工程材料失效檢測技術現狀

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摘要：現代工業在不斷的發展，科學技術水平也在不斷地提高，這樣就使得工程材料面臨著更加惡劣或者是極端的環境，使得工程材料會存在著失效的情況，也就對工程材料失效檢測技術中的無損檢測技術提出了較高的要求。本文就是對工程材料失效檢測技術的現狀及發展趨勢進行分析，為相關的研究提供借鑒。

關鍵詞：工程材料；失效檢測技術；現狀；趨勢

我國的工業技術和科學技術有著巨大的進步，這樣就使得工程建設得到了飛速的發展，工業領域會使用一些新型材料，它們的形狀、結構、力學性能等都不相同，這些材料在使用過程中受到外部力的作用時，就會變形、斷裂、腐蝕或者是磨損等失效現象。因此工程材料時效檢測技術就變得越來越重要。本文主要就是對這一技術進行詳細的分析，并且對其發展趨勢進行總結。

1.常用無損檢測技術

目前工業探傷常用的無損檢測方法包括：射線檢測、超聲波檢測、滲透檢測、磁粉檢測等。射線檢測有著適用性好的特點，能夠對材料的內部缺陷或者是表面缺陷進行檢測，而且對于材料的形狀并沒有任何要求，基于這一特性在石油化工、航空航天和機械等相關領域被廣泛的應用。但是射線檢測也會有著一定的缺陷，對于構件檢測存在著一定的限制，而且會涉及到檢測成本和輻射的防護等相關問題。超聲檢測是使用非常廣泛的一種無損檢測方法，這種無損檢測方法對于所有的材料都適用，有著檢測速度快、傳輸能力強、指向信號的優勢，能夠對晶粒度、材料硬度、厚度或者是膠接強度進行檢測。磁粉檢測有著一定的限制性，主要是應用于鐵磁性的材料檢測中，這一檢測方法有著結果可靠、操作簡單、價格低廉和速度快的特點，主要是用于冷隔、折疊、白點、裂紋和氣孔等缺陷的檢測。而渦流無損檢測技術相對于其他的方法來說有著無輻射、不需要耦合劑、無污染、不需要清洗的優點，能夠真正的實現自動化，節省了人力和物力[1]。

2.新興無損檢測技術

2.1光學無損檢測

對待檢物體外部施加一定的載荷，如果物體內部存在缺陷，缺陷位置的變形量就與其他部位的變形量有所差別，觀察變形量的差別就可以判斷出缺陷的位置、尺寸等信息。當然這種方法屬于無損檢測，在施加外部載荷時對被檢物體不能造成損壞，損益這種激光全息技術只對一些微米級別的缺陷進行檢測，屬于干涉性的計量方法，這種技術不需要與物體進行接觸，靈敏度較好，而且被檢測的物體便于保存，不會受到尺寸或者是材料的限制。這種技術被廣泛應用于航天航空材料、高壓容器、高壓管道、汽車關鍵構件等領域的材料內部缺陷的檢測。激光散斑技術主要是利用激光照射的過程中所發生的散射從而形成的一種自相干技術，這種技術主要是利用所檢測的物體，在加載之前和加載之后出現的激光散斑圖進行疊加，從而找到干涉條紋，這樣就能夠對缺陷部位進行檢測。激光散斑技術能夠使被檢測的材料和激光發生作用從而產生超聲波，之后利用反射或者是表面柵格衍射等非干涉型技術或者是利用光外差或者是差分等干涉技術來進行激光檢測，對于檢測過程所產生的超聲波進行分析，就能夠確定物體材料存在的缺陷。激光超聲技術是不需要使用耦合劑的，可以在極其惡劣的環境中來進行超聲檢測，也可以進行遠距離的遙控，檢測快捷、方便、抗干擾能力比較強，在航空領域已經被廣泛的應用。

2.2聲學無損檢測技術

超聲相控陣技術在超聲監測中扮演者重要的角色，這是一種新興的技術。這種技術主要是利用多陣原換能器來接收超聲波束，與此同時多陣原換能器也會產生超聲波數，并且利用控制換能器中的各種脈沖來延緩時間，從而改變被檢測物體中的相位關系，使聲束方向和聚焦點的方向發生一定的變化，之后利用電子掃描和機械掃描來進行圖像的成像。

3.工程材料無損檢測技術的發展趨勢

3.1射線檢測技術的發展

射線檢測室目前應用最為廣為廣泛的一種檢測方法，可靠性比較強，有圖像顯示，缺欠直觀可靠，但射線檢測對人體有一定的傷害，今后在檢測過程中我們要加強對防護這方面的研究與深入，其次就是圖像處理。今后重點應用的技術[3]：①數字X射線實時檢測系統在制造、檢驗和過程控制方面。②具有數據交換、使用NDT工作站的計算機化的射線檢測系統。③小型、低成本的CT系統。④微焦點放大成像的x射線成像檢驗系統。

3.2微波無損檢測技術

微波無損檢測一般是用來檢測物體內裂紋、裂縫、夾渣、氣孔、分層等缺欠。是一種利用高頻率電磁波照射在被測物體上，產生反射波和透射波，根據反射波和透射波的變化（波的振幅、相位、模式）來判斷缺陷的類型、尺寸、位置等信息。材料在生產過程中的非直線性和材料的纖維束方向可以通過微波的極比特性來控制，微波的極比特性最大的特點就是可以提供缺陷的精確數據，大小和范圍可以精確地測定。同時可以得到缺陷區域的三維圖像，可以直觀的看出缺陷的形狀，位置，大小等。微波無損檢測設備簡單、費用低廉、易于操作、便于攜帶.但是由于微波不能穿透金屬和導電性能較好的復合材料,因而不能檢測此類復合結構內部的缺陷,只能檢測金屬表面裂紋缺陷及粗糙度。

4.結論

材料失效檢測是安全的保障，現在失效檢測有好多種，所以在選擇哪種方法進行檢測是需要事先確認并證實的，每種方法都有其特點和不足，我們要根據材料的應用場合、材料的結構、形狀等多方面的因素考慮選擇一種最適合的檢測方法。失效檢測技術在我國工程檢測領域必將有廣闊的發展前景。

參考文獻

[1]彭永恒，宋鳳立.混凝土無損檢測技術的發展和應用[J].大連民族學院學報，2003（7）.

作者:肖將 王耀輝 單位:新疆新正檢測技術有限責任公司