淺談機械零件缺陷的無損檢測方法發(fā)展趨勢

張鳳敏

【摘要】現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)離不開對各種機械的使用，隨著工業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏的加快，機械設(shè)備中的各種零件損耗也越來越大，一旦存在缺陷就會使機械設(shè)備產(chǎn)生故障隱患，并且還可能對生產(chǎn)人員的生命安全構(gòu)成威脅，因此對機械零件缺陷的檢測十分重要。本文介紹了幾種常見的機械零件缺陷無損檢測方法，并探討了無損檢測方法的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】機械零件；缺陷；無損檢測；趨勢

前言

對于機械零件缺陷的檢測方法分為破壞性檢測和無損檢測兩種，破壞性檢測就是將零件剖切開后通過目測以及化學(xué)液體浸泡后檢查是否存在缺陷，這種檢測方法受到人的主觀性影響較大，一旦判斷失誤就會造成較大的經(jīng)濟損失，而且勞動強度高、檢測效率低下，因此近年來各種無損檢測技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，無損檢測技術(shù)就是在不破壞機械零部件結(jié)構(gòu)和功能的前提下對其表面和內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測的方法，因此比破壞性檢測更為先進(jìn)。隨著科技的發(fā)展，無損檢測技術(shù)的水平也在不斷提升，本文介紹了機械零件缺陷的無損檢測技術(shù)發(fā)展趨勢。

1、機械零件缺陷的幾種常用無損檢測方法簡介

當(dāng)前技術(shù)較為成熟的無損檢測方法主要包括超聲波檢測、射線檢測、電磁渦流檢測、磁粉檢測、滲透檢測等。

1.1滲透檢測

滲透檢測是將滲透劑涂抹在零件的表面，滲透劑在滲入缺陷后對表面進(jìn)行清理，然后再用顯像劑利用缺陷處的毛細(xì)作用將滲透劑從缺陷處吸引出來，從而顯示出缺陷的方法。由滲透劑形成的圖形尺寸要比實際缺陷有所放大，因此易于觀察，對于表面缺陷具有很好的檢測效果。

1.2射線檢測

射線檢測是利用射線穿過物質(zhì)時與物質(zhì)中的原子產(chǎn)生碰撞引起能量轉(zhuǎn)換，通過檢測輻射出的射線強度分布來判斷缺陷的位置和大小。

1.3超聲檢測

超聲檢測是利用高頻聲波在零件中的傳遞和反射的原理來探測缺陷的位置，目前超聲檢測是國內(nèi)外企業(yè)最常采用的無損檢測方法。

1.4電磁渦流檢測

電磁渦流檢測是利用電磁感應(yīng)原理來探測點到材料表面和淺層缺陷的方法，尤其對于熱處理材料檢測效果最好。

1.5磁粉檢測

磁粉檢測是利用給零件施加磁場使其被磁化后，其缺陷處產(chǎn)生的漏磁場與磁粉產(chǎn)生吸引作用從而將缺陷的形狀和位置在零件表面顯現(xiàn)出來的方法。

2、機械零件無損檢測發(fā)展趨勢

2.1超聲檢測向著數(shù)字化、圖像化和智能化的方向發(fā)展

機械零件的無損檢測方法很多，考慮到檢測可靠性、檢測精度、可操作性、便攜性、檢測成本等諸多因素，當(dāng)前國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的無損檢測方法就是超聲波檢測法，在可預(yù)見的未來幾年里，超聲波檢測也將是無損檢測方法中的主流技術(shù)之一。目前國內(nèi)外在檢測機械零件缺陷時，最常用的超聲探傷設(shè)備是A型超聲波探傷儀，其在工作時將探測的數(shù)據(jù)以A型超聲顯示出來，具有檢測成本低、操作簡便等優(yōu)點，可對零件缺陷進(jìn)行定性和定量分析，但同時其缺點也是顯而易見的，例如數(shù)據(jù)不能儲存記錄、結(jié)果不直觀、受操作人員水平影響大等，因此限制了A型超聲波探傷儀的應(yīng)用前景。

隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，機械設(shè)備的工作負(fù)荷越來越大，對機械零件的質(zhì)量要求也越來越高，因此無損檢測技術(shù)必須與時俱進(jìn)。由于不同的質(zhì)量缺陷會對機械零件產(chǎn)生不同程度的危害，為準(zhǔn)確了解缺陷的信息就必須提高檢測的可靠性，除了要能進(jìn)行準(zhǔn)確的定性分析外，還要能定量計算，即不但能確定有無缺陷、缺陷存在的方位，還要能根據(jù)檢測數(shù)據(jù)得出缺陷的形狀、大小、取向、性質(zhì)等。另外，檢測的自動化和智能化程度也需要不斷加強。工業(yè)CT技術(shù)可完全實現(xiàn)以上目標(biāo)，然而其設(shè)備昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢測成本極高，因此目前只在特殊的高精尖技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用，在其他領(lǐng)域雖然前景廣闊，但如何降低成本也是必須要考慮的問題。

計算機技術(shù)的發(fā)展給超聲波無損檢測技術(shù)升級帶來了希望，將計算機技術(shù)與超聲波技術(shù)結(jié)合起來，對超聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化采集，將探測過程的波形記錄下來，通過將數(shù)字信號處理后通過圖像的方式顯示出來，這就是超聲成像技術(shù)。超聲成像技術(shù)是傳統(tǒng)超聲波無損檢測技術(shù)的完美升級，其原理在于超聲波在均勻物體中傳輸是穩(wěn)定的，但遇到缺陷等不連續(xù)結(jié)構(gòu)就會使聲波發(fā)生干涉或聚焦現(xiàn)象，從而形成圖像，這種圖像是由聲波直接形成的，稱之為“聲像”，由于人獲取圖像信息是利用光學(xué)成像原理，故“聲像”還須采用光學(xué)、電子學(xué)等方法轉(zhuǎn)化成為肉眼可見的圖像，通過形成的超聲圖像可以很直觀地反映出零件的微觀結(jié)構(gòu)，具有可靠性高、智能化水平高等技術(shù)優(yōu)勢，是無損檢測技術(shù)發(fā)展的趨勢之一。

除此以外，激光超聲檢測技術(shù)和非線性超聲檢測技術(shù)在國內(nèi)外也開始了研究，與傳統(tǒng)的超聲波檢測技術(shù)相比無論是可靠性還是自動化程度都有了較大提升，其技術(shù)日漸成熟，相信在不遠(yuǎn)的將來也會得到快速的發(fā)展。

2.2金屬磁記憶檢測技術(shù)的發(fā)展

金屬磁記憶檢測技術(shù)是利用金屬的磁記憶效應(yīng)來檢測機械零件缺陷的無損檢測方法，其對鐵磁性材料的零件缺陷檢測具有得天獨厚的技術(shù)優(yōu)勢。一般來說，金屬零件在工作狀態(tài)時由于施加了荷載而存在一個應(yīng)力的集中部位，這一區(qū)域就會發(fā)生具有磁致伸縮性質(zhì)的磁疇組織定向和不可逆的重新取向，這種此狀態(tài)的不可逆變化在工作荷載消除后不會消除，而是被“記憶”了下來，當(dāng)應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變時材料表面的漏磁場信號就會發(fā)生變化，通過對這些磁場信號進(jìn)行采集和分析來判斷金屬零件是否存在宏觀缺陷、內(nèi)部缺陷或微觀缺陷，并且通過材料表面漏磁場信號還可提前對缺陷做出預(yù)判，是一種較為先進(jìn)的新型無損檢測方法。

目前國內(nèi)外普遍認(rèn)為金屬磁記憶檢測技術(shù)對于鐵磁性材料的缺陷來說是一種理想的無損檢測技術(shù)，但當(dāng)前的研究還主要集中在儀器設(shè)備和技術(shù)推廣上，而對于將測得的信號進(jìn)行量化還缺少技術(shù)支撐，且尚未形成標(biāo)準(zhǔn)，在實際應(yīng)用過程中，往往需要與其他無損檢測技術(shù)相配合使用，尚不能獨立對缺陷進(jìn)行定量的分析。金屬磁記憶檢測技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊，相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，金屬磁記憶檢測技術(shù)也會不斷成熟，其在零件無損檢測方面必將獲得廣泛的應(yīng)用。

結(jié)束語

綜上所述，可用于機械零件缺陷的無損檢測方法很多，實際工作中要根據(jù)檢測成本、定性或定量要求以及現(xiàn)有設(shè)備人員等因素確定最佳的監(jiān)測方案，同時要把握無損檢測方法的發(fā)展趨勢，不斷提升檢測精度和可靠性，為機械設(shè)備的安全穩(wěn)定運行提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]余偉成.機械設(shè)備維修中無損檢測技術(shù)的實踐應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，（14）.

[2]羅雄彪，陳鐵群.超聲無損檢測的發(fā)展趨勢[J].無損檢測，2005，（3）.

[3]周正干，劉斯明.非線性無損檢測技術(shù)的研究、應(yīng)用和發(fā)展[J].機械工程學(xué)報，2011，（8）.