目视检测 – 是什么?如何实施?

F30 Visual 用于表面缺陷的目视检查 ornemental strips ornemental strips

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目视检测 (VT)(亦称视觉检测)是指利用肉眼,并通常辅以光学仪器对材料表面和工件进行检查,以此在不损坏组件的情况下识别不连续性。

它是当今机械工程领域中最基础的无损检测方法

我过去常把目视检测当作事后才考虑的工作。对我来说,“检测”意味着使用卡尺粗糙度测试仪之类的仪器。我曾认为仅凭肉眼观察零件过于主观,没什么用处。

目视检测是质量控制的第一道防线。

如果执行得当,它可以检测出绝大多数表面缺陷迹象,包括点蚀腐蚀接头错位以及异物污染

石油和天然气航空航天以及结构工程等严苛领域,正确执行的目视检测通常是识别缺陷最经济高效的方式。

因为如果问题一眼就能看出来,就不必再做一整套测试,对吧?

在这篇文章中,我将分享如何确切地实施一套结构化的目视检测程序

我们将涵盖直接观察和远程观察的基础知识、所需的设备(从简单的镜子到数字显微镜),以及满足国际标准所需的程序。我们还将讨论如何记录您的发现,使其具备可追溯性并符合审核要求。

让我们近距离了解一下这种出色的检测策略!

什么是目视检测?

目视检测 (VT) 是一种无损检测方法,通过直接观察或借助光学仪器检查材料表面和组件,以此在不损伤零件的情况下探测表面不连续性、裂纹、腐蚀和缺陷。它是制造业、航空航天及油气行业质量控制和无损检测项目中的主要筛查手段。

在质量保证领域,我们将 VT 归类为无损检测方法 (NDT),因为该过程不会改变、施压或损坏被检查的零件。

它被认为是检测项目中的第一道防线

在动用复杂的射线或超声波设备之前,您只需观察零件即可发现明显的问题。

虽然听起来很简单,但目视检测是一个严谨的过程,能够检测出广泛的瑕疵。

专业的检测员可以识别出表面不连续性(如裂纹或气孔)、尺寸偏差以及结构异常

它也是在生产后期引发问题之前,捕捉涂层缺陷装配错误的主要方法。

直接目视检测

直接目视检测发生在检测员可以将眼睛置于测试表面的特定距离内时。

大多数标准,如 ASME 第 V 卷,要求眼睛距离表面在 24 英寸 (600 mm) 以内,且观察角度不小于 30 度。这确保您足够接近,能真实看到缺陷而非远距离猜测。

为了有效执行此操作,您需要充足的照明

行业标准通常要求最小光照强度为 1000 勒克斯(大致相当于光线充足的办公室或专业的检测室)。

虽然“裸眼”是主要工具,但检测员经常使用放大镜 (2x–10x)检测镜焊接规来验证表面处理和最终装配尺寸。

远程目视检测

当您无法物理接触到组件时,例如小直径管道内部或危险储罐,您需要使用远程目视检测 (RVI)。

该方法依靠光学仪器或第三方媒介将图像从测试区域传输到检测员眼中或数字显示器上。

例如,在 复制胶泥 (Plastiform),我们提供专门针对此类喷涂应用的产品

这是一种安全执行管道内部检查有限空间检查的有效技术。

现代 RVI 依靠多种类型的测量。

对于大型结构,我们使用带有可调节尖端的视频内窥镜柔性纤维镜,甚至是机器人爬行器无人机

这些系统必须提供高图像分辨率和记录能力。

这类记录至关重要,因为与直接观察不同,RVI 通常需要第二意见或历时对比,以追踪缺陷(如腐蚀磨损模式)随时间演变的情况。

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注意:照明通常是远程目视检测中最大的变量。如果集成的 LED 光源投下的阴影隐藏了焊缝根部坑底,那么高分辨率相机也无济于事。

为什么要使用目视检测?

您可能会认为像 X 射线或超声波这样复杂的方法才是执行质量控制最准确的方式。

但当您在瓷器店里看到一头公牛时,您不需要对公牛进行一整套测试就能知道存在一个需要解决的巨大问题。

目视检测 (VT) 实际上是任何检测程序中应完成的第一项检查

原因很简单:它能以比任何其他技术都显著更低的成本提供即时结果

您不需要昂贵的专业耗材(如渗透剂磁粉),而且它对从碳钢到热塑性塑料的几乎所有材料都有效。

它是一个高效的过滤器。

在采用资本更密集型的无损检测方法之前,它充当了筛查方法

如果您发现明显的裂纹或严重的表面缺陷,可以立即剔选该零件。

对于肉眼已经可见的缺陷,没必要浪费时间和预算去设置 X 射线拍摄。

这使得整个制造工作流程更快、更精简。

另一个巨大的优势是它完全是非侵入性的。

您可以在制造过程中(当焊工正在铺设焊道时)或在常规的停机检查期间执行。它不需要为了辐射安全而撤离该区域,也不需要仅仅为了获取读数而剥离复杂的涂层。

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重要的是要记住,目视检测高度依赖于操作员

虽然设备简单,但结果在很大程度上取决于检测员的经验视力以及照明条件的质量。

然而,您也必须尊重其局限性

最明显的是表面接触。无论是直接观察还是通过远程目视检测工具,您必须对检查区域有清晰的视线。

此外,目视检测严格限于表面和近表面迹象。它无法检测内部气孔或深层皮下裂纹。

对于这些问题,您始终需要切换到体积检测方法。

目视检测设备:必备工具与仪器

许多人认为目视检测(目检)只是“看着零件”。

然而,获得准确的检测报告需要特定的工具来规范肉眼感知物体的方式。

您不能依靠环境光或未经衡量的估计来发现瑕疵。您选择的设备在很大程度上取决于空间限制(您是能接触表面还是需要观察狭窄管道内部),以及质量项目的具体记录要求

基础检查辅助工具

对于眼睛靠近表面的直接目视检测,您需要辅助工具来验证几何形状并厘清细节。

放大镜(通常功率在 2x 到 10x 之间)和可调节的检测镜可以让您检查加强筋后面,或在狭窄位置验证表面清洁度

照明在这里非常重要。

ISO 17637 这样的标准通常要求检查表面的最小光强度(照度)为 350 勒克斯,而遵循 ASME 第 V 卷 的关键应用通常要求 1000 勒克斯,以确缺陷的最佳可见度。

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始终检查光源角度。以掠射角(5 到 45 度)照射表面有助于通过产生阴影来突出纹理和裂纹,而直接照明可能会使它们变得模糊不清。

您还需要机械工具来量化您所看到的情况。桥型焊缝规 (Cambridge gauges)角焊缝规线性标尺可以将主观观察(“看起来很深”)转化为具体的测量数据。

对于表面缺陷检测,检测员经常使用视觉比较器(具有已知粗糙度值的物理板)来快速确认表面粗糙程度的合规性。

光学仪器

当您的眼睛无法进入测试表面 600 mm 范围内时,应使用远程目视检测 (RVI) 工具。

这里最常用的工具是内窥镜

刚性内窥镜使用一系列玻璃镜片来传输图像。刚性镜可提供最高图像清晰度,但它们仅限于直线通路。

如果通往检查区域的路径非线性,则必须使用柔性纤维镜视频内窥镜

现代视频内窥镜在尖端配有摄像芯片,并将图像显示在手持屏幕上。这些工具非常强大,因为它们通常包含立体测量功能。

这允许您直接在屏幕上使用光标测量裂纹的长度和深度,从而为您的检测报告提供即时数据,而无需物理接触零件。

先进 RVI 系统

对于大型资产或危险环境,手持式镜仪是不够的。

机器人爬行器被用于在长管道中移动,携带摄像机和传感器来检测腐蚀或堵塞。

在航空航天和能源领域,检测无人机正成为检查高大结构或大型储罐的标准设备。这些系统消除了对昂贵脚手架的需求,并确保检测员在地面上的安全。

这些先进系统通常利用带有高清传感器的云台 (PTZ) 相机。

这使您能够从数米外缩放可疑迹象,同时保持高分辨率。

许多系统还集成了 GPS 标记或 3D 映射,确保每张照片或视频帧都与资产上的特定位置绑定,这对于长期结构健康监测至关重要。

目视检测用于表面缺陷检测

发现缺陷是令人满意的,但正确识别它才是真正技能所在。

表面缺陷检测的工作原理是识别不连续性(材料连续性的中断)并确定它们是否危及零件。

您确实需要了解缺陷形态(形状和结构),以区分无害的外观划痕和危险的应力腐蚀裂纹

常见缺陷类型

在检查过程中,您通常会遇到四种主要类别的表面迹象

第一组包括由物理力引起的机械缺陷,例如裂纹沟槽磨损模式

这些通常是尖锐且线性的。

第二组涉及腐蚀,表现为点蚀均匀锈蚀缝隙腐蚀

在制造环境中,您通常会看到工艺缺陷

在焊接中,这包括气孔(气泡)、咬边(焊趾处的沟槽)和未熔合。最后,要注意涂层缺陷,如起泡剥离,这些都表明保护层已经失效。

缺陷表征

一旦您发现异常,就必须对其进行测量。

您需要使用坑深规光学比较器记录长度宽度深度

形态决定了严重程度。

例如,一个尖锐边缘的不连续性会充当应力集中源,远比圆滑的边缘危险。

区分相关迹象非相关迹象也很重要。

在糟糕的灯光下,一个加工痕迹制造刮痕可能看起来像裂纹,但它并不影响结构完整性。

您的工作是使用参考网格有效地标出这些缺陷,以便进行精确维修。

增强检测的表面复制技术

当检查复杂的几何形状或有限空间时,通常无法使眼睛足够靠近以验证缺陷。即使使用内窥镜,您也可能难以确定该迹象是无害的划痕还是危险的裂纹。

这就是表面复制技术变得无价的地方。

Plastiform 的 F30 Visual 专门为这一挑战而设计。您将薄薄的一层材料直接喷涂在可疑表面上。该化合物完美贴合表面拓扑结构,甚至捕捉到微观细节。固化后,您将其剥离,并在工作台上合适的照明条件下进行检查。

真正的优势在于黑色发光饰面。在对比鲜明的复制品背景下,那些原本融入金属背景的表面不连续性突然变得清晰可见。现在您可以使用从简单放大镜到数字显微镜的任何光学设备来测量和记录缺陷,而不受原始位置进入限制的影响。

这种方法对于狭小空间的焊缝检查特别有效。您无需为了验证管道内的根部焊道而弯曲身体,只需提取一个复制品并将表面带到您面前。您可以将这些复制品存档作为永久记录,提供照片无法比拟的可追溯性

它是无损检测,不留残渣,且适用于几乎任何材料。无论面对的是阀门内表面、高架管道还是复杂的铸造几何体,表面复制技术都能将不可能的直接检查转变为可控的实验室检验。

该技术与您现有的目视检测步骤无缝集成。您仍遵循相同的验收标准和记录要求。您只是将检测能力扩展到了传统直接或远程观察无法触及的区域。

对于需要绝对确定性的关键组件,将标准 VT 与表面复制技术结合使用,可以为您提供两全其美的效果:即时筛查紧随详细的表征分析。

焊缝检查程序

目视检测不仅是织造中的“锦上添花”步骤,它是一项强制性要求

几乎所有主要的制造规范(无论是 ASME BPVC 还是 AWS D1.1 等)都要求对 100% 的焊接接头进行目视检测。

大多数焊缝缺陷源于不良的设置或技术,这意味着您通常可以在焊接完成前很久就捕捉到它们。

有效的检查发生在三个不同的阶段:焊接、焊接和焊接

焊前检查

在电弧产生之前,您就可以预防大多数焊缝缺陷。

焊前检查是您验证接头几何形状是否符合焊接工艺规程 (WPS) 的阶段。

您需要使用精密焊缝规测量坡口角度钝边根部间隙。如果组对间隙过宽或错边量 (hi-low) 超出公差,物理上不可能产生合格的焊缝。

您还必须确保母材清洁(无油、锈或油漆),并验证预热温度符合材料要求。

焊接过程中的检查

焊接一旦开始,您不能直接走开直到结束。

焊接过程中检查涉及在沉积各层焊缝时对其进行监控。

您要观察各道之间是否清渣干净,并确保层间温度保持在规定限制内。

这是您发现未熔合根部焊道(接头中最敏感的部分)裂纹的最佳机会。

如果工艺要求双面焊接,验证第二面是否正确清根至露出金属本质,对于防止未焊透至关重要。

焊后检查

在金属冷却后,焊后检查根据规范的验收标准验证最终产品。

您不仅仅是在寻找裂纹;您需要使用角焊缝规测量实际的焊缝尺寸(焊脚长度或喉厚)。您必须检查表面不连续性,如咬边重叠或过大的余高

焊缝轮廓应肉眼可见地平滑并逐渐过渡到母材。如果发现表面气孔或焊缝区外的意外电弧擦伤,必须清晰标出以便修理。

适用标准与规范

目视检测常被认为具有主观性

如果我说划痕“太深”,但您说它“很轻微”,谁说了算?

这就是为什么根据公认标准执行检查是不可妥协的。这些文件消除了歧义,提供了清晰的验收标准,因此无论谁拿着手电筒,结果都是可重复的。

根据您的行业,您可能会与其中一个主要的管理机构打交道。

在美国,ASME(美国机械工程师学会)和 AWS(美国焊接学会)主导压力容器和结构领域。

对于国际项目,ISO(国际标准化组织)提供全球一致性,而 API (美国石油学会) 为石油和天然气行业制定规则。

此外,ASTM(美国测试与材料学会)定义了横跨这些行业的具体检测方法

关键 VT 标准

让我们看看您最常遇到的具体文件。

对于压力设备,ASME BPVC 第 V 卷第 9 条规定了工艺鉴定和执行的严格要求。

它确切地规定了您需要多少光线以及您可以查看的最大角度。如果您处理的是结构钢,AWS D1.1 第 6 条是您的检查规则参考,定义了什么算作可剔除的焊缝不连续性

在国际上,ISO 17637 涵盖了焊缝的无损检测,特别是详细说明了熔化焊接头的目视检测。

对于管道和储罐等在役设备,API 510API 570 等标准在很大程度上依靠目视检测来监测腐蚀速率和壁厚减薄。

最后,像 ASTM E1417 这样的标准规范通常强制要求将完整的目视检测作为进入渗透检测等更灵敏方法之前的先决条件。

人员资格要求

目视检测感觉就像只是看着,对吧?

但问题就在这里:它本质上是主观的。

因为肉眼是主要的仪器,所以检测的可靠性完全取决于检测员的能力

这就是为什么标准组织强制执行严格的资格要求,以确保“观察”确实被视为有效的检测

大多数工业项目遵循 ASNT SNT-TC-1A 推荐规范或 ISO 9712 标准制定的指南。

这些框架通常根据职责将人员分为三个不同的等级:

  • 一级 (Level I):可以在监督下执行特定的校准和测试,但不能解释结果或签署报告。
  • 二级 (Level II):标准的“检测员”角色。他们可以设置设备,根据规范解释结果,并独立报告发现。
  • 三级 (Level III):专家级,负责制定书面规程、培训一级/二级人员,并主持资格考试。

您还需要证明您的身体条件能看到缺陷。

候选人必须每年通过视力测试,通常是在不小于 12 英寸 (300 mm) 的距离阅读标准的 Jaeger J1J2 图表。

您还需要通过辨色力测试。这确保您能区分用于识别材料的颜色,或解释在判定焊接质量时经常发现的颜色编码迹象。

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获得认证不仅仅是读一本书。对于目视检测的二级 (Level II)认证,您通常需要大约24 小时的正式课堂培训和210 小时的存档实践经验。

最后,认证有两种形式。

雇主授权认证(在 SNT-TC-1A 中很常见)意味着您所在的特定公司针对其规程对您进行认证。

如果您离职,该认证就会失效。

相比之下,像 ASNT 中央认证计划 (ACCP) 这样的第三方认证是可移植的,并在整个行业获得认可,证明您的技能无论受雇于谁都符合全球标准。

如何实施目视检测计划

实施目视检测计划可能看起来很简单。

毕竟,您只是在观察零件,不会那么繁重,对吧?

但要获得可重复的结果是非常复杂的。正式的实施会从随机观察转向结构化、可证明的过程。

这需要同步三个具体要素:书面规程合格人员以及正确的设备

如果没有这种结构,对于同一个组件,两个不同的检测员可能会给出两个不同的结果。

遵循以下 4 个步骤来实施目视检测计划:

  1. 制定书面规程 – 根据 ASME 第 V 卷或 ISO 17637 标准,创建包含具体验收标准、照明要求(最低 1000 勒克斯)和观察角度的存档检测规范。
  2. 准备检查区域 – 清理表面以去除油脂、氧化皮和涂层;验证环境条件,包括最低 1000 勒克斯的照明和通往测试表面的安全路径。
  3. 执行检测 – 使用系统化扫描技术,检查区域之间重叠 50%;保持眼睛位置在 600mm (24 英寸) 以内,且与表面夹角不小于 30 度。
  4. 记录并报告结果 – 记录检测员身份、日期、规程修订号、缺陷类型、位置和尺寸;包含高分辨率图像以及引用适用规范的合格声明。

制定书面规程

您不能仅凭记忆执行一致的检查。

第一步是创建一个书面规范或规程,规定如何利用标准化标准确切地进行检测。

该文件必须列出检测范围、所需的设备(如放大镜量规),以及您所引用的具体标准,如 ASME BPVC 第 V 卷ISO 17637

您的规程需要确定毫无歧义的验收标准

例如,与其说“检查划痕”,不如明确规定“长度超过 1 mm 的线性迹象是可剔除的”。

您还必须定义观察条件,包括所需的观察角度照明强度。这消除了过程中的主观性,并为您的团队提供了每次都要遵循的清晰“配方”。

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一个常见的陷阱是标准模糊。尽可能始终量化限制指标。

如果规范允许高达 0.8 mm咬边,您的操作程序必须明确规定,对于接近该深度的视觉迹象,需要进行测量工具验证。

准备检测区域

目视检测的效果仅取决于您对测试表面的观察质量。

在拿起放大镜之前,您必须清洁组件以去除油脂氧化皮飞溅物或可能掩盖表面缺陷保护涂层

即使是一层微小的污垢也可能隐藏发状裂纹。常见的清洁方法包括溶剂清洗钢丝刷刷洗,但要小心不要使用可能将金属抹过缺陷开口的机械方法。

部件清洁后,您必须核实环境条件

照明在这里是一个关键变量。

大多数标准(包括 ISO 9712)要求检测表面的最小光照强度为 1000 Lux(约 100 英尺烛光),以便探测细微细节。

您还需要核实进入通道。如果您正在检测一个狭窄空间,请核实安全许可已到位,并且您有足够的观察距离以便舒适地查看该区域。

执行检查

开始检测时,请使用系统的扫描技术

不要只是随机地扫视部件。

以结构化的网格或线性模式扫描表面,确保相邻区域重叠至少 50%,以防止遗漏点。

您需要保持眼睛与表面之间特定的几何关系。标准规范要求眼睛距离表面在 600 mm(24 英寸)以内,且角度约为 30 度或更大。

在扫描过程中,您经常会在肉眼观察(仅使用眼睛)和辅助观察(使用硬性内窥镜检测镜等工具)之间切换。

如果您发现潜在的异常,请立即停止并对其进行特征描述。使用机械量规比较器来测量尺寸。

绝对不要猜测缺陷的大小;可靠的质量保证取决于经过验证的测量结果。

记录并报告结果

最后一步是通过文档建立追溯性

目视检测报告必须包含的不仅仅是一个“合格”或“不合格”的勾选框。

您需要记录检测员身份检测日期以及所使用的具体程序修订版本。当您发现相关迹象时,记录其类型准确位置尺寸(长度、宽度以及可测量时的深度)。

现代远程可视化检测工具通过在扫描期间直接捕捉高分辨率图像或视频,使这一过程变得更加容易。

如果您进行直接观察,带有参考比例尺的手绘草图或照片也是不错的替代方案。

始终包含一份明确的符合性声明,并引用适用的代码(例如,“根据 AWS D1.1 表 6.1判定为合格”)。

这些文档在审核期间为您提供保护,并提供组件状况的历史记录。

目视检测与其他无损检测(NDT)方法的对比

您可能会想,既然我们有眼睛,为什么还需要昂贵的技术。

现实情况是,目视检测我们首先尝试的方法,但它很少是唯一涉及的方法。

无损检测方法的层级中,目视检测(VT)扮演着特定的角色:它是一个过滤器。

它能捕捉明显的问题:

  • 表面裂纹 —— 组件表面可见的主要断裂和发状缺陷
  • 腐蚀损坏 —— 化学暴露引起的点蚀、生锈和材料退化
  • 尺寸误差 —— 超差测量和几何对齐不良
  • 焊接不连续性 —— 焊接接头中的气孔、咬边和未融合

这样做是为了避免在已经有明显缺陷的部件上浪费时间和金钱去使用先进方法。

这就像粉刷房子:您不会在修复干墙上的洞之前刷上昂贵的面漆。

同样,您在进行射线检测超声波检测等方法之前先执行目视检测(VT)。

如果焊缝有可见的表面气孔,您可以通过 VT 立即拒收。完全没有必要花费更高成本并引入安全隐患去设置 X 射线源,来寻找用手电筒就能看到的故障。

然而,人眼有其极限。

VT 严格限于表面缺陷探测。它无法看穿钢材或混凝土。

对于内部不连续性,例如厚焊缝内部的未融合或板材内部的层叠,您必须使用超声波检测(UT)或射线检测(RT)等体积法。

这些方法使用声波或辐射穿透材料,揭示 VT 物理上不可能捕捉到的数据,即使是使用先进的远程可视化检测摄像头也是如此。

即使在表面,VT 也会漏掉一些东西。

紧密的裂纹通常对肉眼不可见,因为它们反射的光线不足。

为了捕捉这些缺陷,我们将 VT 与液体渗透检测磁粉检测结合使用。

这些方法充当“对比度增强剂”,迫使缺陷在背景中脱颖而出。

对于导电材料,您可能会使用电磁法来寻找这些隐蔽的表面瑕疵。

选择最终归结为成本与能力的权衡。

目视检测速度快,所需设备最少,每检测小时的成本非常低。

但它是主观的,且仅限于表面。

先进方法提供定量数据和深度信息,但它们需要经过高度培训的技术人员和昂贵的硬件。

大多数有效的质量保证计划都是串联使用它们的:由 VT 进行初步过滤,由辅助方法验证其余部分。

视觉检测的挑战与解决方案

在实践中,获得一致的结果是非常困难的

环境干扰人类局限性往往会合力将缺陷隐藏在眼皮底下。

提高检测可靠性需要预先承认这些障碍。如果您不为此做打算,您的数据就会变得混乱且不可靠。

进入通道限制

最危险的缺陷往往隐藏在最难到达的地方。

狭窄空间、阀门内表面或高空管道通常使直接视线受阻。

如果检测员无法让眼睛靠近表面 600mm(24 英寸)以内,检测通常无法满足规范要求

试图强行进入也可能给您的团队带来重大的安全风险

解决方案在于远程可视化检测工具。

使用视频内窥镜爬行机器人甚至无人机,可以让您在不危害人员的情况下弥补这一差距。对于新项目,您应该提倡为检测而设计

在设计阶段增加观察口或检修孔可以避免日后的大量麻烦。

环境因素

您无法检测看不清的东西。

光线欠佳、重油脂或锈皮会掩盖发状裂纹等表面迹象。甚至抛光金属产生的眩光也会让检测员对细微缺陷视而不见。

极端温度也会产生影响。

高温产生的热浪波动会扭曲视觉数据,并损坏敏感的光学设备。

要解决这个问题,应将表面处理视为强制性步骤。

在观察前,使用钢丝刷刷洗或溶剂清洗去除污染物。始终使用照度计验证您的照明是否满足最小 1000 lux 的要求。

如果环境恶劣,请安排在停机窗口期间工作,或使用临时遮篷等环境控制措施来稳定区域。

检测员的差异性

人不是机器。

检测员疲劳、分心和不同的经验水平不可避免地会导致对同一部件产生不同的结果。

这种主观性是目视检测的主要弱点。一个人可能会因为咬边拒收某个焊缝,而另一个人可能基于稍有不同的观察角度或解释而判定为合格。

您可以通过使用不留猜测空间的标准化程序来稳定这一状况。

提供参考照片或实物表面比较器,以便检测员根据已知标准对照缺陷,而不仅仅凭记忆。

执行严格的轮岗制度以防止眼部疲劳,并实施定期的视力敏锐度测试(通常为 Jaeger J1 或 J2)以验证生理能力。

结论

目视检测看似简单,但容易误导。

毕竟,严格观察听起来够容易的,不是吗?

它实际上是机械完整性的基础。它充当首要看门人,在您需要动用昂贵的超声波或射线设备之前很久,就能捕捉到表面缺陷对齐不良腐蚀

只有当您像对待任何其他无损检测(NDT)技术一样,以同样的严谨和尊重对待这种方法时,它才会奏效。

实现一致性在很大程度上依赖于拥有合格的人员。仅仅拥有“好视力”是不够的;您的检测员需要了解缺陷形态,并遵循符合 ISO 17637ASME 第 V 卷等标准的严格书面程序

无论您是使用简单的焊接检验规检查余高,还是使用复杂的视频内窥镜进行远程可视化检测,工具的效果都取决于其背后的培训。

持证的 Level II 技术人员确切知道要找什么,而未经训练的眼睛往往只看到金属。

记住准备工作就是一切

如果您跳过表面清洁,或尝试在照明不足(通常低于 1000 lux)的情况下进行检测,您本质上是在盲打。

系统的执行(带有适当重叠的扫描)可确保您不会漏掉隐藏在阴影中的关键迹象。您还需要用可靠的文档来支持您的发现。

一份包含高分辨率照片和测量数据的清晰检测报告,能将主观意见转变为客观、可追溯的记录。

虽然目视检测(VT)功能强大,但它确实有物理极限。

它最好作为筛查工具使用,并配合涡流检测或磁粉检测等补充方法,以捕捉光线本身无法揭示的紧密裂纹或近表面问题。整合这些方法能为您提供全面的覆盖。

这里最大的收获是关于投资回报。花时间开发坚实的检测方案并在体面的光学辅助工具上投入资金并不仅是一项支出。

它是质量保险

相比于在现场发生的灾难性故障,在制造过程中通过视觉探测到 0.5 mm 的裂纹,其修复成本几乎可以忽略不计。

所以,不要低估直接观察的力量。拿起您的手电筒放大镜,核实您的验收标准,并开始有目的地进行检测吧!

常见问题解答

机械工程中目视检测的主要目的是什么?
目视检测允许您在不损坏组件的情况下评估其表面状况。您可以使用它来发现明显的缺陷,如裂纹、腐蚀或组装错误。在应用更复杂的无损检测技术之前,它作为首要的筛查方法。

使用目视检测方法可以探测到哪些类型的缺陷?
您可以识别表面不规则性,如裂纹、凹坑和划痕。在焊接中,您可以寻找气孔、咬边和错边。但是,您无法探测位于表面材料下方的缺陷,因此必须仔细检查以对外部看到的迹象进行分类。

标准视觉检测需要哪些设备?
基础工具包需要强光源(通常是手电筒)和检测镜。您还需要卡尺和焊缝规等测量工具来测量所发现缺陷的大小。对于细微的工作,您可能会增加放大镜或内窥镜以提高能见度。

直接目视检测与远程可视化检测有何不同?
当您可以将眼睛置于距离表面 24 英寸(约 600mm)以内时,属于直接测试。当您无法物理触及该区域时,远程检测会使用内窥镜或无人机摄像头等光学辅助工具。这两种方法都需要清洁的表面和良好的照明才能有效。

为什么在执行目视检测前必须清洁表面?
污垢、油脂和油漆可能会掩盖严重的表面缺陷。您需要一个干净的表面,以确保裂纹或腐蚀清晰可见。如果您跳过这一准备步骤,较轻微的迹象可能会隐藏在碎屑下,使您的检测结果变得不可信。

目视检测检测员的标准资格等级是什么?
大多数程序遵循 SNT-TC-1A 指南下的三级体系。I 级技术人员执行特定的测试,而 II 级检测员根据规范评估结果。III 级人员负责开发程序并监督计划。您还需要通过年度视力检查以维持证书。

哪些行业代码通常管辖目视检测的验收标准?
工程师依靠 ASME BPVC 第 V 卷(用于压力容器)和 AWS D1.1(用于结构钢)等标准。这些文件规定了照明强度、观察角度和允许的最大缺陷尺寸。遵循这些规范有助于您在不同项目中维持一致性和安全合规性。

目视检测与超声波或射线检测方法相比如何?
目视检测更快且更便宜,但仅限于表面。超声波和射线检测方法可以探测目视检测会漏掉的内部缺陷。因此,您通常首先执行目视检测来筛选零件,然后再进行成本更高昂的体积检测。

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统计过程控制 (SPC) 是一种利用统计技术来监控和控制制造过程的方法。 我过去常常认为,如果将机器设置得极其完美,它应该能无限期地生产出完美的零件。如果尺寸出现偏差,我会立即微调设置来修复它。但事实证明,这对任何人都毫无帮助。 根据每一次测量结果不断微调机器,通常只会放大问题。 我意识到每一个过程,无论多么精确,都有其心跳(一种自然的变异节奏)。为了在不抓狂的情况下管理这一点,我们需要统计过程控制 (SPC)。 它的目的是告诉你什么时候真正偏离了航向,什么时候只是遇到了路上的一个小颠簸。 目标直截了当:效率。 通过使用 SPC,您可以确保您的过程发挥其最大潜力,生产出更多符合规格的产品,并显著减少浪费。 您不再依赖昂贵的终端检测,而是开始在错误发生之前进行预防。 您可能会听到这个术语与统计质量控制 (SQC) 互换使用,或者看到它在关于质量控制的更广泛指南中被提及。 虽然它们同根同源,但 SPC 主要关注输入和活动过程,而不仅仅是最终输出。 在这篇文章中,我想帮助您建立一个关于 SPC 的坚实思维模型。我们将涵盖: 我保证,这比看起来要容易。 什么是统计过程控制? 大多数人认为质量保证就像期末考试。您制造产品,然后在生产线的最后进行检查。 如果不合格,就报废。 但坦率地说,这种做生意的方式极其昂贵。当您发现缺陷时,时间和材料已经浪费了。 统计过程控制 (SPC) 彻底颠覆了这种模式。 我们不再等待成品,而是使用统计方法来实时监控生产过程。目标是从检测(发现坏零件)转变为预防(从一开始就阻止其产生)。 这很像烤饼干。 传统的检查是在饼干出炉后尝一尝看是否烤焦了。SPC 是在烘烤时监控烤箱温度和计时器。如果温度飙升,您要在这批饼干被毁之前修复它。 为了使其发挥作用,我们需要依赖严格的质量数据。 我们从直接的产品测量和仪器读数中收集这些数据。通过统计分析这些数据,我们确保过程表现一致,从而免去生产后修正的头痛。 SPC 的历史 了解这些东西的真正来源有助于真正理解其背后的”原因”。 故事始于 20 世纪 20 年代初,贝尔实验室的一位名叫 Walter A. Shewhart 的物理学家。 他正试图解决一个棘手的问题:区分电话设备制造中的随机噪声和实际问题。… <a href="https://www.plastiform.info/zh/blog/zhiliangbaozheng/spc/" class="read-more">Read More</a>

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相控阵超声检测(PAUT)是如何工作的?

相控阵超声检测(PAUT)是一种先进的无损检测方法。它让您可以使用一组小型超声探头检测材料中的缺陷,而无需损坏部件。与传统的单探头测试不同,您无需移动探头。 探头保持固定,您通过电子方式引导声束,实现精确的电子束聚焦。 如果您需要快速检查复杂几何形状或大表面,PAUT提供的扫描比传统方法更快且显示更多细节。 在本文中,我将解释相控阵超声检测的工作原理。 我们将介绍核心原理,如控制声束的聚焦法则和延迟法则,以及包括扇形扫描束控在内的技术。 您还将了解主要硬件组件及其最常见的应用。 如果您想先复习基础知识,请查看我们关于什么是超声检测以及它如何工作的指南。 它为理解超声检测的一般工作原理提供了良好的基础。 什么是相控阵超声检测? 相控阵超声检测(PAUT)是一种检测方法,它依赖于装有许多小型超声元件的探头。 在较旧的技术中,您必须在表面上物理滑动单个探头。 PAUT则不同。 它让您可以以电子方式引导超声束,为您提供精确控制,而无需移动探头本身。 其名称揭示了它的工作原理。 “阵列”是指元件的集合,“相控”是指用于脉冲每个元件的特定计算机控制时序。 通过调整时序,您可以准确地塑造和引导声束到您需要的位置。这个过程使用波物理学的基本原理,其中声波相互干涉以聚焦能量。 历史发展 这项技术实际上起源于医疗领域,医生在20世纪将其用于超声成像。 工业无损检测采用它花了一段时间,因为早期系统对大多数团队来说过于复杂和昂贵。 一旦计算机变得更强大,制造成本下降,PAUT就成为一种出色的检测工具。 现在,您会发现它被用于许多要求严格的行业,如建筑、管道和发电,以验证材料质量。 但并非随处可见,因为与替代方案相比,它仍然是一种相对昂贵的控制工具。 关键组件 任何PAUT系统的核心是探头。 该组件容纳所有将电信号转换为超声波的压电晶体元件。 这些元件彼此分离,以防止它们在探头内部相互干扰。 探头有几种配置:线性阵列、矩阵阵列或环形阵列。 对于大多数工业应用,例如相控阵焊缝检测,您可能会使用包含16到32个元件的线性阵列。 该探头通过专用电缆连接到主机,但您也可以找到无线选项。 电子束聚焦如何工作 在相控阵技术中,您可以引导和塑造超声束,完全无需移动探头。 这是PAUT相对于传统方法的最大区别,它让您更快、更彻底地检查部件。 但您需要精确的时序和基本的波物理学来将声波发送到您想要的位置。 聚焦法则和延迟机制 您使用聚焦法则管理束聚焦。 这些是简单的指令,告诉每个阵列元件何时发射脉冲。… <a href="https://www.plastiform.info/zh/blog/zhiliangbaozheng/paut/" class="read-more">Read More</a>

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管道超声波检测

什么是超声波检测?如何使用?

超声波检测是一种无损检测方法,利用高频声波检查材料的内部结构而不对其造成损伤。 它的工作原理类似于工业部件的医学超声波,向零件内部发送声脉冲,并通过分析返回的回波来发现缺陷或测量厚度。 例如,要确认焊缝是否完全牢固,或从外部测量管道的壁厚,超声波检测都是理想的解决方案。 在本文中,我将详细解释超声波检测的工作原理。 我们将介绍其在缺陷检测、厚度测量和材料表征方面的主要应用,以及它为何被航空航天、石油天然气和运输行业广泛采用。 之后,我将向您介绍这种强大检测技术所需的设备、技术方法、优势以及局限性。 准备好深入了解了吗? 什么是超声波检测? 超声波检测(UT)是一种无损检测(NDT)方法,使用工业级超声波来确保零件不含隐藏的裂纹或厚度异常。 其基本原理是通过材料(例如管道)发送极高频率的声波,以发现隐藏的问题而不造成任何损伤。 这些声波的频率远高于人类听觉范围,通常在0.1到15兆赫兹(MHz)之间,但有时可以高达50 MHz。 核心原理非常简单。 设备向待检零件发送声脉冲。如果声波顺利穿过且未发现问题,它的传播行为是可预测的。 但如果遇到裂纹、空洞或材料变化,部分声能会以回波的形式反射回来。通过分析这些返回的回波,技术人员可以定位隐藏在部件内部的缺陷。 这种检查零件整个体积的能力,使其成为相比其他方法更强大的检测手段。 像复制胶泥、液体渗透或磁粉检测等技术非常适合发现表面缺陷,但无法观察内部情况。 使用超声波的检测为您提供表面之下的视野。 为保持一致性,技术人员使用标准化的术语来描述测试结果和设备,这在ASTM E1316-23标准中有详细规定。 另一个优势是安全性。 与使用X射线的射线检测不同,UT中的高频声波对操作员完全无害。 这使得检查可以在繁忙的工作区域进行,而无需采取与辐射相关的特殊安全预防措施。 这对工业工厂来说是一个巨大的优势。 超声波检测如何工作? 超声波检测可以说是一种工业声纳。 正如我在上一章所说,您所做的就是将高频声音发送到零件中,然后分析返回的回波。这些回波创建了材料内部状况的图像。这种方法可以揭示隐藏的缺陷或测量厚度,而不会对部件造成任何损伤。 典型的检测系统包含几个关键要素: 当回波返回时,晶体将声音转换回电信号,显示在屏幕上供分析使用。 在显示屏上,返回的回波以峰值形式显示。 峰值的高度或幅度代表反射的强度,可以反映反射体的尺寸。 峰值沿时间或距离轴的位置显示声音传播所需的时间。根据这个传输时间,技术人员可以计算出缺陷的精确深度。 这是基本设置,但有多种类型(或称”子技术”)可供选择。 脉冲回波法 在这种设置中,单个换能器同时充当发射器和接收器。 它将短脉冲声音导入零件,然后监听反射。回波将从材料的远端(称为“后壁”)或任何内部不连续处(如裂纹)反射回来。… <a href="https://www.plastiform.info/zh/blog/zhiliangbaozheng/shen-me-shi-chao-sheng-bo-jian-ce-ru-he-shi-yong/" class="read-more">Read More</a>

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