MBN檢測(cè)技術(shù)國(guó)內(nèi)外儀器和標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

[導(dǎo)讀] 國(guó)外目前已有多個(gè)公司有成熟的MBN儀器銷售，可進(jìn)行特定功能的MBN信號(hào)檢測(cè)，但是儀器售價(jià)昂貴。其中使用的有芬蘭Stresstech公司和德國(guó)弗勞恩霍夫無(wú)損檢測(cè)研究所的MBN檢測(cè)儀器。

　　磁巴克豪森噪聲(MBN，Magnetic Barkhausen Noise)技術(shù)可以用來(lái)評(píng)估鐵磁性材料一定深度內(nèi)的微觀組織結(jié)構(gòu)變化、應(yīng)力狀態(tài)、微損傷缺陷等，是實(shí)現(xiàn)對(duì)材料疲勞、微裂紋等早期性能退化及應(yīng)力狀態(tài)評(píng)估的一項(xiàng)重要無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，工程應(yīng)用前景廣闊。

　　1 國(guó)外儀器現(xiàn)狀

　　國(guó)外目前已有多個(gè)公司有成熟的MBN儀器銷售，可進(jìn)行特定功能的MBN信號(hào)檢測(cè)，但是儀器售價(jià)昂貴。其中使用的有芬蘭Stresstech公司和德國(guó)弗勞恩霍夫無(wú)損檢測(cè)研究所的MBN檢測(cè)儀器。

　　Stresstech公司是專門從事無(wú)損檢測(cè)的公司，該公司研發(fā)出了巴克豪森效應(yīng)表面質(zhì)量檢測(cè)儀(磨削燒傷檢測(cè)儀)，有便攜式檢測(cè)儀Rollscan 250，300，350三種型號(hào)和非便攜式檢測(cè)儀Roboscan 500，600兩種型號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀工件、粗晶材料殘余應(yīng)力的分析。圖1為Rollscan 300表面質(zhì)量檢測(cè)儀，其檢測(cè)深度在0.01~1.5mm之間。

圖1 Rollscan 300表面質(zhì)量檢測(cè)儀

　　2002年，德國(guó)弗勞恩霍夫無(wú)損檢測(cè)研究所研制了商業(yè)化的3MA微結(jié)構(gòu)與應(yīng)力分析儀，目前已有第二代產(chǎn)品3MA-II，如圖2所示，它是一種集成四種不同微磁測(cè)量方法的儀器(包括巴克豪森噪聲、多頻率渦流、增量磁導(dǎo)率、切線磁場(chǎng)諧波分析)，可以測(cè)定材料表面及淺表面硬度、殘余應(yīng)力、硬化層深度和加工缺陷等信息，能對(duì)邊緣層0~8mm厚度的部件多個(gè)相關(guān)技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行快速同步評(píng)估。

圖2 3MA-II微結(jié)構(gòu)與應(yīng)力分析儀

　　2 國(guó)內(nèi)儀器現(xiàn)狀

　　目前，國(guó)內(nèi)尚未有成熟的商業(yè)化磁巴克豪森噪聲檢測(cè)儀器。南京航空航天大學(xué)研發(fā)出便攜式巴克豪森檢測(cè)儀樣機(jī)，如圖3所示，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌的應(yīng)力檢測(cè)，檢測(cè)精度在10MPa以內(nèi)。

圖3 便攜式磁巴克豪森檢測(cè)儀樣機(jī)

　　北京化工大學(xué)陳娟等人研發(fā)的基于磁巴克豪森效應(yīng)的鋼軌應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)︿撥墐?nèi)部的應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，測(cè)量誤差在0.5MPa，具有精度高、響應(yīng)速度快、可視化效果好等優(yōu)點(diǎn)。

　　3 國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

　　國(guó)內(nèi)外關(guān)于MBN無(wú)損檢測(cè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范并不多，許多國(guó)家并未提出相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)于1991年發(fā)布了SAE ARP 4662-1991(R2010) “Barkhausen Noise Inspection for Detection Grinding Burns in High Strength Steel Parts”標(biāo)準(zhǔn)，中譯名為《高強(qiáng)度鋼零件摩削灼傷的巴克豪森噪聲檢測(cè)》。

　　美國(guó)齒輪制造商標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(AGMA)于1999年發(fā)布了AGMA 99FTM1-1999 “Barkhausen Noise Inspection Method for Detecting Grinding Damage in Gears”標(biāo)準(zhǔn)，中譯名為《齒輪磨削損傷的巴克豪森噪聲檢測(cè)方法》。2007年，AGMA又發(fā)布了AGMA 09FTM06-2007 “Using Barkhausen Noise Analysis for Process and Quality Control in the Production of Gears”標(biāo)準(zhǔn)，中譯名為《用巴克豪森噪聲分析進(jìn)行齒輪生產(chǎn)過(guò)程中工藝和質(zhì)量控制》。

　　在利用磁巴克豪森噪聲技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，對(duì)檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)試件的要求，國(guó)內(nèi)尚未出臺(tái)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，還需進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)檢測(cè)工藝的研究，盡早制定相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　節(jié)選自《無(wú)損檢測(cè)》

[來(lái)源：材料與測(cè)試]