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嘉峪檢測網 2018-11-02 19:14
在將醫療植入物材料植入患者體內之前,必須對其結構缺陷進行合理的檢測,這將有助于確保這些材料具有足夠的安全性與可靠性。目前,兩種最常用的無損檢測方法就是液體滲透檢測(PT)和超聲波檢測(UT)。
液體滲透檢測技術
關于液體滲透檢測技術最常見的規范就是ASTM F601國際標準,即熒光滲透檢測金屬外科植入物的標準規程。
利用該技術對醫療植入物進行檢測,處理的第一步就是徹底清洗待檢測樣品,因為任何的污垢、油漬、加工液以及其他的污染物都會阻止滲透劑滲透到樣品表面的缺陷內。值得注意的是,大多數的外科植入物都是鈦合金材料,所以需要使用不含氯的溶劑對其進行預清洗,以避免該材料在隨后發生應力腐蝕開裂的可能性。
隨后,在處理好的待檢測樣品上施加滲透劑。通常的做法是將樣品置于一個籃子類的裝置內并浸沒在裝有滲透劑的水槽中,以噴涂或者毛刷涂敷的形式將滲透劑施加到樣品制件上。需要注意的是,滲透劑應當施加到所有需要檢測的區域上,包括所有的孔洞和溝槽等,因為這些區域所受到的壓力一般較大,對于植入物整體的可靠性至關重要。
在施加好滲透劑后,將樣品靜置一段時間,稱之為保留時間,目的在于讓滲透劑具有充分的時間滲透到樣品表面的所有缺陷中。在這段時間過后,去除掉表面多余的滲透劑,一般采取的方法都是嚴格控制的水噴霧法,然后將樣品置于熱風循環烘箱中在125華氏度下徹底烘干。
在樣品烘干后,將一種顯影劑,施加到整個檢測樣品上形成一層薄層。靜止一段時間,稱之為顯影時間,以使得缺陷中的滲透劑能夠很好的被吸出到表面上。
最后,在一個較黑暗的環境中,使用紫外線黑光就能非常清晰的觀察到因為缺陷存在而導致的跡象。
液體滲透檢測技術最大的局限就在于它只能檢測到樣品表面上的缺陷。所以,滲透測試一般用來檢測醫療植入設備中的那些具有復雜外形的整體成品。
超聲波檢測技術
超聲波檢測技術則十分依賴于待檢測樣品的幾何形狀,因此,該技術更多的是用來對那些具有簡單形狀(例如圓管等)的原材料進行檢測,而并不太適合用于對成品進行檢測。關于該檢測技術常用的行業規范,以及客戶特定的檢測要求都與該材料的下一步加工處理有關。
超聲波檢測技術可檢測的材料包括金屬、塑料、陶瓷以及復合材料等。超聲波檢測設備一般體積較小,屬于以微處理器為基礎的儀器,攜帶方便,能夠用于較多領域內。超聲波檢測技術能夠用于厚度測量方面,也能用于材料的力學性能和晶體結構的測定。
來自一個典型缺陷的超聲波信號
超聲無損檢測技術如果能夠被合理使用,將會成為一種快速、高效、方便的工業檢測手段,而且這種技術基本不需要試件準備工作。
聲波在材料中的傳播時間取決于缺陷的位置、大小、形狀等具體因素。在進行缺陷檢測時,通過將測試樣品收到的聲波信號與參考標準樣品的聲波信號進行對比,技術人員能夠較為準確的預估該缺陷的大小。在進行壁厚測量時,聲波在材料內傳播的時間則會被轉換為與材料厚度相關的參數。
舉個例子,如果待檢測樣品是一個具有精確的外徑和壁厚的圓形金屬管狀材料,那么當對其表面和次表面上的缺陷進行檢測時,其壁厚以及壁厚的變化值同樣會被測量出來。
現在,超聲波檢測技術大多是采用自動化設備,在進行檢測時,平均每秒就有數以千計的超聲波脈沖被發送到樣品內,同時被測試系統接受并經過單獨處理。檢測結果則會被發送到一個數字圖表記錄器上,技術人員能夠根據這些記錄結果快速做出評估。
圖1:來自標準參考材料和被測樣品材料的缺陷波形
圖2:波形記錄表明樣品的壁厚值小于指定要求厚度值
圖3:波形記錄表明樣品該區域壁厚變化值較大
在上面幾張波形記錄圖中的圓圈區域顯示了從探頭接收的信號超過從已知缺陷的參考標準材料中接收的信號。這些跡象表明,該區域的材料含有大于參考標準材料的缺陷。圖2中的圓圈區域顯示了管道壁厚低于指定要求的厚度。太薄的材料會造成一些太薄的面積區域,這可能會造成管道失效。圖3中的圓圈區域顯示壁厚變化值超出了允許變化范圍。厚度變化過大可能會導致成品厚度變化較大,使得其在許多應用方面都不適用。
來源:AnyTesting