X射線實時成像設(shè)備無損檢測在汽車發(fā)動機缸體檢測領(lǐng)域的應用

工業(yè)X射線無損檢測技術(shù)是工業(yè)計算機斷層掃描成像(Industry Computed Tomography)技術(shù)的簡稱，在1917年由J.Random提出，但直到1970年代中后期才開始大量應用于無損檢測。近年來，隨著計算機科學的進步及探測器技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)CT的性能逐年提高。工業(yè)CT無損檢測由于其適應材料廣、可檢測復雜零件、可確定缺陷位置和大小、檢測精度高，目前已作為一種實用化的無損檢測手段，廣泛應用于航空航天、核能、軍事等多種領(lǐng)域，也用于產(chǎn)品仿制、產(chǎn)品內(nèi)全封閉或半封閉內(nèi)腔的無損檢測等方面。工業(yè)CT的主要缺點是實驗設(shè)備昂貴、實驗費用高，因此限制了其應用廣泛性。

發(fā)動機缸體是發(fā)動機的外殼，大部分是鋁合金材料制成的，其尺寸較大，壁厚不均，結(jié)構(gòu)極其復雜。退役的發(fā)動機缸體在表面和內(nèi)部都會存在不同程度的破損、磨損或裂紋等缺陷。為了精確判斷發(fā)動機的失效情況，本文采用工業(yè)CT斷層掃描成像技術(shù)對發(fā)動機進行檢測，并使用切片軟件觀察CT斷層掃描圖片，判斷缺陷的位置和大小，為后續(xù)的再制造提供依據(jù)。發(fā)動機缸體是發(fā)動機的核心部件之一，在長期的服役過程中，發(fā)動機缸體受到熱、力及突然沖擊等外力作用，會出現(xiàn)不同程度的磨損、破損或裂紋等缺陷，從而導致失效。由于當前資源短缺、環(huán)境污染和生態(tài)破壞，汽車零件的再制造受到了廣泛關(guān)注，而汽車發(fā)動機零件的再制造則為汽車再制造的重點之一。金屬零件在再制造之前，必須確定其失效原因及位置，才能確定合適的再制造方法和工藝。因此，采用無損檢測技術(shù)對發(fā)動機缸體進行檢測，是發(fā)動機再制造的基礎(chǔ)和前提。無損檢測診斷技術(shù)是在不損傷被檢測對象的條件下，利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常或缺陷存在所引起的對熱、聲、光、電、磁等反應的變化來探測各種工程材料、零部件、結(jié)構(gòu)件等內(nèi)部和表面缺陷的技術(shù)方法。無損檢測技術(shù)已歷經(jīng)一個世紀，其重要性在全世界已得到公認。目前較為成熟的檢測方法主要有以下幾種:射線檢測法（工業(yè)CT檢測）、滲透探傷、渦流檢測法、超聲檢測法、磁粉檢測法等。

一般來說，工業(yè)CT圖像通過逐層切片方式可以觀察發(fā)動機缸體內(nèi)部各個位置的縮孔、裂紋、鑄造瑕疵等缺陷。切片可以沿X軸、Y軸和Z軸方向，還可以傾斜任何角度進行切片觀察，因而觀察內(nèi)部缺陷沒有任何死角。首先通過仔細調(diào)整掃描圖像的清晰度、分辨率，可清晰觀察到缸體內(nèi)部的疏松縮孔等現(xiàn)象，在鑄造過程中，因為壁厚處冷卻速度慢，冷卻不均勻，內(nèi)部金屬得不到即時補充，因而會出現(xiàn)很多縮孔。這些疏松縮孔是在缸體毛坯制造過程中形成的，在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)的情況下不會對整體的安全性能造成威脅，但是如果發(fā)動機在超負荷或過于顛簸的路程中行駛的話，這些部位將會成為發(fā)動機破損的危險位置，加速缸體的失效。

通過不同方向切片觀察，能夠發(fā)現(xiàn)缸體內(nèi)部存在多處破損和裂紋現(xiàn)象，缸體在服役過程中受到外力作用導致破損和裂紋，這些破損和裂紋是導致缸體失效的主要原因。另外，通過切片觀察能夠確定破損或裂紋的位置、形狀和大小，觀察全面，沒有死角。

通過切片觀察掃描圖片，CT斷層掃描成像方法可以清晰、準確的檢測發(fā)動機缸體表面及內(nèi)部各種缺陷的形狀、大小和位置，檢測精度高，檢測全面，沒有死角。CT無損檢測適合各種金屬和非金屬材料，適應面廣。另外，CT斷層掃描得到缸體的三維圖像，通過切片可以不同方向分層觀察缸體內(nèi)部情況，因此這種檢測不受零件結(jié)構(gòu)的影響，可以檢測發(fā)動機缸體、油路板等結(jié)構(gòu)復雜零件。通過觀察，找到缸體的失效情況，為發(fā)動機的再制造提供了有力的基礎(chǔ)和依據(jù)，不僅可以用于評價缸體的可制造性，還可以指導缸體選擇合適的再制造方法。

通過對CT掃描結(jié)構(gòu)進行切片觀察，可以清晰看到發(fā)動機的表面及內(nèi)部的縮孔、破損和裂紋等缺陷，并且可以確定缺陷的大小和位置，這些數(shù)據(jù)為后續(xù)的發(fā)動機缸體再制造提供了有力的依據(jù)。

總之，在發(fā)動機工業(yè)CT檢查領(lǐng)域，設(shè)備很關(guān)鍵，經(jīng)驗豐富的工程師也很重要，二者缺一不可，恒隆科技一直在向這方面努力我們?yōu)楹芏嘀鳈C廠做過相關(guān)樣品的檢測，效果一直很優(yōu)秀。今后，恒隆科技將繼續(xù)不遺余力地提高工業(yè)CT檢測的技術(shù)水平，為中國汽車領(lǐng)域的檢測事業(yè)作出自己的貢獻。