王向东

摘要：金属无损检测和环境检测可以提高机械设备的可靠性与安全性，在进行操作的过程中可以利用声、光、磁、电等特性，不损害被检测对象的前提下，检测其设备元器件是否存在缺陷，并准确定位出缺陷的大小、位置、性质等信息，从而判断出产品是否合格，推断产品的剩余使用时间。

关键字：金属无损检测;环境检测;机械设备;缺陷分析

金属无损检测及环境检测技术有多种，这些技术的科学有效性是保障金属无损检测与环境检测工作顺利开展的基础。然而随着科技的发展进步，金属无损检测与环境检测技术也得到了一定的发展，取得了一定成果，比如现阶段，借助无人机技术来进行金属无损检测及环境检测，在地面操纵飞行平台，执行检测任务，并将结果传输给地面站。这样探伤及检测方法，可以保证检测人员的人身安全，降低了检测人员在高空作业以及环境污染中的检测难度，为未来金属无损检测及环境检测技术的发展提供了新的思路，促进检测技术水平的进一步发展。

1.金属无损检测及环境检测概述

金属无损检测及环境检测技术有很多，目前常用的检测办法有X射线、超声波、无人机技术等。X射线是利用射线来穿透物质，并使用照相胶片的感光作用或者与其他化学元素产生荧光，来探测金属物体内部缺陷，这种探伤方式，具备无损检测特性，可以在不破坏被检测金属的前提下，发现被检测金属内部缺陷，并分析被检测金属的保存状况、制造特点等，广泛应用在文物保护和研究工作中。超声波技术指的是在进行探伤检测过程中，利用超声波来检测金属材料深处，其工作原理是，超声波在使用的过程中，从金属的一个截面进入到另一个截面，在接触截面的时候发生发射，然后根据反射信号的传播特点来判断材料内部缺陷。这是由于超声波的特性，遇到缺陷会形成脉冲波，然后将信息反馈给用户，用户可以分析形成的脉冲波，从而来判断金属中缺陷的位置及大小。随着科技的发展，超声波探伤技术更加成熟，操作更为简便，探伤结果更为准确，检测效率更高。超声波探伤技术与计算机智能算法进行结合，可以充分考虑各种因素，评估缺陷问题，可以避免评估失误，导致结果不准确，在一定程度上提高了金属无损检测效率。无人机是现代科技发展的产物，尤其是近十几年，科学技术突飞猛进的时代，无人机研究、设计和制造水平都有了巨大的提升，无人机也更加智能化、多元化，被广泛应用在社会的多个领域。在金属无损检测及环境检测领域，利用无人机技术可以代替人工操作，完成高空金属检测，比如高空钢结构的金属无损检测。无人机可以用在污染严重的环境中，可以对工厂排烟中的二氧化碳、二氧化硫，氧化氮等有毒有害物质进行检测，完成高空作业和工业气炉或者烟囱排烟现场等危险作业，完全保障人身安全，而且测量结果更为准确。

2.金属无损检测及环境检测技术应用分析

2.1 X射线探伤技术应用分析

X射线探伤技术主要是应用在金属文物保护修复中，最早是在20世纪20年代对纸质文物艺术品进行检测，到20世纪50年底啊，才将其应用在青铜器上，并取得了极好的检测效果。比如X射线探伤技术可以对石膏包进行分析，准确探测出石膏包内部金属物质的位置与保存情况;将其应用在青铜器的分析上，可以清晰的探测出青铜器的内部结构、腐蚀情况等，准确分析出铜镜覆盖的铭文、纹饰，制造工艺等。除此之外，X射线探伤技术还可以应用在大型陶俑分析上，陶俑质地极薄，很容易被X射线穿透，因此在操作的时候要格外注意，选择较低的电流电压，进行多次拍摄时，要保证光线、位置、电压、电流等变量保持一致，這样才能保证后续拼接可以顺利完成，得到理想的效果。

汉代的环手铜书刀，在修复前，刀身一断两半，保护在文物库房中，利用X射线可以清晰的看到书刀尾部有裂痕，还有明显的修复痕迹，首部有多处小黑洞，环部有微小缺损等，这种微小的瑕疵用肉眼是无法查看的，但是在X射线的照射下就很明显。还有明竖耳衔环青铜炉，炉身通体锈蚀，底部受到外力挤压而产生裂缝。利用X射线可以清晰的看到青铜炉的三足和两耳，还可以清晰的查看修复补配的痕迹。因此X射线探伤技术应用在文物保护中，给文物保护工作的开展提供相应的理论依据，使其更加的科学化、系统化。X射线金属无损检测技术应用在金属文物修复检测中可以清楚了解到文物内部结构、腐蚀情况与修复痕迹，为文物的保护修复提供可靠的建议，有助于文物原貌的恢复，因此被广泛应用在文物保护修复领域。

3.2超声波探伤技术分析

超声波金属无损检测技术主要应用在焊缝和T形焊接处中，将其应用在焊缝中的时候，要做好前期的准备工作，就是在利用超声波进行探伤工作之前，相关人员要清楚了解金属材料的结构与焊接情况，然后根据相关资料来确定检测仪器，并判断检测仪器的准确性与灵敏度。完成这一过程之后，在利用相关技术来探测钢结构，在操作过程中可以借助计算机技术来进行记录和分析，并生成相应报告，用户可以查阅相关报告中的数据信息，并与标准值进行对比，如果超过标准值就说明钢结构存在问题。技术人员就需要仔细检测缺陷处，并及时解决缺陷问题。在进行初步探伤工作后，还可以进行精密的探伤工作，精密的探伤工作就是对初次探伤工作中的异常进行分析研究，准确定位缺陷位置信息，记录相关数据，从而来提高修补的工作效率。然而精密的探伤工作，操作更为细致，检查速度也非常慢。

超声波探伤技术应用在T形焊接处进行探伤的过程中，由于焊接接头的不同，探伤方式也不同，这就需要根据实际情况来进行分析。在实际的操作过程中，可以利用K值探头来进行探伤，利用斜探头来对焊接接头进行探伤，然后在利用超声波探伤，这样可以准确了解到T型焊接处的气孔、夹渣、裂纹等问题，但是由于角度问题，很多位置都检测不到，漏检现象严重。这就需要根据实际情况，采用多种检测技术来对其进行全方位的探伤，从而来提高检测结果的可靠性与准确性。

3.无人机在金属无损检测与环境检测中的应用分析

3.1无人机在金属无损检测中的应用分析

无人机可以利用检测装置来远距离检测高空金属的数据和参数，并将检测到的数据信息传输到地面终端，利用计算机数据分析技术来分析大量的数据信息，方便了人们对于高空金属物体检测。在利用无人机进行高空金属无损检测过程中，技术人员只需要站在地面操作飞行平台，并通过视频观察无人机的飞行方向，从而促使无人机可以准确达到任务区域进行作业。无人机通过接收系统平台上的指令来进行检测，并将检测的结果转换为数字信息传输给飞行平台，飞行平台再将接收到的数字信息传输给地面站，地面站对其进行分析，并生成报告给相关检测人员。

飞行平台由多个部分组成，比如进行视频采集的遥感设备，对无人机进行飞行控制的飞行控制系统，用于获取数据的无线电遥测系统、接受地面站指令的遥控系统等，地面站是由计算机终端、遥控天线和遥控器组成;检测模块是检测装置的主要组成部分，可以实现不同任务的检测。应用在高空作业中，主要是对钢结构金属的探伤，比如钢塔架、空间钢网架、铁路桥梁等。钢结构受到外界因素的影响较多，而且本身构造复杂，复杂的空间结构导致长期处于受力状态，在长时间的负载下很容易导致疲劳裂纹，断裂现象的产生，最终使得钢结构倒塌。传统的检测方法是用人力来实现，由操作人员携带检测设备到高空中进行检测，不仅费时费力，还影响人身安全。这就需要借助无人机技术进行高空金属无损检测检测，在无人机上加载微处理器利用超声波技术来进行检测处理，并获取有效数据，技术人员以此来判断钢结构的安全性。

3.2无人机技术在环境检测中的应用分析

无人机技术在环境检测中的原理与金属无损检测原理类似，然而在进行环境检测的时候，更加注重数据传输的实时性与有效性，这就需要做好无人机的遥控、遥测和追踪功能。随着无人机技术的发展，各种技术也不断完善，无人机的环境检测技术系统也更为全面，在环境检测领域发挥着重要作用。近年来，人们对于环境污染也更为重视，对于污染的检测与处理成为人们关心的热点问题，利用无人机来对高空环境以及有毒有害物质检测是非常有必要的。在进行检测的时候，检测人员操作飞行平台，使得无人机到达指定的排烟管道，然后发送采样指令，无人机利用采样探头来对管道中的烟雾进行采样，再将采集到的烟雾送到气体分析仪，气体分析仪对烟雾进行分析检测，并将检测到的数据发送给飞行平台，飞行平台获取到信息将其传输到终端设备进行数据处理和现实。除此之外，还可以利用无人机对不同高度，不同位置来进行采样检测，判断出排烟管道整体所含有害气体的成分和比例，实现高空环境的全面分析。

【总结】

随着科技的快速发展，金属无损检测及环境检测技术也更加完善，很多技术可以在不损害金属产品的前提下进行探伤，清楚的了解到金属内部情况，为后期的修复工作奠定良好的基础。除此之外，还可以借助无人机技术代替人力，节约人力、物力、财力，提高了检测效率与检测效果。尤其是将其用在高空钢结构探伤和烟囱管道中，保障人身安全，提高检测工作指令，促进经济的快速发展。

参考文献：

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[2]郭欢 超声波探伤技术在钢结构检测中的应用[J] 住宅與房地产 2020，2

[3]胡瑞，束梦盼，龚固 X射线探伤技术在金属文物保护修复中的应用[J] 考古科技 2020，08