基于行业标准的注塑机无损探伤操作步骤与质量判定要求

注塑机是塑料加工行业的核心设备，其机筒、螺杆、锁模机构等关键部件长期受高温、高压、物料冲刷及疲劳载荷作用，易产生裂纹、磨损、夹杂等缺陷，直接影响生产效率与运行安全。无损探伤作为预防性维护的关键技术，能在不破坏部件结构的前提下检测内部及表面缺陷，而遵循行业标准（如JB/T、GB/T系列）是确保探伤操作规范性与结果可靠性的核心前提。本文结合注塑机关键部件的失效特点，详细阐述基于行业标准的无损探伤操作步骤与质量判定要求。

操作前的准备工作

无损探伤操作的前提是确保人员、设备与被检部件的状态符合要求。首先，检测人员需持有国家或行业认可的无损检测资格证（如超声检测Ⅱ级及以上），熟悉注塑机部件的结构与失效模式——比如螺杆尾部的应力集中区易生裂纹、机筒内壁因物料冲刷易磨损，这些背景知识能帮助检测人员聚焦关键区域。其次，设备检查需覆盖探伤仪（如数字超声探伤仪）、探头（直探头用于检测内部缺陷，斜探头用于焊缝或表面裂纹）、耦合剂（机油或专用超声耦合剂）及标准试块（如CSK-ⅠA试块用于校准水平线性），确认设备无损坏、探头频率（2-5MHz为常见范围）与角度符合检测要求、耦合剂无分层或变质。

被检部件的预处理是避免检测误差的关键。需用120-240目砂纸打磨去除表面的油污、锈蚀、氧化皮及涂层，确保表面粗糙度不超过Ra12.5μm——若表面残留油污，会导致探头与部件间的声能传递受阻，产生“虚假反射波”；若有氧化皮，可能掩盖真实缺陷信号。对于机筒内壁等难以直接打磨的部位，可采用高压清洗机（压力控制在0.5-1MPa）冲洗，或用丙酮擦拭，确保检测面清洁干燥。预处理完成后，需用记号笔标记检测区域（如机筒的轴向分段、螺杆的螺棱位置），避免漏检。

设备校准与参数设置

设备校准需严格遵循行业标准（如GB/T 18852-2002《无损检测 超声检测 设备性能与检验方法》）。首先校准水平线性：将CSK-ⅠA试块的Φ2mm横孔依次对准探头，记录探伤仪屏幕上的波峰位置，计算相邻孔的间距误差——水平线性误差需≤1%，否则缺陷定位会出现偏差（比如实际缺陷在100mm处，误判为105mm）。然后校准垂直线性：用试块的不同反射体（如大平底、横孔）调整增益，使波幅从满屏80%降至10%，记录波幅与增益的对应关系，垂直线性误差需≤5%，保证缺陷定量的准确性（比如缺陷实际深度5mm，不会误判为3mm）。

参数设置需匹配被检部件的特性。对于机筒（材质多为38CrMoAlA合金钢，壁厚20-50mm），采用直探头（频率2.5MHz），因为直探头的声束垂直入射，能有效检测内部的裂纹或夹杂；对于锁模拉杆的焊缝（厚度10-30mm），采用45°斜探头，因为斜探头的声束能沿焊缝方向传播，检测横向裂纹。耦合剂的选择需兼顾流动性与声阻抗匹配：机油适用于光滑表面（如机筒外壁），专用耦合剂（如甘油基耦合剂）适用于粗糙表面（如螺杆螺棱），耦合层厚度控制在0.1-0.3mm——过厚会导致声能衰减（波幅降低），过薄则无法填充表面间隙（产生杂波）。

具体探伤操作步骤

操作时先在检测面均匀涂抹耦合剂，避免气泡残留（气泡会产生“针状波”，干扰缺陷信号）。探头以20-50mm/s的速度匀速移动，移动路径需呈“之”字形，相邻路径的重叠率≥10%——比如检测机筒外壁时，沿轴向移动探头，每移动50mm就横向偏移探头宽度的1/10，确保覆盖整个检测区域。为检测不同方向的缺陷（如纵向裂纹、横向裂纹），探头需做10-15度的摆动，尤其在应力集中部位（如螺杆尾部的键槽、拉杆的螺纹根部），需增加摆动幅度至20度，确保声束覆盖缺陷的可能方向。

对于焊缝等关键部位，采用“交叉扫查法”：用45°与60°两个角度的斜探头检测同一区域，若两个探头都检测到相同位置的高幅波，说明缺陷真实存在；若只有一个探头检测到信号，可能是干扰波（如表面划痕）。对于机筒内壁的磨损检测，采用“测厚模式”：将直探头对准机筒内壁，沿圆周方向每10°测量一个点，记录最小厚度值——若厚度减薄超过原壁厚的10%（如原壁厚30mm，现厚度27mm），需切换至“探伤模式”，进一步检测是否存在裂纹（磨损区域易因应力集中产生裂纹）。

操作过程中需注意“手压稳定”：探头压力以“耦合剂不溢出、探头不滑动”为宜，压力过大易损坏探头晶片，压力过小则耦合不良。若发现异常信号（如波幅突然升高超过满屏50%），需停止移动，调整闸门（将闸门套住异常波），然后缓慢移动探头，观察波幅变化：若波幅随探头移动快速变化（如从满屏80%降至10%），说明是裂纹；若波幅稳定（如保持满屏50%），说明是气孔或夹杂。

关键部件的探伤重点

机筒是注塑机的“物料通道”，需重点检测内壁的磨损、裂纹及熔接痕。机筒内壁受物料冲刷（如玻璃纤维增强聚丙烯），易产生纵向或螺旋状磨损，超声检测中表现为“厚度均匀减薄”——比如原壁厚30mm，检测到某截面的厚度为25mm，且沿轴向500mm范围内都存在这种减薄，说明是磨损。高温下的热应力会导致内壁产生微裂纹，信号特征为“尖锐脉冲波”，波幅随探头摆动快速变化，且位置固定（不会随探头移动而消失）。检测时需沿机筒轴向每50mm测量一个截面，每个截面测量8个点（圆周方向每45°一个点），记录最小厚度与异常信号位置。

螺杆是注塑机的“塑化核心”，需重点检测螺棱磨损与杆身裂纹。螺棱是物料剪切塑化的关键部位，磨损会导致物料回流（生产中表现为“射胶量不足”），检测时用直探头沿螺棱顶部扫描，若反射波幅从满屏80%降至50%，说明螺棱厚度减薄（如原螺棱厚度5mm，现厚度3mm）。螺杆尾部（与联轴器连接的部位）受扭转应力作用，易产生疲劳裂纹，需用45°斜探头检测螺纹根部的横向裂纹——裂纹信号通常为“高幅窄脉冲”，波幅超过满屏70%，且沿螺纹方向延伸。

锁模机构的拉杆与螺母需重点检测表面裂纹与螺纹损伤。拉杆受反复锁模力（可达数千吨）作用，易在表面产生纵向裂纹，用磁粉探伤（配合超声检测）可快速识别——磁粉会聚集在裂纹处形成“线性痕迹”，超声检测中表现为“表面波高幅波”。螺母的螺纹牙受挤压磨损，会导致锁模力下降（生产中表现为“产品飞边”），需用30°小角度探头深入螺纹间隙检测，磨损的螺纹牙会产生“连续低幅波”，波幅随探头移动缓慢变化。

质量判定的核心依据

质量判定需结合“行业标准+部件重要性+使用环境”三者综合考量。对于机筒、螺杆等主要受力部件，遵循JB/T 10429-2004《注塑机 技术条件》：机筒内壁裂纹深度≤壁厚的5%（如壁厚30mm，裂纹深度≤1.5mm）为合格，超过10%（≥3mm）需报废；螺杆螺棱磨损量≤原尺寸的5%（如原螺棱厚度5mm，磨损≤0.25mm）为合格，超过8%（≥0.4mm）需修复（如堆焊不锈钢）。对于焊缝（如拉杆与模板的焊缝），遵循GB/T 11345-2013《焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定》，缺陷等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，注塑机焊缝需达到Ⅱ级及以上（即缺陷长度≤焊缝长度的10%，深度≤壁厚的15%）。

缺陷的“定性、定量、定位”是判定的关键。定性：裂纹通过“动态扫查”确认——探头移动时波幅突变，摆动时波幅变化大；气孔通过“孤立高幅波”确认——波幅高、波形圆润、衰减慢；夹杂通过“连续低幅波”确认——波幅低、波形不规则、伴随杂波。定量：缺陷长度用“端点法”测量——探头移动至波幅下降到满屏50%的位置，两点间的距离即为缺陷长度；缺陷深度用“声程计算”——深度=声程×sinθ（θ为探头角度，如45°探头，声程10mm，深度=10×sin45°≈7.07mm）。定位：用“水平线性”校准后的刻度，直接读取缺陷的位置（如机筒轴向1000mm处，圆周方向90°）。

判定时需考虑使用环境：若注塑机用于医疗塑料（如注射器）或食品包装（如饮料瓶），缺陷验收等级需提高至Ⅰ级（无裂纹、无大于Φ1mm的气孔）；若用于普通塑料（如塑料筐），可适当放宽至Ⅱ级，但需确保缺陷不会在短期内扩展——比如某螺杆的螺棱磨损量为6%（原尺寸5mm，磨损0.3mm），若生产负荷低（每天运行8小时），可继续使用；若生产负荷高（每天运行24小时），需立即修复。

常见缺陷的识别与区分

裂纹是最危险的缺陷，超声信号特征为“三尖”：波峰尖锐（像“针尖”）、上升沿陡峭（从 baseline 快速升至波峰）、下降沿快速（从波峰快速回落至 baseline）。例如，机筒内壁的裂纹信号，探头移动1mm，波幅就从满屏80%降至10%，且位置固定；而表面划痕的信号，探头移动5mm，波幅仍保持满屏50%，且随探头移动持续存在。

气孔多产生于锻件或焊缝中，是熔融金属中的气体未排出形成的。信号特征为“孤立高幅波”：一个检测区域内只有1-2个高幅波，波形圆润（像“馒头”），衰减慢（探头移动时波幅变化小）。例如，螺杆锻件中的气孔信号，波幅满屏70%，探头移动5mm，波幅仍保持60%，且多个气孔信号互不重叠。

夹杂是锻件中的非金属杂质（如氧化物、硫化物），信号特征为“连续低幅波”：一个检测区域内有多个连续的低幅波，波形不规则（像“锯齿”），伴随杂波（波峰周围有小波动）。例如，机筒锻件中的夹杂信号，波幅满屏30%-50%，探头移动时波幅持续存在，且范围较大（超过10mm）。

磨损是最常见的缺陷，超声检测中表现为“厚度减薄”：测厚模式下，示值小于标称厚度，且沿检测方向均匀或不均匀下降。例如，机筒内壁的磨损，沿轴向500mm范围内，厚度从30mm降至25mm，且圆周方向各点的厚度差≤1mm；而裂纹则表现为“局部厚度突变”——某点厚度突然从30mm降至20mm，周围厚度正常。

结果记录与复核要求

检测结果需记录“全链条信息”，确保可追溯。具体内容包括：检测日期（如2024-05-10）、检测人员（姓名+资格证号，如张三+UTⅡ-00123）、探伤仪信息（型号+编号，如HS610e+20220301）、探头参数（频率+角度+型号，如2.5MHz+直探头+2P8）、被检部件信息（编号+材质+规格，如JT-001+38CrMoAlA+Φ150×3000mm）、检测区域（如机筒轴向0-500mm段，圆周方向0-360°）、缺陷信息（位置+性质+尺寸，如轴向1000mm+圆周90°+裂纹+长度5mm+深度1mm）、判定结果（合格/不合格/需修复，如合格）。

复核是确保结果准确性的“最后一道防线”，需由持有Ⅲ级无损检测资格证的人员进行。复核内容包括：设备校准记录是否完整（如水平线性误差1%、垂直线性误差4%）、参数设置是否符合标准（如机筒检测用2.5MHz直探头）、缺陷识别是否准确（如裂纹信号是否符合“三尖”特征）、判定依据是否适用（如机筒裂纹深度1mm≤壁厚5%，符合JB/T 10429-2004）。若复核发现问题（如缺陷尺寸测量错误），需重新检测并记录修正内容（如原缺陷长度5mm，修正为3mm）。

记录的保存需遵循“可追溯、易检索”原则。纸质记录需存入档案盒，标注部件编号与检测日期；电子记录需存入专用服务器，备份至云端。保存期限不少于5年（或遵循企业质量体系要求，如ISO 9001要求保存至部件报废后1年）。例如，某台注塑机的机筒在2024年5月检测出1mm深的裂纹（合格），2025年5月检测出2mm深的裂纹（仍合格），2026年5月检测出3mm深的裂纹（不合格），可据此制定更换计划——2026年6月更换机筒，避免突发故障导致生产线停机（停机损失可达数万元/天）。