原理设计一种用于金属回转体表面的裂纹检测装置。该检测装置采用涡流传感器直线移动、回转体旋转的检测方式对回转体的外表面进行全面检测。检测装置主要由变速器、传动结构、涡流传感器、提离调整机构和坐标记录结构组成,通过涡流传感器-数据采集卡-计算机之间的数据传递来对输出数据进行降噪、显示及储存。该装置可用于较大直径回转体表面裂纹的检测与储存,给裂纹车削工作提供方便,也为其他设计人员提供了参考。     

飞机发动机涡轮盘榫齿裂纹的探伤

由于采用电位法检测飞机发动机涡轮盘榫齿裂纹时常存在漏检,造成涡轮盘脱出事故。分析了采用涡流方法进行检测的可行性,比较了涡流法和电位法检测的灵敏度。最后通过试验证实：涡流法检测涡轮盘榫齿裂纹具有灵敏度高、可检出腐蚀缺陷、表面预清理简单并且扫查速度快的优点,是一种值得推广的检测方法。     

小径管周向裂纹脉冲涡流检测仿真和试验研究

针对小径管周向裂纹缺陷,通过有限元仿真及试验,研究了利用磁导体环形激励脉冲涡流检测技术检测小径管周向裂纹缺陷的问题。仿真给出了管道在有缺陷和无缺陷状态下磁场分布、涡流分布以及接收线圈的电压值。从仿真结果可以观察出,周向裂纹端头处的磁场分布以及涡流分布会发生明显变化,产生沿管壁法向的磁场,检测线圈位于裂纹端头处正上方时检测灵敏度最高。实际检测结果与仿真结果一致,表明磁导体环形激励轴向涡流对小径管周向缺陷具有显著的检测效果。     

Detection and measurement of surface cracks in ferromagnetic materials using eddy current testing

Eddy current testing is used to detect and quantify defects in electric conductive materials. Defects investigated are specifically mechanical, chemical and microstructural heterogeneities. In this scope, artificial defects simulating superficial cracks have been achieved in order to establish an eventual relationship between the orientation, the shape and the size of the defect in one hand, and the signature that it generates in the impedance plane on the other hand. We determine in the first stage the operating conditions for the minimization of all signals that may perturb the crack signal such as the background one. We have been able to detect easily a surface crack on ferromagnetic steel in a large range of the frequency. Curves allowing the discrimination between signals corresponding to the presence of cracks and those corresponding to a lift-off have been established. The limit depth has as well been determined and we found that this limit has no relationship with the depth of penetration of the eddy current. The operative parameters such as the diameter and the working mode of the probe, the excitation frequency and the setting of the measurement equipment have been optimized for the testing of the quality and the reliability of critical ferromagnetic steel parts.     

新型耐磨钢NM400斜Y形坡口焊接抗裂性分析

采用斜Y形坡口焊接抗裂性试验对NM400钢的焊接抗裂性进行了研究,通过测定其表面裂纹率、断面裂纹率及根部裂纹率,评定NM400的抗裂性能,并分析焊前预热对材料抗裂性的影响.同时,应用热弹塑性有限元法对斜Y形坡口试样进行了焊接过程的有限元数值模拟计算,得出横向焊接残余应力的分布情况及峰值位置.结果表明,常温下NM400的根部裂纹率较高,预热150℃时各裂纹率均降至0.因此,焊前预热能够提高NM400的焊接抗裂性.另斜Y形坡口根部产生较大的应力集中,局部横向残余应力超过材料的强度,是致使其产生裂纹的力学因素.     

铸钢轮装制动盘螺栓孔裂纹产生原因分析

以存在螺栓孔裂纹的铸钢轮装制动盘为研究对象,通过裂纹断口宏微观形貌观察、显微组织分析、拉伸性能测试、冲击性能测试、布氏硬度测试等手段分析了制动盘摩擦面螺栓孔裂纹的性质和成因。结果表明:裂纹属于热疲劳裂纹,螺栓孔倒棱处及摩擦面附近存在缩孔、疏松等铸造缺陷是导致制动盘在制动过程中循环交变热应力驱动下产生裂纹的主要原因;粗大的沿枝晶状分布组织降低了制动盘的强度、韧性和热疲劳性能,加速了裂纹的扩展。     

脉冲涡流阵列缺陷成像检测技术

脉冲涡流阵列系统具有大面积、快速检测的优点,可用于金属表面裂纹的自动在线检测。在无损检测领域,应用成像技术可以直观地观测到被检测物体的缺陷位置及大小,提高检测人员的工作效率,促进无损检测技术的应用普及。设计了一套脉冲涡流阵列检测系统,包括脉冲涡流阵列探头。应用该系统对标准铝合金试件的缺陷进行了初步的成像处理,给出了标准铝合金试块缺陷成像检测结果,并指出今后的工作方向。     

Eddy current analysis of mid-bore and corner cracks in bolt holes

Fatigue cracks are prone to develop around fasteners found in multi-layer aluminum structures on aging aircraft. Probability of Detection (POD) studies using eddy current techniques within the bolt holes contribute to risk assessments used in evaluating the serviceability of these aircraft. The signal response to corner and mid-bore cracks by eddy current testing using standard split-D differential probes has been examined. The data indicate that split-D probes are primarily sensitive to cracks at the corners of the Ds and that this gives rise to a double maximum for small mid-bore cracks as the corners pass over the crack. The double signal is not seen for corner cracks because the excitation coil, which is almost completely out of the hole, excites almost no eddy currents when the second corner of the D is over the crack. However, the eddy current response is more sensitive to corner cracks. The a_90/95 for corner cracks was measured to be 0.22 mm (length) compared to 0.34 mm (depth) and 0.62 mm (length) for mid-bore cracks. The enhanced detectability of corner cracks is attributed to the presence of the edge, which restricts passage of eddy currents around the crack.