一文詳解五種常用的無損檢測技術 測試機構(gòu)匯總分享

隨著一些重大無損檢測儀器的研制、開發(fā)列入國家發(fā)展專項計劃，我國現(xiàn)在的無損檢測技術已在一個比過去任何時候都高得多的平臺上向前發(fā)展。無損檢測指以不破壞被檢測對象為前提，通過利用各類物理場來對被測結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷、性質(zhì)、狀態(tài)進行檢測的方法。本文收集整理了一些無損檢測的相關知識匯總，期望本文能對各位讀者有比較大的參閱價值。

1、超聲波檢測技術

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，可以用做來探測材料內(nèi)部及表面的缺陷。也可用在測量厚度等其他用途。

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，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)，并由相應的判定標準、規(guī)范來決定缺陷的危害程度。

（1）超聲波探傷技術

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用的是縱波，因為縱波的產(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行傳播，對表面缺陷非常敏感，用以探測復雜形狀的表面缺陷。板波可對薄板進行檢測。

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行打磨，形成光滑清潔的表面。

②超聲波探傷方法

應用最廣泛的方法是脈沖反射法。超聲波發(fā)射進入被測金屬，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、板材和復合材料的檢測。斜角探傷法主要用于探測焊縫、管件等內(nèi)部缺陷。

③超聲波探傷技術的應用特點

超聲波探傷技術應用非常廣泛，用以探測構(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，給出可用來評估缺陷的數(shù)據(jù)。例如檢測焊縫的缺陷，傳動軸、高強螺栓及材料夾層的缺陷等。

其主要特點是：

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)，判斷準確。

③對人身、材料無損害。

④便于攜帶，檢測成本低，操作靈活、及時。

⑤要求操作人員知識水平和專業(yè)技能高。

（2）超聲波測厚技術

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

高溫下應使用高溫壓電測厚儀，并使用高溫耦合劑，使用高溫測厚儀應在標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量。

2、射線探傷技術

（1）基本原理

射線檢查技術是常用的重要的檢測技術，用以檢測材料的內(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，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，速度達到光速。

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

（2）技術應用及特點

射線檢測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。

其特點是檢測缺陷直觀，底片可長期保存，適用材料的范圍廣，成本低，操作人員業(yè)務能力和經(jīng)驗水平較超聲波檢測要求低。

兩種射線檢驗技術比較如下：

X射線檢測技術-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)射線源強度，對人體有害，需要電源。

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

3、滲透檢測技術

滲透檢測技術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，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各種材料和各種形狀的構(gòu)件表面缺陷。其設備簡單，便于攜帶，操作簡單易學，檢測的效果直觀，成本低廉，用于表面開放型的缺陷。只對缺陷做出定性判斷，憑經(jīng)驗對缺陷的深度做出粗略的估計。

4、磁粉檢測技術

磁粉探傷技術的基本原理是將鐵磁性材料（鐵、鈷、鎳）置于強磁場當中，使其磁化，如果其表面或近表面存在缺陷，就會有部分磁力線外溢形成漏磁場，對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，檢查后進行退磁，清除磁粉等。

5、渦流探傷技術

渦流檢測的基本原理是利用電磁感應來檢測導電材料的缺陷。渦流檢測探頭或線圈使用交流電，其交變磁場誘發(fā)被測試的部件產(chǎn)生渦流電流，部件的缺陷引起渦流電流強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)測試渦流電流的變化來判定缺陷。

渦流探傷技術主要用于導電體（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、厚度測量、材料分層等?？商峁┤毕莸纳疃瘸叽?。檢查電站、原子能、化學工業(yè)、化肥工業(yè)等使用的鍋爐、冷凝器、爐管、管道等設備的缺陷，如裂紋、腐蝕，變形等。采用渦流檢測技術，檢測速度快，準確性高，可進行定量檢查，其厚度誤差±0.05mm，還可以實現(xiàn)自動檢測和記錄，實現(xiàn)自動化和計算機的數(shù)據(jù)處理。但是，難于用于形狀復雜的構(gòu)件。

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