鈦合金管因其高強(qiáng)度、耐腐蝕、輕量化等特性,在航空航天、化工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。為確保其性能滿足嚴(yán)苛工況需求,生產(chǎn)過程中的品質(zhì)監(jiān)測必須圍繞精密性和可靠性展開。
一、尺寸與幾何精度測量
1、基本尺寸測量
外徑
工具:在線測徑儀,有單軸測徑儀、多軸測徑儀多種類型可選,亦有固定式測徑儀與旋轉(zhuǎn)式測徑儀可選,均為高精度的在線檢測設(shè)備,其中多軸測徑儀與旋轉(zhuǎn)測徑儀還可檢測橢圓度尺寸,為其配備專業(yè)的測控軟件系統(tǒng),進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示分析與存儲(chǔ),在眾多檢測設(shè)備中脫穎而出。
內(nèi)徑、壁厚
工具:游標(biāo)卡尺、千分尺(適用于精密測量)、超聲波測厚儀(非接觸式,適合薄壁管)、激光壁厚測量儀(可對(duì)70mm以上內(nèi)徑的鈦合金管進(jìn)行管端內(nèi)徑、壁厚、外徑尺寸的檢測,測頭可伸進(jìn)管內(nèi)1m長)。
注意:測量時(shí)需避開表面氧化膜或涂層,確保測量點(diǎn)均勻分布(如圓周方向取多個(gè)截面)。
長度
工具:鋼卷尺、激光測距儀、機(jī)器視覺測長儀等,其中機(jī)器視覺測長儀是可定制成任意規(guī)格尺寸的設(shè)備,通過不同數(shù)量的工業(yè)相機(jī)組合,可適應(yīng)各種長度尺寸的檢測,從幾米到幾十米均可檢測,根據(jù)生產(chǎn)需求定制,它還是在線檢測設(shè)備,實(shí)時(shí)超差提示,為剪切等提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),快速準(zhǔn)確的為生產(chǎn)線操作工提供信息。
2、幾何精度測量
直線度
工具:在線直線度測量儀與離線直線度測量儀均有,無論是產(chǎn)線檢測品質(zhì),還是線下抽檢,都有相應(yīng)的儀器可供使用,可獲得米直線度、全長直線度、水平直線度、垂直直線度、翹頭、翹尾、直徑、橢圓度等眾多尺寸信息。其應(yīng)用的便捷性是其他諸如直尺法、重力法等無法比擬的。
圓度、圓柱度
工具:直線度測量儀、多軸測徑儀、旋轉(zhuǎn)測徑儀等均可檢測圓度,無需在單獨(dú)購買檢測圓度的儀器。
同軸度、垂直度
工具:通過心軸和百分表檢測管口與軸線的垂直性,或用CMM測量多截面圓心偏差。
二、機(jī)械性能測試
1、拉伸試驗(yàn)
目的:測定抗拉強(qiáng)度(σb)、屈服強(qiáng)度(σ0.2)、延伸率(δ)等。
標(biāo)準(zhǔn):ASTM E8、GB/T 228.1,需加工成標(biāo)準(zhǔn)試樣(如圓形或矩形截面試樣)。
2、硬度測試
類型:洛氏硬度(HRC,適用于較厚管材)、維氏硬度(HV,精度高,適合表面或薄壁)、布氏硬度(HB,用于粗晶粒材料)。
注意:測試點(diǎn)需遠(yuǎn)離邊緣,避免表面處理層影響結(jié)果。
3、疲勞試驗(yàn)
目的:評(píng)估管材在循環(huán)載荷下的耐久性,適用于航空航天或高壓管道場景。
方法:旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)、軸向疲勞試驗(yàn),參考 ASTM E606 標(biāo)準(zhǔn)。
三、無損檢測(NDT)
1、超聲波檢測(UT)
用途:檢測內(nèi)部缺陷(如裂紋、夾渣、氣孔),測量壁厚減薄。
方法:脈沖反射法,使用探頭在管材表面移動(dòng),通過回波信號(hào)判斷缺陷。
2、射線檢測(RT)
用途:檢測內(nèi)部缺陷,尤其適用于焊縫或復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
類型:X 射線或 γ 射線成像,通過底片或數(shù)字成像(DR/CR)分析。
3、渦流檢測(ET)
用途:檢測表面及近表面缺陷(如裂紋、折疊),適用于導(dǎo)電材料(鈦合金需注意電導(dǎo)率特性)。
方法:探頭靠近管材表面移動(dòng),通過電磁感應(yīng)變化識(shí)別缺陷。
4、滲透檢測(PT)
用途:檢測開口型表面缺陷(如裂紋、疏松)。
步驟:噴涂滲透劑→清洗→顯影→目視檢查,適用于非多孔性材料。
5、表檢儀
表檢儀是基于激光測量原理完成表面缺陷在線檢測的設(shè)備,能對(duì)表面劃痕、凸起、凹坑、折疊、耳子等多種表面缺陷進(jìn)行在線檢測,并能進(jìn)行幾何尺寸檢測。
四、化學(xué)成分分析
1、光譜分析
方法:直讀光譜儀(OES)或電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES),快速測定合金元素(如 Ti、Al、V、Fe 等)含量。
標(biāo)準(zhǔn):ASTM E415、GB/T 4336,需在管材表面打磨出新鮮金屬面。
2、X 射線熒光分析(XRF)
用途:無損檢測表面元素成分,適合現(xiàn)場快速篩查。
五、環(huán)境與特殊性能測試
1、耐腐蝕性能
鹽霧試驗(yàn):模擬海洋或工業(yè)大氣環(huán)境,評(píng)估耐蝕性(參考 ASTM B117)。
晶間腐蝕試驗(yàn):檢測熱處理不當(dāng)導(dǎo)致的晶界腐蝕傾向(如 ASTM G28 標(biāo)準(zhǔn))。
2、高溫性能測試
高溫拉伸試驗(yàn):測定高溫下的強(qiáng)度和塑性(如 ASTM E21)。
熱膨脹系數(shù):激光熱膨脹儀測量管材在溫度變化中的尺寸穩(wěn)定性。
六、測量標(biāo)準(zhǔn)
國際標(biāo)準(zhǔn):ASTM B338(鈦合金無縫管)、ISO 5832-2(外科植入用鈦合金)。
國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 3624(鈦及鈦合金無縫管)、GB/T 13810(航空用鈦合金管)。
結(jié)語
鈦合金管生產(chǎn)品質(zhì)監(jiān)測是非常重要的一環(huán),關(guān)系著廠家口碑,亦關(guān)乎著用其制造的產(chǎn)品的品質(zhì)。采用智能儀器,尤其是在線儀器檢測對(duì)廠家非常有幫助。藍(lán)鵬測控生產(chǎn)測徑儀、直線度測量儀、測長儀、表檢儀、激光壁厚測量儀(離線)等多種智能儀器應(yīng)用到生產(chǎn)線上,進(jìn)行實(shí)時(shí)品質(zhì)監(jiān)測,確保鈦合金管的外徑、橢圓度、直線度、長度、表面缺陷、壁厚(離線)、內(nèi)徑(離線)等符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。