Kinnitusvahendeid kasutatakse praegu laialdaselt sellistes insenerivaldkondades nagu masinad, ehitus, sillad ja õlitootmine. Suuremahuliste konstruktsiooniosade põhiüksusena on paljudel kinnitusdetailidel defektid, nagu praod, korrosioon, süvendid ja inimese tekitatud kahjustused töö ajal, ja pragude defektid moodustavad väga suure osa ja kahjulikkuse, mis ohustab tõsiselt olemasolevat konstruktsiooni ning organisatsiooni ohutus ja usaldusväärsus.
Pragude tuvastamine on mehaanilise struktuuri tuvastamine ja hindamine, et teha kindlaks, kas seal on pragu, ning seejärel määrata pragu asukoht ja ulatus. Tänapäevaste masinate tootmise, elektroonilise tehnoloogia ja arvutitehnoloogia kiire arenguga on hävitamata testimistehnoloogiat palju arendatud ning kiiresti on välja töötatud ka pragude tuvastamise tehnoloogia. Selles artiklis tutvustatakse kõigepealt traditsioonilisi pragude tuvastamise meetodeid ja selle põhjal võetakse kokku kaasaegsed mittepurustavad detekteerimismeetodid, mis põhinevad laineteanalüüsil ja elektromagnetilistel (pöörisvoolu) impulssidel, ning tuuakse välja kinnitusdetailide pragude tuvastamise meetodite väljatöötamise kuumad kohad ja suunad.
1. Traditsiooniline pragude tuvastamise meetod
On palju traditsioonilisi pragude tuvastamise meetodeid, mis võib jagada kahte kategooriasse: tavapärane tuvastamine ja mittetraditsiooniline tuvastamine. Tavapärased testimismeetodid hõlmavad pöörisvoolu testimist, läbitungivuse testimist, magnetosakeste testimist, radiograafilist testimist ja ultraheli testimist; tavatute testimismeetodite hulka kuuluvad akustiline kiirgus, infrapuna testimine ja laser-holograafiline testimine.
(1) Rutiinsed katsemeetodid
Praegu kasutatakse üldises lihtsas pragude tuvastamises sellistes insenerivaldkondades nagu masinad, ehitus ja õlitootmine tavapäraseid avastamismeetodeid. Erinevate asutuste jaoks võetakse kasutusele erinevad kontrollimeetodid. Näiteks kasutatakse ultrahelikontrolli peamiselt metallplaatide, torude ja vardade, valandite, sepiste ja keevisõmbluste, samuti sildade, korpuse ja muude betoonkonstruktsioonide kontrollimiseks; radiograafilisi kontrolle kasutatakse peamiselt masinate jaoks, valandite ja keevisõmbluste tuvastamine relvade, laevaehituse, elektroonika, lennunduse, naftakeemia jms valdkonnas; magnetosakeste testimist kasutatakse peamiselt metallvalude, sepiste ja keevisõmbluste jaoks; magnetosakeste testimist kasutatakse peamiselt metallivalude, sepiste ja keevisõmbluste jaoks. Läbimõõtekatset kasutatakse peamiselt värviliste ja mustmetallide valude, sepiste, keevisosade, pulbermetallurgia osade ning keraamika, plasti ja klaasitoodete jaoks; pöörisvoolu testimist kasutatakse peamiselt juhtivate torude, vardade ja juhtmete vigade tuvastamiseks ja testimiseks. Materjali sorteerimine. Kinnitusdetailide pragude tuvastamiseks võib kasutada ultraheli testimist ja pöörisvoolu testimist. Näiteks kinnitusdetailide väikeste pragude parimate pöörisvoolu tuvastamise parameetrite eksperimentaalses uuringus on saadud parim tuvastamisparameetrite sektsioon, kus väikeste pragude pöörisvoolu tuvastamise parameetrid ja faasisignaal on lineaarsed, mis võib tuvastada paremaks ribade väikeste pragude ja välise tüübi täpsus Kinnitusdetailide pöörisvoolu testimise parameetrite valimisel on oluline suunav roll. Kuid pöörisvoolu tuvastamisel on palju häirefaktoreid ja see nõuab spetsiaalset signaalitöötlustehnoloogiat. Lisaks on olemas Lambi laine levimise energia spektri struktuuri pragude tuvastamise meetod, millel on tugeva läbitungimisvõime, kõrge tundlikkusega, kiire ja mugav omadused, kuid mõnikord tekivad pimeala, tekivad ummistused ja lühikese vahemaa pragusid ei leita. Leitud defekte on raske kvalitatiivselt ja kvantitatiivselt iseloomustada. Enamiku kinnitusdetailide puhul kasutatakse magnetiliste osakeste tuvastamise ja fluorestsentsvigade tuvastamise meetodeid. Tuvastustõhusus on suhteliselt kõrge, kuid see kulutab tööjõudu ja materiaalset ressurssi ning kahjustab inimeste tervist' Samal ajal jäävad inimtegurite tõttu kontrollid sageli vahele.
(2) Ebakonventsionaalsed avastamismeetodid
Kui tavapäraste katsemeetodite abil ei saavutata vajalikku eesmärki, võib kinnitusdetailide katsetamisel kaaluda ebatraditsioonilisi katsemeetodeid. Siin on kolm tavaliselt kasutatavat ebatraditsioonilist pragude tuvastamise meetodit.
1) Akustilise kiirguse tehnoloogia. See tehnoloogia on surveseadmete pragude tuvastamisel kõige küpsem. See on saavutanud ideaalsed tulemused surveanumate ja survetorustike ohutuse hindamisel. Seda on jõuliselt arendatud ka kosmosesõidukite, komposiitmaterjalide jms pragude tuvastamisel. Pöörlevate masinate pragude diagnoosimiseks on teatud määral arenenud peamiselt pöörlevate šahtide, hammasrataste ja laagrimurdude väsimuspragude tuvastamine. Akustilise kiirguse eeliseks on see, et see on dünaamiline tuvastamismeetod. Akustilise kiirguse abil tuvastatud energia pärineb katsetatavast objektist endast, mitte seda pakuvad mittepurustavad testimisseadmed, näiteks ultraheli- või radiograafiline testimine. Akustilise kiirguse tuvastamine on defektide suhtes väga tundlik ning suudab tuvastada ja hinnata aktiivse defekti olekut struktuuris tervikuna. Puuduseks on see, et materjal mõjutab oluliselt avastamist; tuvastamisruumi mõjutab elektriline müra ja mehaaniline müra; positsioneerimistäpsus pole kõrge ja pragude tuvastamine võib anda ainult piiratud teavet.
2) Infrapuna tuvastamine. Kasutatakse peamiselt elektriseadmetes, naftakeemiaseadmetes, mehaanilise töötlemise protsesside avastamisel, tulekahju avastamisel, põllukultuuride sortidel ning materjalide ja komponentide defektide mittepurustaval avastamisel. Infrapuna mittepurustava testimistehnoloogia eeliseks on see, et see on mittekontaktne testimistehnoloogia, millel on suur ruumiline eraldusvõime kaugel, ohutu ja usaldusväärne, inimkehale kahjutu, kõrge tundlikkusega, laia avastamisala, kiire kiirusega ja ilma löögita katsetatava objekti kohta. Infrapuna tuvastamise puuduseks on see, et tuvastamise tundlikkus on seotud termilise kiirgusvõimega, nii et seda häirib katsekeha pind ja taustakiirgus ning seda mõjutab defekti suurus ja mattunud sügavus. Algse katsekeha eraldusvõime on halb ning defekti kuju ja suurust ei saa täpselt mõõta. Ja asukoht, katsetulemuste tõlgendamine on keerulisem, on vaja võrdlusstandardit ja testioperaator tuleb koolitada.
3) Holograafiline laser tuvastamine. Kasutatakse peamiselt kärgstruktuuri, komposiitmaterjalide kontrollimiseks, tahke raketimootori kestaks, isolatsioonikihiks, kattekihiks ja raketikütuse tera liidese defektide kontrollimiseks, trükkplaadi jootekoha kvaliteedi kontrollimiseks ja surveanumate väsimuse kontrollimiseks jne. Selle eelised on mugav tuvastamine, kõrge tundlikkus, katsetatavale objektile pole erinõudeid ja defektide kvantitatiivne analüüs. Puuduseks on see, et sügavalt mattunud koorimisvigu saab tuvastada alles siis, kui eemaldamisala on üsna suur. Lisaks viiakse laser-holograafiline tuvastamine enamasti läbi pimedas ruumis ja on vaja rangeid vibratsiooniisolatsioonimeetmeid, mis ei aita kohapeal tuvastamist ja millel on teatud piirangud.
2. Kaasaegse pragude tuvastamise uus tehnoloogia
Teaduse ja tehnoloogia kiire arenguga on insenerivaldkondades, nagu masinad, ehitus ja naftatootmine, pragude tuvastamiseks üha kõrgemad nõuded. Seetõttu on tekkinud palju uusi pragude tuvastamise tehnoloogiaid. Signaalitöötlusel ja elektromagnetilise (pöörisvoolu) impulsi mittepurustaval testimisel põhinevad pragude tuvastamise meetodid on tänapäeval tavaliselt kasutatavad uued tehnoloogiad.
(1) Laineanalüüsil põhinev pragude tuvastamise meetod
Signaalitöötlustehnoloogia arenguga on tekkinud signaalitöötlusel põhinevad pragude tuvastamise meetodid, sealhulgas aja-, sagedus- ja sagedusdomeenimeetodid, sealhulgas Fourieri teisendus, lühiajaline Fourieri teisendus, WignerVille jaotus ja Hilbert -Huangi teisendus (HHT) , pimeallikate eraldamine jne. Nende seas on lainepõhine analüüsimeetod kõige esinduslikum. Lainete analüüsi abil otse kasutatavad pragude tuvastamise meetodid saab jagada kahte järgmist tüüpi:
1) Ajadomeeni vastusel põhinev analüüsimeetod. Sealhulgas meetod aeg-domeeni lagunemiskaardi ainsuse punktide kasutamiseks, lainepritskoefitsientide muutuse kasutamise meetod ja energiamuutuse kasutamise meetod pärast lainelõhustumist. Ajadomeeni reageerimisel põhineva analüüsimeetodi eesmärk on leida hetk, kui tekkivad pragude kahjustused.
2) Ruumilisel reageerimisel põhinev analüüsimeetod. Selle eesmärk on asendada ajadomeenile reageerimise signaali ajatelg ruumilise asukoha koordinaatteljega ja kasutada lainepiirkonna analüüsi sisendina ruumilise domeeni vastust. Ruumilise domeenivastuse analüüsimeetodi põhjal saab määrata pragu asukoha. Wavelet-meetod ise saab otsustada ainult kahju tekkimise või kahju tekkimise aja üle ja esimesel on rohkem rakendusi. Kui soovite tuvastada väikesi pragusid, peate pragude tuvastamiseks kombineerima laine teiste meetoditega.
(2) Elektromagnetilise (pöörisvoolu) impulsi mittepurustav katse
Elektromagnetiline tehnoloogia ühendab paljusid funktsioone, nagu ultraheli testimine, pöörisvoolu pildistamine, massiivse pöörisvoolu ja pulseeriva pöörisvoolu testimine, moodustades uue kaasaegse elektromagnetilise testimise tehnoloogia. Levinud pragude tuvastamise tehnoloogiad hõlmavad pulseerivat pöörisvoolu testimist, pulseerivat pöörisvoolu termograafiatehnoloogiat, pulseerivat pöörisvoolu ja elektromagnetilise akustilise muunduri (EMAT) kahesondilise mittepurustava testimise ja metalli magnetmälu testimise tehnoloogiat.
Pöörisimpulssvool kasutab impulssvoolu mähise ergastamiseks, detektiivsondi indutseeritud ajadomeeni mööduva reageerimissignaali analüüsimiseks ja praguse kvantitatiivseks tuvastamiseks valib signaali tippväärtuse, nullini ristumise aja ja tippaja. Yang Binfeng Riiklikust Kaitsetehnoloogiaülikoolist ja teised on katsete abil tõestanud, et pulseeriv pöörisvool suudab proovitükil ainult ühe skaneerimisega kvantitatiivselt tuvastada erineva sügavusega pragusid; mõned teadlased kasutavad pöörisvoolu pulseerimise tuvastamiseks harmooniliste mähiste alternatiivset tehnoloogiat ja kasutavad juhtimiseks omaenda elektrivälja. Kogu elektrivälja poolt põhjustatud muutus elektrilise dipooli kujul on suurem kui juhi muutus, mida mõõdab magnetvälja andur ja leitakse, et pragu tuvastab elektrilise dipooli jaotustihedus pragu piirkonnas.
Pulss-pöörisvoolu puuduseks on see, et muud tegurid (näiteks lift-off-efekt) mõjutavad pulseeriva pöörisvoolu signaali tippväärtust ning pulseeriva pöörisvoolu sondi tuvastamisvõime mõjutab pragude tuvastamist.
Pulssidega pöörisvoolu pildistamise seadmed kasutavad kontrollianduritena mähiseid. Mõned inimesed kasutavad Halli andureid kontrollianduritena. Viimastel aastatel on mittekompenseeriva kontrolli valdkonnas hakatud rakendama superkvantseid häirevahendeid. Pulss-pöörisvoolu termilise kujutise tehnoloogia kasutamine välistab teistel avastamistel tõusu ja väldib pildistamistulemuste moonutamist.
Mõned teadlased kasutavad metallplaadi pinnale tungimiseks Gaussi kiiriga sarnast YNG-laserit, kasutades pulseerivat pöörisvoolu ja elektromagnetilise akustilise muunduri tuvastamise tehnoloogiat, et tuvastada pragu ultraheli lainekuju järsu muutuse või sageduse järsu suurenemise tõttu lainekuju komponent, kui laser praguneb. .
3. Pragude uurimise kuumad kohad
Praegu jäävad kinnitusvahendite pragude tuvastamise uuringud ainult traditsiooniliste tuvastamismeetodite juurde. Tuvastustehnoloogia väljatöötamiseks ja praktiliste rakendusprobleemide lahendamiseks on pragude kahjustuste tuvastamise kuumad kohad koondunud peamiselt järgmisse kahte aspekti: Üks on arvestada ebakindlusega Mõju statistiline tuvastamismeetod, teine on kinnitusdetailide mikropraod.
Pragude kahjustuste tuvastamisel on palju ebakindlust, mistõttu süsteemi tuvastamise probleemiga tegelemiseks pakutakse statistilist järeldusmeetodit. Kahjude tuvastamise uuringute kiire arenguga on süvenenud ka tõenäosuse ja statistikateoorial põhinevate kahjustuste tuvastamise meetodite uurimine. Praegu on selle meetodi peamisteks uurimisrakenduste valdkondadeks süsteemi tuvastamine ja mustrituvastus.
Kinnitusdetailides olevate mikropraodude avastamiseks on olemas meetodeid, näiteks IKT-tehnoloogial põhinev mikropragude tuvastamine ja mikropraodude tuvastamiseks laser-abistatav soojuspõhine laser-ultraheli püüdmise meetod, kuid neil kõigil on oma piirangud. Näiteks IKT-tehnoloogial põhineva mikropragude tuvastamise piirang on see, et kogutud pildi hall väärtus erineb tausthallist. Kui hall väärtus ei erine palju halli tausta väärtusest, on üksikasju raskem eristada. Kujutise kvaliteet muudab pildi hankimise keeruliseks ja esitab samal ajal kõrgemad nõuded pildi järeltöötlusele. Veelgi enam, kui mikropragude eraldamiseks kasutatakse tarkvara VG Studio MAX, on vaja välja tõmmata kõik mikropraod sisaldavad ruum, mis pole kindel. Laserpõhise kuumutamise põhjal on mikropragude tuvastamise piirang see, et operatsioon on keerulisem ja seda ei saa rasketes keskkondades tuvastada, seega tuleb see veel välja töötada.
Ühiskonna ja majanduse pideva arenguga muutuvad nõuded kinnitusdetailide pragude tuvastamise meetoditele üha kõrgemaks. See peab vastama reaalajas veebituvastuse, kõrge tundlikkuse, lihtsa toimimise ja välistele häiretele vastupidavuse nõuetele. Seda saab kasutada karmides väliskeskkondades. Töö; kiiresti ja täpselt tuvastada pragu asukoht, suurus, laius, sügavus ja arengutrend; tuvastustulemust saab kuvada pildirežiimis ja seda saab analüüsida; see integreerib kiire tuvastamise kiiruse, kõrge efektiivsuse ja intuitiivsed tulemused.
