郭騰達(dá)

（邢臺(tái)中車環(huán)?？萍加邢薰?，河北 邢臺(tái) 054000）

金屬-橡膠復(fù)合制品的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛,如：汽車工業(yè)、機(jī)械制造工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等，典型的例子有汽車上的橡膠彈簧、底盤橡膠減震塊，橋梁建筑中用到的支座緩沖墊，以及軌道車輛轉(zhuǎn)向架中的彈性減震件[1]等。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)中每年都有大量的金屬-橡膠復(fù)合制品報(bào)廢，每年需要進(jìn)行大量的更新替換，通過環(huán)?；厥盏燃夹g(shù)能夠?qū)r(jià)值較高的廢舊金屬-橡膠復(fù)合件中的金屬骨架進(jìn)行回收再利用，減少浪費(fèi)?；厥盏慕饘俟羌苡捎陂L(zhǎng)期疲勞使用、壽命到期等原因，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些缺陷，這些缺陷的發(fā)展可能會(huì)直接導(dǎo)致零件失效，無法正常使用。因此，迫切需要一種可靠、安全的方法來檢測(cè)金屬骨架，以檢查其中的缺陷（如氣孔、夾渣、裂紋等），防止破壞性事故的發(fā)生。

1 無損檢測(cè)技術(shù)綜述

無損檢測(cè)是在不破壞被檢測(cè)工件的前提下，利用工件內(nèi)部或表面上的結(jié)構(gòu)異?；蛉毕輰?duì)熱、聲、光、電和磁等所引起的不同反應(yīng)，來探測(cè)各種零部件、結(jié)構(gòu)件等存在的內(nèi)部或表面缺陷，并對(duì)這些缺陷的類型、性質(zhì)、形狀、位置、尺寸、分布等作出判斷和評(píng)價(jià)。鑒于無損檢測(cè)技術(shù)的各種優(yōu)點(diǎn)，其在對(duì)回收的金屬零件缺陷進(jìn)行檢測(cè)中應(yīng)用比較廣泛。

傳統(tǒng)的無損檢測(cè)技術(shù)主要包括射線、超聲波、渦流、滲透、磁粉等，它們的檢測(cè)原理不同，都有自己的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用范圍，同時(shí)也存在局限性和不足等問題。超聲波檢測(cè)技術(shù)適用于工件表面和內(nèi)部缺陷的檢測(cè)，它速度快，對(duì)平面缺陷比較敏感；射線檢測(cè)技術(shù)適用于工件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)，對(duì)體積缺陷較為敏感，并且檢測(cè)結(jié)果比較直觀；磁粉檢測(cè)技術(shù)比較適合表面缺陷的檢測(cè)，僅適用于具有鐵磁性的工件；滲透檢測(cè)技術(shù)適合表面開口缺陷，操作相對(duì)簡(jiǎn)單；渦流檢測(cè)技術(shù)適用于表面缺陷的檢測(cè)，且檢測(cè)結(jié)果與工件良好的導(dǎo)電性能有一定相關(guān)性。

2 常規(guī)無損檢測(cè)技術(shù)

2.1 射線檢測(cè)技術(shù)

射線檢測(cè)技術(shù)是根據(jù)不同成分、密度和厚度的工件，對(duì)射線（電磁輻射或粒子輻射）所表現(xiàn)出來不同的吸收或散射特性，由此來判斷被檢測(cè)工件中是否存在質(zhì)量缺陷。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、工業(yè)、安防等領(lǐng)域，是一種宏觀上非破壞性的檢測(cè)方法。對(duì)于工業(yè)應(yīng)用，射線檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)形成了比較完備的方法系統(tǒng)，一般可以劃分為四大類：射線照相檢測(cè)技術(shù)、射線實(shí)時(shí)成像檢測(cè)技術(shù)、射線層析檢測(cè)技術(shù)和其他射線檢測(cè)技術(shù)。

適用性：能夠用于檢測(cè)的材料范圍廣泛，如金屬材料、非金屬材料以及復(fù)合材料都能夠檢測(cè)，尤其是還能夠用于放射性材料的檢測(cè)；對(duì)被檢測(cè)工件的表面和結(jié)構(gòu)沒有特殊的要求，適用于各種工件的檢測(cè)；對(duì)于工件內(nèi)部缺陷的大小和形狀,顯示比較直觀，易于判定缺陷的性質(zhì)；最適合檢測(cè)含有體積型缺陷的工件，即該缺陷具有一定的空間分布，尤其是具有一定厚度的缺陷。

局限性：射線檢測(cè)成本比較高，檢驗(yàn)速度較慢；對(duì)裂紋類型缺陷有方向性的限制，如垂直于材料或工件表面的某些線性缺陷（垂直裂紋、穿透性氣孔等）容易造成漏判或誤判；此外，射線對(duì)人體產(chǎn)生的危害不容忽視，必須考慮輻射防護(hù)的問題。

2.2 超聲波檢測(cè)技術(shù)

超聲波檢測(cè)技術(shù)利用超聲波與被檢工件的相互作用，對(duì)被反射、透射和散射的超聲波進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而對(duì)工件的缺陷、幾何特征、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行檢測(cè)和表征，然后評(píng)估其適用性。該技術(shù)在工業(yè)（探傷、厚度和距離測(cè)量、流量和密度測(cè)量、清洗、超聲焊接）、醫(yī)療器械以及海洋探測(cè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

適用性：檢測(cè)速度快、成本低；設(shè)備操作安全,簡(jiǎn)單輕便，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)；該技術(shù)在對(duì)缺陷的形狀和大小以及定位、定量等方面較為準(zhǔn)確；超聲波的穿透性比較強(qiáng)，由于其對(duì)焊縫中的各種缺陷檢測(cè)靈敏度相對(duì)較高，因此經(jīng)常用于對(duì)工件焊縫的缺陷檢測(cè)。

局限性：超聲波需要介質(zhì)才能夠傳播，因此對(duì)外形較為復(fù)雜的工件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)會(huì)有一定的限制；超聲波檢測(cè)對(duì)被檢工作的表面要求平滑；由于需要對(duì)缺陷種類進(jìn)行識(shí)別判斷，因此對(duì)檢測(cè)人員的專業(yè)技術(shù)水平要求較高。

2.3 渦流檢測(cè)技術(shù)

渦流檢測(cè)技術(shù)是利用電磁感應(yīng)原理，通過測(cè)定被檢工件內(nèi)感生渦流的變化來評(píng)定零件內(nèi)部的缺陷情況。與其他無損檢測(cè)方法比較，渦流檢測(cè)在自動(dòng)化程度上與檢測(cè)速度方面都具有較大的優(yōu)勢(shì)，特別是對(duì)于管材、棒材和線材等型材有著很好的檢測(cè)效果。

適用性：檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)線圈無需與被檢測(cè)工件直接接觸也不需要涂抹耦合劑，能夠在高溫下進(jìn)行檢測(cè)；它對(duì)存在于工件表面或近表面缺陷的檢測(cè)具有較高的靈敏度，在一定的范圍內(nèi)具有良好的線性指示，可用作質(zhì)量管理與控制；對(duì)管、棒、線材的檢測(cè)易于實(shí)現(xiàn)高速、高效率的自動(dòng)化檢測(cè)，能夠?qū)z測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)字化處理，然后儲(chǔ)存、再現(xiàn)及數(shù)據(jù)處理。

局限性：只適用于能夠?qū)щ姷慕饘俨牧匣蛘吣芨猩鷾u流的非金屬材料的檢測(cè)；檢測(cè)效率相對(duì)較低；只適用來檢測(cè)工件的表面或近表面的缺陷，對(duì)工件深層的內(nèi)部缺陷無法檢測(cè)。

2.4 滲透檢測(cè)技術(shù)

滲透檢測(cè)技術(shù)的本質(zhì)是毛細(xì)作用原理。工件在檢測(cè)之前，將溶有熒光染料或著色染料的滲透液涂在工件表面上，依靠毛細(xì)作用，液體會(huì)在工件表面的各種開口的細(xì)小缺陷中進(jìn)行滲透，將工件表面上的滲透液去除，再經(jīng)過干燥后施加顯像劑，缺陷中存在的滲透液會(huì)在毛細(xì)作用下被吸附到工件的表面上，這樣就形成了放大的缺陷顯示。通過目測(cè)就能夠觀察出缺陷的形狀、大小及分布情況。

適用性：適用于檢測(cè)各種非疏孔性材料的表面開口缺陷，如金屬、非金屬、磁性及非磁性材料等；它不受檢測(cè)工件的磁性、形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分和缺陷取向的限制，可在一次操作中檢測(cè)出各個(gè)方向的缺陷；靈敏度高，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)缺陷的顯示效果也比較直觀。

局限性：只能對(duì)材料的表面開口缺陷進(jìn)行檢測(cè)，而對(duì)于深藏在材料內(nèi)部的缺陷，滲透檢測(cè)的效果不佳；對(duì)于多孔性材料來說，其缺陷圖像顯示難以判斷，因此不適合檢測(cè)多孔性材料的表面缺陷；滲透液所用的有機(jī)溶劑具有揮發(fā)性，對(duì)人體有毒性，必須注意防護(hù)措施。

2.5 磁粉檢測(cè)技術(shù)

磁粉檢測(cè)技術(shù)首先需要對(duì)鐵磁性工件進(jìn)行磁化，由于缺陷的存在，使得工件產(chǎn)生了不連續(xù)性，進(jìn)而工件表面或近表面的磁力線發(fā)生局部畸變，產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，然后將磁粉施加在工件表面，在適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下，工件吸附磁性粉后形成了可見的磁痕，從而能夠直觀地顯示缺陷的大小、位置和形狀。磁粉檢測(cè)是金屬骨架回收再利用過程中最常用的無損檢測(cè)技術(shù)之一[2]。由于部分工件經(jīng)過長(zhǎng)期使用，可能因疲勞等原因使得表面或內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，這些裂紋如果發(fā)生擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致工件斷裂進(jìn)而失效，甚至可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事故發(fā)生，因此需要對(duì)其進(jìn)行比較全面的檢測(cè)[3]。

適用性：對(duì)于鐵磁性材料，能夠檢測(cè)其表面和近表面的開口以及不開口的缺陷；該檢測(cè)手段的檢測(cè)結(jié)果更為直觀，可以顯示缺陷的大小、位置和形狀，同時(shí)能夠大致確定已有缺陷的性質(zhì)；檢測(cè)靈敏度相對(duì)較高，工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。

局限性：該方法只適用于鐵磁性材料的檢測(cè)，并且檢測(cè)范圍限定于工件表面及近表面的缺陷；受被檢工件幾何形狀的影響容易產(chǎn)生偽缺陷，無法檢測(cè)內(nèi)部缺陷。

3 結(jié)語

無損檢測(cè)的幾個(gè)常規(guī)檢測(cè)方式都各有優(yōu)缺點(diǎn)，單一的方式無法滿足所有工件的檢測(cè)，為了提高無損檢測(cè)的質(zhì)量及效率，應(yīng)當(dāng)將工件種類與檢測(cè)方式結(jié)合考慮，綜合比較，選取最經(jīng)濟(jì)、最適用的方法。

總之，由于回收的金屬骨架大多數(shù)是經(jīng)過單次或多次循環(huán)利用后的產(chǎn)品，因此這些金屬結(jié)構(gòu)件無論是直接利用還是經(jīng)過修復(fù)后再利用，對(duì)其產(chǎn)品質(zhì)量可靠性的把控上應(yīng)該更加嚴(yán)格，有必要對(duì)工件進(jìn)行全面檢驗(yàn)檢測(cè)。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，自動(dòng)化、智能化程度的提高，無損檢測(cè)技術(shù)逐步完備，應(yīng)用更加成熟，回收金屬骨架的安全使用進(jìn)一步得到有效的保障，使資源得到充分的利用，對(duì)于建設(shè)生態(tài)、和諧型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。