Chapter06_无损检测技术在设备诊断中的应用mfd,故障诊断,电子科技大学解析

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金属轴在屈服点附近出现声发射计数高峰，标志着 裂纹的形成。一旦裂纹形成，转轴局部地区的应力 集中得到卸载，产生声发射。断裂过程大致可分为 三个阶段：裂纹成核、裂纹扩展和最终断裂，三者 都可以成为强烈的声发射源。转轴内部发出的声信 号以弹性波的形式向四周传播，到达转轴表面，并 经过传感器转变为电信号，经过前置信号放大器放 大，再由声发射采集卡接收并进行A/D转换，成为数 字信号，传入计算机，经软件分析，就能确定转轴 上裂纹的全部发展过程TPA系列声发射传感器
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美国物理声学公司（PAC公司）最新推出的
高速、高性能 声发射/接收与数据采集卡
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数字化声发射检测仪信号采集软件 含波形参数采集、声源定位分析等功能（仪器标 配）。windows中文界面,WINDOWS环境下实时声 发射参数和波形采集、外参量输入采集。 实时波形、参数表、相关图及定位图形显示。 线形、平面、柱面、球面积立方体定位，罐底三维 定位，可自动布置换能器（传感器）。 多用鼠标操作，流行windows操作方式。 软件设计界面简洁，操作简便。软件还具有任意参 数滤波器窗口设置，聚类，定位-参数-波形关联分 析显示等多种信号处理功能。 信号分析软件 多窗口选择谱分析、小波分析、神经网络模式识别
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二、实验设备

图1为转轴裂纹声发射监测实验系统图，由 五部分组成，除预制实验转轴为自制外，其 他均为美国物理声学公司产品。
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图2为预制实验转轴示意图，尺寸20mmx300mm， 所用材料为86CrMoV7。在转轴上预制裂纹，深度 2mm。

（4）夹渣 是由于焊条直径以及电流的选择不当、运条不熟练或前道 焊缝的熔渣来清除干净等焊接技术问题而造成的缺陷。
（5）夹杂 由焊接冶金反应产生的、焊后残留在焊缝金属中的非金 属杂质，如氧化物、硫化物等。 （6）气孔 是由于焊条不干燥、坡口面生锈、油垢和涂料未清除干 净、焊条不合适或熔融中的熔敷金属同外面空气没有完全隔绝而引起 的缺陷，分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。 （7）咬边 是在母材与熔敷金属的交界处产生的凹陷。它是由于运 条过快、焊接电流过大、电弧过长和各种焊接不当等而引起的缺陷。
发纹是金属中细小的非金属夹杂物、孔隙或气孔、疏松等在压力加工 过程中沿金属变形方向被延伸拉长而形成的细小缕状缺陷，其宽度 （直径）极小，通常在零点几毫米以下，故用超声检测较难发现，一 般多用磁粉检验或金相酸浸腐蚀低倍、硫印等方法进行检验评定。
40Cr螺栓上的表面发纹 （磁痕显示照片）
Φ230mm钢棒材 材料牌号：德国WNr2713 白点
45#钢三通接头模锻件圆 柱面上的折叠
汽车连杆模锻件头部折叠
三、型材中常见的缺陷现象
此处所说的型材是指板材、棒材和管材。
1．钢板中常见的缺陷现象
（1）分层与夹杂物 是由于钢锭中存在有气孔、缩孔、夹渣等 以致压合不紧密而引起的。
（2）裂纹 钢板中的裂纹千差万别，包括由于偏析、缩孔、气 孔、夹渣、氧化皮等以致压合不紧密而产生的条状小裂纹，以及由 于钢锭中气孔较多、加热条件不适当或钢中含有引起加热脆性的铜 等元素较多而在表面发生的龟壳状裂纹，或在钢板边缘产生的锯齿 状裂纹等。
（7）烧裂 是由于材质不良、淬火操作不良和工件形状不适当等所 引起的很尖锐的缺陷。其形状较简单，分骤冷裂纹和骤热裂纹两类。 （8）折叠 是由于在锻造中因工艺、操作或加热状态不适当，将坯 料已氧化的表层金属汇流贴合在一起，压入工件而引起的材料重叠现 象。

2 新型材料和工艺
随着新型材料和工艺的发展，需要开发出相应的无损检测方法。
3 人才短缺
无损检测需要一定的专业知识和技能，人才短缺已经成为制约无损检测技术发展的一个 因素。
结论和总结
无损检测技术属于一种很有前景的技术，可以用来检测很多不同类型的材料。 这种技术优点明显，可以在不破坏测试对象的情况下进行测试，是一种高效， 快捷且可靠的检测方法。
无损检测技术
介绍无损检测技术的定义和背景。这种技术可以在不破坏测试对象的情况下 检测材料的质量和缺陷。
无损检测技术的分类和应用领域
超声波检测
使用机械振动发出的超声波来检测材料的缺陷或腐 蚀。
磁粉检测
在待检材料表面施加磁场，然后覆盖上磁粉。如有 缺陷，则磁粉会聚集在缺陷处形成可见磁迹。
X射线检测
用X射线通过被测试材料，并在另一侧对其进行接 收。对通过的X射线进行衰减的不同程度可以揭示
涡流检测
在待检测材料上施加高频电流，根据检测仪器对回 路状态的感应来检测表面缺陷或材料性能。
无损检测技术的原理和方法
1
材料特性
不同的无损检测方法在不同类型的材料上的效果不同，必须根据材料的特性选择 特定的方法括超声波探头、磁粉检测仪等。
3
测试标准
无损检测过程需要根据国家或行业的相关标准进行，以确保测试的准确性和可比 性。
无损检测技术的优势和局限性
优势
可节省成本和时间，对测试对象的破坏小。
局限性
不能检测所有缺陷类型，需要专门的人员进行测试和分析。
应用场景
广泛应用于航空航天、汽车、铁路、石油化工等行业中检测材料的质量和安全。
无损检测技术在工业中的应用案例
焊接缺陷检测
使用超声波检测焊缝，排除可能产生的松散裂纹、 气孔等缺陷。

无损检测技术及其应用无损检测技术（Non-destructive testing, NDT）是一种应用物理学原理与工程技术方法，在不破坏被检测物体的前提下对其进行缺陷探测、评价和监测的技术。

该技术在工业制造、交通运输、航空航天、医疗卫生等领域有广泛的应用。

一、无损检测技术的分类1.物理检测法物理检测法主要是利用物质的物理特性，如电、磁、声等作为探测手段，检测物品内部缺陷的存在状态。

典型的物理检测法包括雷达检测、红外检测、X射线检测、超声波检测等。

2.化学检测法化学检测法主要是通过化学反应或化学物质的物理性质的变化，来确定物品内部是否存在缺陷，检测手段包括磁粉检测、渗透检测等。

二、无损检测技术的应用1.工业制造领域无损检测技术在工业制造领域被广泛应用，例如在金属材料、石油、化工、能源等行业，无损检测技术可以用于监测设备的疲劳损伤、裂缝及其它材料缺陷，以保证产品质量和安全性。

2.交通运输领域在交通运输领域，无损检测技术被应用于轨道交通系统、水陆交通系统等。

例如，在铁路轨道检测方面，无损检测技术可以检测铁轨的轨底、磨耗、裂缝等问题，对铁路交通的安全和稳定性具有重要意义。

3.航空航天领域无损检测技术在航空航天领域被广泛应用。

例如，在航空器制造过程中，无损检测技术可以用于被检测部件的质量控制，检测其是否存在缺陷，以保证飞行安全。

4.医疗卫生领域除了工业和交通运输，在医疗卫生领域也应用了无损检测技术。

例如，在对筛查胸部疾病方面，X射线检测技术可以发现乳腺增生、肺炎、结核等疾病，对及时发现和治疗疾病起到了重要作用。

三、无损检测技术的优点和局限性无损检测技术的优点主要包括：1.实现了无破坏性检测，避免了因检测而带来的二次污染和环境压力。

2.能够在设备运行过程中进行检测，降低了因停机检修带来的生产成本和生产效率损失。

3.能够大幅度提高检测精度，保障产品质量和安全性。

但无损检测技术也存在着一定的局限性：1.无法检测极小或紧贴被检测物表面的缺陷。