1、 1 本科毕业设计 (论文 )文献综述 电气工程及自动化 裂纹检测方法综述 摘要： 无损检测是建立在现代科学技术基础上的一门应用型技术学科 , 它以不损坏被检测物体内部结构为前提 , 应用物理的方法 , 检测物体内部或表面的物理性能、状态特性以及内部结构 , 检查物质内部是否存在不连续性 (即缺陷 ) , 从而判断被检测物是否合格 , 进而评价其适用性。在此介绍了五种常规检测方法及其优缺点，并且对未来的发展做出展望。 关键词 ：无损检测；超声检测；射线检测；涡流检测；磁粉检测；渗透检测 1 引言 随着现代工业和科学技术的发展，无损检测 技术在设备和装备的运行、产品质量的保证、提高生产率、降低成
2、本等领域发挥着越来越大的作用，无损检测也已经发展成为一门独立的综合性学科。在生产中，针对不用对象选择合适的无损检测方法成为人们关注的问题；各种测试技术及有关材料科学、电子科学和物理科学的发展为无损检测技术的应用提供了可能。无损检测过程减少人的参与，实现机械化和自动化 2 无损检测的分类及优缺点 无损检测 1, 是指在不损伤被检物的条件下 , 运用各种物理方法 , 检测材料、构件表面、内部宏观或亚微观缺陷的一门技术。广义的无损检测种类较多 , 诸如探伤 2、测厚、测温、测压、测应力等都是无损检测的范畴 , 但目前探伤已成为其主要内容。材料的缺陷 , 可以分为组织缺陷、几何形状缺陷、残余应力缺陷等
3、类型。探伤是针对材料组织中的缺陷而言的。超声检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测和渗透检测是五种常规检测方法。下面介绍这几种技术。 2.1 超声检测 超声检测 3的实质是首先在工件中建立一个超声场。在没有缺陷存在时 , 可得到一个正常的超声场分布。若在工件中存在缺陷 , 则缺陷与声波会发生作用使超声场受到干扰使用一定方法测出超声场的变化 , 寻找出变化的规律 , 这就形成了超声检 测方法。 它的优点有：作用于材料的超声强度有足够的低，最大作用应力远低于弹性极限，可用于金属 4、非金属、复合材料的无损检测，对确定缺陷的大小、位置、取向、性质等参量较2 其他无损方法有综合优势设备轻便对人体及环境无害
4、，可作现场检测。 主要缺陷有：对材料及制件缺陷作精确定性和定量表征仍需深入研究为使超声波能以常用的压电换能器为声源进入试样一般需要藕合剂对试样形状的复杂性有一定的限制。相对于传统的超声波检测技术，超声导波 5具有传播距离远、速度快的特点， 现代无损检测技术中 ,超声成像技术 6是一种令人瞩目的新 技术。超声图像可以提供直观和大量的信息 ,直接反映物体的声学和力学性质 ,有着非常广阔的发展前景。现代超声成像技术都是计算机技术、信号采集技术和图象处理技术相结合的产物。 2.2 射线检测 射线检测 7是利用射线 ( X射线、 射线、中子射线等 ) 穿过材料或工件时的强度衰减，检测其内部结构不连续性的
5、技术。 射线检测的优点有：适用于各种材料的检测，即不仅可用于金属材料，也可用于非金属材料和复合材料的检测，还可以用于放射性材料的检测。检测原理决定了这种技术最适宜检验体积型缺陷，对厚度半米的钢或薄如纸片的树叶、 邮票、油画、纸币等均可检查其内部质量，检测技术对被检材料的表面和结构没有特殊要求，主要应用于对铸件及焊件的检测射线检测能直观地显示缺陷影像，便于对缺陷定性、定量和定位，射线底片能长期存档备查，便于分析事故原因。 不足之处在于对平面缺陷的检测灵敏度较低检测成本较高射线照相检测技术对裂纹类型有方向性要求需要考虑安全防护问题，以减少射线对工作人员和其他人员的照射剂量。 2.3 涡流检测 涡流
6、检测 8 是建立在电磁感应原理基础上的无损检测方法。 已知法拉第电磁感应定律9，在检测线圈上接通交流电，产生垂直于工件 的交变磁场。检测线圈靠近被检工件时，该工件表面感应出涡流同时产生与原磁场方向相反的磁场，部分抵消原磁场，导致检测线圈电阻和电感变化。若金属工件存在缺陷，将改变涡流场的强度及分布，使线圈阻抗发生变化，检测该变化可判断有无缺陷。 与其他测量方法相比，涡流检测的主要优点有： 涡流检测时线圈不需与被测物直接接触，可进行高速检测 ,易于实现自动化 。 缺点在于 不适用于形状复杂的零件 ,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷 ,检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。 3 2.4
7、磁粉检测 铁磁性材料被磁化后 , 由于不连续性的存 在使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变 , 产生漏磁场 , 吸附施加在工件表面的磁粉 , 从而形成在合适光照条件下可见的磁痕 , 显示出不连续性的位置、形状和大小。漏磁场的大小对检测缺陷的灵敏度和可靠性至关重要。 磁粉检测 10用于检测磁性材料的表面和近表面缺陷 ,可检测未加工的原材料、加工的半成品、成品工件、在役设备等。可检测的缺陷包括 : 裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏远等缺陷 , 能对板材、型材、棒材、管材、焊接件、铸钢件及锻钢件进行检测且不受工件大小和几何形状的影响。 磁粉检测同其他无损方法比较 , 具有 方法简单 , 操纵
8、灵活方便 , 价格低廉 , 速度快 , 灵敏度高 , 可靠性好 , 对人体无毒副作用 , 不污染环境等特点。 2.5 渗透检测 渗透检测 11 是一种以毛细现象为基础检查表面开口缺陷的无损检测方法。检测中 ,渗透液对被检零件表面开口缺陷的渗透作用和显像剂吸附缺陷中渗透剂的吸附作用 ,本质上都是液体的毛细作用 ,毛细现象与液体和固体表面分子间的相互作用有关。 渗透检测对各种材料如裂口的开口式缺陷都能进行检查，但对工件和材料的表面粗糙度有一定要求，因为表面过于粗糙及多孔的材料和工件上的剩余渗透液很难完全清除，以致使 真假缺陷难以判断。 3 总结 根据不同的原理和不同的检测方法及信息处理方式，统计的
9、各种无损检测方法总共达余种。最常用的仍然是五种常规检测方法。但无论在什么情况下，首先检测对象要明确才能确定应该采用怎样的检测方法和检测规范来达到预定目的。为此在选择适当的检测方法前，必须预先分析被检工件的材质、缺陷的可能类型、方位以及性质。在诸多的无损检测方法中没有哪一种方法是万能的，它们都非常重要且往往是不能完全相互替代。只有根据检测目的和被检对象，来选择所需的方法。任何一种检测方法都不可能给出需要的全部信息，有必要使用两种 或多种无损检测方法，并使之形成一个检测系统，才能比较满意的达到检测的目的。 无损检测技术作为新材料、新工艺的支持技术 ,其研究的重点也将发生变化。微小缺陷的检测技术 ,
10、 材料性能的无损评价、制造 , 运行过程中的监控技术 , 自动化检4 测 , 可靠性分析 , 已经或将成为无损检测技术的发展方向 12。 参考文献 1李湘洲 .无损检测技术发展史略 J.科学技术与辩证法 ,1991,(3):3538 2W Dallas, O Polupan,S Ostapenko. Resonance ultrasonic vibrations for crack detection in photovoltaic silicon wafersJ. Institute Of Physics Publishing, Measurement science and technol
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