CN102012397A

CN102012397A - 非铁磁性材料的无损检测方法

Info

Publication number: CN102012397A
Application number: CN2010105201085A
Authority: CN
Inventors: 于润桥; 柯黎明; 孟永乐; 鞫伟
Original assignee: Nanchang Hangkong University
Current assignee: Nanchang Hangkong University
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2011-04-13

Abstract

一种非铁磁性材料的无损检测方法，方法步骤为：非铁磁性材料置于均匀的地磁场中，地磁力线均匀穿过非铁磁性材料本体，由于非铁磁性材料磁阻特性的存在，非铁磁性材料会引起地磁场强度衰减，对检测数值处理检验。本发明的优点是：该方法无需耦合剂、无需人工磁化、检测深度不受材料厚度限制、设备轻便、检测工艺简单、检测过程由机器控制、重复性好、不依赖于检测人员的技水平和工作态度。

Description

非铁磁性材料的无损检测方法

技术领域

本发明涉及一种无损检测方法，尤其涉及一种非铁磁性材料的无损检测方法。

背景技术

无损检测及评估是在不损坏试件完好性条件下对其中的缺陷试件的组织性能和尺寸进行检查和测量的方法。其中检测缺陷应用最广，故常称为“无损探伤”。“不损坏被检物体的完好性”首先表现在它不需要从物体上截取试样，因而也就不会破坏物体的完整性；其次它不会给被检测物体带来任何物理及化学变化，因而它对试件进行全都的而不是抽样的检测，乃至对生产过程中的产品进行“在线检测”。目前，无损检测的常用方法有超声检测法，涡流检测法、射线检测法、磁粉检测法、渗透检测法。

超声检测是利用超声波与物体的相互作用所提供的信息来实现的。声波在能金属中传播，包括能在非铁磁材料中传播，但是，受到材料晶体粒大小的限制，铸造铝合金属于非铁磁性材料，超声波在铸造铝合金中传播时，由于铸造铝合金的晶界粗大，会引起超声发生散射严重的现象，使得声波沿着复杂的路径传播到探头，在示波屏上引起草装回波，导致信噪比下降，严重时，噪声会淹没缺陷波。因此，当铸造铝合金中存在的几毫米的疏松孔缺陷时，通过常规超声是无法检测出来。同时超声检测中，探头存在着近场和盲区，因此，超声检测法只能检测板厚大于2mm以上的工件，当非铁磁性材料的板厚小于2mm时，超声检测法不能对其进行检测。

射线检测法是利用电离辐射与物质间相互作用所产生的物理效应（如辐射强度的变化、散射等）以探测工件内部不连续、结构或厚度等的无损检测方法。射线检测法主要对于体积型缺陷探伤具有较高的灵敏度，非铁磁性材料可以采用射线法进行检测，但是射线对非铁磁性材料中面状分布的缺陷探伤灵敏度不高，而且当非铁磁性材料的裂纹检测时，检测是必须控制射线束与缺陷延伸面之间的角度，一般不大于10^。。同时对于大厚度的非铁磁性材料的检测，射线的穿透能力是有限的。

涡流检测法是靠电磁感应原理工作的，所以涡流检测法也适用于非铁性材料表面缺陷与近表面缺陷的检测，不适用于检测非铁磁能材料深层的内部缺陷。非铁磁性材料表面感应的涡流渗透深度随着频率而异。激励频率高时非铁磁性材料表面涡流密度大，随着激励频率的降低，涡流渗透深度增加，但表面涡流密度下降。所以探伤深度与表面探伤灵敏度相互矛盾。对于非铁磁性材料进行涡流探伤时，必须要根据材质表面、表面状态、检验标准作综合考虑，然后再确定检测方案与技术参数。采用穿过式线圈进行涡流探伤时，线圈获得的信息时管、棒、线材一段长度的圆周上影响因素的累积结果，对缺陷所处圆周上的具体位置无法判定。旋转探头式涡流探伤方法可准确探出缺陷位置，灵敏度和分辨率也很高，但检测区域狭小，全面扫查检验速度较慢。

漏磁探伤法时一检测缺陷处形成的漏磁通来探伤的，但漏磁检测只适用于铁磁材料，只有铁磁材料被磁化后，表面和近表面缺陷才能在工件表面形成漏磁通，因而漏磁检测不适用于非铁磁性材料的检测。同时漏磁检测中，磁化是实现检测的先决条件，它决定着被测对象能否产生出被测量和可被分辨的磁场信号，同时也影响着检测信号的性能特征和检测装置的结构特性。

综上所述，超声检测法只能检测晶粒较小的材料，不能对铸铝这类非铁磁磁材料进行检测。而且超声检测法不能检测板厚小于2mm的非铁磁磁性材料。射线检测法对非铁磁性材料的面状检出率低，而且射线对大厚度的非铁磁性材料的穿透能力有限。涡流法只能检测出非铁磁性材料的表面和近表面缺陷。漏磁法的检测对象是铁磁性材料，而且需要繁杂的人工励磁性装置。

而非铁磁材料的磁法检测，能检测板厚小于2mm以下的非铁磁性材料，同时也能检测大厚度的非铁磁性材料。可以同时检测出材料表面缺陷和内部缺陷。虽然该方法属于磁性检测，但是它的励磁源是日常的地球磁场，无需人工励磁装置。它是目前唯一能满足非铁磁材料不受厚度限制，内外缺陷检测兼顾，无损人工磁化的检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非铁磁性材料的无损检测方法，该方法利用地磁场对非铁磁性材料的磁化过程，通过测量非铁性材料的表面地磁场强度及地磁场衰减量对非磁性材料内部质量特性进行检测。

本发明是这样来实现的，方法步骤为：非铁磁性材料置于均匀的地磁场中，地磁力线均匀穿过非铁磁性材料本体，由于非铁磁性材料磁阻特性的存在，非铁磁性材料会引起地磁场强度衰减，如非铁磁性材料本体存在不连续区域，该区域的磁阻与非铁磁性材料的磁阻有显著差异，然后将探头放置的非铁磁性材料表面，探头紧贴非铁磁性材料表面行走，同时探头测量材料表面的磁场强度和磁偏角并记录下数值，检测结束后，对检测数值处理检验。

所述的非铁磁性材料优选铝、铝合金、镁、镁合金、铜、铜合金、钛或钛合金。

本发明的优点是：该方法无需耦合剂、无需人工磁化、检测深度不受材料厚度限制、设备轻便、检测工艺简单、检测过程由机器控制、重复性好、不依赖于检测人员的技水平和工作态度。

附图说明

图1为本发明为实施例1的缺陷检测示意图。

图2和图3为本发明为实施例2的缺陷检测示意图。

具体实施方式

实施例一

1、测磁仪设备通电后，必须进行预运转，使设备进入稳定、良好的工作状态，目的是排除其他磁场的影响，将仪器调制在7秒钟测量状态，当测磁仪显示的地磁场强度值稳定即误差在±5nT时可进行地磁场参数的测量，并记录出地磁场的强度。将其7秒的地磁场强度记录在笔记本中，用matlab制作出地磁场强度的曲线图。

2、准备300mm×100mm×10mm铝合金板材，将其板材放置在1中的环境中，以图1的方式进行检测，探头1从右至左在材料表面移动，将探测到的数值通过磁通门测磁仪分析检测，把其检测出地磁场强度的结果记录在笔记本中，用matlab制作出地磁场强度的曲线图。

3、在磁场强度曲线上，寻找原地磁场强度B₀、地磁力线穿过铝合金板材无缺陷处的地磁场强度B₂、地磁力线穿过缺陷处地磁场强度B₁三者之间的区别。当B₁与B₂的差值大于50nT时，可以判定缺陷的存在。

实施例二

1、测磁仪设备通电后，必须进行预运转，使设备进入稳定、良好的工作状态，将，目的是排除其他磁场的影响，将仪器调制在7秒钟测量状态，当测磁仪显示的地磁场强度值稳定即误差在±5nT时可进行地磁场参数的测量，并记录出地磁场的强度。将其7秒的地磁场强度记录在笔记本中，用matlab制作出地磁场强度的曲线图。

2、准备300mm×100mm×10mm超硬铝合金LC9板材，将其板材放置在1中的环境中，以图2所述，探头1从右至左在材料表面移动，将探测到的数值通过磁通门测磁仪分析检测，把其检测出地磁场强度的结果记录在笔记本中，用matlab制作出地磁场强度的曲线图。

3、准备300mm×100mm×10mm铸造铝合金ZA114A板材，将其板材放置在1中的环境中，以图3所示，探头1从右至左在材料表面移动，将探测到的数值通过磁通门测磁仪分析检测，把其检测出地磁场强度的结果记录在笔记本中，用matlab制作出地磁场强度的曲线图。

4、在磁场强度曲线上，寻找原地磁场强度B₀、地磁力线穿过超硬铝合金LC9板材无缺陷处的地磁场强度B₁、地磁力线穿过铸造铝合金ZA114A板材无缺陷处的地磁场强度B₂三者之间的区别。比较B₁与B₂的差值大小以及两者曲线的形状与趋势，从而得出因材料不同引起的地磁场强度曲线不同的规律。

Claims

1.一种非铁磁性材料的无损检测方法，其特征是方法步骤为：非铁磁性材料置于均匀的地磁场中，地磁力线均匀穿过非铁磁性材料本体，由于非铁磁性材料磁阻特性的存在，非铁磁性材料会引起地磁场强度衰减，如非铁磁性材料本体存在不连续区域，该区域的磁阻与非铁磁性材料的磁阻有显著差异，然后将探头放置的非铁磁性材料表面，探头紧贴非铁磁性材料表面行走，同时探头测量材料表面的磁场强度和磁偏角并记录下数值，检测结束后，对检测数值处理检验。

2.根据权利要求1所述的非铁磁性材料的无损检测方法，其特征是所述的非铁磁性材料优选铝、铝合金、镁、镁合金、铜、铜合金、钛或钛合金。