朱 鎮(zhèn)，江 華

(浙江久立特材科技股份有限公司,湖州 313000)

近年來,石油、天然氣、化工、電力等行業(yè)快速發(fā)展，各種小尺寸管配件的訂單也迅速增加,常用的著色滲透檢測法的檢測速度已經(jīng)跟不上生產(chǎn)進(jìn)度，且存在熟練的滲透檢測人員稀缺、小尺寸管配件內(nèi)壁的多余滲透劑清洗困難；均勻噴灑顯像劑操作困難、產(chǎn)生大量的固體廢物、廢氣和廢水、檢測靈敏度低等缺點。

根據(jù)實際被檢產(chǎn)品的特點，設(shè)計和建造了一條半自動熒光滲透檢測流水線，并在保證滲透檢測靈敏度的前提下，從吊運(yùn)料架、干燥方式、滴落時間、清洗方式、清洗時間、補(bǔ)充清洗方式、顯像方式等方面優(yōu)化了滲透檢測工藝，提高了檢測效率，并減少了污染。該優(yōu)化工藝可為大批量工件的滲透檢測提供技術(shù)借鑒。

1 半自動熒光滲透檢測工藝

筆者根據(jù)半自動熒光滲透檢測的工藝流程設(shè)計了檢測方案。流水線上方設(shè)計為可供電動吊機(jī)移動的環(huán)形軌道，吊機(jī)可以在軌道內(nèi)循環(huán)移動；下方設(shè)計為兩排平行的滲透檢測不銹鋼槽，檢測人員可以以最短距離到達(dá)各檢測槽的位置，節(jié)約時間，同時也節(jié)約了勞動力[1]。

主要的滲透檢測工藝順序為超聲波清洗、高壓漂洗、熱風(fēng)烘干、滲透、滲透滴落、水洗、補(bǔ)充清洗、熱風(fēng)烘干、顯像、觀察、超聲波清洗。滲透檢測流水線布置如圖1所示。

圖1 半自動熒光滲透檢測流水線布置

2 工藝優(yōu)化方案

2.1 吊運(yùn)料架的優(yōu)化

原有吊運(yùn)料架間隙太大，較小的工件易掉落，且其工件支撐寬度大，接觸的部位難以被清洗干凈。為了便于更有效地清洗不同類型的管配件，設(shè)計了如圖2所示的吊運(yùn)料架，有3種類型，分別為法蘭類吊運(yùn)料架、彎管類吊運(yùn)料架、通用型吊運(yùn)料架。

圖2 不同類型的吊運(yùn)料架實物

2.2 預(yù)清洗后熱風(fēng)烘干的優(yōu)化

(1) 在高壓漂洗后，進(jìn)行熱風(fēng)烘干前，增設(shè)壓縮氣體對懸掛在工件表面流動的水珠進(jìn)行吹除，可縮短干燥時間。

(2) 熱風(fēng)干燥的過程中，工件靠近出風(fēng)口的一側(cè)容易干燥，另一側(cè)不易干燥，因此在觀察到一側(cè)已基本干燥后，應(yīng)將工件調(diào)轉(zhuǎn)180°，這樣工件干燥得更均勻，更快。

(3) 熱風(fēng)干燥接近結(jié)束時，對工件間隙部位、內(nèi)部、下表面等難以干燥的部位，再次使用壓縮氣體補(bǔ)充干燥，以加快干燥速度。

2.3 滲透滴落工序的優(yōu)化

(1) 優(yōu)化前工件混亂堆積，優(yōu)化后擺放有序整齊，這樣既有利于滲透液的滴落，也減少了滲透液的損耗。

(2) 原有的滲透滴落時間僅規(guī)定了至少滴落10 min，未規(guī)定確定的時間范圍，導(dǎo)致有時滴落時間過長，未能及時進(jìn)行下一步工序，降低了檢測效率,因此在保證滲透檢測靈敏度和標(biāo)準(zhǔn)要求的滲透時間的前提下，應(yīng)確保多余滲透液已大部分滴落，且沒有凝固在工件表面。筆者通過滲透試塊靈敏度試驗和自然缺陷驗證(見圖3)，得出了合適的滲透滴落時間(見表1)，如標(biāo)準(zhǔn)或客戶有特殊要求的，則按要求執(zhí)行[2-3]。

圖3 滴落時間工藝驗證結(jié)果

表1 合適的滲透滴落時間

2.4 水洗工序的優(yōu)化

原有方案是在水槽四周布置多個陣列式管嘴，用水沖洗工件，該方案適用于平板法蘭等實心工件的外表面清洗。對于彎管、三通、異徑管等空心部件，該方案難以清洗到工件內(nèi)壁，因此對該工序進(jìn)行了優(yōu)化，改為氣體攪拌水流和氣體鼓泡清洗，優(yōu)化后的沖洗裝置實物如圖4所示。

圖4 優(yōu)化后的沖洗裝置實物

清洗過程中靠近攪動氣體出口的位置易于清洗，遠(yuǎn)離的位置清洗效果不佳，為了防止過清洗或欠清洗，筆者對清洗工藝進(jìn)行了優(yōu)化，在清洗一半時間以后，將吊運(yùn)料架調(diào)轉(zhuǎn)180°再進(jìn)行清洗。

(3) 由于清洗時間主要與工件表面狀態(tài)、內(nèi)腔復(fù)雜程度和清洗溫度等因素有關(guān)，通過滲透試塊靈敏度試驗和自然缺陷驗證(見圖5)，得到了合適的清洗方式及時間(見表2)，如某些客戶或標(biāo)準(zhǔn)不允許使用浸泡時，則直接在補(bǔ)充清洗槽用水沖洗。

圖5 清洗時間工藝驗證結(jié)果

表2 合適的清洗方式及時間

2.5 補(bǔ)充清洗工序的優(yōu)化

(1) 補(bǔ)充清洗應(yīng)在黑光燈下進(jìn)行，邊清洗邊觀察清洗效果，但對環(huán)境可見光未進(jìn)行控制，觀察效果較差，因此優(yōu)化后增加了不透光布罩作為遮擋，在較暗環(huán)境下觀察沖洗效果更佳。增加布置后的清洗臺外觀如圖6所示。

圖6 增加布置后的清洗臺外觀

(2) 補(bǔ)充清洗時，應(yīng)尤其注意位于料架的4個角落的工件和工件內(nèi)壁的清洗。這些區(qū)域的工件水流清洗效果差，應(yīng)在黑光燈下，適當(dāng)對其進(jìn)行補(bǔ)充清洗。

(3) 因為各標(biāo)準(zhǔn)對沖洗水壓都有要求，所以在水洗出口位置新增了水壓表用以測量水壓，通常標(biāo)準(zhǔn)要求水壓不大于0.34 MPa。

2.6 補(bǔ)充清洗后熱風(fēng)烘干的優(yōu)化

該工序與預(yù)清洗后的熱風(fēng)烘干類似，但沖洗的時候應(yīng)注意避免水滴飛濺到熱風(fēng)烘干箱內(nèi)的工件上，使得已干燥的工件又被潤濕，造成干燥時間延長，工作效率降低。優(yōu)化操作為干燥時熱風(fēng)烘干箱關(guān)閉，清洗操作在槽內(nèi)進(jìn)行。

2.7 顯像工序的優(yōu)化

最初設(shè)計使用的是箱內(nèi)噴灑干粉顯像的方法，但是由于觀察過程中，多余粉塵易掉落，對環(huán)境污染較嚴(yán)重，且該方法僅適用于工件外表面顯像。在保證靈敏度的前提下，優(yōu)化滲透劑為自顯像熒光滲透劑，省去了顯像劑施加步驟，簡化了工藝，降低了檢測成本。該型號滲透劑也可以使用干粉顯像，在對自顯像顯示的缺陷不確定或有懷疑時，可以標(biāo)記位置后，補(bǔ)充實施干粉顯像，通常干粉顯像分辨率較高。

2.8 觀察工序的優(yōu)化

原先觀察的工作臺僅安裝了吊式大面積黑光燈，雖然現(xiàn)場黑光條件滿足要求，但是只適用于檢測工件外表面，觀察內(nèi)表面并不方便，因此增加了手持式小黑光燈，檢測彎頭、三通內(nèi)壁等工件更加靈活、方便[4]。

手持式黑光燈既可以發(fā)出紫外線，又可發(fā)出強(qiáng)白光。對于黑光燈下觀察到的缺陷，可以手動開關(guān)轉(zhuǎn)換為白光后進(jìn)行驗證，不同光照下的缺陷顯示如圖7所示。通常較大的宏觀缺陷在白光下也可以直接觀察到，兩種方法相結(jié)合可以達(dá)到相互驗證的效果。

圖7 不同光照下的缺陷顯示

3 工藝優(yōu)化效果

優(yōu)化方案實施以后，工作效率得到了明顯的提升。現(xiàn)場環(huán)形軌道上的電動吊機(jī)由2臺增加到了4臺，同時運(yùn)轉(zhuǎn)的料架由2框增加到了4框，檢測人員仍為2名。沒有新增人員的情況下，平均每天的檢測總量增加了85%。

著色滲透檢測法更換為熒光滲透檢測法以后，靈敏度得到了很大的提高，細(xì)小缺陷更容易被發(fā)現(xiàn)，微小缺陷的檢出率更高。從客戶反饋來看，缺陷漏檢造成的投訴率平均每月降低了近42%。

優(yōu)化工藝后，現(xiàn)場檢測環(huán)境得到了很大的改善，污染物由原來的廢液、廢氣和固體廢物，減少到只剩廢液，廢液量也得到了有效控制。所有的廢液經(jīng)過環(huán)保型工業(yè)污水處理劑處理后，再排入酸液收集池統(tǒng)一處理。

4 結(jié)語

通過對大批量小尺寸管配件滲透檢測工藝進(jìn)行改良，由手動著色滲透檢測改為半自動熒光滲透檢測，并從細(xì)節(jié)方面優(yōu)化檢測流水線和檢測參數(shù)。實踐操作結(jié)果說明，半自動熒光滲透檢測流水線效率更高、缺陷檢出率更高、污染物控制更有效。