五大常规无损检测技术的原理和特点

第第页五大常规无损检测技术的原理和特点一、射线检测（RT）射线检测（RadiographicTesting），业内人士简称RT，是工业无损检测（NondestructiveTesting）的一个紧要专业门类。射线检测紧要的应用是探测工件内部的宏观几何缺陷。依照不同特征，可将射线检测分为多种不同的方法，例如：X射线层析照相（X—CT）、计算机射线照相技术（CR）、射线照相法，等等。射线照相法，利用X射线管产生的X射线或放射性同位素产生的γ射线穿透工件，以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法。该方法是最基本、应用广泛的的一种射线检测方法，也是射线检测专业培训的紧要内容。（一）射线照相法的原理射线检测，本质上是利用电磁波或者电磁辐射（X射线和γ射线）的能量。射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸取和散射使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿透的厚度。假如被透照物体（工件）的局部存在缺陷，且构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件（例如在焊缝中，气孔缺陷里面的空气衰减系数远远低于钢的衰减系数），该局部区域的透过射线强度就会与四周产生差别。把胶片放在适当位置使其在透过射线的作用下感光，经过暗室处理后得到底片。射线穿透工件后，由于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位等会显现黑度差别。射线检测员通过对底片的察看，依据其黒度的差别，便能识别缺陷的位置和性质。（二）射线照相法的特点1、适用范围适用于各种熔化焊接方法（电弧焊、气体保护焊、电渣焊、气焊等）的对接接头，也能检查铸钢件，在特殊情况下也可用于检测角焊缝或其他一些特殊结构工件。2、射线照相法的优点①缺陷显示直观：射线照相法用底片作为记录介质，通过察看底片能够比较准确地推断出缺陷的性质、数量、尺寸和位置。②容易检出那些形成局部厚度差的缺陷：对气孔和夹渣之类缺陷有特别高的检出率。③射线照相能检出的长度和宽度尺寸分别为毫米数量级和亚毫米数量级，甚至更少，且将近不存在检测厚度下限。④将近适用于全部料子，在钢、钛、铜、铝等金属料子上使用均能得到良好的效果，该方法对试件的形状、表面粗糙度没有严格要求，料子晶粒度对其不产生影响。3、射线照相法的局限①对裂纹类缺陷的检出率则受透照角度的影响，且不能检出垂直照射方向的薄层缺陷，例如钢板的分层。②检测厚度上限受射线穿透本领的限制，例如420kV的X射线机能穿透的最大钢厚度约80mm，钴60放射性同位素（Co60）γ射线穿透的最大钢厚度约150mm，更大厚度的工件则需要使用特殊的设备——加速器，其最大穿透厚度可达400mm以上。③一般不适合钢板、钢管、锻件的检测，也较少用于钎焊、摩擦焊等焊接方法的接头的检测。④射线照相法检测本钱较高，检测速度较慢。⑤射线对人体有损害，需要采取防护措施。二、超声检测（UT）超声检测（UltrasonicTesting），业内人士简称UT，是工业无损检测（NondestructiveTesting）中应用广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术，可以用于产品制造中质量掌控、原材料子子检验、改进工艺等多个方面，同时也是设备维护中不行或缺的手段之一、超声检测紧要的应用是检测工件内部宏观缺陷和料子厚度测量。依照不同特征，可将超声检测分为多种不同的方法：①按原理分类：超声波脉冲反射法、衍射时差法（TimeofFlightDiffraction，简称TOFD）等。②按显示方式分类：A型显示、超声成像显示（B、C、D、P扫描成像、双控阵成像等）。超声检测，本质上是利用超声波与物质的相互作用：反射、折射和衍射。（一）A型显示的超声波脉冲反射法工作原理声源产生的脉冲波进入到工件中，超声波在工件中以确定方向和速度向前传播。当遇到两侧声阻抗有差别的界面时（声阻抗存在差别往往是由于料子中某种不连续性造成，如裂纹、气孔、夹渣等）部分声波被反射，检测设备接受和显示：分析声波幅度和位置等信息，评估缺陷是否存在或存在缺陷的大小位置等。（二）A型显示的超声波脉冲反射法的特点1、适用范围适用于金属、非金属和复合料子等多种制件。①原材料子子、零部件检测：钢板、钢锻件、铝及铝合金板材、钛及钛合金板材、复合板、无缝钢管等。②对接焊接接头检测：钢制对接接头（包含管座角焊缝、T形焊接接头，支撑架和结构件），铝及铝合金对接接头2、A型显示的超声波脉冲反射法的优点①穿透本领强，可对较大厚度范围内的工件内部缺陷进行检测。如对于金属料子，可检测厚度为1～2mm的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件。②缺陷定位较准确。③对面积型缺陷的检出率较高。④灵敏度高，可检测工件内部尺寸很小的缺陷。超声检测理论灵敏度约为超声波波长的一半，当检测对象为钢制件，采用2.5MHz频率的超声斜探头，其灵敏度约为0.65mm。⑤检测本钱低、速度快，设备灵活，对人体及环境无害，现场使用较方便。3、A型显示的超声波脉冲反射法的局限①对工件中的缺陷进行精准明确的定性、定量仍需作深入研究。②对具有多而杂形状或不规定外形的工件进行超声检测有困难。③缺陷的位置、取向和形状对检测结果有确定影响。④工件材质、晶粒度等对检测有较大影响。⑤检测结果显示不直观，检测结果无直接见证记录。三、磁粉检测（MT）磁粉检测（MagneticParticleTesting），业内人士简称MT，是工业无损检测（NondestructiveTesting）的一种成熟的无损检测方法，在航空航天、武器、船舶、火车、汽车、石油、化工、锅炉压力容器、压力管道等各个领域都得到广泛应用。磁粉检测紧要的应用是探测铁磁性工件表面和近表面的宏观几何缺陷，例如表面气孔、裂纹等。（一）磁粉检测原理磁粉检测，本质上是利用料子磁性更改。当工件被磁化后，若工件表面及近表面存在不连续性（如裂纹），就会在不连续性部位的表面形成泄漏磁场（即漏磁场），通过漏磁场吸附、聚集检测过程施加的磁粉，最终形成磁痕，便可供应缺陷的位置、形状、大小的显示。（二）磁粉检测特点1、适用范围磁粉检测可用于板材、型材、管材、锻造毛坯等原材料子子和半产品的检查，也可用于锻钢件、焊接件、铸钢件加工制造过程工序间检查和最终加工检查，还可用于紧要设备机械、压力容器、石油储罐等工业设施在役检查等。2、磁粉检测的优点①能直观显示缺陷的形状、位置、大小和严重程度，并可约莫确定缺陷的性质。②具有高灵敏度，磁粉在缺陷上聚集形成的磁痕有放大作用，可检出缺陷的最小宽度约0.1μm，能发现深度约10μm的微裂纹。③适应性好，将近不受试件大小和形状的限制，综合采用多种磁化方法，可检测工件上的各个方向的缺陷。④检测速度快，工艺简单，操作方便，效率高，本钱低。3、磁粉检测的局限①只能用于检测铁磁性料子，如碳钢、合金结构钢等，不能用于检测非铁磁性料子，如镁、铝、铜、钛及奥氏体不锈钢等。②只能用来检测表面和近表面缺陷，不能检测埋藏较深的缺陷，可检测的皮下缺陷的埋藏深度一般不超出1～2mm。③难于定量确定缺陷埋藏的深度和缺陷自身的高度。④通常采用目视法检查缺陷，磁痕的推断和解释需要有技术经验和素养。四、渗透检测（PT）渗透检测（PenetrantTesting），业内人士简称PT，是工业无损检测（NondestructiveTesting）应用比较早的无损检测方法，由于渗透检测简单易操作，其在现代工业的各个领域都有广泛的应用。渗透检测紧要的应用是检查金属（钢、铝合金、镁合金、铜合金、耐热合金等）和非金属（塑料、陶瓷等）工件的表面开口缺陷，例如表面裂纹等。依照不同特征，可将渗透检测分为多种不同的方法：按显示料子，分为荧光法（Fluorescent）和非荧光法（Non—Fluorescent）。前者称为“荧光渗透检测”，后者称为“着色渗透检测”。（一）渗透检测原理渗透检测，本质上是利用液体的表面能。由于毛细现象的作用，当人们将溶有荧光染料或着色染料的渗透剂施加于试件表面时，渗透剂就会渗入到各类开口于表面的细小缺陷中（细小的开口缺陷相当于毛细管，渗透剂渗入细小开口缺陷相当于润湿现象），然后清除依附在试件表面上多余的渗透剂，经干燥后再施加显像剂，缺陷中的渗透剂在毛细现象的作用下重新吸附到试件的表面上，形成放大的缺陷显示。用目视检测即可察看出缺陷的形状、大小及分布情况。（二）渗透检测特点1、适用范围渗透检测可以应用于各种金属、非金属、磁性及非磁性料子工件的表面开口缺陷的检测。除了多孔性的料子无法或难以检测外，将近全部料子的表面开口缺陷都可以使用此方法，获得令人满意的检测结果。2、渗透检测优点①不受被检工件磁性、形状、大小、组织结构、化学成分及缺陷方位的限制，一次操作能检查出各个方向的缺陷。②操作简便，设备简单。③缺陷显示直观，灵敏度高。3、渗透检测局限①只能检测出料子的表面开口缺陷，对于埋藏在料子内部的缺陷，渗透检测就无能为力了。必需指出，由于多孔性料子的缺陷图像显示难以推断，所以渗透检测并不适合多孔性料子表面缺陷。②渗透剂成分对被检工件具有确定腐蚀性，必需严格掌控硫、钠等微量元素的存在。③渗透剂所用的有机溶剂具有挥发性，工业染料对人体有毒性，必需注意吸入防护。五、涡流检测（ET）涡流检测（EddyCurrentTesting），业内人士简称ET，在工业无损检测（NondestructiveTesting）领域中具有紧要的地位，在航空航天、冶金、机械、电力、化工、核能等领域中发挥着越来越紧要的作用。涡流检测紧要的应用是检测导电金属料子表面及近表面的宏观几何缺陷和涂层测厚。（一）涡流检测原理涡流检测，本质上是利用电磁感应原理。无论什么原因，只要穿过闭合回路所包围曲面的磁通量发生更改，回路中就会有电流产生，这种由于回路磁通量更改而激发电流的现象叫做电磁感应现象，回路中所产生的电流叫做感应电流。电路中含有两个相互耦合的线圈，若在原边线圈通以沟通电，在电磁感应的作用下，在副边线圈中产生感应电流；反过来，感应电流又会影响原边线圈中的电流和电压的关系。（二）涡流检测的基本工作原理：当载有交变电流的试验线圈靠近导体工件时，由于线圈产生的交变磁场会使导体感生出电流（即涡流）。涡流的大小、相位及流动形式受到工件性质（电导率、磁导率、形状、尺寸）及有无缺陷的影响产生更改，反作用于磁场使线圈的电压和阻抗发生更改。因此通过仪器测出试验线圈电压或阻抗的更改，就可以推断被检工件的性质、状态及有无缺陷。（三）涡流检测特点1、适用范围①工艺检查和最终产品检测：在制造工艺过程中进行质量掌控，或在产品剔除不合格品。②在役检测：为机械零部件及热交换管等设施进行定期检验。③其他应用：金属薄板及涂层的测厚、材质分选、电导率测量等。2、涡流检测的优点①检测时