机械零件无损检测方法探析

白树彬 杨世超

摘要：机械设备零件是现代工业必不可少的基础条件，随着工业化进程的不断推进，各行各业对机械设备零件的需求也越来越大，而机械零件的质量直接影响着机械设备的使用寿命，一旦机械零件存在缺陷将会导致设备存在故障隐患，甚至会危及机械设备操作人员的生命安全。因此必须加强对机械零件的检测，尤其是无损检测方法的研究。

关键词：机械零件；无损检测；常见方法

引言

机械零件无损检测是保证机械零件质量的重要方法，也是机械零件检测中十分重要的一项内容，具有十分重要的作用及意义。在当前机械零件无损检测工作中，为能够使无损检测科学性及合理性得到更好保证，作为机械零件检测工作人员，应当掌握机械零件检测相关常见方法，在此基础上才能够更好应用这些方法实行无损检测，从而提升检测质量及检测水平，促进其更好发展。

1.机械零件无损检测中常用方法对比分析

所谓无损检测，即能够在保证零件不受任何破坏情况下实现其内部或表面物理机械性能及各种缺陷的检测，随着各行各业的发展，无损检测不仅仅作为一种机械测量手段，在许多其他领域也有着广泛的应用。常见的无损检测方法主要为渗透检测、磁粉检测、射线检测、电磁涡流检测及超声检测。

在机械零件检测过程中，对于不同情况可选择不同检测方法实行检测，并且不同检测方法也表现出不同优点，因而应当对这些常见检测方法实行分析，以便能够为选择合理方法进行检测提供较好理论依据。

在机械零件检测中，对于渗透检测而言，通常情况下只能对零件表面开口缺陷进行检测，无法对零件内部缺陷进行较好检测，该方法优点就是操作比较简单，应用成本比较低，可在有色金属、黑色金属以及非金属材料零件的检验中进行应用，并且对于形状比较复杂的一些零件也能够进行较好应用。对于磁粉检测而言，其优点主要就是操作设备比较容易，对于零件缺陷可直接快速进行观察，并且在检测中具有较高灵敏度，然而这种检测方法也存在一定局限性，只能对铁磁材料零件进行检测，并且也只能对零件表面缺陷进行检测，无法检测零件内部缺陷，这主要是因为零件内部缺陷虽然能够使磁力线发生变化，然而无法溢出零件表面，从而造成无法形成漏磁场，因而无法对内部缺陷进行较好检测。在射线检测中，其主要就是检测零件内部缺陷，通常该方法检测灵敏度由缺陷形状决定，在三维体积型缺陷检测中，其具有较高灵敏度，而在二维平面型缺陷检测中其灵敏度相对较低，且在裂纹缺陷检测中，在保证射线射入方向与平面一致情况下才能够对裂纹缺陷进行较好检测。电涡流检测方法一般在导体材料零件检测中比较适用，这种方法也只能对表面缺陷或者与零件表面接近缺陷进行检测。在当前机械零件检测中，超声检测属于使用最广泛检测方法，其不但能够对零件表面缺陷进行检测，并且可对零件内部缺陷进行检测，尤其是对裂纹、分层及叠层等平面缺陷进行检测，在实际检测过程中具有较强识别检测能力，因而可對零件缺陷进行较好检测，将零件缺陷较好确定。

2.机械零件无损检测发展趋势

2.1超声检测向着数字化、图像化和智能化的方向发展

机械零件的无损检测方法很多，考虑到检测可靠性、检测精度、可操作性、便携性、检测成本等诸多因素，当前国内外应用最为广泛的无损检测方法就是超声波检测法，在可预见的未来几年里，超声波检测也将是无损检测方法中的主流技术之一。目前国内外在检测机械零件缺陷时，最常用的超声探伤设备是A型超声波探伤仪，其在工作时将探测的数据以A型超声显示出来，具有检测成本低、操作简便等优点，可对零件缺陷进行定性和定量分析，但同时其缺点也是显而易见的，例如数据不能储存记录、结果不直观、受操作人员水平影响大等，因此限制了A型超声波探伤仪的应用前景。

随着工业技术的飞速发展，机械设备的工作负荷越来越大，对机械零件的质量要求也越来越高，因此无损检测技术必须与时俱进。由于不同的质量缺陷会对机械零件产生不同程度的危害，为准确了解缺陷的信息就必须提高检测的可靠性，除了要能进行准确的定性分析外，还要能定量计算，即不但能确定有无缺陷、缺陷存在的方位，还要能根据检测数据得出缺陷的形状、大小、取向、性质等。另外，检测的自动化和智能化程度也需要不断加强。工业CT技术可完全实现以上目标，然而其设备昂贵、结构复杂、检测成本极高，因此目前只在特殊的高精尖技术领域应用，在其他领域虽然前景广阔，但如何降低成本也是必须要考虑的问题。

计算机技术的发展给超声波无损检测技术升级带来了希望，将计算机技术与超声波技术结合起来，对超声波数据进行数字化采集，将探测过程的波形记录下来，通过将数字信号处理后通过图像的方式显示出来，这就是超声成像技术。超声成像技术是传统超声波无损检测技术的完美升级，其原理在于超声波在均匀物体中传输是稳定的，但遇到缺陷等不连续结构就会使声波发生干涉或聚焦现象，从而形成图像，这种图像是由声波直接形成的，称之为“声像”，由于人获取图像信息是利用光学成像原理，故“声像”还须采用光学、电子学等方法转化成为肉眼可见的图像，通过形成的超声图像可以很直观地反映出零件的微观结构，具有可靠性高、智能化水平高等技术优势，是无损检测技术发展的趋势之一。

除此以外，激光超声检测技术和非线性超声检测技术在国内外也开始了研究，与传统的超声波检测技术相比无论是可靠性还是自动化程度都有了较大提升，其技术日渐成熟，相信在不远的将来也会得到快速的发展。

2.2金属磁记忆检测技术的发展

金属磁记忆检测技术是利用金属的磁记忆效应来检测机械零件缺陷的无损检测方法，其对铁磁性材料的零件缺陷检测具有得天独厚的技术优势。一般来说，金属零件在工作状态时由于施加了荷载而存在一个应力的集中部位，这一区域就会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，这种此状态的不可逆变化在工作荷载消除后不会消除，而是被“记忆”了下来，当应力状态发生改变时材料表面的漏磁场信号就会发生变化，通过对这些磁场信号进行采集和分析来判断金属零件是否存在宏观缺陷、内部缺陷或微观缺陷，并且通过材料表面漏磁场信号还可提前对缺陷做出预判，是一种较为先进的新型无损检测方法。

目前国内外普遍认为金属磁记忆检测技术对于铁磁性材料的缺陷来说是一种理想的无损检测技术，但当前的研究还主要集中在仪器设备和技术推广上，而对于将测得的信号进行量化还缺少技术支撑，且尚未形成标准，在实际应用过程中，往往需要与其他无损检测技术相配合使用，尚不能独立对缺陷进行定量的分析。金属磁记忆检测技术的应用前景十分广阔，相信随着科学技术的进步，金属磁记忆检测技术也会不断成熟，其在零件无损检测方面必将获得广泛的应用。

结语

在当前机械零件检测过程中，无损检测已经成为十分常见的一种检测方式，并且在零件检测中具有十分重要的作用及意义，因而合理进行无损检测也就具有重要作用就意义。作为机械零件检测工作人员，应当充分了解并掌握无损检验中常见方法，对各个方法优点清楚认识，在此基础上才能够对各种方法进行合理应用，从而使零件无损检测工作得以更好开展，使其得到更好效果。

参考文献

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（作者单位：博思特能源装备（天津）股份有限公司）