CN114295623A - 一种小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，本发明步骤包括样品选制、样品研磨、样品抛光、腐蚀液制备、样品腐蚀、样品清洗、烘干、低倍观察等。本发明通过样品研磨与样品抛光，去除检测部分干扰因素，利用强酸对检测部分进行酸洗腐蚀，当检测部分存在缺陷时可使缺陷氧化并显像，进一步在影像测量仪下观察发现缺陷。本发明通过对样品预处理后利用强酸腐蚀镍基高温合金管材与后处理联合的方法，对管材中存在的缺陷在影像测量仪下进行观察，进而判断出存在于镍基高温合金管材中的缺陷，解决了薄壁管缺陷不易检测的问题，检测方法方便快捷。
Description
技术领域
本发明属于有色金属检验技术领域，具体涉及一种小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法。
背景技术
镍基体高温合金是以镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。镍基高温合金管材广泛应用于化工、核电等行业。镍基高温合金管材一般通过挤压或者穿孔方式进行开坯，进而用于后续管子轧制。不管通过挤压还是穿孔，由于材料特性，管坯尾部易出现缩尾、分层、开裂等缺陷，在后续加工中缺陷不易发现消除。由于镍基高温合金服役环境复杂与恶劣，对于不易发现的微观缺陷，一旦存在于成品中，将严重影响产品使用安全。
传统小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法包括超声波探伤检测或渗透探伤检测。对于小口径薄壁管，超声波检测存在不方便检测及存在检测盲区等问题。渗透探伤检测对于小口径薄壁管，渗透后不易显像或者由于管壁薄显像干扰因素多。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，本发明通过管材预处理后利用强酸腐蚀镍基高温合金管材与后处理联合的方法，判断出存在于镍基高温合金管材中的缺陷，防止由于服役环境的恶劣导致材料失效，进而保证后续产品的使用安全。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，包括如下步骤：
（1）样品选制：利用锯切机在需检测小口径薄壁镍基高温合金管尾部锯切长度为3～5cm的样品管；
（2）样品研磨：锯切后样品在粗砂纸上对横截面进行初步打磨，去除锯切毛刺，再逐步换用细砂纸对样品管进行打磨，直至截面光滑不存在划痕；
（3）样品抛光：研磨结束后对样品管进行抛光处理，在抛光机上以水为润湿剂，利用抛光膏在抛光布上以500～800r/min转速进行抛光，直至样品表面光滑；
（4）腐蚀液制备：烧杯中注入50～100ml硝酸，再注入150～300ml盐酸和5～10ml去离子水，并混合搅拌均匀；
（5）样品腐蚀：把抛光完成后的样品管摆放至实验盘中，其中抛光面朝上，利用刷子蘸取腐蚀液，在样品管抛光面上刷上腐蚀液，保证待检测抛光面均匀腐蚀，重复2～3次；
（6）样品清洗：腐蚀过后，利用自来水冲洗腐蚀后残留在样品表面的腐蚀液，放入装有酒精的烧杯中，进行超声波清洗5～8min；
（7）干燥：准备吸水纸，将吸水纸水平放置在平台之上，将清洗后样品的腐蚀端在吸水纸上轻压，吸干水分；
（8）缺陷检查：将吸干水分的样品放置在影像测量仪下观测检查。
优选的，步骤（2）中，先使用500目的砂纸进行打磨，再使用800目的砂纸进行打磨，最后使用1200目的砂纸进行打磨。
优选的，步骤（3）中所述抛光膏为金刚石抛光膏。
优选的，步骤（5）中每个样品管按照每隔3～5cm的距离摆放在盘中。
优选的，步骤（8）中所述影像测量仪的型号为VMS-3020F。
优选的，所述小口径薄壁镍基高温合金管的外径为10mm～32mm，所述小口径薄壁镍基高温合金管的壁厚为0.5mm～2.5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供的小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，通过对样品预处理后利用强酸腐蚀镍基高温合金管材与后处理联合的方法，对管材中存在的缺陷在影像测量仪下进行观察，进而判断出存在于镍基高温合金管材中的缺陷，防止由于服役环境的恶劣导致材料失效，进而保证后续产品的使用安全。本发明的检测方法方便快捷，检测效果好。
附图说明
图1为本发明的检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图与实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，包括如下步骤：
（1）样品选制：选取外径为10mm，壁厚为0.5mm的小口径薄壁镍基高温合金管，利用锯切机在合金管尾部锯切长度为3cm的样品管；
（2）样品研磨：锯切后使用500目的砂纸对样品管横截面进行初步打磨，去除锯切毛刺，再使用800目的砂纸进行打磨，最后使用1200目的砂纸进行打磨，直至截面光滑不存在划痕；
（3）样品抛光：研磨结束后对样品管进行抛光处理，在抛光机上以水为润湿剂，利用金刚石抛光膏在抛光布上以500r/min转速进行抛光，直至样品表面光滑；
（4）腐蚀液制备：烧杯中注入50ml硝酸，再注入150ml盐酸和5ml去离子水，并混合搅拌均匀；
（5）样品腐蚀：每隔3cm的距离把抛光完成后的样品管逐一摆放在实验盘中，其中，抛光面朝上，利用刷子蘸取腐蚀液，在样品管抛光面上刷上腐蚀液，保证待检测抛光面均匀腐蚀，重复2次；
（6）样品清洗：腐蚀过后，利用自来水冲洗腐蚀后残留在样品表面的腐蚀液，放入装有酒精的烧杯中，进行超声波清洗5min，进一步清洗掉表面氧化物质；
（7）干燥：准备吸水纸，将吸水纸水平放置在平台之上，将清洗后样品的腐蚀端在吸水纸上轻压，吸干水分，防止样品待检查端出现水印；
（8）缺陷检查：将吸干水分的样品放置在型号为VMS-3020F的影像测量仪下观测检查，无缺陷镍基高温合金截面为银白色，黑色痕迹即为包括裂纹与分层的缺陷。
实施例2
一种小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，包括如下步骤：
（1）样品选制：选取外径为20mm，壁厚为1mm的小口径薄壁镍基高温合金管，利用锯切机在合金管尾部锯切长度为4cm的样品管；
（2）样品研磨：锯切后使用500目的砂纸对样品管横截面进行初步打磨，去除锯切毛刺，再使用800目的砂纸进行打磨，最后使用1200目的砂纸进行打磨，直至截面光滑不存在划痕；
（3）样品抛光：研磨结束后对样品管进行抛光处理，在抛光机上以水为润湿剂，利用金刚石抛光膏在抛光布上以600r/min转速进行抛光，直至样品表面光滑；
（4）腐蚀液制备：烧杯中注入60ml硝酸，再注入200ml盐酸和6ml去离子水，并混合搅拌均匀；
（5）样品腐蚀：每隔4cm的距离把抛光完成后的样品管逐一摆放在实验盘中，其中，抛光面朝上，利用刷子蘸取腐蚀液，在样品管抛光面上刷上腐蚀液，保证待检测抛光面均匀腐蚀，重复2次；
（6）样品清洗：腐蚀过后，利用自来水冲洗腐蚀后残留在样品表面的腐蚀液，放入装有酒精的烧杯中，进行超声波清洗6min，进一步清洗掉表面氧化物质；
（7）干燥：准备吸水纸，将吸水纸水平放置在平台之上，将清洗后样品的腐蚀端在吸水纸上轻压，吸干水分，防止样品待检查端出现水印；
（8）缺陷检查：将吸干水分的样品放置在型号为VMS-3020F的影像测量仪下观测检查，无缺陷镍基高温合金截面为银白色，黑色痕迹即为包括裂纹与分层的缺陷。
实施例3
一种小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，包括如下步骤：
（1）样品选制：选取外径为25mm，壁厚为1.5mm的小口径薄壁镍基高温合金管，利用锯切机在合金管尾部锯切长度为5cm的样品管；
（2）样品研磨：锯切后使用500目的砂纸对样品管横截面进行初步打磨，去除锯切毛刺，再使用800目的砂纸进行打磨，最后使用1200目的砂纸进行打磨，直至截面光滑不存在划痕；
（3）样品抛光：研磨结束后对样品管进行抛光处理，在抛光机上以水为润湿剂，利用金刚石抛光膏在抛光布上以700r/min转速进行抛光，直至样品表面光滑；
（4）腐蚀液制备：烧杯中注入80ml硝酸，再注入180ml盐酸和8ml去离子水，并混合搅拌均匀；
（5）样品腐蚀：每隔5cm的距离把抛光完成后的样品管逐一摆放在实验盘中，其中，抛光面朝上，利用刷子蘸取腐蚀液，在样品管抛光面上刷上腐蚀液，保证待检测抛光面均匀腐蚀，重复3次；
（6）样品清洗：腐蚀过后，利用自来水冲洗腐蚀后残留在样品表面的腐蚀液，放入装有酒精的烧杯中，进行超声波清洗8min，进一步清洗掉表面氧化物质；
（7）干燥：准备吸水纸，将吸水纸水平放置在平台之上，将清洗后样品的腐蚀端在吸水纸上轻压，吸干水分，防止样品待检查端出现水印；
（8）缺陷检查：将吸干水分的样品放置在型号为VMS-3020F的影像测量仪下观测检查，无缺陷镍基高温合金截面为银白色，黑色痕迹即为包括裂纹与分层的缺陷。
实施例4
一种小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，包括如下步骤：
（1）样品选制：选取外径为32mm，壁厚为2.5mm的小口径薄壁镍基高温合金管，利用锯切机在合金管尾部锯切长度为5cm的样品管；
（2）样品研磨：锯切后使用500目的砂纸对样品管横截面进行初步打磨，去除锯切毛刺，再使用800目的砂纸进行打磨，最后使用1200目的砂纸进行打磨，直至截面光滑不存在划痕；
（3）样品抛光：研磨结束后对样品管进行抛光处理，在抛光机上以水为润湿剂，利用金刚石抛光膏在抛光布上以800r/min转速进行抛光，直至样品表面光滑；
（4）腐蚀液制备：烧杯中注入100ml硝酸，再注入300ml盐酸和10ml去离子水，并混合搅拌均匀；
（5）样品腐蚀：每隔5cm的距离把抛光完成后的样品管逐一摆放在实验盘中，其中，抛光面朝上，利用刷子蘸取腐蚀液，在样品管抛光面上刷上腐蚀液，保证待检测抛光面均匀腐蚀，重复3次；
（6）样品清洗：腐蚀过后，利用自来水冲洗腐蚀后残留在样品表面的腐蚀液，放入装有酒精的烧杯中，进行超声波清洗8min，进一步清洗掉表面氧化物质；
（7）干燥：准备吸水纸，将吸水纸水平放置在平台之上，将清洗后样品的腐蚀端在吸水纸上轻压，吸干水分，防止样品待检查端出现水印；
（8）缺陷检查：将吸干水分的样品放置在型号为VMS-3020F的影像测量仪下观测检查，无缺陷镍基高温合金截面为银白色，黑色痕迹即为包括裂纹与分层的缺陷。
实施例5
一种小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，包括如下步骤：
（1）样品选制：选取外径为30mm，壁厚为2mm的小口径薄壁镍基高温合金管，利用锯切机在合金管尾部锯切长度为4.5cm的样品管；
（2）样品研磨：锯切后使用500目的砂纸对样品管横截面进行初步打磨，去除锯切毛刺，再使用800目的砂纸进行打磨，最后使用1200目的砂纸进行打磨，直至截面光滑不存在划痕；
（3）样品抛光：研磨结束后对样品管进行抛光处理，在抛光机上以水为润湿剂，利用金刚石抛光膏在抛光布上以750r/min转速进行抛光，直至样品表面光滑；
（4）腐蚀液制备：烧杯中注入90ml硝酸，再注入250ml盐酸和10ml去离子水，并混合搅拌均匀；
（5）样品腐蚀：每隔4.5cm的距离把抛光完成后的样品管逐一摆放在实验盘中，其中，抛光面朝上，利用刷子蘸取腐蚀液，在样品管抛光面上刷上腐蚀液，保证待检测抛光面均匀腐蚀，重复2次；
（6）样品清洗：腐蚀过后，利用自来水冲洗腐蚀后残留在样品表面的腐蚀液，放入装有酒精的烧杯中，进行超声波清洗8min，进一步清洗掉表面氧化物质；
（7）干燥：准备吸水纸，将吸水纸水平放置在平台之上，将清洗后样品的腐蚀端在吸水纸上轻压，吸干水分，防止样品待检查端出现水印；
（8）缺陷检查：将吸干水分的样品放置在型号为VMS-3020F的影像测量仪下观测检查，无缺陷镍基高温合金截面为银白色，黑色痕迹即为包括裂纹与分层的缺陷。
本发明通过样品研磨与样品抛光，去除检测部分干扰因素，利用强酸对检测部分进行酸洗腐蚀，当检测部分存在缺陷时可使缺陷氧化并显像，进一步在影像测量仪下观察发现缺陷。本发明通过对样品预处理后利用强酸腐蚀镍基高温合金管材与后处理联合的方法，对管材中存在的缺陷在影像测量仪下进行观察，进而判断出存在于镍基高温合金管材中的缺陷，解决了薄壁管缺陷不易检测的问题，检测方法方便快捷。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）样品选制：利用锯切机在需检测小口径薄壁镍基高温合金管尾部锯切长度为3～5cm的样品管；
（2）样品研磨：锯切后样品在粗砂纸上对横截面进行初步打磨，去除锯切毛刺，再逐步换用细砂纸对样品管进行打磨，直至截面光滑不存在划痕；
（3）样品抛光：研磨结束后对样品管进行抛光处理，在抛光机上以水为润湿剂，利用抛光膏在抛光布上以500～800r/min转速进行抛光，直至样品表面光滑；
（4）腐蚀液制备：烧杯中注入50～100ml硝酸，再注入150～300ml盐酸和5～10ml去离子水，并混合搅拌均匀；
（5）样品腐蚀：把抛光完成后的样品管摆放至实验盘中，其中抛光面朝上，利用刷子蘸取腐蚀液，在样品管抛光面上刷上腐蚀液，保证待检测抛光面均匀腐蚀，重复2～3次；
（6）样品清洗：腐蚀过后，利用自来水冲洗腐蚀后残留在样品表面的腐蚀液，放入装有酒精的烧杯中，进行超声波清洗5～8min；
（7）干燥：准备吸水纸，将吸水纸水平放置在平台之上，将清洗后样品的腐蚀端在吸水纸上轻压，吸干水分；
（8）缺陷检查：将吸干水分的样品放置在影像测量仪下观测检查。
2.根据权利要求1所述的小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，其特征在于：步骤（2）中，先使用500目的砂纸进行打磨，再使用800目的砂纸进行打磨，最后使用1200目的砂纸进行打磨。
3.根据权利要求1所述的小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，其特征在于：步骤（3）中所述抛光膏为金刚石抛光膏。
4.根据权利要求1所述的小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，其特征在于：步骤（5）中每个样品管按照每隔3～5cm的距离摆放在盘中。
5.根据权利要求1所述的小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，其特征在于，步骤（8）中所述影像测量仪的型号为VMS-3020F。
6.根据权利要求1-4任一项所述的小口径薄壁镍基高温合金管材缺陷检测方法，其特征在于：所述小口径薄壁镍基高温合金管的外径为10mm～32mm，所述小口径薄壁镍基高温合金管的壁厚为0.5mm～2.5mm。
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