一文詳解五種常用的無損檢測(cè)技術(shù) 測(cè)試機(jī)構(gòu)匯總分享

隨著一些重大無損檢測(cè)儀器的研制、開發(fā)列入國家發(fā)展專項(xiàng)計(jì)劃，我國現(xiàn)在的無損檢測(cè)技術(shù)已在一個(gè)比過去任何時(shí)候都高得多的平臺(tái)上向前發(fā)展。無損檢測(cè)指以不破壞被檢測(cè)對(duì)象為前提，通過利用各類物理場(chǎng)來對(duì)被測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷、性質(zhì)、狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的方法。本文收集整理了一些無損檢測(cè)的相關(guān)知識(shí)匯總，期望本文能對(duì)各位讀者有比較大的參閱價(jià)值。

1、超聲波檢測(cè)技術(shù)

在彈性介質(zhì)中（如固體、液體、氣體）波源激發(fā)的縱波頻率小于20Hz為次聲波，20~20000Hz為聲波，大于20000Hz為超聲波。由于超聲波可以穿透大多數(shù)材料，可以用做來探測(cè)材料內(nèi)部及表面的缺陷。也可用在測(cè)量厚度等其他用途。

電源振蕩激發(fā)高頻聲波，入射到構(gòu)件后遇到缺陷超聲波被反射、散射和衰減，由探頭接收轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)放大顯示，根據(jù)波型來判斷缺陷的位置、大小和性質(zhì)，并由相應(yīng)的判定標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范來決定缺陷的危害程度。

（1）超聲波探傷技術(shù)

①基本原理

超聲波分為縱波、橫波、表面波和板波。超聲波探傷中廣泛應(yīng)用的是縱波，因?yàn)榭v波的產(chǎn)生和接收比較容易。橫波多用于焊縫的超聲波探傷。表面波沿著金屬表面進(jìn)行傳播，對(duì)表面缺陷非常敏感，用以探測(cè)復(fù)雜形狀的表面缺陷。板波可對(duì)薄板進(jìn)行檢測(cè)。

超聲波探傷系統(tǒng)由超聲波探傷儀和探頭組成，一般使用耦合劑，和探頭接觸的金屬表面要進(jìn)行打磨，形成光滑清潔的表面。

②超聲波探傷方法

應(yīng)用最廣泛的方法是脈沖反射法。超聲波發(fā)射進(jìn)入被測(cè)金屬，然后接收從缺陷反射回來的回波，用以判斷缺陷的一種方法。又分為垂直探傷法，斜角探傷法。垂直探傷法主要用于鑄件、鍛件、板材和復(fù)合材料的檢測(cè)。斜角探傷法主要用于探測(cè)焊縫、管件等內(nèi)部缺陷。

③超聲波探傷技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

超聲波探傷技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，用以探測(cè)構(gòu)件中的不連續(xù)性的缺陷，提供不連續(xù)三維位置的信息，給出可用來評(píng)估缺陷的數(shù)據(jù)。例如檢測(cè)焊縫的缺陷，傳動(dòng)軸、高強(qiáng)螺栓及材料夾層的缺陷等。

其主要特點(diǎn)是：

①材料種類和厚度范圍廣泛。

②可提供缺陷的尺寸、深度、位置和性質(zhì)，判斷準(zhǔn)確。

③對(duì)人身、材料無損害。

④便于攜帶，檢測(cè)成本低，操作靈活、及時(shí)。

⑤要求操作人員知識(shí)水平和專業(yè)技能高。

（2）超聲波測(cè)厚技術(shù)

利用超聲波來檢測(cè)材料的厚度，檢查速度快。采用數(shù)字式超聲波測(cè)厚儀可直接顯示厚度。

高溫下應(yīng)使用高溫壓電測(cè)厚儀，并使用高溫耦合劑，使用高溫測(cè)厚儀應(yīng)在標(biāo)明的使用溫度范圍內(nèi)使用。不適于不銹鋼鑄件等晶粒粗大材料的測(cè)量。

2、射線探傷技術(shù)

（1）基本原理

射線檢查技術(shù)是常用的重要的檢測(cè)技術(shù)，用以檢測(cè)材料的內(nèi)部缺陷。常用的射線有兩種類型，即γ射線和X射線。

X射線--高速電子流射到某些固體表面（靶子）上時(shí)，產(chǎn)生特殊的射線（電磁波頻率3×1016-20Hz，波長10-6~10-100cm）。

γ射線--放射性同位素（如60Co）可發(fā)射出波長很短的電磁波，即γ射線，速度達(dá)到光速。

射線具有極強(qiáng)的穿透能力，從材料的一個(gè)側(cè)面照射，射線穿透材料，使另一面的膠片感光，顯示出檢測(cè)到的缺陷。還可轉(zhuǎn)換成可見光，用電視攝像來顯示探測(cè)到的缺陷。X射線計(jì)算機(jī)斷層分析可確定缺陷的位置和空間尺寸。

（2）技術(shù)應(yīng)用及特點(diǎn)

射線檢測(cè)主要用于檢查鑄件的縮孔、氣孔、非金屬夾渣等，焊縫的不連續(xù)性缺陷等。

其特點(diǎn)是檢測(cè)缺陷直觀，底片可長期保存，適用材料的范圍廣，成本低，操作人員業(yè)務(wù)能力和經(jīng)驗(yàn)水平較超聲波檢測(cè)要求低。

兩種射線檢驗(yàn)技術(shù)比較如下：

X射線檢測(cè)技術(shù)-儀器尺寸大，不便于攜帶，穿透力較高，用于較厚材料（鋼構(gòu)件120mm），不衰減，可調(diào)節(jié)射線源強(qiáng)度，對(duì)人體有害，需要電源。

γ射線檢測(cè)技術(shù)-儀器尺寸小，便于攜帶，穿透力強(qiáng)，用于厚壁材料（鋼構(gòu)件可達(dá)300mm），衰減，射線源強(qiáng)度不可調(diào)，對(duì)人體危害大，不需電源。

3、滲透檢測(cè)技術(shù)

滲透檢測(cè)技術(shù)是將滲透劑涂于清潔的被檢查的部件表面上，如果表面有開放性缺陷時(shí)，滲透劑則滲透到缺陷中去，去除表面多余的滲透劑，再涂以顯影劑，缺陷就顯現(xiàn)出痕跡，采用天然光或紫外線光觀察，判斷缺陷的種類和大小。

（1）基本操作方法

①清洗：去除金屬表面的油污、銹斑及涂料等，待干燥。

②涂以滲透劑：大約5分鐘后，將表面的滲透劑用水或溶劑清除。

③顯像：將顯影劑噴涂在金屬表面上，干燥后如有缺陷很快就顯示出來。如使用熒光顯影劑，則使用紫外線照射下觀察缺陷。

④清除表面的顯影劑：注意有些滲透劑可能含氯化物，不能用于奧氏體不銹鋼。

（2）適用范圍

滲透探傷適用于檢測(cè)各種材料和各種形狀的構(gòu)件表面缺陷。其設(shè)備簡(jiǎn)單，便于攜帶，操作簡(jiǎn)單易學(xué)，檢測(cè)的效果直觀，成本低廉，用于表面開放型的缺陷。只對(duì)缺陷做出定性判斷，憑經(jīng)驗(yàn)對(duì)缺陷的深度做出粗略的估計(jì)。

4、磁粉檢測(cè)技術(shù)

磁粉探傷技術(shù)的基本原理是將鐵磁性材料（鐵、鈷、鎳）置于強(qiáng)磁場(chǎng)當(dāng)中，使其磁化，如果其表面或近表面存在缺陷，就會(huì)有部分磁力線外溢形成漏磁場(chǎng)，對(duì)施加在其表面的磁粉產(chǎn)生吸附作用，磁粉缺陷部位顯示出缺陷的痕跡，反映出缺陷的取向、位置和大小。

操作工藝：

①預(yù)處理，清除金屬表面油污、涂料和鐵銹等。

②磁化，根據(jù)構(gòu)件的大小、形狀及缺陷的可能類型選擇磁化方法，按規(guī)程進(jìn)行操作。

③施加磁粉，將磁粉或磁懸液施加在磁化的構(gòu)件上。

④檢查，如果使用非熒光磁粉，利用自然光觀察磁粉的聚集的狀態(tài)，判定缺陷的部位和大小等。使用熒光磁粉，則在暗室內(nèi)利用紫外線照射檢查。

⑤后處理，檢查后進(jìn)行退磁，清除磁粉等。

5、渦流探傷技術(shù)

渦流檢測(cè)的基本原理是利用電磁感應(yīng)來檢測(cè)導(dǎo)電材料的缺陷。渦流檢測(cè)探頭或線圈使用交流電，其交變磁場(chǎng)誘發(fā)被測(cè)試的部件產(chǎn)生渦流電流，部件的缺陷引起渦流電流強(qiáng)度和分布狀況的變化，并顯示在陰極射線管或儀器上，根據(jù)測(cè)試渦流電流的變化來判定缺陷。

渦流探傷技術(shù)主要用于導(dǎo)電體（鋼鐵、有色金屬、石墨）的表面及近表面缺陷的探傷，檢查腐蝕、變形、厚度測(cè)量、材料分層等。可提供缺陷的深度尺寸。檢查電站、原子能、化學(xué)工業(yè)、化肥工業(yè)等使用的鍋爐、冷凝器、爐管、管道等設(shè)備的缺陷，如裂紋、腐蝕，變形等。采用渦流檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)速度快，準(zhǔn)確性高，可進(jìn)行定量檢查，其厚度誤差±0.05mm，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和記錄，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理。但是，難于用于形狀復(fù)雜的構(gòu)件。

在我國無損檢測(cè)技術(shù)已融入國家總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)，新材料、新的制造技術(shù)、新加工方法的出現(xiàn)都向傳統(tǒng)無損檢測(cè)技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，而新傳感器技術(shù)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)則向傳統(tǒng)無損檢測(cè)理念本身提出了挑戰(zhàn)。無損檢測(cè)是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個(gè)國家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性已得到公認(rèn)。