淺析金屬無損檢測及環(huán)境檢測方法

王向東

摘要：金屬無損檢測和環(huán)境檢測可以提高機械設備的可靠性與安全性，在進行操作的過程中可以利用聲、光、磁、電等特性，不損害被檢測對象的前提下，檢測其設備元器件是否存在缺陷，并準確定位出缺陷的大小、位置、性質等信息，從而判斷出產品是否合格，推斷產品的剩余使用時間。

關鍵字：金屬無損檢測;環(huán)境檢測;機械設備;缺陷分析

金屬無損檢測及環(huán)境檢測技術有多種，這些技術的科學有效性是保障金屬無損檢測與環(huán)境檢測工作順利開展的基礎。然而隨著科技的發(fā)展進步，金屬無損檢測與環(huán)境檢測技術也得到了一定的發(fā)展，取得了一定成果，比如現階段，借助無人機技術來進行金屬無損檢測及環(huán)境檢測，在地面操縱飛行平臺，執(zhí)行檢測任務，并將結果傳輸給地面站。這樣探傷及檢測方法，可以保證檢測人員的人身安全，降低了檢測人員在高空作業(yè)以及環(huán)境污染中的檢測難度，為未來金屬無損檢測及環(huán)境檢測技術的發(fā)展提供了新的思路，促進檢測技術水平的進一步發(fā)展。

1.金屬無損檢測及環(huán)境檢測概述

金屬無損檢測及環(huán)境檢測技術有很多，目前常用的檢測辦法有X射線、超聲波、無人機技術等。X射線是利用射線來穿透物質，并使用照相膠片的感光作用或者與其他化學元素產生熒光，來探測金屬物體內部缺陷，這種探傷方式，具備無損檢測特性，可以在不破壞被檢測金屬的前提下，發(fā)現被檢測金屬內部缺陷，并分析被檢測金屬的保存狀況、制造特點等，廣泛應用在文物保護和研究工作中。超聲波技術指的是在進行探傷檢測過程中，利用超聲波來檢測金屬材料深處，其工作原理是，超聲波在使用的過程中，從金屬的一個截面進入到另一個截面，在接觸截面的時候發(fā)生發(fā)射，然后根據反射信號的傳播特點來判斷材料內部缺陷。這是由于超聲波的特性，遇到缺陷會形成脈沖波，然后將信息反饋給用戶，用戶可以分析形成的脈沖波，從而來判斷金屬中缺陷的位置及大小。隨著科技的發(fā)展，超聲波探傷技術更加成熟，操作更為簡便，探傷結果更為準確，檢測效率更高。超聲波探傷技術與計算機智能算法進行結合，可以充分考慮各種因素，評估缺陷問題，可以避免評估失誤，導致結果不準確，在一定程度上提高了金屬無損檢測效率。無人機是現代科技發(fā)展的產物，尤其是近十幾年，科學技術突飛猛進的時代，無人機研究、設計和制造水平都有了巨大的提升，無人機也更加智能化、多元化，被廣泛應用在社會的多個領域。在金屬無損檢測及環(huán)境檢測領域，利用無人機技術可以代替人工操作，完成高空金屬檢測，比如高空鋼結構的金屬無損檢測。無人機可以用在污染嚴重的環(huán)境中，可以對工廠排煙中的二氧化碳、二氧化硫，氧化氮等有毒有害物質進行檢測，完成高空作業(yè)和工業(yè)氣爐或者煙囪排煙現場等危險作業(yè)，完全保障人身安全，而且測量結果更為準確。

2.金屬無損檢測及環(huán)境檢測技術應用分析

2.1 X射線探傷技術應用分析

X射線探傷技術主要是應用在金屬文物保護修復中，最早是在20世紀20年代對紙質文物藝術品進行檢測，到20世紀50年底啊，才將其應用在青銅器上，并取得了極好的檢測效果。比如X射線探傷技術可以對石膏包進行分析，準確探測出石膏包內部金屬物質的位置與保存情況;將其應用在青銅器的分析上，可以清晰的探測出青銅器的內部結構、腐蝕情況等，準確分析出銅鏡覆蓋的銘文、紋飾，制造工藝等。除此之外，X射線探傷技術還可以應用在大型陶俑分析上，陶俑質地極薄，很容易被X射線穿透，因此在操作的時候要格外注意，選擇較低的電流電壓，進行多次拍攝時，要保證光線、位置、電壓、電流等變量保持一致，這樣才能保證后續(xù)拼接可以順利完成，得到理想的效果。

漢代的環(huán)手銅書刀，在修復前，刀身一斷兩半，保護在文物庫房中，利用X射線可以清晰的看到書刀尾部有裂痕，還有明顯的修復痕跡，首部有多處小黑洞，環(huán)部有微小缺損等，這種微小的瑕疵用肉眼是無法查看的，但是在X射線的照射下就很明顯。還有明豎耳銜環(huán)青銅爐，爐身通體銹蝕，底部受到外力擠壓而產生裂縫。利用X射線可以清晰的看到青銅爐的三足和兩耳，還可以清晰的查看修復補配的痕跡。因此X射線探傷技術應用在文物保護中，給文物保護工作的開展提供相應的理論依據，使其更加的科學化、系統(tǒng)化。X射線金屬無損檢測技術應用在金屬文物修復檢測中可以清楚了解到文物內部結構、腐蝕情況與修復痕跡，為文物的保護修復提供可靠的建議，有助于文物原貌的恢復，因此被廣泛應用在文物保護修復領域。

3.2超聲波探傷技術分析

超聲波金屬無損檢測技術主要應用在焊縫和T形焊接處中，將其應用在焊縫中的時候，要做好前期的準備工作，就是在利用超聲波進行探傷工作之前，相關人員要清楚了解金屬材料的結構與焊接情況，然后根據相關資料來確定檢測儀器，并判斷檢測儀器的準確性與靈敏度。完成這一過程之后，在利用相關技術來探測鋼結構，在操作過程中可以借助計算機技術來進行記錄和分析，并生成相應報告，用戶可以查閱相關報告中的數據信息，并與標準值進行對比，如果超過標準值就說明鋼結構存在問題。技術人員就需要仔細檢測缺陷處，并及時解決缺陷問題。在進行初步探傷工作后，還可以進行精密的探傷工作，精密的探傷工作就是對初次探傷工作中的異常進行分析研究，準確定位缺陷位置信息，記錄相關數據，從而來提高修補的工作效率。然而精密的探傷工作，操作更為細致，檢查速度也非常慢。

超聲波探傷技術應用在T形焊接處進行探傷的過程中，由于焊接接頭的不同，探傷方式也不同，這就需要根據實際情況來進行分析。在實際的操作過程中，可以利用K值探頭來進行探傷，利用斜探頭來對焊接接頭進行探傷，然后在利用超聲波探傷，這樣可以準確了解到T型焊接處的氣孔、夾渣、裂紋等問題，但是由于角度問題，很多位置都檢測不到，漏檢現象嚴重。這就需要根據實際情況，采用多種檢測技術來對其進行全方位的探傷，從而來提高檢測結果的可靠性與準確性。

3.無人機在金屬無損檢測與環(huán)境檢測中的應用分析

3.1無人機在金屬無損檢測中的應用分析

無人機可以利用檢測裝置來遠距離檢測高空金屬的數據和參數，并將檢測到的數據信息傳輸到地面終端，利用計算機數據分析技術來分析大量的數據信息，方便了人們對于高空金屬物體檢測。在利用無人機進行高空金屬無損檢測過程中，技術人員只需要站在地面操作飛行平臺，并通過視頻觀察無人機的飛行方向，從而促使無人機可以準確達到任務區(qū)域進行作業(yè)。無人機通過接收系統(tǒng)平臺上的指令來進行檢測，并將檢測的結果轉換為數字信息傳輸給飛行平臺，飛行平臺再將接收到的數字信息傳輸給地面站，地面站對其進行分析，并生成報告給相關檢測人員。

飛行平臺由多個部分組成，比如進行視頻采集的遙感設備，對無人機進行飛行控制的飛行控制系統(tǒng)，用于獲取數據的無線電遙測系統(tǒng)、接受地面站指令的遙控系統(tǒng)等，地面站是由計算機終端、遙控天線和遙控器組成;檢測模塊是檢測裝置的主要組成部分，可以實現不同任務的檢測。應用在高空作業(yè)中，主要是對鋼結構金屬的探傷，比如鋼塔架、空間鋼網架、鐵路橋梁等。鋼結構受到外界因素的影響較多，而且本身構造復雜，復雜的空間結構導致長期處于受力狀態(tài)，在長時間的負載下很容易導致疲勞裂紋，斷裂現象的產生，最終使得鋼結構倒塌。傳統(tǒng)的檢測方法是用人力來實現，由操作人員攜帶檢測設備到高空中進行檢測，不僅費時費力，還影響人身安全。這就需要借助無人機技術進行高空金屬無損檢測檢測，在無人機上加載微處理器利用超聲波技術來進行檢測處理，并獲取有效數據，技術人員以此來判斷鋼結構的安全性。

3.2無人機技術在環(huán)境檢測中的應用分析

無人機技術在環(huán)境檢測中的原理與金屬無損檢測原理類似，然而在進行環(huán)境檢測的時候，更加注重數據傳輸的實時性與有效性，這就需要做好無人機的遙控、遙測和追蹤功能。隨著無人機技術的發(fā)展，各種技術也不斷完善，無人機的環(huán)境檢測技術系統(tǒng)也更為全面，在環(huán)境檢測領域發(fā)揮著重要作用。近年來，人們對于環(huán)境污染也更為重視，對于污染的檢測與處理成為人們關心的熱點問題，利用無人機來對高空環(huán)境以及有毒有害物質檢測是非常有必要的。在進行檢測的時候，檢測人員操作飛行平臺，使得無人機到達指定的排煙管道，然后發(fā)送采樣指令，無人機利用采樣探頭來對管道中的煙霧進行采樣，再將采集到的煙霧送到氣體分析儀，氣體分析儀對煙霧進行分析檢測，并將檢測到的數據發(fā)送給飛行平臺，飛行平臺獲取到信息將其傳輸到終端設備進行數據處理和現實。除此之外，還可以利用無人機對不同高度，不同位置來進行采樣檢測，判斷出排煙管道整體所含有害氣體的成分和比例，實現高空環(huán)境的全面分析。

【總結】

隨著科技的快速發(fā)展，金屬無損檢測及環(huán)境檢測技術也更加完善，很多技術可以在不損害金屬產品的前提下進行探傷，清楚的了解到金屬內部情況，為后期的修復工作奠定良好的基礎。除此之外，還可以借助無人機技術代替人力，節(jié)約人力、物力、財力，提高了檢測效率與檢測效果。尤其是將其用在高空鋼結構探傷和煙囪管道中，保障人身安全，提高檢測工作指令，促進經濟的快速發(fā)展。

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