金屬材料無損檢測的5種方法

金屬材料無損檢測的5種常用方法為超聲波檢測（UT）、射線檢測（RT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）和渦流檢測（ET），以下是對這5種方法的詳細(xì)介紹：

超聲波檢測（UT）

原理：利用探頭將高頻電脈沖轉(zhuǎn)換為高頻機(jī)械波（超聲波），超聲波通過耦合劑傳入工件，在傳播過程中遇到異質(zhì)界面時會發(fā)生反射、折射和波形轉(zhuǎn)換，反射回來的超聲波再通過耦合劑被探頭吸收，根據(jù)接收回的超聲波的特征，評估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。

優(yōu)點(diǎn)：廣泛適用于金屬、非金屬、復(fù)合材料等多種材料，可用于檢測材料內(nèi)部及表面的缺陷；準(zhǔn)確性高，可以對缺陷進(jìn)行較準(zhǔn)確的定位、定量，給出三維位置信息；無損性，檢測過程中不損害被檢對象的使用性能；成本低，設(shè)備相對便宜，檢測成本較低；檢測速度快，可實(shí)時獲取檢測結(jié)果。

缺點(diǎn)：對表面及近表面缺陷檢出率較低，對于表面及近表面的微小缺陷，可能因超聲波的散射和衰減而難以檢出；受材料聲學(xué)特性影響，對于材質(zhì)不均勻或晶粒粗大的材料，超聲波易受材料聲學(xué)特性不均勻性的影響而產(chǎn)生干擾信號，導(dǎo)致缺陷定位不準(zhǔn)確。

射線檢測（RT）

原理：射線（包括X射線、高能X射線、γ射線、中子射線等）在穿過物質(zhì)的過程中會發(fā)生衰減而使其強(qiáng)度降低，衰減的程度取決于被檢測材料的種類、射線種類以及穿透的距離，利用各部位對入射射線的衰減不同，投射射線的強(qiáng)度分布就會不均勻，由此可以檢測出物體表面或者內(nèi)部的缺陷，包括缺陷的種類、大小和分布情況。

優(yōu)點(diǎn)：成像直觀，能夠直接獲得材料內(nèi)部的缺陷圖像；檢測速度快，射線穿透能力強(qiáng)；適用于大面積檢測，對于大面積的焊接件等具有明顯優(yōu)勢。

缺點(diǎn)：存在輻射安全風(fēng)險；對裂紋類缺陷檢出率低于超聲；成本較高。

磁粉檢測（MT）

原理：在被檢測材料的表面施加磁場，利用磁粉在材料表面缺陷處形成的堆積痕跡來顯示缺陷。鐵磁性材料和工件被磁化后，在工件表面施加較強(qiáng)的磁場，若工件表面或近表面存在缺陷，則磁力線傳播受到阻礙，致使磁力線彎曲溢出工件表面形成漏磁場，漏磁場吸附施加在工件表面的磁粉形成磁痕，通過觀察磁痕判斷工件的缺陷。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡單方便，檢測成本低；對鐵磁性材料表面及近表面缺陷檢測靈敏度高，是表面缺陷檢測的首選方法。

缺點(diǎn)：僅適用于鐵磁性材料；對被檢測件的表面光滑度要求高；對檢測人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求高；檢測范圍小，檢測速度慢；僅能顯出缺陷的長度和形狀，而難以確定其深度；對剩磁有影響的一些工件，經(jīng)磁粉檢測后還需要退磁和清洗；不能檢測導(dǎo)磁性差的材料（如奧氏體鋼）以及不能發(fā)現(xiàn)鑄件內(nèi)部較深的缺陷。

滲透檢測（PT）

原理：通過涂覆高表面張力的滲透液在被檢材料表面，滲透液會通過缺陷的毛細(xì)作用進(jìn)入缺陷內(nèi)部，再通過涂上顯色劑和溶劑，顯示缺陷的位置和形狀。試件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透液后，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過一定時間的滲透，滲透液可以滲進(jìn)表面開口缺陷中；經(jīng)去除試件表面多余的滲透液和干燥后，再在試件表面施涂吸附介質(zhì)——顯象劑；同樣，在毛細(xì)管作用下，顯象劑將吸附缺陷中的滲透液，使?jié)B透液回滲到顯象劑中，并且在覆蓋膜中擴(kuò)大；在一定的光源下（黑光和白光），缺陷處之滲透液痕跡被顯示（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，檢測過程簡單，無需復(fù)雜設(shè)備；對表面開口性缺陷敏感，特別適用于檢測復(fù)雜形狀零件的表面開口性缺陷；不受材料組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的限制，不僅可以檢查有色金屬和黑色金屬，還可以檢查塑料、陶瓷及玻璃等；具有較高的檢測靈敏度，超高靈敏度的滲透檢測材料可清晰地顯示寬0.5μm、深10μm、長1mm左右的細(xì)微裂紋；顯示直觀，容易判斷；設(shè)備簡單攜帶方便，檢測費(fèi)用低，適應(yīng)于野外工作。

缺點(diǎn)：受表面條件影響，被檢材料表面的粗糙度、有色金屬氧化物、油漆等污物可能影響檢測的靈敏度；僅適用于表面缺陷，對于材料內(nèi)部缺陷無法檢出。

渦流檢測（ET）

原理：以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)。當(dāng)載有交變電流的檢測線圈靠近導(dǎo)電材料時，由于線圈磁場的作用，材料中會感生出渦流。渦流的大小、相位以及流動方式等受到材料導(dǎo)電性能的影響，而渦流產(chǎn)生的反作用磁場又使檢測線圈的阻抗發(fā)生變化，因此，通過測定檢測線圈阻抗的變化，可以發(fā)現(xiàn)試件的缺陷。

優(yōu)點(diǎn)：檢測線圈不需要接觸工件，也不需要耦合劑，對管、棒、線材的檢測易于實(shí)現(xiàn)高速、高效率的自動化檢測；也可在高溫下進(jìn)行檢測，或?qū)ぜ莫M窄區(qū)域及深孔壁等探頭可到達(dá)的深遠(yuǎn)處進(jìn)行檢測；對工件表面及近表面的缺陷有很高的檢測靈敏度；采用不同的信號處理電路，抑制干擾，提取不同的渦流影響因素，渦流檢測可用于電導(dǎo)率測量、膜層厚度測量及金屬薄板厚度測量；由于檢測信號是電信號，所以可對檢測結(jié)果進(jìn)行數(shù)字化處理，然后存儲、再現(xiàn)及數(shù)據(jù)處理和比較。

缺點(diǎn)：只適用于檢測導(dǎo)電金屬材料或能感生渦流的非金屬材料；由于渦流滲透效應(yīng)的影響，只適用于檢查金屬表面及近表面缺陷，不能檢查金屬材料深層的內(nèi)部缺陷；渦流效應(yīng)的影響因素多，對缺陷定性和定量還比較困難；針對不同工件采用不同檢測線圈檢查時各有不足。