五大常規(guī)無損檢測技術(shù)的原理和特點(diǎn)

第第頁五大常規(guī)無損檢測技術(shù)的原理和特點(diǎn)一、射線檢測（RT）射線檢測（RadiographicTesting），業(yè)內(nèi)人士簡稱RT，是工業(yè)無損檢測（NondestructiveTesting）的一個(gè)緊要專業(yè)門類。射線檢測緊要的應(yīng)用是探測工件內(nèi)部的宏觀幾何缺陷。依照不同特征，可將射線檢測分為多種不同的方法，例如：X射線層析照相（X—CT）、計(jì)算機(jī)射線照相技術(shù)（CR）、射線照相法，等等。射線照相法，利用X射線管產(chǎn)生的X射線或放射性同位素產(chǎn)生的γ射線穿透工件，以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測方法。該方法是最基本、應(yīng)用廣泛的的一種射線檢測方法，也是射線檢測專業(yè)培訓(xùn)的緊要內(nèi)容。（一）射線照相法的原理射線檢測，本質(zhì)上是利用電磁波或者電磁輻射（X射線和γ射線）的能量。射線在穿透物體過程中會(huì)與物質(zhì)發(fā)生相互作用，因吸取和散射使其強(qiáng)度減弱。強(qiáng)度衰減程度取決于物質(zhì)的衰減系數(shù)和射線在物質(zhì)中穿透的厚度。假如被透照物體（工件）的局部存在缺陷，且構(gòu)成缺陷的物質(zhì)的衰減系數(shù)又不同于試件（例如在焊縫中，氣孔缺陷里面的空氣衰減系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼的衰減系數(shù)），該局部區(qū)域的透過射線強(qiáng)度就會(huì)與四周產(chǎn)生差別。把膠片放在適當(dāng)位置使其在透過射線的作用下感光，經(jīng)過暗室處理后得到底片。射線穿透工件后，由于缺陷部位和完好部位的透射射線強(qiáng)度不同，底片上相應(yīng)部位等會(huì)顯現(xiàn)黑度差別。射線檢測員通過對(duì)底片的察看，依據(jù)其黒度的差別，便能識(shí)別缺陷的位置和性質(zhì)。（二）射線照相法的特點(diǎn)1、適用范圍適用于各種熔化焊接方法（電弧焊、氣體保護(hù)焊、電渣焊、氣焊等）的對(duì)接接頭，也能檢查鑄鋼件，在特殊情況下也可用于檢測角焊縫或其他一些特殊結(jié)構(gòu)工件。2、射線照相法的優(yōu)點(diǎn)①缺陷顯示直觀：射線照相法用底片作為記錄介質(zhì)，通過察看底片能夠比較準(zhǔn)確地推斷出缺陷的性質(zhì)、數(shù)量、尺寸和位置。②容易檢出那些形成局部厚度差的缺陷：對(duì)氣孔和夾渣之類缺陷有特別高的檢出率。③射線照相能檢出的長度和寬度尺寸分別為毫米數(shù)量級(jí)和亞毫米數(shù)量級(jí)，甚至更少，且將近不存在檢測厚度下限。④將近適用于全部料子，在鋼、鈦、銅、鋁等金屬料子上使用均能得到良好的效果，該方法對(duì)試件的形狀、表面粗糙度沒有嚴(yán)格要求，料子晶粒度對(duì)其不產(chǎn)生影響。3、射線照相法的局限①對(duì)裂紋類缺陷的檢出率則受透照角度的影響，且不能檢出垂直照射方向的薄層缺陷，例如鋼板的分層。②檢測厚度上限受射線穿透本領(lǐng)的限制，例如420kV的X射線機(jī)能穿透的最大鋼厚度約80mm，鈷60放射性同位素（Co60）γ射線穿透的最大鋼厚度約150mm，更大厚度的工件則需要使用特殊的設(shè)備——加速器，其最大穿透厚度可達(dá)400mm以上。③一般不適合鋼板、鋼管、鍛件的檢測，也較少用于釬焊、摩擦焊等焊接方法的接頭的檢測。④射線照相法檢測本錢較高，檢測速度較慢。⑤射線對(duì)人體有損害，需要采取防護(hù)措施。二、超聲檢測（UT）超聲檢測（UltrasonicTesting），業(yè)內(nèi)人士簡稱UT，是工業(yè)無損檢測（NondestructiveTesting）中應(yīng)用廣泛、使用頻率最高且發(fā)展較快的一種無損檢測技術(shù)，可以用于產(chǎn)品制造中質(zhì)量掌控、原材料子子檢驗(yàn)、改進(jìn)工藝等多個(gè)方面，同時(shí)也是設(shè)備維護(hù)中不行或缺的手段之一、超聲檢測緊要的應(yīng)用是檢測工件內(nèi)部宏觀缺陷和料子厚度測量。依照不同特征，可將超聲檢測分為多種不同的方法：①按原理分類：超聲波脈沖反射法、衍射時(shí)差法（TimeofFlightDiffraction，簡稱TOFD）等。②按顯示方式分類：A型顯示、超聲成像顯示（B、C、D、P掃描成像、雙控陣成像等）。超聲檢測，本質(zhì)上是利用超聲波與物質(zhì)的相互作用：反射、折射和衍射。（一）A型顯示的超聲波脈沖反射法工作原理聲源產(chǎn)生的脈沖波進(jìn)入到工件中，超聲波在工件中以確定方向和速度向前傳播。當(dāng)遇到兩側(cè)聲阻抗有差別的界面時(shí)（聲阻抗存在差別往往是由于料子中某種不連續(xù)性造成，如裂紋、氣孔、夾渣等）部分聲波被反射，檢測設(shè)備接受和顯示：分析聲波幅度和位置等信息，評(píng)估缺陷是否存在或存在缺陷的大小位置等。（二）A型顯示的超聲波脈沖反射法的特點(diǎn)1、適用范圍適用于金屬、非金屬和復(fù)合料子等多種制件。①原材料子子、零部件檢測：鋼板、鋼鍛件、鋁及鋁合金板材、鈦及鈦合金板材、復(fù)合板、無縫鋼管等。②對(duì)接焊接接頭檢測：鋼制對(duì)接接頭（包含管座角焊縫、T形焊接接頭，支撐架和結(jié)構(gòu)件），鋁及鋁合金對(duì)接接頭2、A型顯示的超聲波脈沖反射法的優(yōu)點(diǎn)①穿透本領(lǐng)強(qiáng)，可對(duì)較大厚度范圍內(nèi)的工件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測。如對(duì)于金屬料子，可檢測厚度為1～2mm的薄壁管材和板材，也可檢測幾米長的鋼鍛件。②缺陷定位較準(zhǔn)確。③對(duì)面積型缺陷的檢出率較高。④靈敏度高，可檢測工件內(nèi)部尺寸很小的缺陷。超聲檢測理論靈敏度約為超聲波波長的一半，當(dāng)檢測對(duì)象為鋼制件，采用2.5MHz頻率的超聲斜探頭，其靈敏度約為0.65mm。⑤檢測本錢低、速度快，設(shè)備靈活，對(duì)人體及環(huán)境無害，現(xiàn)場使用較方便。3、A型顯示的超聲波脈沖反射法的局限①對(duì)工件中的缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)明確的定性、定量仍需作深入研究。②對(duì)具有多而雜形狀或不規(guī)定外形的工件進(jìn)行超聲檢測有困難。③缺陷的位置、取向和形狀對(duì)檢測結(jié)果有確定影響。④工件材質(zhì)、晶粒度等對(duì)檢測有較大影響。⑤檢測結(jié)果顯示不直觀，檢測結(jié)果無直接見證記錄。三、磁粉檢測（MT）磁粉檢測（MagneticParticleTesting），業(yè)內(nèi)人士簡稱MT，是工業(yè)無損檢測（NondestructiveTesting）的一種成熟的無損檢測方法，在航空航天、武器、船舶、火車、汽車、石油、化工、鍋爐壓力容器、壓力管道等各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。磁粉檢測緊要的應(yīng)用是探測鐵磁性工件表面和近表面的宏觀幾何缺陷，例如表面氣孔、裂紋等。（一）磁粉檢測原理磁粉檢測，本質(zhì)上是利用料子磁性更改。當(dāng)工件被磁化后，若工件表面及近表面存在不連續(xù)性（如裂紋），就會(huì)在不連續(xù)性部位的表面形成泄漏磁場（即漏磁場），通過漏磁場吸附、聚集檢測過程施加的磁粉，最終形成磁痕，便可供應(yīng)缺陷的位置、形狀、大小的顯示。（二）磁粉檢測特點(diǎn)1、適用范圍磁粉檢測可用于板材、型材、管材、鍛造毛坯等原材料子子和半產(chǎn)品的檢查，也可用于鍛鋼件、焊接件、鑄鋼件加工制造過程工序間檢查和最終加工檢查，還可用于緊要設(shè)備機(jī)械、壓力容器、石油儲(chǔ)罐等工業(yè)設(shè)施在役檢查等。2、磁粉檢測的優(yōu)點(diǎn)①能直觀顯示缺陷的形狀、位置、大小和嚴(yán)重程度，并可約莫確定缺陷的性質(zhì)。②具有高靈敏度，磁粉在缺陷上聚集形成的磁痕有放大作用，可檢出缺陷的最小寬度約0.1μm，能發(fā)現(xiàn)深度約10μm的微裂紋。③適應(yīng)性好，將近不受試件大小和形狀的限制，綜合采用多種磁化方法，可檢測工件上的各個(gè)方向的缺陷。④檢測速度快，工藝簡單，操作方便，效率高，本錢低。3、磁粉檢測的局限①只能用于檢測鐵磁性料子，如碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼等，不能用于檢測非鐵磁性料子，如鎂、鋁、銅、鈦及奧氏體不銹鋼等。②只能用來檢測表面和近表面缺陷，不能檢測埋藏較深的缺陷，可檢測的皮下缺陷的埋藏深度一般不超出1～2mm。③難于定量確定缺陷埋藏的深度和缺陷自身的高度。④通常采用目視法檢查缺陷，磁痕的推斷和解釋需要有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和素養(yǎng)。四、滲透檢測（PT）滲透檢測（PenetrantTesting），業(yè)內(nèi)人士簡稱PT，是工業(yè)無損檢測（NondestructiveTesting）應(yīng)用比較早的無損檢測方法，由于滲透檢測簡單易操作，其在現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。滲透檢測緊要的應(yīng)用是檢查金屬（鋼、鋁合金、鎂合金、銅合金、耐熱合金等）和非金屬（塑料、陶瓷等）工件的表面開口缺陷，例如表面裂紋等。依照不同特征，可將滲透檢測分為多種不同的方法：按顯示料子，分為熒光法（Fluorescent）和非熒光法（Non—Fluorescent）。前者稱為“熒光滲透檢測”，后者稱為“著色滲透檢測”。（一）滲透檢測原理滲透檢測，本質(zhì)上是利用液體的表面能。由于毛細(xì)現(xiàn)象的作用，當(dāng)人們將溶有熒光染料或著色染料的滲透劑施加于試件表面時(shí)，滲透劑就會(huì)滲入到各類開口于表面的細(xì)小缺陷中（細(xì)小的開口缺陷相當(dāng)于毛細(xì)管，滲透劑滲入細(xì)小開口缺陷相當(dāng)于潤濕現(xiàn)象），然后清除依附在試件表面上多余的滲透劑，經(jīng)干燥后再施加顯像劑，缺陷中的滲透劑在毛細(xì)現(xiàn)象的作用下重新吸附到試件的表面上，形成放大的缺陷顯示。用目視檢測即可察看出缺陷的形狀、大小及分布情況。（二）滲透檢測特點(diǎn)1、適用范圍滲透檢測可以應(yīng)用于各種金屬、非金屬、磁性及非磁性料子工件的表面開口缺陷的檢測。除了多孔性的料子無法或難以檢測外，將近全部料子的表面開口缺陷都可以使用此方法，獲得令人滿意的檢測結(jié)果。2、滲透檢測優(yōu)點(diǎn)①不受被檢工件磁性、形狀、大小、組織結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分及缺陷方位的限制，一次操作能檢查出各個(gè)方向的缺陷。②操作簡便，設(shè)備簡單。③缺陷顯示直觀，靈敏度高。3、滲透檢測局限①只能檢測出料子的表面開口缺陷，對(duì)于埋藏在料子內(nèi)部的缺陷，滲透檢測就無能為力了。必需指出，由于多孔性料子的缺陷圖像顯示難以推斷，所以滲透檢測并不適合多孔性料子表面缺陷。②滲透劑成分對(duì)被檢工件具有確定腐蝕性，必需嚴(yán)格掌控硫、鈉等微量元素的存在。③滲透劑所用的有機(jī)溶劑具有揮發(fā)性，工業(yè)染料對(duì)人體有毒性，必需注意吸入防護(hù)。五、渦流檢測（ET）渦流檢測（EddyCurrentTesting），業(yè)內(nèi)人士簡稱ET，在工業(yè)無損檢測（NondestructiveTesting）領(lǐng)域中具有緊要的地位，在航空航天、冶金、機(jī)械、電力、化工、核能等領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越緊要的作用。渦流檢測緊要的應(yīng)用是檢測導(dǎo)電金屬料子表面及近表面的宏觀幾何缺陷和涂層測厚。（一）渦流檢測原理渦流檢測，本質(zhì)上是利用電磁感應(yīng)原理。無論什么原因，只要穿過閉合回路所包圍曲面的磁通量發(fā)生更改，回路中就會(huì)有電流產(chǎn)生，這種由于回路磁通量更改而激發(fā)電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，回路中所產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。電路中含有兩個(gè)相互耦合的線圈，若在原邊線圈通以溝通電，在電磁感應(yīng)的作用下，在副邊線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流；反過來，感應(yīng)電流又會(huì)影響原邊線圈中的電流和電壓的關(guān)系。（二）渦流檢測的基本工作原理：當(dāng)載有交變電流的試驗(yàn)線圈靠近導(dǎo)體工件時(shí)，由于線圈產(chǎn)生的交變磁場會(huì)使導(dǎo)體感生出電流（即渦流）。渦流的大小、相位及流動(dòng)形式受到工件性質(zhì)（電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀、尺寸）及有無缺陷的影響產(chǎn)生更改，反作用于磁場使線圈的電壓和阻抗發(fā)生更改。因此通過儀器測出試驗(yàn)線圈電壓或阻抗的更改，就可以推斷被檢工件的性質(zhì)、狀態(tài)及有無缺陷。（三）渦流檢測特點(diǎn)1、適用范圍①工藝檢查和最終產(chǎn)品檢測：在制造工藝過程中進(jìn)行質(zhì)量掌控，或在產(chǎn)品剔除不合格品。②在役檢測：為機(jī)械零部件及熱交換管等設(shè)施進(jìn)行定期檢驗(yàn)。③其他應(yīng)用：金屬薄板及涂層的測厚、材質(zhì)分選、電導(dǎo)率測量等。2、渦流檢測的優(yōu)點(diǎn)①檢測時(shí)