패스너는 현재 기계, 건설, 교량 및 석유 생산과 같은 엔지니어링 분야에서 널리 사용됩니다. 대규모 구조 부품의 기본 단위로 많은 패스너는 작업 중 균열, 부식, 구덩이, 인위적 손상과 같은 결함이 있으며 균열 결함은 매우 큰 비율과 유해성을 차지하여 기존 구조를 심각하게 위협합니다 그리고 조직의 안전과 신뢰성.
균열 감지는 기계적 구조를 감지하고 평가하여 균열이 있는지 확인한 다음 균열의 위치와 범위를 결정하는 것입니다. 현대 기계 제조, 전자 기술 및 컴퓨터 기술의 급속한 발전으로 비파괴 검사 기술이 크게 개발되었으며 균열 감지 기술도 빠르게 발전했습니다. 이 기사에서는 먼저 전통적인 균열 감지 방법을 소개하고이를 바탕으로 웨이브 렛 분석 및 전자기 (와전류) 펄스를 기반으로 한 최신 비파괴 감지 방법을 요약하고 패스너 균열 감지 방법 개발의 핫스팟 및 방향을 지적합니다.
1. 전통적인 균열 검출 방법
기존의 균열 감지 방법에는 여러 가지가 있으며, 이는 기존 감지와 비정형 감지의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 기존의 테스트 방법에는 와전류 테스트, 침투 테스트, 자분 테스트, 방사선 테스트 및 초음파 테스트가 포함됩니다. 색다른 테스트 방법에는 음향 방출, 적외선 테스트 및 레이저 홀로그램 테스트가 포함됩니다.
(1) 일상적인 테스트 방법
현재 기계, 건설 및 석유 생산과 같은 엔지니어링 분야의 일반적인 단순 균열 감지는 모두 기존 감지 방법을 사용합니다. 기관마다 다른 검사 방법이 채택됩니다. 예를 들어 초음파 검사는 주로 금속판, 파이프 및 바, 주물, 단조 및 용접, 교량, 주택 구조 및 기타 콘크리트 구조물의 검사에 사용됩니다. 방사선 검사는 주로 기계, 무기, 조선, 전자, 항공 우주, 석유 화학 분야의 주조 및 용접 감지에 사용됩니다. 자기 입자 테스트는 주로 금속 주조, 단조 및 용접에 사용됩니다. 자기 입자 테스트는 주로 금속 주조, 단조 및 용접에 사용됩니다. 침투 테스트는 주로 비철 및 철 금속 주조, 단조, 용접 부품, 분말 야금 부품 및 세라믹, 플라스틱 및 유리 제품에 사용됩니다. 와전류 테스트는 주로 전도성 파이프, 바 및 와이어의 결함 감지 및 테스트에 사용됩니다. 재료 분류. 패스너 균열 감지를 위해 초음파 테스트 및 와전류 테스트를 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 체결 구의 작은 균열에 대한 최상의 와전류 감지 매개 변수에 대한 실험 연구에서 작은 균열의 와전류 감지 매개 변수와 위상 신호가 선형 인 최상의 감지 매개 변수 섹션을 획득하여 감지를 향상시킬 수 있습니다. 바 및 외부 유형의 작은 균열의 정확성 패스너 와전류 테스트 매개 변수의 선택은 중요한 안내 역할을합니다. 그러나 와전류 감지에는 많은 간섭 요인이 있으며 특수 신호 처리 기술이 필요합니다. 또한 강력한 침투력, 고감도, 빠르고 편리한 특성을 가진 램파 전파 에너지 스펙트럼 구조 균열 검출 방법이 있지만 간혹 사각 지대가 발생하고 막힘이 발생하며 근거리 균열이 발견되지 않는 경우가 있습니다. 발견 된 결함을 질적 및 양적으로 특성화하는 것은 어렵습니다. 대부분의 패스너에는 자분 감지 및 형광 결함 감지 방법이 사용됩니다. 탐지 효율은 상대적으로 높지만 인력과 물적 자원을 소모하고 사람의 건강을 해칩니다. 동시에 인적 요인으로 인해 종종 누락 된 검사가 있습니다.
(2) 색다른 탐지 방법
파스너에 균열이 있는지 테스트 할 때 기존 테스트 방법이 필요한 목적을 달성하지 못하면 비 전통적인 테스트 방법을 고려할 수 있습니다. 다음은 일반적으로 사용되는 세 가지 비 전통적인 균열 감지 방법입니다.
1) 음향 방출 기술. 이 기술은 압력 장비의 균열 감지에서 가장 성숙합니다. 압력 용기 및 압력 파이프 라인의 안전 평가에서 이상적인 결과를 얻었습니다. 또한 항공 우주, 복합 재료 등의 균열 검출 분야에서도 활발하게 개발되어 왔습니다. 회전 기계의 균열 진단을 위해 주로 회전축, 기어, 베어링 균열 등의 피로 균열 검출에 어느 정도의 발전이있었습니다. 음향 방출의 장점은 동적 감지 방법이라는 것입니다. 음향 방출에 의해 감지 된 에너지는 초음파 또는 방사선 검사와 같은 비파괴 검사 장비가 제공하는 것이 아니라 검사중인 물체 자체에서 발생합니다. 음향 방출 감지는 결함에 매우 민감하며 구조 전체에서 활성 결함 상태를 감지하고 평가할 수 있습니다. 단점은 감지가 재료에 크게 영향을 받는다는 것입니다. 감지 실은 전기적 소음과 기계적 소음의 영향을받습니다. 위치 정확도는 높지 않으며 균열 식별은 제한된 정보 만 제공 할 수 있습니다.
2) 적외선 감지. 주로 전력 장비, 석유 화학 장비, 기계 가공 공정 감지, 화재 감지, 작물 품종 및 재료 및 구성 요소의 결함에 대한 비파괴 감지에 사용됩니다. 적외선 비파괴 검사 기술의 장점은 장거리 공간 분해능이 높고 안전하고 신뢰할 수 있으며 인체에 무해하며 고감도, 넓은 감지 범위, 빠른 속도 및 영향이없는 비접촉 검사 기술이라는 것입니다. 테스트중인 개체에. 적외선 검출의 단점은 검출 감도가 열 방사율과 관련이 있기 때문에 시험편의 표면과 배경 복사에 의해 간섭을 받고 결함의 크기와 매립 깊이에 영향을 받는다는 것입니다. 원본 시험편의 해상도가 나쁘고 결함의 모양과 크기를 정확하게 측정 할 수 없습니다. 그리고 위치, 테스트 결과의 해석이 더 복잡하고 참조 표준이 필요하며 테스트 운영자는 교육을 받아야합니다.
3) 레이저 홀로그램 감지. 주로 벌집 구조, 복합 재료 검사, 고체 로켓 모터 쉘, 절연 층, 코팅층 및 추진제 입자 인터페이스 결함 검사, 인쇄 회로 기판 솔더 조인트 품질 검사 및 압력 용기 피로 균열 검사 등에 사용됩니다. 그 장점은 편리한 감지, 높은 감도, 테스트 대상에 대한 특별한 요구 사항 없음 및 결함의 정량 분석. 단점은 깊이 묻혀있는 디 본딩 결함은 디 본딩 영역이 상당히 클 때만 감지 할 수 있다는 것입니다. 또한 레이저 홀로그램 감지는 대부분 암실에서 수행되며 엄격한 진동 차단 조치가 필요하며 이는 현장 감지에 도움이되지 않으며 특정 제한이 있습니다.
2. 현대 균열 탐지의 새로운 기술
과학 기술의 급속한 발전으로 기계, 건설 및 석유 생산과 같은 엔지니어링 분야는 균열 감지에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있습니다. 따라서 많은 새로운 균열 감지 기술이 등장했습니다. 신호 처리 및 전자기 (와전류) 펄스 비파괴 테스트에 기반한 균열 감지 방법은 현대에서 일반적으로 사용되는 새로운 기술입니다.
(1) 웨이블릿 분석에 기반한 균열 검출 방법
신호 처리 기술의 발전으로 푸리에 변환, 단시간 푸리에 변환, WignerVille 분포 및 HHT (Hilbert-Huang transform)를 포함한 시간 도메인, 주파수 도메인 및 주파수 도메인 방법을 포함하는 신호 처리 기반 균열 검출 방법이 등장했습니다. , 블라인드 소스 분리 등. 그중 웨이블릿 분석 방법이 가장 대표적인 방법입니다. 웨이블릿 분석을 직접 사용하는 균열 식별 방법은 다음 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
1) 시간 영역 응답에 기반한 분석 방법. 시간 영역 분해 맵의 특이점을 사용하는 방법, 웨이블릿 계수의 변화를 사용하는 방법, 웨이블릿 분해 후 에너지 변화를 사용하는 방법을 포함합니다. 시간 영역 응답을 기반으로 한 분석 방법은 균열 손상이 발생하는 순간을 찾는 것을 목표로합니다.
2) 공간적 반응에 기반한 분석 방법. 시간 영역 응답 신호의 시간 축을 공간 위치의 공간 좌표 축으로 대체하고, 공간 영역 응답을 웨이블릿 분석을위한 입력으로 사용합니다. 공간 영역 응답 해석 방법을 기반으로 균열 위치를 결정할 수 있습니다. 웨이블릿 방법 자체는 손상이 발생한 시간이나 손상이 발생한 위치 만 판단 할 수 있으며 전자는 더 많은 응용 프로그램이 있습니다. 작은 균열을 식별하려면 잔물결을 다른 방법과 결합하여 균열을 감지해야합니다.
(2) 전자기 (와전류) 펄스 비파괴 검사
전자기 기술은 초음파 테스트, 와전류 이미징, 어레이 와전류 및 펄스 와전류 테스트와 같은 많은 기능을 결합하여 새로운 최신 전자기 테스트 기술을 형성합니다. 일반적인 균열 감지 기술에는 펄스 와전류 테스트, 펄스 와전류 열 화상 기술, 펄스 와전류 및 전자기 음향 변환기 (EMAT) 이중 프로브 비파괴 테스트 및 금속 자기 메모리 테스트 기술이 포함됩니다.
펄스 와전류는 펄스 전류를 사용하여 코일을 여기하고, 감지 프로브에 의해 유도 된 시간 영역 과도 응답 신호를 분석하고, 신호의 피크 값, 제로 크로싱 시간 및 피크 시간을 선택하여 균열을 정량적으로 감지합니다. National University of Defense Technology의 Yang Binfeng과 다른 사람들은 펄스 와전류가 단 한 번의 스캔으로 시험편에서 서로 다른 깊이의 균열을 정량적으로 검출 할 수 있음을 증명하기 위해 실험을 사용했습니다. 일부 연구자들은 고조파 코일의 대체 기술을 사용하여 펄스 와전류 감지를 수행하고 자체 전기장을 사용하여 총 전기장에 의해 기여하는 전기 쌍극자의 형태 변화는 측정 된 도체의 변화보다 큽니다. 자기장 센서 및 균열 영역에서 전기 쌍극자의 분포 밀도를 발견하여 균열을 감지합니다.
펄스 맴돌이 전류의 단점은 펄스 맴돌이 전류 신호의 피크 값이 다른 요인 (예 : 리프트 오프 효과)의 영향을 쉽게 받고 펄스 맴돌이 전류 프로브의 감지 능력이 균열 감지에 영향을 미친다는 것입니다.
펄스 와전류 이미징 기기는 모두 코일을 검사 센서로 사용합니다. 어떤 사람들은 홀 센서를 검사 센서로 사용합니다. 최근에는 비파괴 검사 분야에 슈퍼 양자 간섭 기기가 적용되기 시작했습니다. 펄스 와전류 열 화상 기술을 사용하면 다른 감지에서 리프트 오프 효과를 제거하고 이미징 결과의 왜곡을 방지합니다.
일부 연구자들은 가우시안 빔과 유사한 YNG 레이저를 사용하여 펄스 와전류 및 전자기 음향 변환기 감지 기술을 사용하여 금속 시트의 표면을 관통하여 초음파 파형의 갑작스러운 변화 또는 주파수의 갑작스러운 증가로 인한 균열을 식별합니다. 레이저가 균열을 조사 할 때 파형의 성분. .
3. 균열 연구의 핫스팟
현재 패스너 균열 감지에 대한 연구는 전통적인 감지 방법에만 머물러 있습니다. 감지 기술을 개발하고 실제 적용 문제를 해결하기 위해 균열 손상 식별의 핫스팟은 주로 다음 두 가지 측면에 집중되어 있습니다. 하나는 불확실성을 고려하는 것입니다. 영향의 통계적 식별 방법, 두 번째는 패스너 미세 균열의 식별입니다.
균열 손상 감지에는 많은 불확실성이 존재하므로 시스템 식별 문제를 처리하기 위해 통계적 추론 방법이 제안됩니다. 피해 식별 연구의 급속한 발전과 함께 확률 및 통계 이론에 기반한 피해 식별 방법에 대한 연구가 계속 심화되고 있습니다. 현재이 방법의 주요 연구 응용 분야는 시스템 식별 및 패턴 인식입니다.
ICT 기술을 기반으로 한 미세 균열 감지와 미세 균열을 식별하는 레이저 보조 가열 기반 레이저 초음파 트래핑 방법과 같은 패스너의 미세 균열을 감지하는 방법이 있지만 모두 한계가 있습니다. 예를 들어, ICT 기술에 기반한 미세 균열 검출의 한계는 수집 된 이미지의 회색 값이 배경 회색 값과 다르다는 것입니다. 회색 값이 배경 회색 값과 크게 다르지 않으면 세부 사항을 구별하기가 더 어렵습니다. 이미지 품질은 이미지 획득을 어렵게하는 동시에 이미지 후 처리에 대한 더 높은 요구 사항을 제시합니다. 또한 VG Studio MAX 소프트웨어를 사용하여 미세 균열을 추출 할 때 모든 미세 균열을 포함하는 공간을 추출해야하는데 이는 불확실합니다. 레이저 보조 가열을 기반으로 한 미세 균열 식별의 한계는 작업이 더 복잡하고 열악한 환경에서 감지되지 않아 아직 개발되지 않았다는 것입니다.
사회와 경제의 지속적인 발전으로 패스너 균열 탐지 방법에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있습니다. 실시간 온라인 감지, 고감도, 간단한 작동 및 외부 간섭에 대한 저항의 요구 사항을 충족해야합니다. 열악한 외부 환경에서 사용할 수 있습니다. 작업; 균열의 위치, 크기, 너비, 깊이 및 개발 추세를 빠르고 정확하게 감지합니다. 감지 결과는 이미지 모드에서 표시되고 분석 될 수 있습니다. 빠른 감지 속도, 고효율 및 직관적 인 결과를 통합합니다.
