无损检测技术简介

1、无损检测技术简介一、 无损检测概述无损检测 NDT ( Non-destructive testing )，确实是利用声、光、磁和电等特性， 在不损害或不阻碍被检对象利用性能的前提下， 检测被检对象中是不是存在缺点或不均匀性，给出缺点的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿命等)的所有技术手腕的总称。与破坏性检测相较，无损检测具有以下显著特点：(1) 非破坏性：检测可不能损害被检对象的利用性能，因此，无损检测又称为非破坏性检测。(2) 全面性：由于检测是非破坏性的， 因此必要时可对被检对象进行100%的全面检测，这是破坏性检测所办不到的。(3) 全程性：

2、破坏性检测一样只适用于对原材料进行检测，如机械工程中普遍采纳拉伸、紧缩、弯曲、疲劳等破坏性检测都是针对制造用原材料进行的，关于产品和在用品，除非不预备让其继续服役不然是不能进行破坏性检测的。而无损检测因不损坏被检测对象的利用性能因此，不仅能够对制造用原材料、各中间工艺环节、直至最终的产成品进行全程检测，也可对服役中的设备进行检测，如桥梁、衡宇建筑、各类输送管道、机械零部件及成套设备、汽车、机车、飞机、轮船、核反映堆、宇航设备及电力设备等，都可进行无损检测。(4) 靠得住性问题：目前尚未一种对所有材料或缺点都靠得住的无损检测方式，无损检测结论的正确与否还有待其他手腕(如解体检测)的查验，其靠得住

3、性还有待提高。开展无损检测的研究与实践意义是多方面的，要紧表此刻以下几方面：(1) 改良生产工艺：采纳无损检测方式对制造用原材料直至最终的产品进行全程检测，能够发觉某些工艺环节的不足的地方，为改良工艺提供指导，从而也在必然程度上保证了最终产品的质量。(2) 提高产品质量：无损检测可对制造产品的原材料、各中间工艺环节直至最终的产成品实行全进程检测，为保证最终产品年质量奠定了基础。(3) 降低生产本钱：在产品的制造设计时期，通过无损检测，将存有缺点的工件及时清理出去，可免去后续无效的加工环节，减小原材料和能源的消耗节约工时，降低生产本钱。(4) 保证设备的平安运行：由于破坏性检测只能是抽样检测不可

4、能进行100%的全面检测，所得的检测结论只反映同类被检对象的平均质量 水平。 另外，无损检测在农作物优种和病虫害防治、自然灾害监测与预防、文物爱 惜、资源勘探、军事侦查、科学研究、新材料研究、新工艺开发、新产品研制等诸多方面都大有其用武之地， “现代工业是成立在无损检测基础之上的” 并非言 过其实。无损检测分为常规检测技术和超级规检测技术。常规检测技术有：超声检测Ultrasonic Testing （缩写 UT） 、 射线检测 Radiographic Testing （缩写RT） 、磁粉检测 Magnetic particle Testing （缩写MT） 、 渗透查验 Penetrant

5、 Testing（缩写PT）、涡流检测Eddy current Testing （缩写ET）。超级规无损检测 技术有： 声发射 Acoustic Emission（ 缩写 AE） 、 红外检测 Infrared （ 缩写 IR ） 、 激光全息检测 Holographic Nondestructive Testing （缩写 HNT 等。二、无损检测分类及简介下面对以上所说的五种常规检测技术和几种超级规检测技术做一下简要的介绍。1. 超声检测超声检测的大体原理是： 利用超声波在界面 （声阻抗不同的两种介质的结合面） 出的反射和折射和超声波在介质中传播进程中的衰减， 由发射探头向被检件发射超声波

6、， 由接收探头接收从界面 （缺点或本底） 处反射回来超声波 （反射法）或透过被检件后的透射波（透射法），以此检测备件部件是不是存在缺点，并对缺点进行定位、定性与定量。超声检测的优势如下：检测本钱低；设备轻便，操作平安；适用对象广，金属、非金属（塑 料、橡胶、木材）、复合材料（混凝土、陶瓷）都可检测；兑平面型缺点比较 灵敏；缺点定位比较准确；可进行单面检测。超声检测的局限性如下：存在检测盲区； 检测效率低； 缺点定性还有待深切研究， 缺点定量也 不够直观、方便（目前要紧采纳当量法）；对粗晶材料的检测比较困难；一 样需要耦合剂。超声检测要紧应用于对金属板材、管材和棒材，铸件、锻件和焊缝和桥梁、衡宇

7、建筑等混凝土构建的检测。射线检测的大体原理是：利用射线（X射线、丫射线和中子射线）在介质中传播时的衰减特性， 当将强度均匀的射线从被检件的一面注入其中时， 由于缺点与被检件基体材料对射线的衰减特性不同，透过被检件后的射线强度将会不均匀，用胶片照相、 荧光屏直接观测等方式在其对面检测透过被检件后的射线强度， 即 可判定被检件表面或内部是不是存在缺点（异质点）。射线检测的优势如下检测结果直观；缺点定性比较容易，定量、定位也比较方便；检测结 果能够保留；适用对象广（金属、非金属、复合材料都可）。射线检测的局限性如下：检测本钱较高； 存在平安隐患， 应注意射线防护； 对体积型缺点的检测灵敏度较高， 对

8、平面型缺点的检测灵敏度较低； 需利用双面法检测； 照相法的检测效率较低；射线透射方向的被检件尺寸不能太大。目前，射线检测要紧一个用于机械兵器、造船、电子、航空航天、石油化工等领域中的铸件、焊缝等的检测。磁粉检测的大体原理是： 由于缺点与基体材料的磁特性 （磁阻） 不同穿过基体的磁力线在缺点处将产生弯曲并可能逸出基体表面， 形成漏磁场。 假设缺点漏 磁场的强度足以吸附磁性颗粒，那么将在缺点对应处形成尺寸比缺点本身更大、对照度也更高的磁痕，从而指示缺点的存在。磁粉检测的要紧优势如下：能直观的显示缺点的位置、形状、大小，并可大致确信缺点的性质；检 测灵敏度较高， 目前可检测出的最小缺点宽度约为微米；

9、 几乎不受试件大小和形状的限制；检测速度快；检测工艺简单；检测费用低。磁粉检测的局限性如下：只能检测铁磁性材料，不能检测非铁磁性材料（如铜、铝等有色金属，奥 氏体不锈钢，非金属）；只能检测表面或接近表面缺点，可探测的缺点深度一 样在 1-2 毫米之内； 对缺点取向有必然的限制， 一样要求磁化场的方向与缺点主平面的夹角大于20 ;对试件表面的质量要求较高；深度方向的缺点定 量与定位困难。目前，磁粉检测要紧应用于金属铸件、锻件和焊缝的检测。渗透检测的大体原理是：利用毛细管现象和渗透液对缺点内壁的浸润作用，使渗透液进入缺点中， 将多余的渗透液出去后， 残留缺点内的渗透液能吸附显像剂从而形成对照度更高

10、、尺寸放大的缺点显像，有利于人眼的观测。渗透检测的要紧优势如下：不受试件形状、 大小、 化学成份、 组织结构的限制， 不受缺点方位的限制，且一次操作可同时检出所有的表面开口缺点； 检测设备及工艺进程简单； 对人员的要求不高；缺点显示直观；检测灵敏度较高。渗透检测的局限性如下：只能检测表面开口缺点； 对多孔性那个材料的检测困难； 检测结果受检测人员的阻碍较大。目前， 渗透检测要紧应用于有色金属和黑色金属材料的铸件、 锻件、 焊接件、粉末冶金件和陶瓷、塑料和玻璃制品的检测。涡流检测的大体原理是：将交变磁场靠近导体（被检件）时，由于电磁感应在导体中将感生出密闭的环状电流，此即涡流。该涡流受鼓励磁场（

11、电流强度、频率）、导体的电导率和磁导率、缺点（性质、大小、位置等）等许多因素的阻碍， 并反作用于原激发磁场， 使其阻抗等特性参数发生改变， 从而指示缺点的存在与否。涡流检测的要紧优势如下：检测速度快，检测效率高；便于实现自动化；非接触。涡流检测的局限性如下：只能检测导电材料； 阻碍因素众多， 信号说明困难， 检测结果不够直观；只能检测表面或接近表面缺点； 对形状复杂的试件检测有困难； 一样只能 给出却显得有无，缺点定性、定位、定量都比较困难。目前，涡流检测要紧应用于导电管材、棒材、线材的探伤和材料分选。声发射检测的大体原理是： 利用材料内部因局部能量的快速释放 （缺点扩展、应力松弛、摩擦、泄露

12、、磁畴壁运动等）而产生的弹性波，用声发射传感器级二次仪表取该弹性波，从而对试样的结构完整性进行检测。声发射检测的要紧优势如下：能给出缺点危害的程度信息；对众多的缺点能一次检出，检测效率高； 适应付象广， 对事件的材料种类几乎没有限制； 灵敏度较高； 缺点定位比较准 确；非接触检测。声发射检测的局限性如下：存在 Kaiser 效应，一样需对试样加载，因此检测对试样有必然的损害；设备昂贵；噪音干扰较大，信号说明困难；缺点定性比较困难。目前，声发射检测要紧应用于锅炉、压力容器、焊缝等试件中的裂纹检测；隧道、涵洞、桥梁、大坝、边坡、衡宇建筑等的在役检（监）测。红外检测的大体原理是： 用红外点温仪、 红

13、外热像仪等备， 测取目标物体表面的红外辐射能， 并将其转变成直观形象的温度场， 通过观看该温度场的均匀与否，来推断目标物体表面或内部是不是有缺点。红外检测的要紧优势如下：检测结果直观形象且便于保留； 大面积快速， 检测效率高； 适应付象广，对试件测材料种类几乎没有限制；灵敏度较高；缺点定位比较准确； 远距离非接触检测；操作平安。红外检测的局限性如下：设备昂贵， 检测费用较高； 对表面缺点灵敏、 对内部缺点的检测有困难；对地发射率材料的检测有困难；对导热快的材料检测有困难。目前，红外检测要紧用应于电力设备、石化设备、机械加工进程检测、火灾检测、农作物优种、材料与构件中的缺点无损检测。激光全息检测

14、是利用激光全息照相来查验物体表面和内部的缺点。 它是将物体表面和内部的缺点， 通过外部加载的方式， 使其在相应的物体表面造成局部变 形，用激光全息照相来观看和比较这种变形，然后判定出物体内部的缺点。与其他无损检测相较较，激光全息查验具有以下显著优势：查验灵敏度高； 查验效率高； 适应付象广， 事件的材料种类几乎没有限制；直观感强；非接触检测；检测结果便于保留等。激光全息检测的局限性如下：内部缺点的检测灵敏度有待提高； 工作环境要求高， 一样应在暗室 中进行，并需要采纳严格的隔振方法，因此无益于现场检测。目前， 激光全息检测要紧应用于航空、 航天和军事等领域， 一些常规方式难以检测的零部件进行检

15、测，另外，在石油化工、铁路、机械制造、电力电子等 领域也取得了愈来愈普遍的应用。三、超声检测简介与其他常规无损检测方式相较，超声检测具有被检对象普遍、检测深度大、 缺点定位准确、检测灵敏度高、本钱低、利用方便、速度快、对人体无害和便于 利用等特点。超声检测几乎渗透到所有的工业部门，如钢铁工业、机械制造业、 石化工业、铁路运输业、造船工业、航空航天、核电工业、集成电路工业等。超 声检测是目前国内外应用最广、利用频度最高且进展较快的一种无损检测技术。所谓超声波， 是一种质点振动频率高于20kHz 的机械波， 引发频率超过人耳所能听到的声频段(16kHz-20kHz)而得名超声波。无损检测用的超声波

16、频率范 围为， 其中最经常使用的频段为频段。 较高的频率要紧用于细晶材料和高灵敏度检测，而较低的频率那么经常使用于衰减较大和粗晶材料的检测。超声波之因此普遍应用于无损检测， 是基于其指向性好、 穿透能力强、 在界 面处会发生反射、和其大体对人无害操作平安等特性。超声波在介质中传播时， 随着传播距离的增加超声波的能量会慢慢减弱， 即 衰减。引发超声波衰减的缘故很多，要紧包括扩散衰减、散射衰减和吸收衰减。那个地址将不一一介绍这些衰减， 只给出衰减的表示方式， 关于平面波， 其衰减规律为：Px P0 * e ax式中：Px为距波原为X处的声压，P0为波源的起始声压，X为至波源的距离，a 为介质的衰减

17、系数。超声波的检测设备是从事超声波检测的工具， 通常指超声波检测仪和超声波探头， 但由于石块在超声波中的重要作用因此也常常将其视为超声波检测设备的组成部份，另外，目前的超声波检测方式多以直接耦合方式将探头与工件接触，因此还需要耦合剂。超声波检测仪是超声检测的主体设备， 其性能的好坏直接阻碍到检测结果的靠得住性。 超声检测仪的作用是产生电振荡并加于探头， 使之发射超声波， 同时，还将探头送回的电信号进行滤波、 检波和放大等， 并以必然的方式将检测结果显示出来， 人们以此取得被检工件内部有无缺点和缺点的位置、 大小和性质等方面的信息。超声波检测仪按超声波的持续性分为脉冲波检测仪、 持续波检测仪和调

18、频波检测仪，按缺点现实的方式分为A型显示检测仪、B型显示检测仪、C型显示检测仪， 按超声波的通道数分有单通道型和多通道型两大类， 按信号输出方式分有模拟式和数式是两大类。超声检测中， 超声波的产生和接收进程是一个能量转换进程， 这种转换是通过探头实现的，探头的功能确实是将电能转换为超声能和将超声能转换为电能。探头是超声检测设备的重要组成部份， 其性能的好坏对超声波检测的成功与否其关键作用。 目前， 超声波检测探头多为压电型， 起作用原理为压电晶体在高频电振荡的鼓励下产生高频机械振动， 并发射超声波； 或在超声波的作用下产生机械变形，并因此产生电荷。探头与仪器的组合性能要紧有信噪比、灵敏度余量、

19、始波宽度、盲区大小和分辨率等。按必然的用途设计制作的具有简单形状人工反射体的试件称为试块。 其要紧用途有： 确信适合的检测方式； 确信和校验检测灵敏度； 测试和校验仪器的和探头的性能，如组合灵敏度、垂直线性、水平线性、盲区和灵敏度等；调剂探测范围，确信缺点位置；评判缺点大小，对被探工件评级和判废；测量材质衰减和确信耦合补偿等。在超声波检测中， 耦合剂的作用主若是排除探头与工件表面之间的空气， 使超声波能有效的传入工件， 以便检测。 固然， 耦合剂也有利于减小探头与工件表面的摩擦，延长探头的利用寿命。超声检测方式有脉冲反射法、穿透法和共振法。其中脉冲反射法要紧特点是 探测灵敏的高，能准确的确信缺

20、点的位置和深度，可用纵波、横波、表面波和板 波进行探测，应用范围广，可自动探测。穿透法要紧特点是探测灵敏度比反射法 低，不能发觉小缺点，依照能量的转变即可判定缺点的有无，但不能定位，适宜 探测超声波衰减大的材料，可幸免盲区，适宜探测薄板，指示简单，便于自动探 伤，对两探头的距离和位置要求较高。共振法是依照试件的共振性来判定缺点情 形的方式，试件厚度为：6c2( fn fni)其中6为试件厚度，c为被检试件中的声速，fn, fn 1为第n和n-1次共振点的共振频率。其特点是可精准测厚，测量精度可达乃至 um级，专门适宜测量薄板 及薄壁管，对工件表面粗糙度要求高不然不能进行测量， 探测灵敏度比脉冲

21、反射 法低。关于不同的检测方式，通过必然的几何运算即可求得缺点在工件中的具体位 置。目前对缺点的定量方式很多，但均有必然的局限性，较经常使用的方式有当 量法、底波高度法和测长法。不同性质的缺点对工件的危害程度不同， 且目前对 缺点的精准定性尚有困难，实际检测中常常依照体会并结合工件的加工工艺、缺点特性、缺点波形和底波情形来分析估量缺点的性质。及新进展超声检测的应用是多方面的，既可用于板材、管材、棒材、铸件、锻件和焊 缝等的检测，又可用于液位、涂层厚度、硬度和材料的弹性模量、晶粒度、残余 应力等的检测。除此之外，超声波检测还有许多应用，如非接触的在管道外测量 管内流体的流速和流量、超声波检漏、组织结构和晶粒尺寸的超声表征等。为了克服传统超声检测的不足，人们开始探讨非接触式超声检测，也已提出