Les attaches sont actuellement largement utilisées dans les domaines de l'ingénierie tels que les machines, la construction, les ponts et la production de pétrole. En tant qu'unité de base des pièces structurelles à grande échelle, de nombreuses fixations présenteront des défauts tels que des fissures, de la corrosion, des piqûres et des dommages causés par l'homme pendant le travail, et les défauts de fissure représentent une très grande proportion et une très grande nocivité, ce qui menace gravement la structure existante. et La sécurité et la fiabilité de l'organisation.
La détection de fissure consiste à détecter et à évaluer la structure mécanique pour déterminer s'il y a une fissure, puis à déterminer l'emplacement et l'étendue de la fissure. Avec le développement rapide de la fabrication de machines modernes, de la technologie électronique et de la technologie informatique, la technologie des essais non destructifs a été considérablement développée et la technologie de détection des fissures s'est également développée rapidement. Cet article présente d'abord les méthodes traditionnelles de détection de fissures et, sur cette base, résume les méthodes de détection non destructives modernes basées sur l'analyse d'ondelettes et les impulsions électromagnétiques (courants de Foucault), et souligne les points chauds et les directions du développement des méthodes de détection des fissures de fixation.
1. Méthode traditionnelle de détection des fissures
Il existe de nombreuses méthodes traditionnelles de détection de fissures, qui peuvent être divisées en deux catégories: la détection conventionnelle et la détection non conventionnelle. Les méthodes de test conventionnelles comprennent les tests par courants de Foucault, les tests par ressuage, les tests de particules magnétiques, les tests radiographiques et les tests par ultrasons; Les méthodes de test non conventionnelles comprennent l'émission acoustique, les tests infrarouges et les tests holographiques au laser.
(1) Méthodes de test de routine
À l'heure actuelle, la détection générale simple des fissures dans les domaines de l'ingénierie tels que les machines, la construction et la production de pétrole utilise toutes des méthodes de détection conventionnelles. Différentes méthodes d'inspection sont adoptées pour différentes institutions. Par exemple, l'inspection par ultrasons est principalement utilisée pour l'inspection des plaques métalliques, des tuyaux et des barres, des pièces moulées, des pièces forgées et des soudures, ainsi que des ponts, des constructions de logements et d'autres structures en béton; les inspections radiographiques sont principalement utilisées pour les machines, la détection des pièces moulées et des soudures dans les domaines de l'armement, de la construction navale, de l'électronique, de l'aérospatiale, de la pétrochimie, etc. le test de particules magnétiques est principalement utilisé pour les pièces moulées, les pièces forgées et les soudures métalliques; les tests de particules magnétiques sont principalement utilisés pour les pièces moulées, les pièces forgées et les soudures métalliques. Les tests par courants de Foucault sont principalement utilisés pour la détection des défauts et le test des tuyaux, barres et fils conducteurs. Tri des matériaux. Pour la détection des fissures de fixation, des tests par ultrasons et des tests par courants de Foucault peuvent être utilisés. Par exemple, dans la recherche expérimentale sur les meilleurs paramètres de détection par courants de Foucault pour les petites fissures dans les fixations, la meilleure section de paramètres de détection dans laquelle les paramètres de détection par courants de Foucault des petites fissures et le signal de phase sont linéaires a été obtenue, ce qui peut améliorer la détection. précision des petites fissures dans les barres et du type externe La sélection des paramètres de test des courants de Foucault des fixations a un rôle de guidage important. Cependant, la détection des courants de Foucault présente de nombreux facteurs d'interférence et nécessite une technologie de traitement de signal spéciale. En outre, il existe une méthode de détection des fissures de la structure du spectre d'énergie de propagation des ondes de Lamb, qui présente les caractéristiques d'une forte capacité de pénétration, d'une sensibilité élevée, rapide et pratique, mais parfois des zones aveugles se produisent, des blocages se produisent et des fissures à courte distance ne peuvent pas être trouvées. Il est difficile de caractériser qualitativement et quantitativement les défauts constatés. Pour la plupart des fixations, des méthodes de détection de particules magnétiques et de détection de défauts par fluorescence sont utilisées. L'efficacité de détection est relativement élevée, mais elle consomme de la main-d'œuvre et des ressources matérielles et nuit à la santé des personnes GG. Dans le même temps, en raison de facteurs humains, il y a souvent des inspections manquées.
(2) Méthodes de détection non conventionnelles
Lors du test des fixations pour détecter les fissures, si les méthodes de test conventionnelles ne parviennent pas à atteindre l'objectif requis, des méthodes de test non conventionnelles peuvent être envisagées. Voici trois méthodes de détection de fissures non conventionnelles couramment utilisées.
1) Technologie d'émission acoustique. Cette technologie est la plus aboutie dans la détection des fissures des équipements sous pression. Il a obtenu des résultats idéaux dans l'évaluation de la sécurité des récipients sous pression et des conduites sous pression. Il a également été vigoureusement développé dans la détection de fissures dans l'aérospatiale, les matériaux composites, etc. Pour le diagnostic des fissures des machines tournantes, il y a eu un certain degré de développement principalement dans la détection des fissures de fatigue dans les arbres rotatifs, les engrenages et les fissures des roulements. L'avantage de l'émission acoustique est qu'il s'agit d'une méthode de détection dynamique. L'énergie détectée par émission acoustique provient de l'objet testé lui-même, plutôt que fournie par un équipement de test non destructif comme les tests ultrasonores ou radiographiques. La détection des émissions acoustiques est très sensible aux défauts et peut détecter et évaluer l'état de défaut actif dans la structure dans son ensemble. L'inconvénient est que la détection est fortement affectée par le matériau; la salle de détection est affectée par le bruit électrique et le bruit mécanique; la précision de positionnement n'est pas élevée et l'identification des fissures ne peut donner que des informations limitées.
2) Détection infrarouge. Principalement utilisé dans les équipements électriques, les équipements pétrochimiques, la détection de processus de traitement mécanique, la détection d'incendie, les variétés de cultures et la détection non destructive des défauts dans les matériaux et les composants. L'avantage de la technologie de test non destructif infrarouge est qu'il s'agit d'une technologie de test sans contact avec une résolution spatiale élevée à longue distance, sûre et fiable, inoffensive pour le corps humain, haute sensibilité, large plage de détection, vitesse rapide et sans impact sur l'objet testé. L'inconvénient de la détection infrarouge est que la sensibilité de détection est liée à l'émissivité thermique, elle est donc perturbée par la surface de l'éprouvette et le rayonnement de fond, et est affectée par la taille et la profondeur enfouie du défaut. La résolution de l'éprouvette d'origine est médiocre et la forme et la taille du défaut ne peuvent pas être mesurées avec précision. Et l'emplacement, l'interprétation des résultats des tests est plus compliquée, une norme de référence est requise et l'opérateur de test doit être formé.
3) Détection holographique laser. Principalement utilisé pour la structure en nid d'abeille, l'inspection des matériaux composites, la coque de moteur de fusée solide, la couche isolante, la couche de revêtement et l'inspection des défauts d'interface du grain propulseur, l'inspection de la qualité des joints de soudure des circuits imprimés et l'inspection des fissures de fatigue des récipients sous pression, etc. sensibilité, aucune exigence particulière pour l'objet testé et analyse quantitative des défauts. L'inconvénient est que les défauts de décollement profondément enfouis ne peuvent être détectés que lorsque la zone de décollage est assez grande. De plus, la détection holographique laser est principalement effectuée dans une pièce sombre et des mesures strictes d'isolation des vibrations sont nécessaires, ce qui n'est pas propice à la détection sur site et présente certaines limites.
2. Nouvelle technologie de détection moderne des fissures
Avec le développement rapide de la science et de la technologie, les domaines de l'ingénierie tels que les machines, la construction et la production de pétrole ont des exigences de plus en plus élevées en matière de détection de fissures. Par conséquent, de nombreuses nouvelles technologies de détection des fissures ont vu le jour. Les méthodes de détection des fissures basées sur le traitement du signal et les tests non destructifs par impulsions électromagnétiques (courants de Foucault) sont de nouvelles technologies couramment utilisées à l'époque moderne.
(1) Méthode de détection des fissures basée sur l'analyse d'ondelettes
Avec le développement de la technologie de traitement du signal, des méthodes de détection de fissures basées sur le traitement du signal ont émergé, y compris les méthodes du domaine temporel, du domaine fréquentiel et du domaine fréquentiel, y compris la transformée de Fourier, la transformée de Fourier à court terme, la distribution de WignerVille et la transformée de Hilbert -Huang (HHT). , séparation aveugle des sources, etc. Parmi eux, la méthode d'analyse par ondelettes est la plus représentative. Les méthodes d'identification des fissures utilisant directement l'analyse par ondelettes peuvent être divisées en deux types:
1) Méthode d'analyse basée sur la réponse dans le domaine temporel. Y compris la méthode d'utilisation des points singuliers de la carte de décomposition du domaine temporel, la méthode d'utilisation du changement des coefficients d'ondelettes et la méthode d'utilisation du changement d'énergie après la décomposition en ondelettes. La méthode d'analyse basée sur la réponse dans le domaine temporel vise à trouver le moment où les fissures se produisent.
2) Méthode d'analyse basée sur la réponse spatiale. Il s'agit de remplacer l'axe des temps du signal de réponse dans le domaine temporel par l'axe des coordonnées spatiales de la position spatiale et d'utiliser la réponse dans le domaine spatial comme entrée pour l'analyse des ondelettes. Sur la base de la méthode d'analyse de la réponse du domaine spatial, l'emplacement de la fissure peut être déterminé. La méthode des ondelettes elle-même ne peut juger que du moment où le dommage se produit ou où le dommage se produit, et la première a plus d'applications. Si vous souhaitez identifier de petites fissures, vous devez combiner l'ondelette avec d'autres méthodes pour détecter les fissures.
(2) Essais non destructifs d'impulsions électromagnétiques (courants de Foucault)
La technologie électromagnétique combine de nombreuses fonctions telles que les tests par ultrasons, l'imagerie par courants de Foucault, les courants de Foucault et les tests de courants de Foucault pulsés pour former une nouvelle technologie de test électromagnétique moderne. Les technologies courantes de détection de fissures comprennent les tests de courants de Foucault pulsés, la technologie d'imagerie thermique à courants de Foucault pulsés, les tests non destructifs à double sonde à courants de Foucault pulsés et les transducteurs acoustiques électromagnétiques (EMAT) et la technologie de test de mémoire magnétique métallique.
Le courant de Foucault pulsé utilise un courant d'impulsion pour exciter la bobine, analyser le signal de réponse transitoire dans le domaine temporel induit par la sonde de détection et sélectionner la valeur de crête, le temps de passage par zéro et le temps de crête du signal pour détecter quantitativement la fissure. Yang Binfeng de l'Université nationale de technologie de la défense et d'autres ont utilisé des expériences pour prouver que les courants de Foucault pulsés peuvent détecter quantitativement des fissures de différentes profondeurs sur l'éprouvette avec un seul balayage; certains chercheurs utilisent la technologie alternative des bobines harmoniques pour effectuer la détection de courants de Foucault pulsés, et utilisent leur propre champ électrique pour conduire Le changement de forme du dipôle électrique apporté par le champ électrique total est plus élevé que le changement sur le conducteur mesuré par le capteur de champ magnétique et la densité de distribution du dipôle électrique dans la zone de fissure détecte la fissure.
L'inconvénient du courant de Foucault pulsé est que la valeur de crête du signal de courant de Foucault pulsé est facilement affectée par d'autres facteurs (tels que l'effet de décollage), et la capacité de détection de la sonde à courant de Foucault pulsé affectera la détection des fissures.
Les instruments d'imagerie à courants de Foucault pulsés utilisent tous des bobines comme capteurs d'inspection. Certaines personnes utilisent des capteurs à effet Hall comme capteurs d'inspection. Ces dernières années, des instruments d'interférence super quantiques ont commencé à être appliqués au domaine de l'inspection non destructive. L'utilisation de la technologie d'imagerie thermique à courant de Foucault pulsé élimine l'effet de décollage dans d'autres détections et évite la distorsion des résultats d'imagerie.
Certains chercheurs utilisent un laser YNG similaire à un faisceau gaussien pour pénétrer la surface de la tôle, à l'aide de courants de Foucault pulsés et d'une technologie de détection par transducteur acoustique électromagnétique, pour identifier la fissure par le changement soudain de la forme d'onde ultrasonore ou l'augmentation soudaine de la fréquence composante de la forme d'onde lorsque le laser irradie la fissure. .
3. Points chauds de la recherche sur les fissures
À l'heure actuelle, la recherche sur la détection des fissures dans les fixations ne repose que sur les méthodes de détection traditionnelles. Afin de développer la technologie de détection et de résoudre des problèmes d'application pratiques, les points chauds de l'identification des dommages de fissure sont principalement concentrés dans les deux aspects suivants: L'un est de considérer l'incertitude La méthode d'identification statistique de l'influence, le second est l'identification des microfissures de fixation.
Il y aura de nombreuses incertitudes dans la détection des dommages de fissure, donc une méthode d'inférence statistique est proposée pour traiter le problème d'identification du système. Avec le développement rapide de la recherche sur l'identification des dommages, la recherche sur les méthodes d'identification des dommages basées sur la théorie des probabilités et des statistiques a continué de s'approfondir. À l'heure actuelle, les principaux domaines d'application de recherche de cette méthode sont l'identification de système et la reconnaissance de formes.
Il existe des méthodes pour détecter les micro-fissures dans les fixations, telles que la détection de micro-fissures basée sur la technologie ICT et la méthode de piégeage par ultrasons laser à chauffage assisté par laser pour identifier les micro-fissures, mais elles ont toutes leurs limites. Par exemple, la limitation de la détection de micro-fissures basée sur la technologie ICT est que la valeur de gris dans l'image collectée est différente de la valeur de gris d'arrière-plan. Si la valeur de gris n'est pas très différente de la valeur de gris d'arrière-plan, les détails sont plus difficiles à distinguer. La qualité de l'image rend l'acquisition d'image difficile et, en même temps, impose des exigences plus élevées pour le post-traitement de l'image. De plus, lorsque le logiciel VG Studio MAX est utilisé pour extraire les micro-fissures, il est nécessaire d'extraire l'espace qui contient toutes les micro-fissures, ce qui est incertain. Basé sur le chauffage assisté par laser, la limitation de l'identification des micro-fissures est que l'opération est plus compliquée et ne peut pas être détectée dans des environnements difficiles, elle doit donc encore être développée.
Avec le développement continu de la société et de l'économie, les exigences relatives aux méthodes de détection des fissures de fixation sont de plus en plus élevées. Il doit répondre aux exigences de détection en ligne en temps réel, de haute sensibilité, de fonctionnement simple et de résistance aux interférences externes. Il peut être utilisé dans des environnements externes difficiles. Travailler; détecter rapidement et avec précision l'emplacement, la taille, la largeur, la profondeur et la tendance de développement de la fissure; le résultat de la détection peut être affiché en mode image et peut être analysé; il intègre une vitesse de détection rapide, une efficacité élevée et des résultats intuitifs.
