CN111474238B - 一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法及检测装置，包括以下步骤：S1：检测被检部件的材料及规格；S2：制作出三个规格尺寸相同、设有圆锥螺栓孔的试块基体；S3：选择匹配的探头；S4：所述第一试块基体上调试，打开涡流仪；S5：找到S1中对应螺栓孔内径数值；S6：量出对应被检部件的深度位置；S7：将探头伸至第一试块基体步骤S6的深度位置，在所述深度位置上周圈旋转探头；S8：通过探头的周向旋转及向外轴做拉伸运动，直至探头全部从圆锥螺栓孔内部拔出，S9：对缺陷性质的判定，对缺陷定量尺寸大小的判定。能够对各种规格尺寸的螺栓孔内壁进行有效的涡流检测，提供缺陷定量参考曲线，此曲线可以判定螺栓孔内壁的缺陷的当量大小及缺陷性质。
Description
技术领域
本发明涉及涡流检验技术领域，具体来说，涉及一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法及检测装置。
背景技术
涡流检测是利用交变磁场在导电材料中所感应涡流的电磁效应评价被检工件的无损检测方法。涡流检验技术为无损检测领域中最长用检验方法之一，主要用于管材、棒材、板材等原材料以及叶片、螺栓、螺母等设备的质量检测，主要为了发现导电材料的表面、近表面缺陷，涡流检验的应用范围较广，可靠性较高。其原理是以电磁感应为基础，通过测定检测线圈阻抗的变化，测定被检工件内感生涡流的变化，进而评价被检试件的性能变化或者有无缺陷的结论。
目前，现有涡流检测方法检测螺栓孔内壁时，均采用放置式线圈作为检测线圈，由于提离效应的影响，放置式线圈进行涡流检测时，线圈与被检测区域的接近程度影响检测的灵敏度。
现有涡流检测孔探头的端部镶嵌检测线圈的球体的直径必须与被检测孔的直径相同，这就造成了当检测不同直径的螺栓孔时，就需要定制多个相应规格的孔探头；并且还要定制多个相应规格材质的对比试块予以匹配。多种规格的探头及对比试块的制作造成了极大浪费。
目前缺少一种针对不同规格的螺栓孔内壁进行有效的涡流检测方法，且缺少缺陷定量参考曲线，造成检测时的困难，无法准确地判定是否对该螺栓进行更换处理。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法及检测装置，能够对各种规格尺寸的螺栓孔内壁进行有效的涡流检测。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法，包括以下步骤：
S1：检测被检部件的材料及规格，测量被检部件的螺栓孔内径数值；
S2：选用电导率、热处理状态、表面状态与步骤S1中被检部件相同或相近的材料，制作出三个规格尺寸相同、设有圆锥螺栓孔的试块基体；分别为第一试块基体、第二试块基体和第三试块基体；
S3：根据步骤S1中被检部件的螺栓孔材料及规格，选择匹配的探头，所述探头的检测线圈直径小于圆锥螺栓孔锥部的直径；
S4：利用步骤S3中的探头在所述第一试块基体上调试，打开涡流仪；
根据检测深度、检测灵敏度、表面与近表面缺陷相位差及信噪比，选择出合适的检测频率；
将提离信号的相位调节为水平方向，使第一试块基体的刻槽响应信号与提离信号之间有存在相位差；
S5：在第一试块基体外部的刻度尺上找到S1中对应螺栓孔内径数值；
S6：用钢板尺由上端面量出对应被检部件的深度位置；
S7：将探头伸至第一试块基体步骤S6的深度位置，在所述深度位置上周圈旋转探头，利用轴向线切割刻槽和周向环切割刻槽，对检测频率、相位进行选择，并确定检测灵敏度；
S8：通过探头的周向旋转及向外轴做拉伸运动，直至探头全部从圆锥螺栓孔内部拔出，进而完成对第一试块基体内壁的螺旋扫查，且在扫查过程中满足公式：v=nt≤nd,其中，v为探头与圆锥螺栓孔内壁的轴向相对移动速度，n为探头与圆锥螺栓孔内壁的周向相对移动速度，d为线圈直径，t为螺旋线的螺距；
S9：对缺陷性质的判定，依据异常相应信号的相位差判定是否缺陷；
对缺陷定量尺寸大小的判定，根据测缺陷响应信号幅值与第一试块基体上的深度缺陷响应信号幅值进行比较；
S10：若检测缺陷响应信号幅值超过基准灵敏度幅值的信号，则表示缺陷当量深度大于第一试块基体的刻槽深度，需重复步骤S3-S9，依次对第二试块基体和第三试块基体同位置的刻槽的响应信号幅值对比，以评判发现缺陷深度的定量尺寸大小。
进一步地，所述试块基体检测前应采用有机溶剂对螺栓孔内壁浸泡或冲洗，清除时不应损伤螺栓孔内壁表面。
进一步地，所述被检部件的检测区域无妨碍检测的物质，其中，妨碍检测的物质包括润滑脂、油或锈。
进一步地，所述涡流仪的显示方式为阻抗平面显示和时基显示。
进一步地，在所述步骤S7中的探头使用前，探头先打开放气阀，对充气塑料球体进行放气后，进行充气，待检测线圈与试块基体内壁接触完好时，停止充气，完成涡流线圈耦合。
进一步地，所述步骤S8在扫查过程中，所述探头垂直于试块基体内壁，且螺距直径小于等于检测线圈直径的1倍。
进一步地，所述步骤S9对缺陷性质的判定中，对检测中发现的不能排除干扰因素引起的信号包括：提离干扰信号、边缘干扰信号和台阶干扰信号。
一种通用螺栓孔内壁涡流检测装置，包括探头和试块组，所述探头设有把手，所述把手中部设有套管，所述套管穿过把手的一端接有充气塑料球体，所述套管穿过把手的另一端接有充气泵，所述套管内部设有充气软管，所述充气塑料球体内部通过连接柱与所述套管相连，所述连接柱一侧固定安装有弹簧柱，所述弹簧柱的侧面连接有检测线圈，所述充气泵通过充气软管与所述充气塑料球体连通；
所述试块组包括若干个试块基体，所述试块基体是中部为圆锥孔的圆柱体，所述试块基体在圆锥孔内壁一侧设有轴向线切割槽，所述试块基体在圆锥孔内壁另一侧设有若干个周向环切割槽，所述试块基体在靠近所述周向环切割槽的外壁设有的刻度。
进一步地，所述检测线圈的直径在1mm-2mm。
进一步地，所述轴向线切割槽为与锥面平行的方槽,所述周向环切割槽截面为半圆形方槽。
本发明的有益效果：通过该方法，提供了一种针对多种规格尺寸螺栓孔的涡流检测新工艺，依据此新工艺能完成对不同规格的螺栓孔内壁进行有效的涡流检测，并提供缺陷定量参考曲线，利用此曲线可以判定螺栓孔内壁的缺陷的当量大小及缺陷性质，并以此判定是否对该螺栓进行更换处理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法的流程框图；
图2是根据本发明实施例所述的探头的结构示意图；
图3是根据本发明实施例所述的试块基体的结构示意图。
图中：
1、探头；1-1、把手；1-2、套管；1-3、充气塑料球体；1-4、充气泵；1-5、充气软管；1-6、检测线圈；1-7、放气泵；2、试块基体；2-1、轴向线切割槽；2-2、周向环切割槽；2-3、刻度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明实施例所述的一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法，包括以下步骤：
S1：检测被检部件的材料及规格，测量被检部件的螺栓孔内径数值；
S2：选用电导率、热处理状态、表面状态与步骤S1中被检部件相同或相近的材料，制作出三个规格尺寸相同、设有圆锥螺栓孔的试块基体；分别为第一试块基体、第二试块基体和第三试块基体；
S3：根据步骤S1中被检部件的螺栓孔材料及规格，选择匹配的探头，所述探头的检测线圈直径小于圆锥螺栓孔锥部的直径；
S4：利用步骤S3中的探头在所述第一试块基体上调试，打开涡流仪；
根据检测深度、检测灵敏度、表面与近表面缺陷相位差及信噪比，选择出合适的检测频率；
将提离信号的相位调节为水平方向，使第一试块基体的刻槽响应信号与提离信号之间有存在相位差；
S5：在第一试块基体外部的刻度尺上找到S1中对应螺栓孔内径数值；
S6：用钢板尺由上端面量出对应被检部件的深度位置；
S7：将探头伸至第一试块基体步骤S6的深度位置，在所述深度位置上周圈旋转探头，利用轴向线切割刻槽和周向环切割刻槽，对检测频率、相位进行选择，并确定检测灵敏度；
S8：通过探头的周向旋转及向外轴做拉伸运动，直至探头全部从圆锥螺栓孔内部拔出，进而完成对第一试块基体内壁的螺旋扫查，且在扫查过程中满足公式：v=nt≤nd,其中，v为探头与圆锥螺栓孔内壁的轴向相对移动速度，n为探头与圆锥螺栓孔内壁的周向相对移动速度，d为线圈直径，t为螺旋线的螺距；
S9：对缺陷性质的判定，依据异常相应信号的相位差判定是否缺陷；
对缺陷定量尺寸大小的判定，根据测缺陷响应信号幅值与第一试块基体上的深度缺陷响应信号幅值进行比较；
S10：若检测缺陷响应信号幅值超过基准灵敏度幅值的信号，则表示缺陷当量深度大于第一试块基体的刻槽深度，需重复步骤S3-S9，依次对第二试块基体和第三试块基体同位置的刻槽的响应信号幅值对比，以评判发现缺陷深度的定量尺寸大小。
在本发明的一个具体实施例中，所述试块基体检测前应采用有机溶剂对螺栓孔内壁浸泡或冲洗，清除时不应损伤螺栓孔内壁表面。
在本发明的一个具体实施例中，所述被检部件的检测区域无妨碍检测的物质，其中，妨碍检测的物质包括润滑脂、油或锈。
在本发明的一个具体实施例中，所述涡流仪的显示方式为阻抗平面显示和时基显示。
在本发明的一个具体实施例中，在所述步骤S7中的探头使用前，探头先打开放气阀，对充气塑料球体进行放气后，进行充气，待检测线圈与试块基体内壁接触完好时，停止充气，完成涡流线圈耦合。
在本发明的一个具体实施例中，所述步骤S8在扫查过程中，所述探头垂直于试块基体内壁，且螺距直径小于等于检测线圈直径的1倍。
在本发明的一个具体实施例中，所述步骤S9对缺陷性质的判定中，对检测中发现的不能排除干扰因素引起的信号包括：提离干扰信号、边缘干扰信号和台阶干扰信号。
如图2所示，一种通用螺栓孔内壁涡流检测装置，包括探头1和试块组，所述探头1设有把手1-1，所述把手1-1中部设有套管1-2，所述套管1-2穿过把手1-1的一端接有充气塑料球体1-3，所述套管1-2穿过把手1-1的另一端接有充气泵1-4，所述套管1-2内部设有充气软管1-5，所述充气塑料球体1-3内部通过连接柱与所述套管1-1相连，所述连接柱一侧固定安装有弹簧柱，所述弹簧柱的侧面连接有检测线圈1-6，所述充气泵1-4通过充气软管与所述充气塑料球体1-3连通；
如图3所示，所述试块组包括若干个试块基体2，所述试块基体2是中部为圆锥孔的圆柱体，所述试块基体在圆锥孔内壁一侧设有轴向线切割槽2-1，所述试块基体在圆锥孔内壁另一侧设有若干个周向环切割槽2-2，所述试块基体在靠近所述周向环切割槽的外壁设有的刻度2-3。
在本发明的一个具体实施例中，所述检测线圈的直径在1mm-2mm。
在本发明的一个具体实施例中，所述轴向线切割槽为与锥面平行的方槽,所述周向环切割槽截面为半圆形方槽。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本发明所述的一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法及装置，其中包括涡流检测***由涡流仪、探头和试块基体组成。
涡流仪能够通过检测频率、响应信号相位和增益的调节良好地对连续性感应产生的涡流相应变化。
探头1使用前先打开放气阀1-7对充气塑料球体1-3进行放气后，关闭放气阀1-7，调节可伸缩的套管1-2，使充气塑料球体1-3伸至螺栓孔底部，然后压缩手动充气泵，通过充气软管1-5对充气塑料球体1-3进行充气，充气塑料球体1-3膨胀扩大，拉伸弹簧柱及检测线圈1-6，待检测线圈1-6与螺栓孔内壁接触耦合完好时，停止充气；
然后通过手柄同时周向旋转及向外轴做拉伸运动，直至探头全部由螺栓孔内部拔出，进而完成螺栓孔内壁的螺旋扫查，并保证扫查间距不大于检测线圈直径的1倍，以实现螺栓孔内壁全覆盖扫查。
试块基体按照不同深度的人工刻槽设计为3个试块，分别标记为TYLSKSK-1、TYLSKSK-2、TYLSKSK-3，对应的人工刻槽深度分别是0.2mm、0.5mm、1.0mm；人工刻槽的宽度为0.05mm，其他的设计规格尺寸都相同，此三种人工刻槽用来模拟螺栓孔内壁不同大小的缺陷。
每个试块基体1的人工刻槽包括与锥体螺栓孔内壁轴线平行的轴向线切割槽以及与锥体螺栓孔内壁周向平行的周向环切割槽。
此两种人工刻槽用来模拟螺栓孔内壁不同方向的缺陷。
用标记为TYLSKSK-1在上述步骤S3-S9中使用,对于表面裂纹等缺陷，可根据响应信号幅值与对比试块上相关深度人工缺陷响应信号幅值进行比较，评定引起该响应信号的缺陷的深度；缺陷响应信号的相位可作为表面裂纹缺陷深度评定的参考信息。
如果发现检测缺陷响应信号幅值超过基准灵敏度幅值的信号，则表示缺陷当量深度大于0.2mm人工刻槽，用相同的方法依次与TYLSKSK-2、TYLSKSK-3试块同位置人工刻槽的响应信号幅值相比，以评判发现缺陷深度的定量尺寸大小。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过该方法，提供了一种针对多种规格尺寸螺栓孔的涡流检测新工艺，依据此新工艺能完成对不同规格的螺栓孔内壁进行有效的涡流检测，并提供缺陷定量参考曲线，利用此曲线可以判定螺栓孔内壁的缺陷的当量大小及缺陷性质，并以此判定是否对该螺栓进行更换处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：检测被检部件的材料及规格，测量被检部件的螺栓孔内径数值；
S2：选用电导率、热处理状态、表面状态与步骤S1中被检部件相同或相近的材料，制作出三个规格尺寸相同、设有圆锥螺栓孔的试块基体；分别为第一试块基体、第二试块基体和第三试块基体；
S3：根据步骤S1中被检部件的螺栓孔材料及规格，选择匹配的探头，所述探头的检测线圈直径小于圆锥螺栓孔锥部的直径；
S4：利用步骤S3中的探头在所述第一试块基体上调试，打开涡流仪，
根据检测深度、检测灵敏度、表面与近表面缺陷相位差及信噪比，选择出合适的检测频率；
将提离信号的相位调节为水平方向，使第一试块基体的刻槽响应信号与提离信号之间有存在相位差；
S5：在第一试块基体外部的刻度尺上找到S1中对应螺栓孔内径数值；
S6：用钢板尺由上端面量出对应被检部件的深度位置；
S7：将探头伸至第一试块基体步骤S6的深度位置，在所述深度位置上周圈旋转探头，利用轴向线切割刻槽和周向环切割刻槽，对检测频率、相位进行选择，并确定检测灵敏度；
S8：通过探头的周向旋转及向外轴做拉伸运动，直至探头全部从圆锥螺栓孔内部拔出，进而完成对第一试块基体内壁的螺旋扫查，且在扫查过程中满足公式：v=nt≤nd,其中，v为探头与圆锥螺栓孔内壁的轴向相对移动速度，n为探头与圆锥螺栓孔内壁的周向相对移动速度，d为线圈直径，t为螺旋线的螺距；
S9：对缺陷性质的判定，依据异常相应信号的相位差判定是否缺陷；
对缺陷定量尺寸大小的判定，根据检测缺陷响应信号幅值与第一试块基体上的深度缺陷响应信号幅值进行比较；
S10：若检测缺陷响应信号幅值超过基准灵敏度幅值的信号，则表示缺陷当量深度大于第一试块基体的刻槽深度，需重复步骤S3-S9，依次对第二试块基体和第三试块基体同位置的刻槽的响应信号幅值对比，以评判发现缺陷深度的定量尺寸大小。
2.根据权利要求1所述的一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法，其特征在于，所述试块基体检测前应采用有机溶剂对螺栓孔内壁浸泡或冲洗，清除时不应损伤螺栓孔内壁表面。
3.根据权利要求1所述的一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法，其特征在于，所述被检部件的检测区域无妨碍检测的物质，其中，妨碍检测的物质包括润滑脂、油或锈。
4.根据权利要求1所述的一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法，其特征在于，所述涡流仪的显示方式为阻抗平面显示和时基显示。
5.根据权利要求1所述的一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法，其特征在于，在所述步骤S7中的探头使用前，探头先打开放气阀，对充气塑料球体进行放气后，进行充气，待检测线圈与试块基体内壁接触完好时，停止充气，完成涡流线圈耦合。
6.根据权利要求1所述的一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法，其特征在于，所述步骤S8在扫查过程中，所述探头垂直于试块基体内壁，且螺距直径小于等于检测线圈直径的1倍。
7.根据权利要求1所述的一种通用螺栓孔内壁涡流检测方法，其特征在于，所述步骤S9对缺陷性质的判定中，对检测中发现的不能排除干扰因素引起的信号包括：提离干扰信号、边缘干扰信号和台阶干扰信号。
8.一种通用螺栓孔内壁涡流检测装置，其特征在于，包括探头和试块组，所述探头设有把手，所述把手中部设有套管，所述套管穿过把手的一端接有充气塑料球体，所述套管穿过把手的另一端接有充气泵，所述套管内部设有充气软管，所述充气塑料球体内部通过连接柱与所述套管相连，所述连接柱一侧固定安装有弹簧柱，所述弹簧柱的侧面连接有检测线圈，所述充气泵通过充气软管与所述充气塑料球体连通；
所述试块组包括若干个试块基体，所述试块基体是中部为圆锥孔的圆柱体，所述试块基体在圆锥孔内壁一侧设有轴向线切割槽，所述试块基体在圆锥孔内壁另一侧设有若干个周向环切割槽，所述试块基体在靠近所述周向环切割槽的外壁设有的刻度；
所述轴向线切割槽为与锥面平行的方槽，所述周向环切割槽截面为半圆形方槽。
9.根据权利要求8所述的一种通用螺栓孔内壁涡流检测装置，其特征在于，所述检测线圈的直径在1mm-2mm。
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