無損檢測方法在塑料產(chǎn)品常見缺陷檢測中的應(yīng)用

段富華

摘要：隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，塑料產(chǎn)品以其不僅密度低、比強度高，且具有優(yōu)異的耐腐蝕性和絕緣性的優(yōu)勢現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、包裝、國防尖端工業(yè)等各個行業(yè)領(lǐng)域，是當(dāng)今人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)中不可缺少的產(chǎn)品。然而在塑料產(chǎn)品加工制造及使用過程中，由于成型材料、成型模具、注塑機、成型環(huán)境等多種因素的影響，注塑制品的內(nèi)在及外觀質(zhì)量往往存在一定的缺陷。因此，為確保塑料制品的安全使用，通過必要的檢測方法控制塑料產(chǎn)品的質(zhì)量是十分必要的，而實踐表明：無損檢測則具有突出的優(yōu)勢，是塑料產(chǎn)品常見缺陷檢測的有效方法。本文綜合分析了塑料制品在成型和使用過程中存在的缺陷及缺陷產(chǎn)生原因，指出成型工藝、原料因素等是其成型過程中產(chǎn)生缺陷的主要原因。并對國內(nèi)外用于塑料制品的幾種無損檢測方法及其優(yōu)缺點進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞：塑料產(chǎn)品；常見缺陷；無損檢測方法

無損檢測技術(shù)是利用物質(zhì)的某些物理性質(zhì)因存在缺陷或組織結(jié)構(gòu)上的差異使其物理量發(fā)生變化這一現(xiàn)象，在不損傷被檢物使用性能及形態(tài)的前提下，通過測量這些變化來了解和評價被檢測的材料、產(chǎn)品和設(shè)備構(gòu)件的性質(zhì)、狀態(tài)、質(zhì)量或內(nèi)部結(jié)構(gòu)等的一種特殊的檢測技術(shù)。近年來無損檢測技術(shù)在塑料領(lǐng)域中的應(yīng)用得到了很大的發(fā)展。隨著塑料種類的增多，塑料生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，塑料將會發(fā)揮越來越大的作用。為了能高質(zhì)量地生產(chǎn)和正確使用塑料這種高分子材料，必須確切地掌握其物理力學(xué)性能及在線實時監(jiān)測機理和技術(shù)。塑料無損檢測技術(shù)真好彌補了這一技術(shù)要求，它促使塑料的傳統(tǒng)測試方法發(fā)生根本性的變革，使塑料質(zhì)量控制達(dá)到一個新的水平。

1塑料產(chǎn)品常見缺陷分析

1.1產(chǎn)品成型過程中產(chǎn)生的缺陷

塑料產(chǎn)品在成型過程中由于原料、工藝、模具等的不完備牲而產(chǎn)生缺陷，塑料原料的聚合方法、結(jié)構(gòu)、分子量及分子量分布對產(chǎn)品性能有較大的影響，一般聚合度越大，平均分子量越高，制品的力學(xué)性能越好，耐低溫、耐熱及耐老化性能越高，但同時熔體的流動性差，粘度 高，成型加工困難，物料在機頭內(nèi)容易分布不勻，造成局部缺料。如果原料中水分含量高，則樹脂的流動性差，容易粘著而產(chǎn)生凝聚，在加工中容易引起氣泡，原料中的雜質(zhì)對制品的外觀影響較大，加工后在制品表面上形成疵點，還可能引起制品開裂。塑料顆粒大小不均也影響加工時添加劑的分布，而添加劑的分布不均易導(dǎo)致制品表面的缺陷。

塑料制品中的常見缺陷現(xiàn)象有氣泡、龜裂、焊接痕等。常見缺陷、產(chǎn)生原因如下表1：

1.2使用過程中產(chǎn)生的缺陷

塑料產(chǎn)品在使用過程中由于受內(nèi)外因素的綜合作用，其性能會逐漸變壞，出現(xiàn)老化現(xiàn)象，且一般塑料膨脹系數(shù)大，溫度變形大，長期負(fù)重會有蠕變，容易變形。塑料產(chǎn)品缺陷或損傷的產(chǎn)生、擴展與積累會加劇塑料的老化，大大降低塑料產(chǎn)品的使用壽命，甚至?xí)粘蔀?zāi)難性后果，因此塑料產(chǎn)品在使用過程中的定期檢測極為重要，越來越受到人們的重視。

2無損檢測方法的應(yīng)用

無損檢測是利用聲、光、電、磁等特性，在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，檢測被檢對象是否存在缺陷或不均勻性，并對缺陷的類型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化做出判斷和評價，進(jìn)而判定被檢對象所處的技術(shù)狀態(tài)的所有技術(shù)手段的總稱，是建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上的一門應(yīng)用型技術(shù)學(xué)科，其重要性已得到公認(rèn)，具體體現(xiàn)在保證機器零件、最終產(chǎn)品的可靠性和安全性上。近年來，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步使無損檢測技術(shù)獲得了快速發(fā)展，不僅射線、超聲等傳統(tǒng)的檢測技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，還產(chǎn)生了激光全息干涉、激光超聲、紅外、聲發(fā)射、微波、磁記憶、超聲相控陣等眾多的無損檢測新方法、新技術(shù)。

本文通過查閱大量文獻(xiàn)資料總結(jié)出各方法適用范圍及優(yōu)缺點，以下為國內(nèi)外常用的無損檢測方法、適用范圍及優(yōu)缺點，常用的無損檢測方法如下表2：

從表2可以看出，超聲檢測需要使用耦合劑，且很難檢測出近距離缺陷；滲透檢測只能檢測表面開口缺陷；聲發(fā)射檢測必須把材料置于一定的載荷環(huán)境中，這對某些成品構(gòu)件和裝備好的產(chǎn)品是不現(xiàn)實的；激光全息檢測對工作環(huán)境要求高，不利于現(xiàn)場檢測，對內(nèi)部缺陷檢測靈敏度不高；紅外檢測費用高，對內(nèi)部缺陷的形狀和定位不精確；熱成像法要求工件表層有較好的熱吸收率。綜合分析知射線檢測結(jié)果直觀易于觀察和保存，且對缺陷定性容易，定量定位方便，現(xiàn)在發(fā)展起來的數(shù)字射線自動探傷系統(tǒng)可對塑料制品進(jìn)行批量檢測，故得出結(jié)論：射線檢測是塑料制品最適合的無損檢測方法。

射線檢測 （Radiographic testing，RT）是基于被檢測件對透入射線的不同吸收來檢測零件內(nèi)部缺陷的檢測方法，其幾乎適用于所有材料，能直觀地顯示缺陷影像，便于對缺陷進(jìn)行定性、定量分析，射線底片可長期保存，對體積型缺陷比較靈敏，但難于發(fā)現(xiàn)垂直射線方向的薄層缺陷，檢測費用較高，同時射線對人體模型有害，需作特殊防護(hù)。最近幾年數(shù)字X射線直接成像技術(shù)發(fā)展十分迅速，與傳統(tǒng)的膠片成像相比，其有快速實時成像、安全環(huán)保無耗材等優(yōu)點，贏得了很多企業(yè)的青睞。

3結(jié)束語

目前，我國塑料產(chǎn)品的無損檢測尚處于起步階段，未廣泛應(yīng)用于塑料制品缺陷的檢測。這其中的射線檢測、超聲檢測是核心的無損檢測方法，近年來，隨著國內(nèi)外各種無損檢測方法迅速發(fā)展，在射線檢測、超聲檢測基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)字射線照相成像技術(shù)，以其快速實時成像、安全環(huán)保無耗材等優(yōu)點贏得眾多企業(yè)的青睞，該項射線檢測新技術(shù)有希望于為提高塑料制品質(zhì)量，確保塑料制品使用安全性，做出重大貢獻(xiàn)，并能促進(jìn)塑料制品行業(yè)快速健康發(fā)展。

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