成果名称: 表面裂纹测深仪研发
完成单位: 广东省特种设备检测研究院中山检测院
主要人员: 彭成淡,林如锡,周庆江,舒国强,张 红,杨 玲,陈梦凌,张继斌,何昌发,余 珂
介绍:

    本项目研究裂纹测深仪,开发出一款高精度便携式裂纹深度测量设备,主要用于测量铁磁金属表面裂纹的深度。该项目利用电位法进行深度测量,当该设备和其他有效的裂纹检测方法(磁粉、涡流等)结合使用时效果更佳。

    目前较为常用的裂纹深度测量方法为电位差法,其基本原理为一定值的电流通过工件时,在工件的不同部位,由于几何形状不同、尺寸不同或存在缺陷,电位的分布不同,通过测量这种电位分布可以得知工件表面裂纹的深度。

    电位差法仅须从工件的一侧进行测量而不受其背面条件的限制,操作方便,适用于一切导电工件;但要求工件的电阻率均一且各向同性,对于大多数金属材料,这一条件是可以满足的。在裂纹深度测量中,电位差法是一种非常有用且常为唯一的方法。根据所通过电流性质的不同,电位差法可分为直流电位差法和交流电位差法两种。 1)直流电位差法最重要的优点是可以消除磁导率的影响,此外直流电位差法容易将电位差换算成裂纹深度,且所测裂纹深度范围大,测量不确定度小。因此,在进行疲劳裂纹或应力腐蚀裂纹的实验室测量时,趋向采用直流法。直流电位差法的缺点是测量要求用大的电流(可高至数十安培),并会受热电效应和接触电位效应的干扰,且受工件边缘影响较大。此外,裂纹两侧壁之间部分接触的影响难以判断,且受裂纹表面氧化物的影响。 2)交流电位差法由于趋肤效应,电流被集中到靠近工件表层的浅层中,使用较小的电流即可产生可测的表面电压。当趋肤深度较小时,交流电位差法受工件几何形状的影响较直流电位差法要小很多,但是当趋肤深度增大时,裂纹深度的测量误差比较大。此外,试样表面的粗糙度可影响接触电阻和磁导率的变化,而使测量结果难以解释。

    实际工作中需要进行裂纹深度测量的产品主要为各类新制、大修及在役的机车车辆车轮、车轴、板材及锻件等,常见的裂纹类型为原材料裂纹、热处理裂纹、加工裂纹及应用疲劳裂纹等。

    电位降法的基本原理是在含裂纹试样的两端施加恒定电流,使之在试样厚度方向上产生一个恒定的电场,该电场是试样几何形状和尺寸、特别是裂纹形状和尺寸的函数,对这个电场进行测量,就可以获得裂纹扩展状况的实时数据。直流电位降裂纹测深仪一般是由一个高稳定的直流电源,一台纳伏计和一套控制软件等三部分组成,由于精度要求较高,目前直流电位降裂纹测深仪仅有美国和英国几家公司可以生产,且价格较贵。所以,我们自己研制和组装的电位降裂纹测深仪,具有很好市场。

批准登记号:
登记日期: 2020-09-16
研究起止时间: 2019-09-01至2020-03-31
所属行业: 信息传输、软件和信息技术服务业
所属高新技术类别: 电子信息
评价单位名称: 广东省特种设备行业协会
评价日期: 2020-04-24