作為一名質(zhì)量控制人員，最擔(dān)心的事情莫過于自己最好的客戶拿著自己公司生產(chǎn)的，卻帶有裂縫或者其他質(zhì)量問題的產(chǎn)品來“拜訪”自己。你的客戶肯定會很生氣的想知道在你們生產(chǎn)過程中，這些缺陷或者質(zhì)量問題是如何產(chǎn)生的，以及你如何保證下次不會再發(fā)生類似情況。

沒有人會希望生產(chǎn)出帶有缺陷，甚至損壞的制件，但是我們的原材料、生產(chǎn)工藝流程、機(jī)械設(shè)備以及生產(chǎn)人員都不可能是十全十美的，這也就是為什么我們要對制件進(jìn)行檢測并且密切關(guān)注生產(chǎn)流程的原因。

將無損檢測技術(shù)用于檢測金屬制品中的缺陷已經(jīng)有幾十年的歷史了。不同的無損檢測方法適用于不同的金屬制件，并且，有些適用于離線批處理檢測，有些適用于連續(xù)在線檢測。本文將主要介紹幾種比較受歡迎的無損檢測技術(shù)，包括滲透檢測、磁粉檢測、超聲檢測和渦流檢測技術(shù);以及這些技術(shù)各自最適宜的應(yīng)用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)以及最新進(jìn)展等。

滲透和磁粉檢測技術(shù)

滲透檢測(PT)是對視覺檢測的一種補(bǔ)強(qiáng)，主要適用于檢測無孔金屬材料的表面缺陷。關(guān)于這種技術(shù)的一個早期說法是該技術(shù)在1800年就結(jié)合重油、煤油和白粉筆等被用于檢測機(jī)車部件上的裂紋。在20世紀(jì)40年代，熒光染料開始被加入到滲透檢測技術(shù)中，在紫外光的照射下能夠大大提高金屬制件表面缺陷的能見度。

滲透檢測技術(shù)要求待檢測樣品表面清洗干凈，以保證染料能夠順利進(jìn)入到缺陷當(dāng)中。清洗干凈后，在表面上施加滲透劑，施加完畢后將多余的滲透劑清除干凈并涂覆顯影劑。隨后，在合適的燈光照射下進(jìn)行觀察。在檢測結(jié)束后，再次清洗樣品以去除滲透劑和顯影劑。

主要優(yōu)勢如下：

1 操作相對簡單且成本低廉;

2 高度便攜;

3 對于表面上細(xì)小、緊密的不連續(xù)處高度敏感;

4 可用于檢測一些含有復(fù)雜外形的制件。

同時也存在一些缺點(diǎn)和不足，主要為：

1 測試件表面必須高度清潔，無污垢、油脂、油漆、銹跡及其它污染物;

2 不能用于檢測多孔樣品，對于粗糙表面檢測較困難;

3 檢測完畢后通常需要清理掉所有的滲透液和顯影劑;

4 難以記錄數(shù)據(jù)和實現(xiàn)自動化等。

磁粉檢測技術(shù)

磁粉檢測(MT)主要是利用磁場和小磁粉顆粒檢測鐵磁材料中的缺陷。這項技術(shù)早在19世紀(jì)末期就被人們研究：當(dāng)槍筒被磁化后，將磁羅盤沿著槍筒移動并觀察磁場的變化。在1920年，人們就發(fā)現(xiàn)有色金屬碎屑可以用于檢測金屬制品中的缺陷。

磁粉檢測技術(shù)能夠檢測到金屬表面或者次表面上存在的缺陷。其檢測過程大致為：首先利用一個永磁體或者電磁鐵對測試樣品進(jìn)行磁化作用，隨后將在白光條件或者紫外光條件下可視的干磁粉或濕磁粉鋪到測試樣品的表面上，這些磁粉會形成一種視覺指示——和缺陷具有近似形狀和大小的磁痕。在檢測結(jié)束后，通常需要對測試樣品進(jìn)行消磁作用。

優(yōu)勢主要包括：

1 操作簡單，成本低廉;

2 是檢測鐵磁材料中表面及次表面上缺陷的最佳方法;

3 能夠通過在材料表面涂上涂層(如油漆)的方法進(jìn)行更加明顯的觀察;

4 不需要嚴(yán)格的表面預(yù)清洗工作等。

局限性主要包括：

1 檢測材料僅限于鐵磁性材料;

2 只能用于檢測表面及近表面上的不連續(xù)處;

3 測試樣品通常需要進(jìn)行消磁作用，可能會帶來一些困難;

4 對于高速測試樣品或在線測試樣品難以實現(xiàn)自動化等。

紫外輻照LED光源的新發(fā)展顯著提高了滲透檢測技術(shù)和磁粉檢測技術(shù)的靈敏度。紫外輻照LED燈能夠提高光強(qiáng)度及效率，提供均勻的光束模式，并且使用方便。這種光源使得檢測過程中可以更多的借助可見光，而不用繼續(xù)在黑暗環(huán)境中進(jìn)行檢測。

超聲檢測技術(shù)

超聲檢測(UT)主要是利用高頻率聲波尋找材料中的缺陷和不連續(xù)處。最早使用超聲波檢測固體材料中的缺陷可以追溯到上個世紀(jì)30年代。電子工業(yè)的快速發(fā)展以及超聲波在醫(yī)學(xué)診斷方面的研究使用極大地推動了這項技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)在，超聲檢測已經(jīng)成為一種成熟的無損檢測技術(shù)，主要用于檢測焊縫和一些具有復(fù)雜外形的樣品。此外，這項技術(shù)的一大特點(diǎn)是可以用于研究和檢測樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

一套完整的超聲檢測體系包括一個脈沖發(fā)生器/接收器、一個換能器和一個顯示器。脈沖發(fā)生器產(chǎn)生高壓電脈沖，并被換能器轉(zhuǎn)換成高頻率超聲能量。換能器通過水或者凝膠耦合到材料之上，材料中的缺陷或者不連續(xù)處反射出來的信號通過換能器轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過放大和處理，傳送到顯示器上。最終接收到的信號信息能夠用于計算缺陷的位置、尺寸和取向等。超聲檢測技術(shù)能夠用于厚度測量，以及材料的力學(xué)性能和晶體結(jié)構(gòu)的測定。

優(yōu)點(diǎn)主要包括：

1 檢測靈敏度高，能夠用于檢測微小缺陷;

2 能夠精確檢測出缺陷的位置和尺寸;

3 允許快速檢測和自動化檢測;

4 只需要檢測測試樣品的一個表面;

5 能夠檢測出次表面缺陷。

存在的不足主要有：

1 需要用到耦合劑;

2 檢測設(shè)備較昂貴;

3 要求高度熟練的檢測人員;

4 需要參考標(biāo)準(zhǔn)和校準(zhǔn)工作;

5 對于實現(xiàn)在線生產(chǎn)檢測自動化成本較高。

電腦軟件、模型建造以及相控陣技術(shù)的發(fā)展為快速、高分辨率的缺陷繪圖鋪平了道路。超聲檢測技術(shù)能夠結(jié)合材料處理系統(tǒng)和水浴槽一起集成到生產(chǎn)線上，對產(chǎn)品質(zhì)量實現(xiàn)更好的監(jiān)測。

渦流檢測技術(shù)

渦流檢測(ET)主要是采用電磁場檢測金屬制品表面和次表面上的缺陷。電磁感應(yīng)科學(xué)是在19世紀(jì)中期發(fā)展而來，在19世紀(jì)后期，人們發(fā)現(xiàn)將線圈與具有不同電導(dǎo)率的金屬接觸時得到的實驗數(shù)據(jù)會發(fā)生改變。在19世紀(jì)50年代到60年代，渦流技術(shù)逐漸成了一種廣泛應(yīng)用于核能和航空工業(yè)領(lǐng)域的新興技術(shù)。

在渦流檢測技術(shù)中，將通電線圈放置在待檢測金屬樣品附近，金屬樣品內(nèi)會感應(yīng)出渦流。與不含有缺陷的同種金屬制品對比，被測制品中若存在缺陷或者結(jié)構(gòu)發(fā)生改變都會導(dǎo)致渦流變化。因為渦流的分布和大小，除了與線圈的形狀和尺寸、電流的大小和頻率等有關(guān)外，還取決于試件的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對不變的條件下，用一探測線圈測量渦流所引起的磁場變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進(jìn)而獲得有關(guān)電導(dǎo)率、缺陷、材質(zhì)狀況和其他物理量(如形狀、尺寸等)的變化或缺陷存在等信息。

渦流檢測通常能夠在幾秒鐘內(nèi)完成，這使得它可以很方便的被整合到生產(chǎn)線中，并且，檢測過程不需要用到耦合劑，檢測之前也不需要對樣品進(jìn)行預(yù)清洗工作。此外，由于渦流還受電導(dǎo)率影響，這種技術(shù)還可以用來檢測合金之間的差異性等。

優(yōu)勢主要包括：

1 瞬時響應(yīng);

2 檢測表面缺陷極度敏感;

3 綠色、環(huán)保，不需要耦合劑等化學(xué)試劑;

4 結(jié)果可靠，可重復(fù)性高;

5 易于整合到生產(chǎn)線上。

存在的不足主要有：

1 只適用于金屬檢測;

2 只能用于檢測表面缺陷;

3 儀器設(shè)備較為昂貴;

4需要有經(jīng)驗的操作員裝配儀器設(shè)備。

電子工業(yè)及電腦技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)為渦流陣列、多頻檢測、數(shù)據(jù)分類和存儲等方面鋪好了道路，從而推動渦流檢測技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

總結(jié)

對于特定的產(chǎn)品，不同檢測技術(shù)間的選擇主要取決于待檢測產(chǎn)品的幾何外形、材料組成，以及你可能檢測到的缺陷類型等因素。上述的幾種檢測方法中，一些適合作為離線檢測選擇;其他的更加適合集成到生產(chǎn)線中，可以檢測到所有產(chǎn)品。除了上述幾類無損檢測技術(shù)外，還有很多其他檢測技術(shù)可供選擇，例如射線檢測、聲發(fā)射檢測和紅外/熱成像檢測等。