工程材料失效检测技术现状及创新研究

我国的工业技术和科学技术有着巨大的进步, 这样就使得工程建设得到了飞速的发展, 工业领域会使用一些新型材料, 它们的形状、结构、力学性能等都不相同, 这些材料在使用过程中受到外部力的作用时, 就会变形、断裂、腐蚀或者是磨损等失效现象。因此工程材料时效检测技术就变得越来越重要。本文主要就是对这一技术进行详细的分析, 并且对其发展趋势进行总结。

1. 常用无损检测技术

目前工业探伤常用的无损检测方法包括:射线检测、超声波检测、渗透检测、磁粉检测等。射线检测有着适用性好的特点, 能够对材料的内部缺陷或者是表面缺陷进行检测, 而且对于材料的形状并没有任何要求, 基于这一特性在石油化工、航空航天和机械等相关领域被广泛的应用。但是射线检测也会有着一定的缺陷, 对于构件检测存在着一定的限制, 而且会涉及到检测成本和辐射的防护等相关问题。超声检测是使用非常广泛的一种无损检测方法, 这种无损检测方法对于所有的材料都适用, 有着检测速度快、传输能力强、指向信号的优势, 能够对晶粒度、材料硬度、厚度或者是胶接强度进行检测。磁粉检测有着一定的限制性, 主要是应用于铁磁性的材料检测中, 这一检测方法有着结果可靠、操作简单、价格低廉和速度快的特点, 主要是用于冷隔、折叠、白点、裂纹和气孔等缺陷的检测。而涡流无损检测技术相对于其他的方法来说有着无辐射、不需要耦合剂、无污染、不需要清洗的优点, 能够真正的实现自动化, 节省了人力和物力[1]。

2. 新兴无损检测技术

2.1 光学无损检测

对待检物体外部施加一定的载荷, 如果物体内部存在缺陷, 缺陷位置的变形量就与其他部位的变形量有所差别, 观察变形量的差别就可以判断出缺陷的位置、尺寸等信息。当然这种方法属于无损检测, 在施加外部载荷时对被检物体不能造成损坏, 损益这种激光全息技术只对一些微米级别的缺陷进行检测, 属于干涉性的计量方法, 这种技术不需要与物体进行接触, 灵敏度较好, 而且被检测的物体便于保存, 不会受到尺寸或者是材料的限制。这种技术被广泛应用于航天航空材料、高压容器、高压管道、汽车关键构件等领域的材料内部缺陷的检测。

激光散斑技术主要是利用激光照射的过程中所发生的散射从而形成的一种自相干技术, 这种技术主要是利用所检测的物体, 在加载之前和加载之后出现的激光散斑图进行叠加, 从而找到干涉条纹, 这样就能够对缺陷部位进行检测。

激光散斑技术能够使被检测的材料和激光发生作用从而产生超声波, 之后利用反射或者是表面栅格衍射等非干涉型技术或者是利用光外差或者是差分等干涉技术来进行激光检测, 对于检测过程所产生的超声波进行分析, 就能够确定物体材料存在的缺陷。激光超声技术是不需要使用耦合剂的, 可以在极其恶劣的环境中来进行超声检测, 也可以进行远距离的遥控, 检测快捷、方便、抗干扰能力比较强, 在航空领域已经被广泛的应用。

2.2 声学无损检测技术

超声相控阵技术在超声监测中扮演者重要的角色, 这是一种新兴的技术。这种技术主要是利用多阵原换能器来接收超声波束, 与此同时多阵原换能器也会产生超声波数, 并且利用控制换能器中的各种脉冲来延缓时间, 从而改变被检测物体中的相位关系, 使声束方向和聚焦点的方向发生一定的变化, 之后利用电子扫描和机械扫描来进行图像的成像。

3. 工程材料无损检测技术的发展趋势

3.1 射线检测技术的发展

射线检测室目前应用最为广为广泛的一种检测方法, 可靠性比较强, 有图像显示, 缺欠直观可靠, 但射线检测对人体有一定的伤害, 今后在检测过程中我们要加强对防护这方面的研究与深入, 其次就是图像处理。

今后重点应用的技术[3]:

(1) 数字X射线实时检测系统在制造、检验和过程控制方面。

(2) 具有数据交换、使用NDT工作站的计算机化的射线检测系统。

(3) 小型、低成本的CT系统。

(4) 微焦点放大成像的x射线成像检验系统。

3.2 微波无损检测技术

微波无损检测一般是用来检测物体内裂纹、裂缝、夹渣、气孔、分层等缺欠。是一种利用高频率电磁波照射在被测物体上, 产生反射波和透射波, 根据反射波和透射波的变化 (波的振幅、相位、模式) 来判断缺陷的类型、尺寸、位置等信息。

材料在生产过程中的非直线性和材料的纤维束方向可以通过微波的极比特性来控制, 微波的极比特性最大的特点就是可以提供缺陷的精确数据, 大小和范围可以精确地测定。同时可以得到缺陷区域的三维图像, 可以直观的看出缺陷的形状, 位置, 大小等。微波无损检测设备简单、费用低廉、易于操作、便于携带.但是由于微波不能穿透金属和导电性能较好的复合材料, 因而不能检测此类复合结构内部的缺陷, 只能检测金属表面裂纹缺陷及粗糙度。

4. 结论

材料失效检测是安全的保障, 现在失效检测有好多种, 所以在选择哪种方法进行检测是需要事先确认并证实的, 每种方法都有其特点和不足, 我们要根据材料的应用场合、材料的结构、形状等多方面的因素考虑选择一种最适合的检测方法。失效检测技术在我国工程检测领域必将有广阔的发展前景。

摘要：现代工业在不断的发展, 科学技术水平也在不断地提高, 这样就使得工程材料面临着更加恶劣或者是极端的环境, 使得工程材料会存在着失效的情况, 也就对工程材料失效检测技术中的无损检测技术提出了较高的要求。本文就是对工程材料失效检测技术的现状及发展趋势进行分析, 为相关的研究提供借鉴。

关键词：工程材料,失效检测技术,现状,趋势

参考文献

[1] 彭永恒, 宋凤立.混凝土无损检测技术的发展和应用[J].大连民族学院学报, 2003 (7) .