CN104950038A - 螺栓缺陷磁检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种螺栓缺陷磁检测装置，它包括磁检测机构、信号采集器以及带显示器的控制器，所述磁检测机构中设有磁检测传感器，所述磁检测传感器通过信号采集器与控制器连接，所述磁检测机构包括通过连接杆连接的两个支撑板，所述两个支撑板上各设有一个与支撑板转动连接的转动板，所述两个转动板平行设置，所述两个转动板的相互面对的两面各设有一个用于夹持工件两端的夹持座，所述连接杆上设有用于在连接杆上滑动的滑动座，所述滑动座上设有磁检测传感器。本发明提供了一种能够针对高强度螺栓的表面以及近表面缺陷提供无损检测的螺栓缺陷磁检测装置。

Description

螺栓缺陷磁检测装置

技术领域

本发明涉及磁法检测技术领域，具体讲是一种用于高强度螺栓的螺栓缺陷磁检测装置。

背景技术

用高强度钢制造的，或者需要施以较大预紧力的螺栓，皆可称为高强度螺栓。高强度螺栓多用于桥梁、钢轨、高压及超高压设备的连接。这种螺栓的断裂多为脆性断裂。应用于超高压设备上的高强度螺栓，为了保证容器的密封，需要施以较大的预应力。

这种高强度螺栓由于需要施以较大的预紧力，因此对螺栓的质量要求比较高，而对于这种螺栓的质量检测往往需要无损检测技术。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。声波能在金属中传播。这种方法的不足之处是超声波在空气中衰减很快，检测时一般要有声波的传播介质，如油或水等耦合剂。超声检测高强度螺栓螺纹时，存在以下局限：(1)耦合效果差，(2)表面缺陷检出率较低，(3)易产生非缺陷回波。故超声检测螺栓易出现漏检或误判。

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。射线检测法容易检出那些形成局部厚度差的缺陷，对于裂纹受透照角度影响较大，而且它不适宜检测垂直照射方向的薄面积型缺陷。高强度螺栓的表面及近表面裂纹是检测重点，因此射线检测在螺栓检测领域未得到广泛应用。

涡流检测法是靠电磁感应原理工作的，因此涡流检测法只适用于导电材料，而不一定是铁磁材料。由于试件的几何尺寸、形状、大小和膜厚会影响电磁感应效果，所以在螺栓头杆结合部及光杆和螺杆结合部的横向裂纹的较难检出。涡流无损检测因干扰因素多，需要特殊的信号处理。在螺栓的检验中，表面较复杂，用常用的穿过式线圈或光杆处的探头定位扫描无法检测出螺栓各部位的缺陷。

漏磁检测法是检测缺陷处形成的漏磁通来探伤的，其只适用于铁磁材料，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。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被分辨的磁场信号，同时也影响着检测信号的性能特征和测量装置的结构特征。漏磁检测的机理决定了检测装置的复杂性，也相应增加了检测系统的不可靠性。高强度螺栓磁化后，两螺纹形成N、S极，形成漏磁场。因此，螺纹间的裂纹易漏检。

渗透检测法是检测非多孔性表面开口缺陷。而原材料中的夹杂、分层等内部缺陷，而渗透检测法对此类缺陷不能检出。在实际应用时，这些缺陷在交变载荷等作用下，往往会成为疲劳裂纹源。针对于螺纹处缺陷检测和光杆处缺陷检测需采用不同的渗透检测方法。针对螺栓渗透检测存在以下局限：检测程序复杂，只能检测表面开口缺陷，对环境污染较重。

因此，目前急需一种检测操作简单方便，检测效率高，可靠性高的螺栓缺陷磁检测装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服了现有技术的缺陷，提供了一种能够针对高强度螺栓的表面以及近表面缺陷提供无损检测的螺栓缺陷磁检测装置。

为解决上述技术问题，本发明提出一种螺栓缺陷磁检测装置，它包括磁检测机构、信号采集器以及带显示器的控制器，所述磁检测机构中设有磁检测传感器，所述磁检测传感器通过信号采集器与控制器连接，所述磁检测机构包括通过连接杆连接的两个支撑板，所述两个支撑板上各设有一个与支撑板转动连接的转动板，所述两个转动板平行设置，所述两个转动板的相互面对的两面各设有一个用于夹持工件两端的夹持座，两个转动板相对于支撑板转动时带动被夹持的工件沿轴线转动，所述连接杆上设有用于在连接杆上滑动的滑动座，所述滑动座上设有磁检测传感器，滑动座在连接杆上滑动时，磁检测传感器沿着平行于被夹持工件的轴线的方向移动。

采用上述装置后，通过磁检测传感器在螺栓的表面做横向和纵向的磁感应强度检测，通过信号采集器以及磁检测传感器采集工件表面的磁感应强度值，转换成数字信号并发送到控制器中，控制器显示器上显示出扫描距离与磁场强度的曲线。无缺陷材料检测结果近似为一条均匀的曲线，磁场没有发生任何向上或向下的波动异常，而有缺陷的检测的结果会在曲线上显示出一个上凸或下凹的突变。因此，操作人员可以后通过观察曲线的变化对工件进行无损检测，来判断高强度螺栓是否有缺陷，并能够对缺陷进行较为准确的定位。采用本发明装置之后，无损检测手段无需耦合剂，不需要激励源，对检测对象的材质无特殊要求，安全环保，检测效率高。并且由于是基于地磁场环境下检测，无需退磁，可重复检验多次。检测结果实时显示，实时保存数据，检测完成后方便对数据进行进一步处理分析。

所述滑动座上还设有用于推动滑动座在连接杆上滑动的手柄。采用这种结构，方便用户手拿着手柄来控制滑动座滑动。

所述连接杆为伸缩杆，它包括分别与两个支撑板固定连接的内杆以及套合在两个内杆上的外管，所述外管与两内杆滑动连接并通过紧固结构，可紧固在任意滑动位置。采用上述结构，可以调整连接杆的长度从而调整两个支撑板之间的距离，因此可以夹持不同长度的工件，适用于不同长度的螺栓。

所述每个夹持座均通过一滑轨连接在各自的转动板上，用来调整夹持座在转动板上的位置，所述调整时的滑动方向远离或者靠近连接杆。采用上述结构，可以调整工件的侧面表面与连接杆之间的距离，即调整工件的侧面表面与滑动座上的测磁传感器之间的距离，这样可以适用于不同直径的螺栓。

所述滑动座与连接杆之间还设有垫片。通过设置垫片可以减少滑动座在连接杆上滑动时的抖动，降低检测时信号采集器采集的噪声，使检测结果更加准确。

附图说明

图1为本发明的电路连接结构示意图；

图2为本发明的磁检测机构的结构示意图。

如图所示：1、转动板，2滑轨，3、夹持座，4、支撑板，5、内杆，6、外管，7、滑动座，8、手柄，9、工件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

如图1-图2所示，本发明提出一种螺栓缺陷磁检测装置，它包括磁检测机构、信号采集器以及带显示器的控制器，所述磁检测机构中设有磁检测传感器，所述磁检测传感器通过信号采集器与控制器连接，所述磁检测机构包括通过连接杆连接的两个支撑板4，所述两个支撑板4上各设有一个与支撑板4转动连接的转动板1，所述两个转动板1平行设置，所述两个转动板1的相互面对的两面各设有一个用于夹持工件9两端的夹持座3，两个转动板1相对于支撑板4转动时带动被夹持的工件9沿轴线转动，即被夹持的工件9沿着自身的轴线自转，所述连接杆上设有用于在连接杆上滑动的滑动座7，所述滑动座7上设有磁检测传感器，滑动座7在连接杆上滑动时，磁检测传感器沿着平行于被夹持工件9的轴线的方向移动。转动板1可以为圆形，方形甚至其它任意形状，这均应在本申请保护范围之内。设置成方形可以将转动板放到桌面上，对连接杆施力使转动板相对于支撑板转动。

本发明的工作原理为：通过磁检测传感器在螺栓的表面做横向和纵向的磁感应强度检测，通过信号采集器以及磁检测传感器采集工件表面的磁感应强度值，转换成数字信号并发送到控制器中，控制器显示器上显示出扫描距离与磁场强度的曲线。无缺陷材料检测结果近似为一条均匀的曲线，磁场没有发生任何向上或向下的波动异常，而有缺陷的检测的结果会在曲线上显示出一个上凸或下凹的突变。因此，操作人员可以后通过观察曲线的变化对工件进行无损检测，来判断高强度螺栓是否有缺陷，并能够对缺陷进行较为准确的定位。

本发明的检测过程为：根据工件质量要求，对于高强度螺栓这类零件，不允许任何裂纹和横向缺陷，那么对于工件就需做横向和纵向检测，横向检测螺栓时，在检测之前先清理工件表面的杂质，确保工件表面清洁，然后将工件两端通过夹持座3夹持好工件，然后通电开启控制器以及位于滑动座上的磁检测传感器，然后通过控制转动板与支撑板相对转动，使的滑动座在工件的周围沿周向转动一周，横向检测完成，显示器上能够实时显示磁感应强度。

然后控制转动板与支撑板之间相对不转动，控制滑动座在连接杆上滑动，完成轴向检测。横向检测和轴向检测时都可以调整检测的位置进行多次检测，以便获取更加准确的数据。

所述滑动座7上还设有用于推动滑动座7在连接杆上滑动的手柄8。采用这种结构，方便用户手拿着手柄来控制滑动座滑动。

所述连接杆为伸缩杆，它包括分别与两个支撑板4固定连接的内杆5以及套合在两个内杆5上的外管6，所述外管6与两内杆5滑动连接并通过紧固结构可紧固在任意滑动位置。所述紧固结构可以采用螺栓穿过外管6，拧紧时螺栓端部与内杆5紧密接触，时外管6与内杆5紧固，松开时，螺栓端部与内杆5不接触，此时外管和与内杆5相对滑动。当然紧固结构可以采用任意紧固结构。采用上述结构，可以调整连接杆的长度从而调整两个支撑板之间的距离，因此可以夹持不同长度的工件，适用于不同长度的螺栓。

当然连接杆也可以采用其它形式的伸缩杆的结构。

所述每个夹持座3均通过一滑轨2连接在各自的转动板1上，用来调整夹持座3在转动板1上的位置，所述调整时的滑动方向远离或者靠近连接杆。本实施例中，夹持座3通过滑轨2连接在转动板1上，通过夹持座3与滑轨2的滑动连接来调整夹持座3的上下位置，从而可以调整工件的外表面与连接杆上的滑动座之间的距离。采用上述结构，可以调整工件的侧面表面与连接杆之间的距离，即调整工件的侧面表面与滑动座上的测磁传感器之间的距离，这样可以适用于不同直径的螺栓。

所述滑动座7与连接杆之间还设有垫片。垫片由于是在滑动座与连接杆接触的地方，故在图中未示出。通过设置垫片可以减少滑动座在连接杆上滑动时的抖动，降低检测时信号采集器采集的噪声，使检测结果更加准确。

Claims (6)

1.一种螺栓缺陷磁检测装置，其特征在于：它包括磁检测机构、信号采集器以及带显示器的控制器，所述磁检测机构中设有磁检测传感器，所述磁检测传感器通过信号采集器与控制器连接，所述磁检测机构包括通过连接杆连接的两个支撑板，所述两个支撑板上各设有一个与支撑板转动连接的转动板，所述两个转动板平行设置，所述两个转动板的相互面对的两面各设有一个用于夹持工件两端的夹持座，两个转动板相对于支撑板转动时带动被夹持的工件沿轴线转动，所述连接杆上设有用于在连接杆上滑动的滑动座，所述滑动座上设有磁检测传感器，滑动座在连接杆上滑动时，磁检测传感器沿着平行于被夹持工件的轴线的方向移动。

2.根据权利要求1所述的螺栓缺陷磁检测装置，其特征在于：所述滑动座上还设有用于推动滑动座在连接杆上滑动的手柄。

3.根据权利要求1所述的螺栓缺陷磁检测装置，其特征在于：所述连接杆为伸缩杆。

4.根据权利要求3所述的螺栓缺陷磁检测装置，其特征在于：所述连接杆包括分别与两个支撑板固定连接的内杆以及套合在两个内杆上的外管，所述外管与两内杆滑动连接并通过紧固结构，可紧固在任意滑动位置。

5.根据权利要求1所述的螺栓缺陷磁检测装置，其特征在于：所述每个夹持座均通过一滑轨连接在各自的转动板上，用来调整夹持座在转动板上的位置，所述调整时的滑动方向远离或者靠近连接杆。

6.根据权利要求1所述的螺栓缺陷磁检测装置，其特征在于：所述滑动座与连接杆之间还设有垫片。