[发明专利]检测金属材料损伤的无损检测方法

说明书

技术领域

本发明是对各种具有良好或较好导电性的金属材料试件和零部件损伤进行检测的无损检测方法，可广泛应用于船舶，汽车，航空、兵器、石油和冶金等行业的设计、制造、维修和故障诊断中。

背景技术

金属材料及工件在工作、运输或存储一段时间后会因受载、碰撞、环境变化等因素产生变形、磨损、刮伤、腐蚀等损伤，而这类损伤虽未造成金属材料或工件的直接失效，但很明显已经降低了材料的性能和工件的使用寿命。在这类情况下，有必要对受过损伤的金属材料或工件进行质量检测，对损伤的程度做出评价，或者对未来的使用寿命进行预测。

目前，对金属损伤检测的方法分有损检测和无损检测两类方法。其中无损检测方法在工程应用中最普遍采用的有涡流检测(ET)、液体渗透检测(PT)、磁粉检测(MT)、射线照相检测(RT)五种。这几种检测法各有优势，但共同的缺点是检测步骤比较繁琐，同时对被测物体都有一定的限制即普适性较差。而且还有的需要借助感应线圈、磁粉等配套专用品，或者对检测人员的操作水平要求较高，仍有改良的必要。

发明内容

本发明提供一种检测金属材料损伤的无损检测方法，以解决上述背景技术中存在的技术问题，即检测步骤比较繁琐，同时对被测物体都有一定的限制即普适性较差，而且还有的需要借助感应线圈、磁粉等配套专用品，或者对检测人员的操作水平要求较高。

为了解决上述技术问题，本发明的检测金属材料损伤的无损检测方法，包括如下步骤(1)将交流电压施加于待测金属材料的AB段两端；(2)保持交流电压的幅值不变，确定所加的交流电的初始频率；(3)探测待测金属材料内待测的CD段的测量值，进行数据记录，所述CD段位于所述AB段内，CD段长度小于等于AB段长度；(4)改变AB段所施加交流电的频率，同时记录对应的CD段测量值，得到CD段测量值随AB段频率变化的数值曲线；(5)将得到的所述数值曲线与无损伤时的数值曲线进行比较。

其中，所述CD段测量值为测量交流电压值。

其中，所述CD段测量值为测量电阻值。

其中，步骤(4)中所述改变AB段所施加交流电的频率为，使频率连续线性的递增。

其中，步骤(4)中所述改变AB段所施加交流电的频率为，使频率连续线性的递减。

其中，步骤(5)中为，将待测CD段交流电压值随AB段频率变化的数值曲线的斜率与无损伤时的数值曲线的斜率进行比较。

其中，步骤(5)中为，将待测CD段交流电压值随AB段频率变化的数值曲线的斜率与无损伤时的数值曲线的斜率进行比较。

其中，所述初始频率为大于等于1KHz。

其中，所述AB两端为所述待测金属材料的首末端。

其中，所述AB两端为所述待测金属材料内包括所述待测段CD的中间段。

本发明通过上述技术方案，只需测量仪器，不需要其他特别处理和配套专用品，操作简单方便，测试精度较高，能够直观得反映待测金属材料受损伤的程度，具有较强的工程实用价值。

附图说明

图1是本发明的检测装置示意图；

图2是本发明的测量结果分析图。

附图标记说明

1-交流电源；2-测量装置；3-分析装置；4-待测金属材料；5-电阻。

具体实施方式

为了使本发明的形状、构造以及特点能够更好地被理解，以下将列举较佳实施例并结合附图进行详细说明。

本发明的原理如下：

当直流电流通过导体时，横截面上的电流密度是均匀相同的。当交变电流通过导体时，沿导体截面的电流分布是不均匀的，表面的电流密度较大，越往中心处越小，尤其是当频率较高时，电流几乎是在导体表面附近的薄层中流动，这就是集肤效应现象(或称趋肤效应，皮肤效应，skin effect)。

涡流透入导体的距离称为透入深度，涡流密度衰减到其表面值1/e(37％)时的透入深度称为标准透入深度，也称集肤深度，它表征涡流在导体中的集肤程度，用表示δ表示，单位是米(m)：

δ=1πfμσ]]>

f——交流电流的频率，单位是Hz；

μ——材料的磁导率，单位是H/m；

σ——材料的电导率，单位是S/m。

从式中我们可以看出，频率越高、导电性能越好或导磁性能越好的材料，集肤效应越显著。