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摘要：全球工业快速发展过程中，对于产品质量要求也更为严格，尤其是金属产品零件更为复杂的今天，关键部位的零部件内部缺陷是金属产品质量的最终保障，因此对关键零部件进行严格探伤是非常有必要的。传统的金属无损检测技术已经无法满足社会发展需要，更为精准的无损探伤技术不断被研发，本文就对常用的金属无损检测技术进行分析，根据其工作原理，探讨金属无损检测技术中遇到的问题分析，希望可以为行业的发展与进步贡献自己的力量。
关键词：金属无损检测;常用技术;问题分析;缺陷分析
金属无损检测技术手段有很多，比如超声波、X射线、磁粉检测、涡流探伤等技术，被广泛应用在工业领域，尤其是压力容器制造、材料焊接中，都发挥着重要的作用。现阶段使用的金属无损检测技术基本上都是采用声、光、磁、电等特性，对金属零件的表面和内部进行质量检测，而且在检测的过程中不会损害检测目标，因此，金属无损检测技术成为工业发展的重要保障。
1.金属无损检测技术原理概述
1.1 X射线探伤
X射线是一种波长较短的电磁波，穿透力很强，在穿过被照射物体后会有一定的损耗，根据金属物体的吸收力不同，可以分解为正负离子，然后在使用测量仪表测量电离层，可以了解到金属内部的损伤与缺陷，完成对金属的探伤工作。
1.2 超声波探伤
超声波金属无损检测技术是目前应用最为广泛的一种技术，也是金属无損检测中最为理想的方法。超声波金属无损检测技术原理就是利用超声波技术深入到金属内部，从一个截面进入到另一个截面，然后根据反射信息产生的脉冲波形并现实到荧光屏上，以此来判断金属物体的缺陷。超声波探伤技术灵敏度高，成本低，可以更为精准的判断缺陷的位置和大小。这种技术对于运行中产生的裂纹更加敏感，但是这种技术大多数都是采用手控操作，对于检测对象也有着硬性要求，比如只能够对表面光滑的金属进行检测，而且需要操作人员具备丰富的经验才能够辨别。在操作的过程中，还需要有足够的耐心，比如在进行燃煤电站的蒸汽管道焊缝检测就需要半天时间，在对核电站的焊缝检测就需要几个工作日。
1.3 磁粉探伤
磁粉探伤主要是用在磁性材料中，也是一种非常简单和安全的探伤技术。磁粉探伤技术原理是被检测物体发生磁化后，缺陷处会产生磁阻增大磁场，因此可以通过磁粉来判断缺陷存在的位置及大小。磁粉探伤技术主要使用在磁性钢材上，检测方法更加灵敏，但是对于操作人员的技术要求也很高。在操作的时候，还可以进行远距离操作，即在磁体周围放上磁带，然后用磁带记录，记录完成后在取下来，送去实验检查。操作性强，可以很容易发现合金缺陷，但是无法发现气孔缺陷或者是深处的缺陷。
1.4 涡流探伤
涡流探伤主要是用来探测薄金属材料和非铁素体材料表面上的缺陷，工作原理是利用电磁感应，即激磁线圈促使导电构件产生涡电流，然后用探测线圈来测量电流的变化，从而获得构件缺陷信息。这项技术自动化程度高，在检测的时候，线圈与构件也不需要直接接触，也不用在二者之间填充耦合剂，操作简单，适合远距离检查。在涡流探伤中，为了适应不同金属材料的探伤，可以根据实际情况，选取相应的检测线圈。这项技术主要用于导电材料，对于形状复杂的构件不适用。比如应用在火力发电厂中，对火力发电厂的凝汽器管、汽轮机叶片、汽轮机转子中心孔和焊缝等进行检测，其工作原理是将交流电通入检测线圈，在将线圈放入到金属管中，金属管表面会产生涡流，涡流磁场与电流磁化方向相反，就会抵消一部分电流，从而使得电流大小发生变化，如果金属罐存在缺陷，就会影响线圈的阻抗，电流也会发生变化，从而达到探伤的目的。涡流探伤不仅可以探测出缺陷的大小，还可以分辨出缺陷的深度。除此之外，涡流探伤技术还被广泛应用在压水堆蒸汽发生器内的管道的探测中，蒸汽管道故障多，使用这种方法可以远距离操作，减少人力干涉，但是所需费用高昂，所用时间也长，而且还会出现感干扰信号，对于数据的分析和整理也比较困难。
2.金属无损检测技术特点分析
2.1 X射线探伤技术分析
X射线探伤技术主要应用在金属或者非金属材料的零部件上，利用穿透作用、电离作用、荧光作用、热作用、感光作用、着色作用等技术，可以清晰直观的了解到金属内部的损伤及缺陷，比如可以应用在锅炉压力容器焊接裂缝中，可以清晰的看到缺陷的形状、尺寸、类型等，除此之外，X射线探伤所形成的底片可以长期保留，便于后期查阅。然而，X射线探伤技术也存在相应的缺陷，不能定位缺陷的埋藏深度，检测厚度有限，而且需要工作人员具有较高的专业水准与足够的耐心。在探伤的过程中，需要多次重复探伤，再加上金属焊缝存在延时性，所以每隔一段时间就要对其进行探伤测试，这样才能及时了解焊缝状态，避免裂缝的存在并扩展。
2.2 超声波探伤技术分析
超声波金属无损检测技术适用范围广，适用于所有金属、非金属、复合材料等;穿透力强，可以检测几米长的钢锻，也可以检测1-2mm的薄壁板材;方向性好，灵敏度高，即使很小的缺陷也可以检测出来;成本低、速度快、设备轻便，安全性高，使用方便，因此，超声波探伤技术是金属无损检测技术最常用的技术。然而超声波探伤技术也存在相应的局限性，无法对金属中存在的缺陷进行准确的定性、定量分析;不能检测形状复杂或者是外形不规则的金属器件;在缺陷过大的时候，不能正常接收反射波，就会导致超声波消失，外壳与目标接触不好的时候，超声波会产生倾斜型缺陷;超声波扩散传播距离增加，截面反射过大，就会导致超声波减少，或者是节制粘连都会导致超声波衰减，现在的技术依旧采用手工测量，测量结构不直观，受到操作人员主观意识影响大。
2.3磁粉探伤技术分析
磁粉探伤技术适用范围很小，主要是对铁磁性材料表面和近表面的裂纹，用眼观察不到的裂纹。磁粉检测主要使用在原材料、半成品、成品和使用中的零部件，对于铁磁性材料的形状要求不高，不管是板状、管状、棒状还是焊接件、铸钢件、锻钢件等都可以检测;可以发现裂纹、发纹、斑点、折叠、疏松等缺陷，但是它不能发现埋藏较深的缺陷或者是缺陷较小的问题，比如很浅的话上，夹角小于20度的分层。 2.4涡流探伤技术分析
涡流探伤工作时，线圈不需要接触工件，也不需要借助介质，检测速度更快;对于工件表面缺陷有着极高的检测灵敏度，可以在高温状态、狭窄区域、深管壁进行检测，还可以检测出金属盖覆层的厚度，而且检测信号可以进行数字化处理，便于后期的数据分析和处理;涡流探伤技术也存在一定的缺陷。涡流探伤工作的操作对象必须是导电材料，而且只能检测金属表面缺陷，适用性不强。
3.金属无损检测技术在实际中的应用分析
在金属材料缺陷检测过程中，使用金属无损检测技术一般包括两个环节，一是准备阶段，二是现场检测环节。在准备阶段需要全面清理检测面，将金属表面的油垢、锈蚀等物质进行清除，填补检测探头移动区的深坑，并用砂轮进行打磨，保证检测面干净、平整，以免影响检测效果。在现场检测环节使用相应的金属无损检测技术手段，比如超声波探伤就需要检测表面外观是否合格，了解金属材料的材质、厚度、焊接方法等信息，并绘制相应的图形，来判断缺陷的大小和位置。
现场检测环节分为多个步骤，第一，初步探伤，在进行初步探伤前期就需要全面了解金属工件的制造工艺与加工材料，对于不同的缺陷可以采用多个技术手段来进行探伤。比如在检测金属工件锯齿的时候，可以利用超声波纵向缺陷来进行扫查，检测横向缺陷的时候，利用超声波平行扫查;不管是采用哪种检测技术都需要严格按照金属结构的相关准則来进行操作，保证检测结构的准确性，提高检测效率。这就需要检测人员具备较高的专业知识，在进行探伤的时候，要有足够的耐心，保证记录结果的准确性，为后续工作的开展提供精准的数据参考。第二，精确探伤，精确探伤跟初步探伤手段一样，只是在探伤的时候，会更加仔细，尤其是在初步检测出现问题的地方，要进行多次检测，着重标记存在问题的地方，为后期问题的查找以及技术的升级改进提供相应的依据。第三，缺陷评级，利用超声波技术检测的时候，可以对缺陷进行评级，开启超声波探伤仪，并将仪器调整为DAC功能，观察探头返回的波形来判断缺陷的等级，然后将缺陷进行划分，缺陷严重的时候就需要翻修，缺陷较轻就可以忽略。第四，重复探伤，重复探伤可以提高探伤的准确度，就是在对初步探伤和精确探伤后完成后，对检测结果进行多次核对，并以初步探伤和精确探伤结果为基础，提高检测的精准度。第五，延迟裂纹探伤，众所周知，多层金属结构焊缝具有一定的延时性，因此裂纹不是当时就出现，有可能在几周，也与可能几个月才会出现，因此要对裂纹出现的位置进行延迟探伤，每隔半个月或者一个月就需要进行探伤检测，保证金属结构的安全性与实用性。
总结
我国现代工业飞速发展，工业制造技术也有了突破性的发展，金属焊接技术的应用也越来越广泛。金属产品在生产的过程中会遇到很多问题，影响产品质量，这就需要做好金属无损检测工作，及时解决金属生产制造过程中存在的问题，提高金属产品生产效率，促进行业的快速发展。
参考文献：
[1]董卫东 简析金属无损检测技术上的若干问题处理[J]工艺与设备 2017，9
[2]曾琛翔 焊接质量的超声波探伤无损检测探析[J]世界有色金属 2020
[3]张晓阳 金属无损检测技术的若干问题探究[J]管理及其他 2021
关键词：金属无损检测;常用技术;问题分析;缺陷分析
金属无损检测技术手段有很多，比如超声波、X射线、磁粉检测、涡流探伤等技术，被广泛应用在工业领域，尤其是压力容器制造、材料焊接中，都发挥着重要的作用。现阶段使用的金属无损检测技术基本上都是采用声、光、磁、电等特性，对金属零件的表面和内部进行质量检测，而且在检测的过程中不会损害检测目标，因此，金属无损检测技术成为工业发展的重要保障。
1.金属无损检测技术原理概述
1.1 X射线探伤
X射线是一种波长较短的电磁波，穿透力很强，在穿过被照射物体后会有一定的损耗，根据金属物体的吸收力不同，可以分解为正负离子，然后在使用测量仪表测量电离层，可以了解到金属内部的损伤与缺陷，完成对金属的探伤工作。
1.2 超声波探伤
超声波金属无损检测技术是目前应用最为广泛的一种技术，也是金属无損检测中最为理想的方法。超声波金属无损检测技术原理就是利用超声波技术深入到金属内部，从一个截面进入到另一个截面，然后根据反射信息产生的脉冲波形并现实到荧光屏上，以此来判断金属物体的缺陷。超声波探伤技术灵敏度高，成本低，可以更为精准的判断缺陷的位置和大小。这种技术对于运行中产生的裂纹更加敏感，但是这种技术大多数都是采用手控操作，对于检测对象也有着硬性要求，比如只能够对表面光滑的金属进行检测，而且需要操作人员具备丰富的经验才能够辨别。在操作的过程中，还需要有足够的耐心，比如在进行燃煤电站的蒸汽管道焊缝检测就需要半天时间，在对核电站的焊缝检测就需要几个工作日。
1.3 磁粉探伤
磁粉探伤主要是用在磁性材料中，也是一种非常简单和安全的探伤技术。磁粉探伤技术原理是被检测物体发生磁化后，缺陷处会产生磁阻增大磁场，因此可以通过磁粉来判断缺陷存在的位置及大小。磁粉探伤技术主要使用在磁性钢材上，检测方法更加灵敏，但是对于操作人员的技术要求也很高。在操作的时候，还可以进行远距离操作，即在磁体周围放上磁带，然后用磁带记录，记录完成后在取下来，送去实验检查。操作性强，可以很容易发现合金缺陷，但是无法发现气孔缺陷或者是深处的缺陷。
1.4 涡流探伤
涡流探伤主要是用来探测薄金属材料和非铁素体材料表面上的缺陷，工作原理是利用电磁感应，即激磁线圈促使导电构件产生涡电流，然后用探测线圈来测量电流的变化，从而获得构件缺陷信息。这项技术自动化程度高，在检测的时候，线圈与构件也不需要直接接触，也不用在二者之间填充耦合剂，操作简单，适合远距离检查。在涡流探伤中，为了适应不同金属材料的探伤，可以根据实际情况，选取相应的检测线圈。这项技术主要用于导电材料，对于形状复杂的构件不适用。比如应用在火力发电厂中，对火力发电厂的凝汽器管、汽轮机叶片、汽轮机转子中心孔和焊缝等进行检测，其工作原理是将交流电通入检测线圈，在将线圈放入到金属管中，金属管表面会产生涡流，涡流磁场与电流磁化方向相反，就会抵消一部分电流，从而使得电流大小发生变化，如果金属罐存在缺陷，就会影响线圈的阻抗，电流也会发生变化，从而达到探伤的目的。涡流探伤不仅可以探测出缺陷的大小，还可以分辨出缺陷的深度。除此之外，涡流探伤技术还被广泛应用在压水堆蒸汽发生器内的管道的探测中，蒸汽管道故障多，使用这种方法可以远距离操作，减少人力干涉，但是所需费用高昂，所用时间也长，而且还会出现感干扰信号，对于数据的分析和整理也比较困难。
2.金属无损检测技术特点分析
2.1 X射线探伤技术分析
X射线探伤技术主要应用在金属或者非金属材料的零部件上，利用穿透作用、电离作用、荧光作用、热作用、感光作用、着色作用等技术，可以清晰直观的了解到金属内部的损伤及缺陷，比如可以应用在锅炉压力容器焊接裂缝中，可以清晰的看到缺陷的形状、尺寸、类型等，除此之外，X射线探伤所形成的底片可以长期保留，便于后期查阅。然而，X射线探伤技术也存在相应的缺陷，不能定位缺陷的埋藏深度，检测厚度有限，而且需要工作人员具有较高的专业水准与足够的耐心。在探伤的过程中，需要多次重复探伤，再加上金属焊缝存在延时性，所以每隔一段时间就要对其进行探伤测试，这样才能及时了解焊缝状态，避免裂缝的存在并扩展。
2.2 超声波探伤技术分析
超声波金属无损检测技术适用范围广，适用于所有金属、非金属、复合材料等;穿透力强，可以检测几米长的钢锻，也可以检测1-2mm的薄壁板材;方向性好，灵敏度高，即使很小的缺陷也可以检测出来;成本低、速度快、设备轻便，安全性高，使用方便，因此，超声波探伤技术是金属无损检测技术最常用的技术。然而超声波探伤技术也存在相应的局限性，无法对金属中存在的缺陷进行准确的定性、定量分析;不能检测形状复杂或者是外形不规则的金属器件;在缺陷过大的时候，不能正常接收反射波，就会导致超声波消失，外壳与目标接触不好的时候，超声波会产生倾斜型缺陷;超声波扩散传播距离增加，截面反射过大，就会导致超声波减少，或者是节制粘连都会导致超声波衰减，现在的技术依旧采用手工测量，测量结构不直观，受到操作人员主观意识影响大。
2.3磁粉探伤技术分析
磁粉探伤技术适用范围很小，主要是对铁磁性材料表面和近表面的裂纹，用眼观察不到的裂纹。磁粉检测主要使用在原材料、半成品、成品和使用中的零部件，对于铁磁性材料的形状要求不高，不管是板状、管状、棒状还是焊接件、铸钢件、锻钢件等都可以检测;可以发现裂纹、发纹、斑点、折叠、疏松等缺陷，但是它不能发现埋藏较深的缺陷或者是缺陷较小的问题，比如很浅的话上，夹角小于20度的分层。 2.4涡流探伤技术分析
涡流探伤工作时，线圈不需要接触工件，也不需要借助介质，检测速度更快;对于工件表面缺陷有着极高的检测灵敏度，可以在高温状态、狭窄区域、深管壁进行检测，还可以检测出金属盖覆层的厚度，而且检测信号可以进行数字化处理，便于后期的数据分析和处理;涡流探伤技术也存在一定的缺陷。涡流探伤工作的操作对象必须是导电材料，而且只能检测金属表面缺陷，适用性不强。
3.金属无损检测技术在实际中的应用分析
在金属材料缺陷检测过程中，使用金属无损检测技术一般包括两个环节，一是准备阶段，二是现场检测环节。在准备阶段需要全面清理检测面，将金属表面的油垢、锈蚀等物质进行清除，填补检测探头移动区的深坑，并用砂轮进行打磨，保证检测面干净、平整，以免影响检测效果。在现场检测环节使用相应的金属无损检测技术手段，比如超声波探伤就需要检测表面外观是否合格，了解金属材料的材质、厚度、焊接方法等信息，并绘制相应的图形，来判断缺陷的大小和位置。
现场检测环节分为多个步骤，第一，初步探伤，在进行初步探伤前期就需要全面了解金属工件的制造工艺与加工材料，对于不同的缺陷可以采用多个技术手段来进行探伤。比如在检测金属工件锯齿的时候，可以利用超声波纵向缺陷来进行扫查，检测横向缺陷的时候，利用超声波平行扫查;不管是采用哪种检测技术都需要严格按照金属结构的相关准則来进行操作，保证检测结构的准确性，提高检测效率。这就需要检测人员具备较高的专业知识，在进行探伤的时候，要有足够的耐心，保证记录结果的准确性，为后续工作的开展提供精准的数据参考。第二，精确探伤，精确探伤跟初步探伤手段一样，只是在探伤的时候，会更加仔细，尤其是在初步检测出现问题的地方，要进行多次检测，着重标记存在问题的地方，为后期问题的查找以及技术的升级改进提供相应的依据。第三，缺陷评级，利用超声波技术检测的时候，可以对缺陷进行评级，开启超声波探伤仪，并将仪器调整为DAC功能，观察探头返回的波形来判断缺陷的等级，然后将缺陷进行划分，缺陷严重的时候就需要翻修，缺陷较轻就可以忽略。第四，重复探伤，重复探伤可以提高探伤的准确度，就是在对初步探伤和精确探伤后完成后，对检测结果进行多次核对，并以初步探伤和精确探伤结果为基础，提高检测的精准度。第五，延迟裂纹探伤，众所周知，多层金属结构焊缝具有一定的延时性，因此裂纹不是当时就出现，有可能在几周，也与可能几个月才会出现，因此要对裂纹出现的位置进行延迟探伤，每隔半个月或者一个月就需要进行探伤检测，保证金属结构的安全性与实用性。
总结
我国现代工业飞速发展，工业制造技术也有了突破性的发展，金属焊接技术的应用也越来越广泛。金属产品在生产的过程中会遇到很多问题，影响产品质量，这就需要做好金属无损检测工作，及时解决金属生产制造过程中存在的问题，提高金属产品生产效率，促进行业的快速发展。
参考文献：
[1]董卫东 简析金属无损检测技术上的若干问题处理[J]工艺与设备 2017，9
[2]曾琛翔 焊接质量的超声波探伤无损检测探析[J]世界有色金属 2020
[3]张晓阳 金属无损检测技术的若干问题探究[J]管理及其他 2021