无损检验技术在钢铁行业应用

　　钢水在通过冶炼、浇筑、轧制、热处理等多道工序后，便可得出规格不一的成品。但在生产过程中，钢棒很容易会出现各种内部缺陷和外部缺陷，如缩孔、白点、内裂、结疤、裂纹、凹陷和折叠等。现阶段用在检测钢棒内部缺陷的技术分别是射线检测技术和超声检测技术;而像渗透检测技术、超声检测技术、漏磁检测技术和涡流检测技术等一类，则是在检测表面缺陷中最为常见。钢棒自动化检测内部缺陷一般是使用超声检测技术;但如果是表面缺陷的检测，用的较多的还是红外检测技术、漏磁检测技术和涡流检测技术。

　　1.1 超声检验技术

　　超声检测技术是通过进入被检材料的声束在异质界面产生反射这一物理现象生效的。因为超声技术不仅是在表面和近表面缺陷的检测中可以发挥作用，在内部缺陷的检测方面也是如此;此外对于一些毫米级的宏观缺陷，比如白点、内裂和缩孔等，甚至是十微米的微观缺陷，比如硅酸盐类和氧化硅类等等，都能够精准检测出来，所以在钢铁行业当中，超声检测技术的受追捧程度一直都比较高。检测宏观缺陷的换能器频率通常为2~10MHz，而如果是微观缺陷的话，就需要扩大到10~300MHz。按照检测钢棒的声波波型不同，检测又有纵波、横波检测这两类。分别是在钢棒内部缺陷和表面或近表面缺陷的检测中发挥作用。

　　1.2 涡流试验技术

　　涡流检测技术是一种基于电磁感应的检测方式，在导电材料的检测中比较常见。因为涡流检测技术对工作表面、近表面缺陷的检出率极高，同时在一定范围内的线性表示较为理想，能够直接评价大小不一的缺陷，检测过程中线圈与工件分隔开来，无需耦合介质的参与，达到自动化检测效果难度偏低，所以在钢铁企业当中，涡流检测设备几乎是随处可见。钢棒涡流检测一般使用两种形式的线圈，分别是点式、穿过式线圈。

　　穿过式线圈检测，钢棒是直线位移，线圈的位置不变，检测之前要先予以钢棒磁饱、处理等，将其磁性的不均匀彻底消除，使涡流透入的深度加大，检验后还需要退磁才算完整流程。因为大规格的钢棒磁爆、退磁难度较高，所以，退磁使用穿过式线圈检验钢棒的规格不会超过Φ65mm 这一极限值。点式线圈检测，钢棒直线平移，探头旋转或者是钢棒螺旋转动，探头的位置不变。

　　因为点式线圈检测省去了钢棒的磁饱及处理历程，所以在检测规格方面要比前一种方法打出很多。通常钢棒水平移动时，探头旋转方式的检测规格都能达到Φ130 mm，钢棒螺旋前进探头位置不变的时候，检测钢棒的规格还可以再大一些。

　　1.3 漏磁检验技术

　　漏磁检测技术是铁磁性材料被磁化处理之后，由于材料表面、近表面存在缺陷，在表面有漏磁场的产生，经由磁感器检测漏磁场的变化便可将缺陷检测出来，一般在导磁材料当中比较常见。考虑到漏磁检测的漏磁场信号与缺陷尺寸及形状之间存在相对的关联性，所以对缺陷量化是完全可行的;传感器接收到漏磁场信号后，通过计算机自动识别、报警缺陷，使人为干预的机率降到最低，从而检测的准确性便可大幅上升。

　　在工业生产领域，漏磁检测技术一般在钢管、钢棒、钢坯的自动化检测中最为常见。按照磁化电流的不同，该方式又有直流磁化、交流磁化之分。交流磁化，磁场产生趋肤效应及涡流，其优势在于磁化强度控制难度较低、磁化结构不复杂、资金消耗少、信号幅度与缺陷深度比直流磁化的对应关系更加理想、无需进行退磁处理、在检测表面的粗糙度上要求不高等等。而直流磁化的好处是检出缺陷的深度更大。按照磁化方法不同，又有周向、纵向磁化之分。

　　1.4 红外热像检验技术

　　红外热像检测技术是通过特定加热的方式，使缺陷处产生与正常部位的温度差，采取红外热像仪对表面温度进行实时监测，进而实时记录下期间发现的缺陷，并以视频的方式进行存储。这种技术的优势在于检测结果的直观性较强、不与被测试件产生接触、检测耗时较短等等。根据现有无人机原理，红外热像检测技术又有主动式、被动式红外检测技术这两类。被动式利用被检测物自身的温度场分布完成检测过程，而主动式则是以人工主动激励方式对被检测物进行激励，使其有变化的温度场的出现，按照温度场的分布变化，对被检测物的相关信息进行分析，主动式红外热像检测的激励方式根据激励源的物理特性，主要包括电刺激励、光学激励、振动激励和热激励这四种。钢棒红外热像检测是以热激励的主动式检测完成，红外摄像头沿着钢棒的圆周方向进行安装，钢棒直线通过红外摄像头，而且对其规格要求不高，特别是不少于Φ30mm 的棒材检测表面缺陷最为适用。