(一)传统检测技术
磁粉检测(MT)
这是建立在漏磁原理基础上的磁力探伤方法。当对铁磁材料及其制品进行检测时,对其局部磁化,若材料表面或近表面存在缺陷,局部区域磁导率降低、磁阻增加,磁化场部分从该区域外泄形成漏磁信号。此时撒上干磁粉或浇上磁悬液,磁极吸附磁粉形成磁痕,借助肉眼能直接观察到的磁痕显示缺陷情况。可探测露出表面微小缺陷以及埋藏在表面下几毫米的近表面缺陷,对面积型缺陷更灵敏,常用于检查因淬火、轧制、锻造、铸造、焊接、电镀、磨削、疲劳等引起的裂纹,也能探查气孔、夹杂、未焊透等体积型缺陷。
渗透检测(PT)
利用毛细现象探伤。若金属表面有肉眼不能直接察知的微裂纹,渗透性强的液体(渗透液)会沿着裂纹渗透到根部。然后洗去表面渗透液,涂上对比度大的显示液(如白色显示液),由于裂纹窄,毛细现象使原渗透到裂纹内的渗透液上升到表面扩散,在白色衬底上显出较粗红线,显示出裂纹露于表面的形状,称为着色探伤;若渗透液为带荧光液体,在紫外灯照射下,上升到表面的液体会发出荧光,更能显示裂纹形状,也叫荧光探伤。可用于金属和非金属表面探伤。
涡流检测(ET)
由交流电流产生的交变磁场作用于待探伤的导电金属材料,感应出电涡流。当材料表面存在缺陷时,会影响涡流的大小和分布,通过检测涡流的变化来发现缺陷。
(二)基于光学原理的检测技术
光学机器视觉智能检测
以图像处理理论为核心,以数字图像处理、模式识别、计算机技术为基础。基本原理是一定的光源照在待测金属表面上,利用高速CCD摄像机获得表面图像,通过图像处理提取图像特征向量,再通过分类器对表面缺陷进行检测与分类。目前国内外很多企业开发了相关检测软件,可按客户指定技术指标自动检测,标识有缺陷部位,还可根据需要自动分拣、剔除不良品。
光度立体图像采集检测
首先使用光度立体图像采集装置采集不同照明方向下高光金属标定球的图像,根据采集到的图像和标定公式获取照明方向矩阵。装置包含一个工业相机、四个光源、光源框架、载物台和相机支架等部件。然后将待测金属放入装置,依次点亮各个光源,获得不同照明方向下的物体表面图像序列;将图像序列中的多张图像融合获得融合图像;根据图像序列和照明方向矩阵计算物体表面的散度图;最后将融合图像和散度图分别输入预设的双支路特征融合网络中,提取图像的融合特征并输出最终的缺陷检测结果。通过提高缺陷与背景的对比度和捕获表面的几何形貌信息,提高缺陷检测能力。
(三)其他检测技术
红外线检测
通过高频感应线圈使连铸板坯表面产生感应电流,在高频感应的集肤效应作用下,穿透深度小于1mm,表面缺陷区域的感应电流会使单位长度表面消耗更多电能,引起局部表面温度上升,从而检测出表面缺陷。
超声波检测
工业上常用数兆赫兹超声波探伤。利用超声波探头与待探工件表面良好接触,探头向工件发射超声波并接收(缺陷)界面反射回来的超声波,转换成电信号传输给仪器处理。根据超声波在介质中的传播速度和传播时间确定缺陷位置;缺陷越大,反射面越大,反射能量越大,可据此查知各缺陷(当量)的大小。多应用于金属管道内部的缺陷检测,不过也能用于金属表面缺陷检测,因为声波在工件内的反射状况会显示在荧光屏上,根据反射波的时间及形状来判断工件内部及表面缺陷等情况。
二、金属无损检测方法
(一)射线检测(RT)
利用射线(如X光和同位素发出的γ射线)的穿透性和直线性探伤。当射线穿过物质时,物质密度越大,射线强度减弱越多。用射线照射待探伤零部件,若用照相底片接收,密度小(有缺陷处)的区域感光量相对大些,底片上能反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影;若用仪器接收,也可反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷敏感,适宜用于体积型缺陷探伤。
(二)超声检测(UT)
除了上述提到的用于表面缺陷检测外,也是金属内部无损检测常用方法。通过超声波在金属内部传播特性,根据反射波情况判断内部是否存在缺陷,确定缺陷位置和大小等信息,广泛应用于金属材料内部缺陷的检测。
(三)磁粉检测(MT)
不仅可用于表面缺陷检测,对于近表面的缺陷也能检测,如铁磁材料内部距离表面几毫米内的缺陷,通过漏磁原理吸附磁粉显示缺陷,可探测多种类型的缺陷,对面积型缺陷检测更灵敏。
(四)渗透检测(PT)
用于检测金属表面开口缺陷,通过渗透液渗透进裂纹等缺陷,再通过显示液显示出缺陷形状,能清晰地显示表面微小裂纹等缺陷的情况,适用于各种金属材料表面缺陷检测。
(五)涡流检测(ET)
对于金属材料,当交变磁场作用时产生涡流,根据涡流变化判断材料内部和表面的缺陷情况,特别是对于导电金属材料表面和近表面缺陷检测有较好效果。
(六)声发射检测(AE)
材料或结构在受力变形或断裂过程中会释放出弹性波(声发射信号),通过检测这些声发射信号来判断材料内部是否存在损伤或缺陷扩展情况。这种方法可以实时监测金属结构在加载过程中的状态,对金属结构的完整性评估有重要意义。
(七)泄漏检测(Leak Testing)
用于检测金属容器等是否存在泄漏情况,例如通过压力变化、气体检测等手段确定金属结构是否有泄漏点,保障金属设备在储存或运输等情况下的密封性。
(八)光全息照相检测(Optical Holography)
利用光的干涉原理记录和再现物体的三维信息,通过对金属部件的全息图像分析来检测缺陷。可以检测出金属表面和内部的微小变形、裂纹等缺陷,但设备较为复杂,操作要求高。
(九)红外热成像检测(Infrared Thermography)
基于物体表面温度分布差异来检测缺陷。当金属材料内部存在缺陷时,可能会影响热传导,导致表面温度分布异常。通过红外热成像仪检测表面温度场,从而分析出内部可能存在的缺陷,可用于大面积金属结构的快速检测。