[发明专利]一种带涂层铁磁性金属工件非破坏应力定量检测方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种无损检测方法，特别是涉及一种带涂层铁磁性金属工件非破坏应力定量检测方法。

背景技术

铁磁性金属工件在使用过程中受工作载荷的作用，出现疲劳、形变而产生微裂纹，导致出现应力集中，如果没有及早发现进行修补处理，待应力集中发展到一定程度，将发生工件断裂，引发安全事故。故此，应对铁磁性金属工件进行早期应力诊断，及时发现并测量铁磁性金属工件应力集中部位的应力值，对其进行评估、修复处理。当前有多种针对铁磁性金属工件应力检测的无损检测方法，其中金属磁记忆检测方法可快速、准确、可靠地探测到铁磁性金属工件应力集中部位，但无法精确测量应力集中部位的应力值；磁应变检测方法通过测定铁磁材料在内应力的作用下磁导率发生的变化来确定残余应力的大小，可以精确测量铁磁性金属工件应力集中部位的应力值，检测过程中要求检测探头与被检铁磁性金属工件紧密贴合，对铁磁性金属工件表面要求较高，检测前需要对检测面进行清洁处理，对于带涂层的铁磁性金属工件，由于涂层会影响磁回路中的磁场强度，检测前需要将涂层打磨去除后，才能得到精确的应力值，这对于带涂层的铁磁性金属工件，是一种破坏性的检测，检测后还需要重新恢复涂层，检测过程繁琐，检测成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种带涂层铁磁性金属工件应力非破坏定量检测方法，集成金属磁记忆检测、涡流检测、磁应力检测三种检测方法，无需去除铁磁性金属工件表面涂层，实现带涂层铁磁性金属工件应力集中部位应力值的非破坏、快速、精确定量检测。三种检测方法分别有如下特点：金属磁记忆检测方法是利用铁磁性金属工件的磁记忆特性，可以准确可靠地探测到被检工件上以应力集中为特征的危险部位，检测过程中无需对被检工件表面进行处理，检测速度快，是对铁磁性金属工件进行早期应力集中诊断的有效方法；涡流检测方法是常用的涂层厚度测量方法，可精确测量铁磁性金属工件表面涂层厚度；磁应变检测方法通过测定铁磁材料在内应力的作用下磁导率发生的变化来确定残余应力的大小，可以精确测量铁磁性金属工件应力集中部位的应力值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带涂层铁磁性金属工件非破坏应力定量检测方法，其特征在于：

第一步，采用金属磁记忆检测方法扫查带涂层被检铁磁性金属工件，检测出带涂层被检铁磁性金属工件的应力集中部位；

第二步，采用涡流检测方法测量带涂层被检铁磁性金属工件应力集中部位的表面涂层厚度值；

第三步，采用磁应变检测方法，首先通过标定过程得到应力值与涂层厚度值关系函数，而后在实测过程中使用应力值与涂层厚度值关系函数和第二步中测得的表面涂层厚度值修正采用磁应变检测装置直接测量带涂层被检铁磁性金属工件应力集中部位的应力值，得到带涂层被检铁磁性金属工件应力集中部位的真实应力值；所述真实应力值是指除去表面涂层后，采用磁应变检测装置测量得到的被检铁磁性金属工件应力集中部位的应力值；

检测步骤有标定和实测两个过程，

标定过程为，

a. 对标定试样进行单向拉压，使标定试样产生应力集中，采用磁应变检测装置测量标定试样应力集中部位的应力值；所述标定试样是选用与被检铁磁性金属工件材质、结构、热处理状态相同的无应力的材料制成；

b. 将多个不同厚度的标准厚度试片依次放置在标定试样应力集中部位表面上，采用磁应变检测装置测量放置不同厚度标准厚度试片时的标定试样应力集中部位的应力值；所述标准厚度试片由厚度已知的非金属材料制成，采用标准厚度试片模拟涂层；

c. 采用步骤a、步骤b中测得的应力值与多个不同厚度的标准厚度试片的厚度值，制作应力值与标准试片厚度值关系曲线，得到应力值与标准试片厚度值关系函数，该关系函数即为应力值与涂层厚度值关系函数；

实测过程为，

d. 采用磁应变检测装置直接测量带涂层被检铁磁性金属工件应力集中部位的应力值；

e. 将第二步中测得的表面涂层厚度值代入步骤c中得到的应力值与涂层厚度值关系函数，计算得到应力修正值；

f. 通过步骤e中计算得到的应力修正值，修正步骤d中测得的带涂层被检铁磁性金属工件应力集中部位的应力值，得到带涂层被检铁磁性金属工件应力集中部位的真实应力值。

本发明的有益效果是，提供一种带涂层铁磁性金属工件非破坏应力定量检测方法，集成金属磁记忆检测、涡流检测、磁应力检测三种检测方法，检测过程中无需去除铁磁性金属工件表面涂层，实现带涂层铁磁性金属工件应力集中部位应力值的非破坏、快速、精确定量检测。