Bu lông ốc vít, là thành phần kết nối, có phạm vi ứng dụng rộng. Ví dụ, bu lông là phương pháp kết nối quan trọng trong ngành vận tải đường sắt, chủ yếu được sử dụng để kết nối các thành phần quan trọng như kẹp đĩa phanh và hộp số. Tất nhiên, quá trình xử lý nhiệt và xử lý ren của bu lông trong quá trình sản xuất có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng về chất lượng như vết nứt xử lý nhiệt, vết dao không đều, khuyết tật hình dạng, v.v. Để mọi người có thể nhanh chóng và chính xác tìm ra bu lông chốt có khuyết tật hay không, Xiaorui sẽ cho bạn biết trong văn bản sau đây kỹ thuật kiểm tra nào tốt hơn.
Bu lông cố định
Sau đây là so sánh quy trình và độ nhạy phát hiện thông qua thử nghiệm thâm nhập, thử nghiệm hạt từ tính và thử nghiệm dòng điện xoáy của ren bu lông sau thử nghiệm mỏi, nhằm có được phương pháp phát hiện phù hợp hơn cho ren bu lông.
1. Kiểm tra thâm nhập
Kiểm tra độ thẩm thấu là một kỹ thuật kiểm tra không phá hủy dựa trên nguyên lý của tác động mao dẫn để kiểm tra các khuyết tật mở bề mặt trong các vật liệu không xốp. Nguyên lý hoạt động là áp dụng dung dịch thấm có chứa thuốc nhuộm lên bề mặt của mẫu vật cần kiểm tra và dưới tác động mao dẫn, dung dịch thấm sẽ thẩm thấu vào các khuyết tật mở bề mặt. Sau đó, dung dịch thấm dư thừa trên bề mặt được loại bỏ và sấy khô, và chất hiện hình được áp dụng. Dung dịch thấm sẽ thẩm thấu vào các khuyết tật sẽ thẩm thấu trở lại vào bề mặt của phôi dưới tác động mao dẫn, tạo thành một màn hình hiển thị lớn hơn. Dựa trên màn hình hiển thị khuyết tật, đánh giá chất lượng các khuyết tật mở bề mặt của phôi được thực hiện. Sau đây là mô tả ngắn gọn về quy trình thử nghiệm.
(1) Vật liệu thử nghiệm: Chọn bốn bu lông 18CrNi4WA bị lỗi đã trải qua thử nghiệm mỏi và được đánh số lần lượt là 1 #, 2 #, 3 # và 4 #.
(2) Hệ thống phát hiện thâm nhập: phương pháp thâm nhập thuốc nhuộm loại bỏ dung môi - tác nhân hình ảnh huyền phù dung môi.
(3) Quá trình thử nghiệm thâm nhập bao gồm làm sạch trước, áp dụng chất thấm, loại bỏ chất thấm và chụp ảnh.
Vệ sinh trước: Sử dụng chất tẩy rửa để loại bỏ hoàn toàn vết dầu mỡ khỏi các bộ phận ren của 4 bu lông thử nghiệm. Sau khi vệ sinh, hãy lau khô chúng thật kỹ để chuẩn bị cho quy trình tiếp theo. Do khoảng cách rất nhỏ giữa các ren bu lông được sử dụng trong thí nghiệm, hiệu quả làm sạch của chất tẩy rửa có thể không tốt lắm. Do đó, thời gian làm sạch có thể được kéo dài một cách thích hợp để đảm bảo rằng các vết dầu mỡ và các chất ô nhiễm khác tại các khuyết tật ren hoặc lỗ mở được làm sạch hoàn toàn để đảm bảo hiệu quả của thử nghiệm thâm nhập.
Áp dụng chất thẩm thấu: Phun chất thẩm thấu đều lên vùng ren, vùng ren phải được chất thẩm thấu làm ướt hoàn toàn. Thời gian thẩm thấu phải ít nhất 20 phút để đảm bảo hiệu quả thẩm thấu tốt đối với các vết nứt mỏi nhỏ. Toàn bộ quá trình thẩm thấu phải đảm bảo chất thẩm thấu vẫn ẩm trên bề mặt được thử nghiệm.
Loại bỏ chất thấm: Loại bỏ chất thấm là một bước quan trọng trong thử nghiệm thấm, và việc vệ sinh không đủ có thể gây ra hiện tượng che phủ nền quá mức của các màn hình liên quan; Vệ sinh quá mức cũng có thể loại bỏ toàn bộ chất thấm đã thấm vào khuyết tật, dẫn đến việc thử nghiệm thấm không thành công. Về quy trình loại bỏ chất thấm khỏi ren bu lông, trước tiên hãy sử dụng một miếng vải sạch và không xơ để loại bỏ chất thấm dư thừa, sau đó gấp một góc có độ dày nhất định bằng giấy không có trục và chèn vào vùng có ren để lau. Vùng có ren phải có màu hồng nhạt.
Chụp ảnh: Bu lông thử nghiệm sử dụng chất tạo ảnh gốc dung môi làm ướt bình xịt. Trước khi sử dụng chất tạo ảnh, bình xịt phải được lắc trong 3-5 phút để phân phối đều bột đã lắng xuống đáy bình trong dung môi. Chất tạo ảnh được sử dụng phải tạo thành một lớp màng mỏng đồng nhất trên vùng có ren và thời gian chụp ảnh thường là 5-10 phút.
(4) Kết quả xét nghiệm: Chỉ có 1 # và 4 # trong số 4 xét nghiệmbu lông cho thấy các khuyết tật (xem Hình 1 và Hình 2). Các khuyết tật bề mặt được thể hiện trong Hình 1 là các khuyết tật giống như điểm và tuyến tính tại vị trí ren thứ hai. Dựa trên kinh nghiệm, khuyết tật thực tế có thể là khuyết tật tuyến tính trong đó các điểm và đường không được kết nối với nhau. Có thể là do chất thấm vào khuyết tật giữa các điểm và đường bị rửa trôi trong quá trình làm sạch trung gian. Khuyết tật được thể hiện trong Hình 2 là khuyết tật tuyến tính tại vị trí ren thứ hai; Hiển thị bề mặt ở phía bên phải của khuyết tật tuyến tính phải là hiển thị sai do loại bỏ chất thấm không đủ. Việc không có khuyết tật ở các phần ren của bu lông 2 # và 3 # có thể là do loại bỏ chất thấm không đủ, dẫn đến các khuyết tật nền quá mức bị che khuất.
2. Kiểm tra hạt từ tính
Công nghệ kiểm tra hạt từ là từ hóa trực tiếp các vật liệu sắt từ hoặc phôi bằng cách truyền dòng điện hoặc đặt chúng trong từ trường. Trong một số điều kiện nhất định, một từ trường rò rỉ được tạo ra tại vị trí khuyết tật và các hạt từ hoặc huyền phù từ được áp dụng cho bề mặt của phôi. Từ trường rò rỉ tại vị trí khuyết tật thu hút các hạt từ để tạo thành một đống hạt từ. Dựa trên vị trí, hình dạng và kích thước của đống hạt từ, bản chất và kích thước của khuyết tật có thể được xác định
Phương pháp từ tính còn lại đã được sử dụng cho việc này bu lông kiểm tra thử nghiệm hạt từ. Ví dụ, một mặt, khi sử dụng phương pháp liên tục để phát hiện cảm ứng điện từ và đổ huyền phù từ tính, nếu thời gian điện hóa dài, sẽ có nhiều hạt từ hấp phụ trên các bộ phận ren có khoảng cách nhỏ, có thể dễ dàng hình thành nền quá mức; Sau khi sử dụng phương pháp từ hóa dư để phát hiện từ hóa của phôi, hãy đổ {{0}} lần huyền phù từ tính để làm ướt hoàn toàn phôi. Tại thời điểm này, bộ phận ren sẽ không tạo ra các vết từ nền quá mức, giúp quan sát dễ dàng hơn. Mặt khác, cường độ cảm ứng từ dư của bu lông trong thử nghiệm này lớn hơn 0,8T và lực cưỡng bức lớn hơn 1 kA / m, do đó có thể sử dụng phương pháp từ dư để phát hiện.
2.1 Quy trình thử nghiệm:
(1) Phương pháp thử nghiệm: Thử nghiệm hạt từ huỳnh quang ướt bằng từ tính dư.
(2) Thiết bị kiểm tra: Máy dò khuyết tật hạt từ bu lông CJW-1000.
(3) Mẫu thử: 4 mẫu bu lông đã trải qua thử nghiệm mỏi.
(4) Cường độ bức xạ cực tím: 2600 μ W/cm2.
(5) Nồng độ huyền phù từ huỳnh quang: 0.1 mL/100 mL.
(6) Thực hiện xác minh độ nhạy.
2.2 Quy trình thử nghiệm hạt từ
(1) Làm sạch vết dầu và tạp chất bám trên phần ren của bu lông.
(2) Bật máy dò khuyết tật và khuấy kỹ hỗn hợp từ trong 10 phút. Bơm 100 mL hỗn hợp từ vào ống kết tủa cô đặc và để yên trong 40 phút. Sau đó đọc thể tích bột từ trong ống kết tủa.
(3) Đặt máy đo độ rọi bức xạ cực tím vào phần có ren để kiểm tra cường độ của tia cực tím.
(4) Kẹp chặt bu lông, tắt từ hóa trục và bật từ hóa dọc, với thời gian bật nguồn là 0,25~1 giây.
(5) Ngừng từ hóa và tháo bu lông. Áp dụng hệ thống treo từ tính vào phần có ren củabu lôngbằng cách đổ 2-3 lần để đảm bảo phần có ren được làm ướt đủ.
(6) Để bu lông nằm ngang trong 10 giây (cho phép chất từ còn sót lại trong vùng ren chảy ra) và quan sát dấu vết từ tính hiển thị dưới ánh sáng cực tím.
(7) Đo độ khử từ của kích thước vết từ.
2.3 Kết quả thử nghiệm
Chỉ có 1 # và 4 # trong số 4 bu lông thử nghiệm cho thấy lỗi, như thể hiện trong Hình 3 và 4. Hình 3 cho thấy hiển thị tuyến tính khoảng 8mm và 12mm ở vị trí ren thứ hai. Hình 4 cho thấy hiển thị tuyến tính khoảng 8mm ở vị trí ren thứ hai. Không tìm thấy dấu vết từ tính lỗi nào trên bu lông 2 # và 3 #, có thể là do kích thước nhỏ của lỗi không tạo ra đủ từ trường rò rỉ để hấp thụ sự tích tụ bột từ.
3. Kiểm tra dòng điện xoáy
Nguyên lý của thử nghiệm dòng điện xoáy là một cuộn dây có dòng điện xoay chiều chạy qua nó tiếp cận một dây dẫn và từ trường xoay chiều do dòng điện xoay chiều tạo ra sẽ tạo ra dòng điện xoáy trong phôi. Các đặc tính của phôi và sự có hoặc không có khuyết tật có thể ảnh hưởng đến pha và biên độ của dòng điện xoáy, từ đó ảnh hưởng đến từ trường và gây ra những thay đổi về điện áp và trở kháng của cuộn dây. Bằng cách đo những thay đổi về điện áp hoặc trở kháng của cuộn dây, có thể phân tích sự có hoặc không có khuyết tật trong phôi. Tính năng phát hiện là cuộn dây phát hiện không cần tiếp xúc với phôi hoặc ghép nối với môi trường và tốc độ phát hiện nhanh.
3.1 Phương pháp thử nghiệm
Sử dụng máy dò khuyết tật dòng điện xoáy đa tần số để thực hiện thử nghiệm dòng điện xoáy trênbu lôngvùng ren.
3.2 Kết quả thử nghiệm
(1) Các thông số thử nghiệm dòng điện xoáy
Thiết bị từ hóa: Máy phát hiện lỗi dòng điện xoáy TEDDY+A (xem Hình 5).
Đầu dò: Đầu dò phát hiện ren bu lông chuyên dụng loại đặt (xem Hình 6).
Tần số kích thích: 100 kHz~500 kHz.
Điều chỉnh độ nhạy: Khối thử bu lông cùng vật liệu có vết nứt nhân tạo sâu 0,3 mm ở phần có ren.
(2) Kết quả thử nghiệm dòng điện xoáy
Kiểm tra dòng điện xoáy của các bộ phận ren của bu lông được đánh số 1 #, 3 # và 4 cho thấy kết quả như thể hiện trong Hình 7 đến 9. Phía bên trái của hình cho thấy một vết nứt nhân tạo có độ sâu là 0.3 Imm, trong khi phía bên phải cho thấy một khuyết tật trong bu lông thử nghiệm.
4. Kết luận thử nghiệm
Các thử nghiệm hạt từ xuyên thấu và dòng điện xoáy đã được tiến hành trên các bộ phận có ren của bốn bu lông đã trải qua thử nghiệm mỏi. Kết quả cho thấy các khuyết tật đã được phát hiện trong bu lông 1 #, 3 # và 4 #. Trong số đó, cả ba phương pháp phát hiện đối với bu lông 1 # và 4 # đều cho thấy bu lông 3 # chỉ thể hiện tín hiệu khuyết tật khi thử nghiệm dòng điện xoáy.
(1) Kiểm tra độ thâm nhập: phát hiện các khuyết tật điểm và đường (xem Hình 1), thực tế phải là các khuyết tật đường (như đã xác minh trong Hình 3), nhưng không hiển thị hình thái khuyết tật hoàn chỉnh dẫn đến độ nhạy phát hiện thấp; Ngoài ra, có nhiều quy trình kiểm tra độ thâm nhập và thời gian kiểm tra cho một bu lông là gần 30 phút. Cũng rất khó để loại bỏ chất lỏng thâm nhập dư thừa ở gốc ren. Việc loại bỏ không hoàn toàn có thể dễ dàng gây ra nền quá mức và làm giảm độ nhạy.
(2) Kiểm tra hạt từ: Có thể thấy rõ các khuyết tật ở các phần có ren củabu lông1 # và 4 #, nhưng không có dấu vết từ tính nào được hiển thị trong bu lông 2 # và 3 #. Điều này có thể là do kích thước nhỏ của các khuyết tật, không tạo ra đủ từ trường rò rỉ để hấp thụ sự tích tụ của các hạt từ tính. Ngoài ra, phương pháp từ tính dư phải được sử dụng cho phần ren của bu lông. Phương pháp từ tính dư yêu cầu lực kháng từ của bu lông là 1 kA/m và cường độ từ trường dư phải trên 0.8 T, do đó một số bu lông không thể được thử nghiệm bằng phương pháp này.
(3) Kiểm tra dòng điện xoáy: Có thể phát hiện ra các khuyết tật mà hai phương pháp trên không phát hiện được, độ nhạy phát hiện cao, không cần môi trường ghép nối, có thể hoàn thành phát hiện trong 30 giây, hiệu suất cao, tốc độ nhanh. Kiểm tra dòng điện xoáy sử dụng tín hiệu điện để xác định khuyết tật, do đó có thể số hóa, lưu trữ, tái tạo kết quả hiển thị, dữ liệu có thể dễ dàng tự động hóa để kiểm tra.
Tóm lại, thử nghiệm dòng điện xoáy tại vị trí ren bu lông có độ nhạy tương đối cao và tốc độ phát hiện nhanh, và có thể được ưu tiên như một phương pháp để phát hiện các khuyết tật bề mặt tại vị trí ren bu lông.
