張鳳敏

【摘要】現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)離不開對(duì)各種機(jī)械的使用，隨著工業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏的加快，機(jī)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(huì)使機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生故障隱患，并且還可能對(duì)生產(chǎn)人員的生命安全構(gòu)成威脅，因此對(duì)機(jī)械零件缺陷的檢測(cè)十分重要。本文介紹了幾種常見的機(jī)械零件缺陷無損檢測(cè)方法，并探討了無損檢測(cè)方法的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械零件；缺陷；無損檢測(cè)；趨勢(shì)

前言

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

1、機(jī)械零件缺陷的幾種常用無損檢測(cè)方法簡(jiǎn)介

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

1.1滲透檢測(cè)

滲透檢測(cè)是將滲透劑涂抹在零件的表面，滲透劑在滲入缺陷后對(duì)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(shí)際缺陷有所放大，因此易于觀察，對(duì)于表面缺陷具有很好的檢測(cè)效果。

1.2射線檢測(cè)

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

1.3超聲檢測(cè)

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

1.4電磁渦流檢測(cè)

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

1.5磁粉檢測(cè)

磁粉檢測(cè)是利用給零件施加磁場(chǎng)使其被磁化后，其缺陷處產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)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(jī)械零件無損檢測(cè)發(fā)展趨勢(shì)

2.1超聲檢測(cè)向著數(shù)字化、圖像化和智能化的方向發(fā)展

機(jī)械零件的無損檢測(cè)方法很多，考慮到檢測(cè)可靠性、檢測(cè)精度、可操作性、便攜性、檢測(cè)成本等諸多因素，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的無損檢測(cè)方法就是超聲波檢測(cè)法，在可預(yù)見的未來幾年里，超聲波檢測(cè)也將是無損檢測(cè)方法中的主流技術(shù)之一。目前國(guó)內(nèi)外在檢測(cè)機(jī)械零件缺陷時(shí)，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(shí)將探測(cè)的數(shù)據(jù)以A型超聲顯示出來，具有檢測(cè)成本低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，可對(duì)零件缺陷進(jìn)行定性和定量分析，但同時(shí)其缺點(diǎn)也是顯而易見的，例如數(shù)據(jù)不能儲(chǔ)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(jī)械設(shè)備的工作負(fù)荷越來越大，對(duì)機(jī)械零件的質(zhì)量要求也越來越高，因此無損檢測(cè)技術(shù)必須與時(shí)俱進(jìn)。由于不同的質(zhì)量缺陷會(huì)對(duì)機(jī)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(cè)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(jì)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(cè)數(shù)據(jù)得出缺陷的形狀、大小、取向、性質(zhì)等。另外，檢測(cè)的自動(dòng)化和智能化程度也需要不斷加強(qiáng)。工業(yè)CT技術(shù)可完全實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，然而其設(shè)備昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢測(cè)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(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展給超聲波無損檢測(cè)技術(shù)升級(jí)帶來了希望，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與超聲波技術(shù)結(jié)合起來，對(duì)超聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化采集，將探測(cè)過程的波形記錄下來，通過將數(shù)字信號(hào)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(cè)技術(shù)的完美升級(jí)，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(huì)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(shì)，是無損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)之一。

除此以外，激光超聲檢測(cè)技術(shù)和非線性超聲檢測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外也開始了研究，與傳統(tǒng)的超聲波檢測(cè)技術(shù)相比無論是可靠性還是自動(dòng)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(huì)得到快速的發(fā)展。

2.2金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展

金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)是利用金屬的磁記憶效應(yīng)來檢測(cè)機(jī)械零件缺陷的無損檢測(cè)方法，其對(duì)鐵磁性材料的零件缺陷檢測(cè)具有得天獨(dú)厚的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。一般來說，金屬零件在工作狀態(tài)時(shí)由于施加了荷載而存在一個(gè)應(yīng)力的集中部位，這一區(qū)域就會(huì)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(huì)消除，而是被“記憶”了下來，當(dāng)應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)材料表面的漏磁場(chǎng)信號(hào)就會(huì)發(fā)生變化，通過對(duì)這些磁場(chǎng)信號(hào)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(chǎng)信號(hào)還可提前對(duì)缺陷做出預(yù)判，是一種較為先進(jìn)的新型無損檢測(cè)方法。

目前國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)為金屬磁記憶檢測(cè)技術(shù)對(duì)于鐵磁性材料的缺陷來說是一種理想的無損檢測(cè)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(duì)于將測(cè)得的信號(hào)進(jìn)行量化還缺少技術(shù)支撐，且尚未形成標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，往往需要與其他無損檢測(cè)技術(shù)相配合使用，尚不能獨(dú)立對(duì)缺陷進(jìn)行定量的分析。金屬磁記憶檢測(cè)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(cè)技術(shù)也會(huì)不斷成熟，其在零件無損檢測(cè)方面必將獲得廣泛的應(yīng)用。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，可用于機(jī)械零件缺陷的無損檢測(cè)方法很多，實(shí)際工作中要根據(jù)檢測(cè)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(cè)方案，同時(shí)要把握無損檢測(cè)方法的發(fā)展趨勢(shì)，不斷提升檢測(cè)精度和可靠性，為機(jī)械設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

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