銀合金棒材外觀的目視檢測

孫海霞,黃明月,薛晶晶,薛　娜

(西安諾博爾稀貴金屬材料有限公司， 西安 710201)

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銀合金棒材外觀的目視檢測

孫海霞,黃明月,薛晶晶,薛娜

(西安諾博爾稀貴金屬材料有限公司， 西安 710201)

摘要：目視檢測作為一種無損檢測方法，能夠及時發現銀合金棒材中間工序產品表面的宏觀缺陷。列舉了銀合金棒材目視檢測的常見缺陷，以及影響銀合金棒材目視檢測的因素。對于目前無損檢測行業缺乏統一的標準而造成檢測中判定的主觀性和盲目性的問題，建議通過實踐，建立有色金屬目視檢測的標準規范。

關鍵詞：目視檢測;銀合金棒材;表面;宏觀缺陷

目視檢測(Visual testing,簡稱VT)作為人類最古老的無損檢測方法，是指通過人的眼睛(直接目視檢測)或眼睛與各種輔助延伸工具相結合(間接目視檢測)，對工業產品表面進行檢查的無損檢測方法[1]。目視檢測的質量直接關系到最終產品的質量，除目視檢測外的其他無損檢測必須在基于合格通過目視檢驗的前提下而進行。

目視檢測成本低，檢測結果具有直觀、真實、可靠、重復性好等優點，被廣泛應用于產品制造、安裝、使用的各個階段。該方法可應用于各種金屬原材料(鑄錠、鍛件、棒材、絲材、管件、粉末冶金)及非金屬材料的表面檢查，也可應用于產品檢查，例如焊接件、設備支撐、螺栓、螺母、減震器、限位、壓力容器等的表面檢查，同時也可應用于產品使用過程中的定期和非定期檢查[1]。

目前，筆者所在公司在實際生產過程中已廣泛應用目視檢測法對各中間工序產品及成品進行表面檢測。其中在貴金屬及稀有金屬管、棒材,如核級Ag-In-Cd控制棒中的應用最為廣泛[2-4,5]。

由于受到人眼分辨能力和儀器設備分辨率的限制，目視檢測通常用于檢測被檢樣品表面的宏觀缺陷；檢測過程中由于受到被檢件表面照度、顏色等因素的影響，容易發生漏檢的現象。筆者根據工作中的積累,著重介紹銀合金棒材目視檢測的常見缺陷及目視檢測的影響因素。

1目視檢測銀合金棒材常見缺陷及產生原因

按照缺陷產生的原因通常將其分為自然缺陷和其他缺陷[6]。自然缺陷是棒材在冷拉伸過程中由于棒材自身變形引起的缺陷。其他缺陷通常是由于生產現場環境、設備、人員等外在因素造成的缺陷。表1為常見的缺陷類型及產生原因。

目視檢測核電用銀合金棒材的過程中，發現的各類缺陷大小可通過建立的目視檢測對比標樣進行對比，判斷其是否合格。

表1　銀合金棒材目視檢測常見缺陷類型

1.1　起皮

用肉眼觀察有凸起毛刺，用金相砂紙輕拋，毛刺拋掉后，留下連續小坑，如圖1所示。銀合金棒材的生產過程中，在擠壓和拉拔工序中易出現起皮缺陷。

圖1　起皮缺陷示例

1.2　折疊

用肉眼觀察有軸向細線，顏色發灰黑，用放大鏡觀察如圖2所示。

圖2　折疊缺陷示例

1.3　氣孔

用肉眼觀察棒材表面呈非常小且表層非常薄的鼓包，用銼刀輕輕修磨，表皮掉后呈黑色小點，用放大鏡觀察呈小孔狀，此缺陷也易于在擠壓和拉拔工序中產生，如圖3所示。

圖3　氣孔缺陷示例

1.4　裂紋

棒坯本身可能存在微小夾渣和疏松之類的缺陷，在拉拔過程中由于變形不均勻產生裂紋，如圖4所示。

圖4　裂紋缺陷示例

1.5　夾雜

棒材表面呈現出小面積灰色區域，個別夾雜呈現的顏色易與表面輕微氧化色混淆，用放大鏡觀察清晰可見。圖5為肉眼及放大鏡觀察到的不同形態的夾雜缺陷。

2銀合金棒材目視檢測結果的影響因素

2.1　光照度

光照是目視檢測的必要條件之一[7]，合適的照明條件是保證目視檢測結果正確的前提。人眼對背景光的限制和敏感程度是有所不同的，不同的光照情況將產生不同的檢測效果，所以需要根據檢測對象和環境，制定出具體的照度范圍[8]。

圖5　夾雜缺陷示例

一般檢測時，至少要有500 lx的光照度，而用于檢測或研究一些小的異常區時，尤其是疑似缺陷區域，則至少要有1 000 lx的光照度。光源可以是自然光(日光)，也可以是人工光源，可根據檢測環境來選擇。對于光潔的金屬表面，光照應避免產生刺眼的反光，而選用漫散射特性的光，光照度不應大于2 000 lx。

銀合金棒材表面亮度較高，對表面質量要求非常高，也就是說非常小的缺陷也要求檢測出來。如采用自然光進行檢測時，不能將被檢件直接放在太陽光下，因為銀合金棒材會產生強烈的反光，不但無法進行目視表面檢測，還容易刺傷人眼;采用人工光源進行檢測,應選用白光較為合適。銀合金棒材目視檢測光照度要求達到300～1 000 lx;局部目視檢測時應不少于500 lx;必要時，可采用輔助光源照明。

2.2　目視檢測的分辨率

目視檢測的分辨率包括色差，但不僅僅是指色差，而是指缺陷在金屬表面被分辨出來的清晰程度。目視檢測使用的主要工具是人眼，影響目視的因素包括照在被檢物體上的光線波長或顏色、光強以及被檢件所處現場的背景顏色和結構以及所使用的輔助工具的放大倍數等。目視檢測是基于缺陷與本底表面具有一定的色澤差和亮度差而構成可見性來實現的。因此，在目視檢測過程中，被檢件與其所處環境背景顏色的反差是非常重要的。缺陷由于背景光的不同會產生不同的視覺效果，從而影響人對缺陷的判斷。

為獲得較高的分辨率,目視檢測時，通常人眼與被檢表面的距離不大于600 mm，與被檢表面的法線夾角不大于60°。在銀合金目視檢測過程中，要求人眼與被檢表面的距離在300～500 mm間。

2.3　被檢棒材的清潔度

當被檢棒材表面有影響目視檢測的污染物時，必須將這些污染物清理干凈，以達到全面、客觀、真實的檢測目的。在潮濕的環境中，銀合金棒材較其他金屬材料易氧化，表面氧化色易遮蓋缺陷，給目視檢測帶來較大的困難。要解決這一問題，可采用機械拋光的方法取得適宜的粗糙度，從而達到良好的檢測效果。

2.4　檢測人員要求

2.4.1視力要求

目視檢測銀合金棒材的人員，不論是否經過視力矯正，至少有一只眼睛或兩只眼睛的近距視力為：距離大于等于30 cm時，至少能讀出Times Roman No.4.5 中最小符號或等同大小的字母;并具有辯色能力，能通過色覺檢查圖的變色測試。

2.4.2資質要求

采用目視檢測方法檢測銀合金棒材表面質量的人員，應具有無損檢測人員資格鑒定單位認可的Ⅰ級以上的資質證書[9]。

3結語

在銀合金棒材的目視檢測過程中，良好的照明條件，良好的分辨率，清潔干凈的被檢棒材能夠使目視檢測順利進行。因目視檢測主要靠人眼，故檢測結果受到人的主觀因素的影響，難以保證檢驗結果的一致性，尤其是對缺陷的深度判斷隨意性比較大。建議通過采集各類不允許缺陷的狀態，建立完整的目視檢測技術標準，以使有色金屬的目視檢測更加規范，檢測結果的一致性得到保證。

參考文獻:

[1]王躍輝，花家宏.目視檢測[M].北京：機械工業出版社， 2009:44-47.

[2]劉英，張文.核級銀錮鎘合金中AgInCd的連續滴定[J].分析實驗室，1999 , 18(6)：67-70.

[3]SEPOLD L, LIND T. AgInCd control rod failure in the QUENCH-13 bundle test[J]. Annals of Nuclear Energy, 2009(36):1349-1359.

[4]JOSé A C, JUAN J O. BWR control rod design using tabu search[J]. Annals of Nuclear Energy, 2005,32:741-754.

[5]許俊龍，馬官兵，王賢彬,等.核反應堆燃料組件的無損檢測和修復[J].無損檢測，2014，36(11):38-39.

[6]黎鼎鑫，張永俐，袁弘鳴,等.貴金屬材料學[M].北京：中南大學出版社, 1991:67-72.

[7]陳翠麗.表面無損檢測的光照度與檢測結果的可靠性[J].無損檢測，2012，34(10):81-82.

[8]王端軍，張華偉.GCr15軸承鋼絲表面裂紋原因分析[J].南鋼科技與管理，2008(1):12-14.

[9]馬恒儒，錢其林，吳東流,等.無損檢測人員資格鑒定與認證[M].長沙：中南大學出版社，2002:34-35.

Visual Testing of Silver Alloy Rods Appearance

SUN Hai-xia, HUANG Ming-yue, XUE Jing-jing, XUE Na

(Xi′an Noble Metal Materials Co., Ltd., Xi′an 710201, China)

Abstract：Visual testing as a method of nondestructive detection is widely used for surface defect of the intermediate working procedure of silver alloy bars. This paper mainly introduces different defects in the fabrication process of silver rods， and elaborates the cause of these surface defects. At present these is no any unified standards in visual testing industry，which makes the detecting processing very aimless. The author suggests that normative standard should be established.

Key words:Visual testing; Silver alloy rod; Surface; Macro-defect

中圖分類號：TG115.28

文獻標志碼：B

文章編號：1000-6656(2016)02-0064-03

DOI:10.11973/wsjc201602016

作者簡介：孫海霞(1981-),女，工程師，主要從事有色金屬的渦流、超聲及目視等無損檢測工作。

收稿日期：2015-04-23