Zatvarači se trenutno široko koriste u inženjerskim područjima kao što su strojevi, građevinarstvo, mostovi i proizvodnja nafte. Kao osnovna jedinica strukturnih dijelova velikih razmjera, mnogi pričvršćivači imat će nedostatke poput pukotina, korozije, jama i umjetnih oštećenja tijekom rada, a nedostaci pukotina čine vrlo velik udio i štetnost, što ozbiljno ugrožava postojeću strukturu i sigurnost i pouzdanost organizacije.
Otkrivanje pukotina je otkrivanje i procjena mehaničke strukture kako bi se utvrdilo postoji li pukotina, a zatim utvrdilo mjesto i opseg pukotine. Brzim razvojem moderne proizvodnje strojeva, elektroničke tehnologije i računalne tehnologije, tehnologija nerazornog ispitivanja uvelike je razvijena, a tehnologija otkrivanja pukotina također je brzo razvijena. Ovaj članak prvo predstavlja tradicionalne metode otkrivanja pukotina i na temelju toga sažima suvremene metode nerazornog otkrivanja temeljene na valovitoj analizi i elektromagnetskim impulsima (vrtložni tok), te ukazuje na žarišta i smjerove razvoja metoda otkrivanja pukotina na zatvaraču.
1. Tradicionalna metoda otkrivanja pukotina
Postoje mnoge tradicionalne metode otkrivanja pukotina, koje se mogu podijeliti u dvije kategorije: konvencionalno otkrivanje i nekonvencionalno otkrivanje. Uobičajene metode ispitivanja uključuju ispitivanje vrtložnim strujama, ispitivanje penetrantima, ispitivanje magnetskim česticama, radiografsko ispitivanje i ultrazvučno ispitivanje; nekonvencionalne metode ispitivanja uključuju zvučnu emisiju, infracrveno ispitivanje i lasersko holografsko ispitivanje.
(1) Rutinske metode ispitivanja
Trenutno općenito jednostavno otkrivanje pukotina u inženjerskim poljima kao što su strojevi, građevinarstvo i proizvodnja nafte koriste sve konvencionalne metode otkrivanja. Za različite ustanove prihvaćene su različite metode inspekcije. Na primjer, ultrazvučni pregled uglavnom se koristi za pregled metalnih ploča, cijevi i šipki, odljevaka, otkovaka i zavarenih spojeva, kao i mostova, stambenih konstrukcija i drugih betonskih konstrukcija; radiografske inspekcije uglavnom se koriste za strojeve, otkrivanje odljevaka i zavarenih spojeva na polju oružja, brodogradnje, elektronike, zrakoplovstva, petrokemije, itd .; ispitivanje magnetskim česticama uglavnom se koristi za lijevanje metala, otkovke i zavarene spojeve; Ispitivanje magnetskim česticama uglavnom se koristi za odljevke od metala, otkovke i zavarene valove. Ispitivanje prodiranjem uglavnom se koristi za odljevke od obojenih i željeznih metala, otkovke, dijelove za zavarivanje, dijelove metalurgije praha i keramiku, plastiku i proizvode od stakla; Ispitivanje vrtložnim strujama uglavnom se koristi za otkrivanje nedostataka i ispitivanje vodljivih cijevi, šipki i žica. Razvrstavanje materijala. Za otkrivanje pukotina na zatvaraču mogu se koristiti ultrazvučna ispitivanja i ispitivanja vrtložnim strujama. Primjerice, u eksperimentalnom istraživanju najboljih parametara otkrivanja vrtložnih struja za male pukotine u zatvaračima dobiven je odjeljak s najboljim parametrima otkrivanja u kojem su linearni parametri otkrivanja vrtložnih struja malih pukotina i fazni signal, što može poboljšati otkrivanje točnost malih pukotina u šipkama i vanjskog tipa Odabir parametara ispitivanja vrtložnih struja pričvršćivača ima važnu ulogu vodilje. Međutim, otkrivanje vrtložnih struja ima mnogo čimbenika smetnji i zahtijeva posebnu tehnologiju obrade signala. Uz to, postoji metoda otkrivanja pukotina u strukturi energetskog spektra Lamb-ovog vala koja ima karakteristike snažne probojne sposobnosti, visoke osjetljivosti, brze i prikladne, ali ponekad se javljaju slijepa područja, blokade i pukotine na kratkim udaljenostima ne mogu se pronaći. Teško je kvalitativno i kvantitativno karakterizirati pronađene nedostatke. Za većinu zatvarača koriste se metode magnetske detekcije čestica i fluorescentne metode otkrivanja kvarova. Učinkovitost otkrivanja je relativno visoka, ali troši radnu snagu i materijalne resurse i šteti zdravlju ljudi. Istodobno, zbog ljudskih čimbenika, često se propuštaju inspekcije.
(2) Nekonvencionalne metode otkrivanja
Pri ispitivanju pričvršćivača na pukotine, ako konvencionalne metode ispitivanja ne postignu traženu svrhu, mogu se razmotriti nekonvencionalne metode ispitivanja. Evo tri najčešće korištene nekonvencionalne metode otkrivanja pukotina.
1) Tehnologija zvučne emisije. Ova je tehnologija najzrelija u otkrivanju pukotina tlačne opreme. Postigao je idealne rezultate u procjeni sigurnosti tlačnih posuda i tlačnih cjevovoda. Također je snažno razvijen u otkrivanju pukotina u zrakoplovstvu, kompozitnim materijalima itd. Za dijagnozu pukotina rotacijskih strojeva, došlo je do određenog stupnja razvoja uglavnom u otkrivanju pukotina od zamora u rotirajućim osovinama, zupčanicima i pukotinama ležajeva. Prednost zvučne emisije je u tome što je to metoda dinamičke detekcije. Energija otkrivena zvučnom emisijom dolazi od samog objekta koji se ispituje, a ne od opreme za nerazorno ispitivanje poput ultrazvučnog ili radiografskog ispitivanja. Otkrivanje zvučne emisije vrlo je osjetljivo na nedostatke i može otkriti i procijeniti status aktivnog oštećenja u strukturi kao cjelini. Nedostatak je što materijal na detekciju uvelike utječe; na sobu za otkrivanje utječu električna i mehanička buka; točnost pozicioniranja nije velika, a prepoznavanje pukotina može dati samo ograničene podatke.
2) Infracrvena detekcija. Uglavnom se koristi u energetskoj opremi, petrokemijskoj opremi, otkrivanju procesa mehaničke obrade, otkrivanju požara, vrstama usjeva i nerazornom otkrivanju nedostataka u materijalima i komponentama. Prednost infracrvene tehnologije nerazornog ispitivanja je u tome što je to tehnologija beskontaktnog ispitivanja velike prostorne rezolucije na velike udaljenosti, sigurna i pouzdana, neškodljiva za ljudsko tijelo, velike osjetljivosti, širokog dometa detekcije, brze brzine i bez udara na predmetu koji se ispituje. Nedostatak infracrvene detekcije je što je osjetljivost detekcije povezana s toplinskom emisivnošću, tako da joj ometaju površinu ispitnog uzorka i pozadinsko zračenje, a utječe na veličinu i dubinu pogreške. Razlučivost izvornog uzorka je loša, a oblik i veličinu nedostatka nije moguće točno izmjeriti. A mjesto, interpretacija rezultata ispitivanja je složenije, potreban je referentni standard, a operatora ispitivanja treba obučiti.
3) Laserska holografska detekcija. Uglavnom se koristi za saćastu strukturu, pregled kompozitnih materijala, čvrstu ljusku raketnog motora, izolacijski sloj, premazni sloj i inspekciju oštećenja sučelja zrna goriva, pregled kvalitete lema tiskanih ploča i pregled pukotina pod tlakom, itd. Njegove su prednosti prikladno otkrivanje, visoka osjetljivost, nema posebnih zahtjeva za ispitivani objekt i kvantitativnu analizu nedostataka. Nedostatak je što se duboko ukopani nedostaci uklanjanja mogu otkriti samo kada je područje uklanjanja prilično veliko. Osim toga, lasersko holografsko otkrivanje uglavnom se provodi u mračnoj sobi, a potrebne su stroge mjere izolacije vibracija, što nije pogodno za otkrivanje na licu mjesta i ima određena ograničenja.
2. Nova tehnologija suvremenog otkrivanja pukotina
S brzim razvojem znanosti i tehnologije, inženjerska područja poput strojeva, građevine i proizvodnje nafte imaju sve veće i veće zahtjeve za otkrivanje pukotina. Stoga su se pojavile mnoge nove tehnologije otkrivanja pukotina. Metode otkrivanja pukotina koje se temelje na obradi signala i elektromagnetskim (vrtložnim) impulsnim ispitivanjima bez razaranja su nove tehnologije koje se često koriste u moderno doba.
(1) Metoda otkrivanja pukotina temeljena na valovitoj analizi
Razvojem tehnologije obrade signala pojavile su se metode otkrivanja pukotina koje se temelje na obradi signala, uključujući metode vremenske domene, frekvencijske domene i frekvencijske domene, uključujući Fourierovu transformaciju, kratkotrajnu Fourierovu transformaciju, WignerVilleovu distribuciju i Hilbert -Huangovu transformaciju (HHT) , odvajanje slijepih izvora itd. Među njima je najreprezentativnija metoda analize valova. Metode identifikacije pukotina izravno pomoću wavelet analize mogu se podijeliti u sljedeće dvije vrste:
1) Metoda analize na temelju odgovora u vremenskoj domeni. Uključujući metodu korištenja singularnih točaka karte razgradnje vremenske domene, metodu korištenja promjene koeficijenata valovitih masa i metodu korištenja promjene energije nakon raspadanja valovica. Metoda analize koja se temelji na odgovoru vremenske domene ima za cilj pronaći trenutak kada dolazi do oštećenja pukotina.
2) Metoda analize koja se temelji na prostornom odgovoru. Zamijeniti će vremensku os signala odgovora u vremenskoj domeni s osi prostorne koordinate prostornog položaja i koristiti odgovor prostorne domene kao ulaz za valnu analizu. Na temelju metode analize odziva prostorne domene može se odrediti mjesto pukotine. Sama wavelet metoda može samo procijeniti vrijeme kada se šteta dogodi ili gdje se šteta dogodi, a prva ima više aplikacija. Ako želite prepoznati male pukotine, morate kombinirati valovitost s drugim metodama za otkrivanje pukotina.
(2) Ispitivanje bez razaranja elektromagnetskog (vrtložnog) pulsa
Elektromagnetska tehnologija kombinira mnoge funkcije poput ultrazvučnog ispitivanja, prikazivanja vrtložnih struja, vrtložnih i pulsnih ispitivanja vrtložnih struja kako bi se stvorila nova moderna tehnologija elektromagnetskog ispitivanja. Uobičajene tehnologije otkrivanja pukotina uključuju pulsno ispitivanje vrtložnom strujom, pulsno vrtložnu tehnologiju termovizijskog snimanja, pulsirajuće vrtložne struje i elektromagnetski akustični pretvarač (EMAT) s dvostrukom sondom za nerazorno ispitivanje i tehnologiju ispitivanja metalne magnetske memorije.
Pulsna vrtložna struja koristi impulsnu struju da pobudi zavojnicu, analizira privremeni odzivni signal vremenske domene induciran sondom za detekciju i odabire vršnu vrijednost, vrijeme prijelaza nula i vršno vrijeme signala za kvantitativno otkrivanje pukotine. Yang Binfeng s Nacionalnog sveučilišta za obrambenu tehnologiju i drugi koristili su eksperimente kako bi dokazali da impulsna vrtložna struja može kvantitativno otkriti pukotine različitih dubina na uzorku samo jednim skeniranjem; neki istraživači koriste alternativnu tehnologiju harmoničkih zavojnica za izvođenje impulsne vrtložne detekcije, a za provođenje koriste vlastito električno polje. Promjena oblika električnog dipola pridonesenog ukupnim električnim poljem veća je od promjene na vodiču izmjerenoj senzora magnetskog polja, a utvrđeno je da gustoća raspodjele električnog dipola u području pukotine otkriva pukotinu.
Nedostatak impulsne vrtložne struje je taj što na vršnu vrijednost impulsnog vrtložnog signala lako utječu drugi čimbenici (poput učinka podizanja), a sposobnost otkrivanja impulsne vrtložne sonde utjecat će na otkrivanje pukotina.
Svi instrumenti za impulsno vrtložno strujanje koriste zavojnice kao inspekcijske senzore. Neki ljudi koriste Hallove senzore kao inspekcijske senzore. Posljednjih godina superkvantni instrumenti interferencije počeli su se primjenjivati na području nerazornog nadzora. Upotreba tehnologije termovizijskog snimanja pulsirajućim vrtložnim strujama eliminira učinak podizanja u drugim detekcijama i izbjegava izobličenje rezultata slike.
Neki istraživači koriste YNG laser sličan Gaussovoj zraci za prodiranje kroz površinu metalnog lima, koristeći impulsnu vrtložnu struju i tehnologiju detekcije elektromagnetskog akustičnog pretvarača, kako bi identificirali pukotinu naglom promjenom ultrazvučnog oblika vala ili naglim porastom frekvencije komponenta valnog oblika kada laser zrači pukotinu. .
3. Vruće točke istraživanja pukotina
Trenutno se istraživanje otkrivanja pukotina pričvršćivača zadržava samo na tradicionalnim metodama otkrivanja. Kako bi se razvila tehnologija otkrivanja i riješili praktični problemi primjene, žarišta prepoznavanja oštećenja pukotina uglavnom su koncentrirana u sljedeća dva aspekta: Jedan je uzeti u obzir nesigurnost Statistička identifikacijska metoda utjecaja, drugi je identifikacija mikropukotina pričvršćivača.
U otkrivanju oštećenja pukotina bit će mnogo neizvjesnosti, pa je predložena statistička metoda zaključivanja koja će se baviti problemom identifikacije sustava. S brzim razvojem istraživanja identifikacije štete, istraživanje metoda identifikacije štete na temelju teorije vjerojatnosti i statistike nastavilo se produbljivati. Trenutno su glavna područja primjene ove metode istraživanja identifikacija sustava i prepoznavanje uzoraka.
Postoje metode za otkrivanje mikropukotina u zatvaračima, poput otkrivanja mikropukotina na temelju ICT tehnologije i laserskog ultrazvučnog zahvata na bazi grijanja za lasersko prepoznavanje mikropukotina, ali sve one imaju svoja ograničenja. Na primjer, ograničenje otkrivanja mikropukotina temeljeno na ICT tehnologiji jest to što se vrijednost sive boje na prikupljenoj slici razlikuje od vrijednosti sive pozadine. Ako se vrijednost sive boje ne razlikuje puno od vrijednosti sive pozadine, detalje je teže razlikovati. Kvaliteta slike otežava dobivanje slika, a istovremeno postavlja veće zahtjeve za naknadnu obradu slike. Štoviše, kada se softver VG Studio MAX koristi za vađenje mikropukotina, potrebno je izdvojiti prostor koji sadrži sve mikropukotine, što je neizvjesno. Na temelju zagrijavanja uz pomoć lasera, ograničenje prepoznavanja mikropukotina je u tome što je operacija složenija i ne može se otkriti u teškim uvjetima, pa je tek treba razviti.
Stalnim razvojem društva i gospodarstva zahtjevi za metodama za otkrivanje pukotina na zatvaračima postaju sve veći i veći. Mora ispunjavati zahtjeve internetskog otkrivanja u stvarnom vremenu, visoke osjetljivosti, jednostavnog rada i otpornosti na vanjske smetnje. Može se koristiti u surovim vanjskim okruženjima. Raditi; brzo i točno otkriti mjesto, veličinu, širinu, dubinu i trend razvoja pukotine; rezultat otkrivanja može se prikazati u načinu slike i može se analizirati; objedinjuje brzu brzinu otkrivanja, visoku učinkovitost i intuitivne rezultate.
