無損檢測技術(shù)不斷進步超聲無損檢測設(shè)備應(yīng)用需求攀升

正文開始無損檢測是檢測技術(shù)的一個重要分支，主要是指在不損害或不影響被檢測對象使用性能，不傷害被檢測對象內(nèi)部組織的前提下，利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?；蛉毕荽嬖谝鸬臒帷⒙?、光、電、磁等反應(yīng)的變化，以物理或化學(xué)方法為手段，借助現(xiàn)代化的技術(shù)和設(shè)備器材，對試件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)及缺陷的類型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化進行檢查和測試的方法。無損檢測方法分類目前我國無損檢測方法包括超聲檢測（UT）、射線檢測（RT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）和渦流檢測（ET）五類，這五類各有千秋但又各有弊端。以超聲檢測為例，其優(yōu)點是適用范圍廣、缺陷定位較準(zhǔn)確、靈敏度高、檢測成本低等；缺點則是對材質(zhì)晶粒度有一定要求，對于衰減較大的材料，以及具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件，檢測較為困難。主要無損檢測方法及其優(yōu)缺點分析超聲檢測（UT）原理：超聲檢測的根本原理是超聲在遇到聲阻抗不同的界面時，會發(fā)生反射、透射和散射等效應(yīng)。通過超聲波與試件相互作用，對聲波的反射、透射和散射波進行研究，對試件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測和表征。優(yōu)點：1、適用范圍廣，可對金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種試件進行檢測；2、缺陷定位較準(zhǔn)確，對面積型缺陷的檢出率較高；3、靈敏度高，可檢測試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷；4、檢測成本低、速度快，設(shè)備輕便，對人體及環(huán)境無害，現(xiàn)場使用較方便。缺點：1、對缺陷的取向有要求，與聲束平行的缺陷難以檢測出；2、對材質(zhì)晶粒度有一定要求，對于衰減較大的材料，檢測較為困難；3、對具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進行超聲檢測有困難；這一點在相控陣技術(shù)推廣使用后有很大的改善。射線檢測（RT）原理：射線檢測是指用X射線或γ射線穿透試件，以膠片或者CR、DR作為記錄缺陷信息器材的無損檢測方法。由于不同密度的物質(zhì)對射線的吸收系數(shù)不同，照射到膠片各處的射線強度也就會產(chǎn)生差異，可根據(jù)膠片底片或數(shù)字底片的黑度差來判別缺陷。優(yōu)點：1、射線檢測定性、定量準(zhǔn)確；2、適合復(fù)雜形狀工件的檢測。缺點：1、射線對人體有害，檢測時需清場，檢驗條件受限、速度慢；2、無法確定缺陷在深度方向的信息。磁粉檢測（MT）原理：鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性（缺陷）的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。優(yōu)點：1、可檢測出鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄的不連續(xù)性；2、檢測費用相對較低。缺點：1、不能檢測奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，不能檢測非磁性材料；2、對于表面淺的劃傷和與工件表面夾角小于20°的分層和折疊難以發(fā)現(xiàn)；3、難以發(fā)現(xiàn)工件中埋藏較深的缺陷；4、對環(huán)境存在一定污染。滲透檢測（PT）原理：工件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細(xì)現(xiàn)象作用下，經(jīng)過一段時間，滲透液可以滲透進表面開口缺陷中；經(jīng)去除零件表面多余的滲透液后，再在工件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細(xì)現(xiàn)象的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下（紫外線光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被顯示（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。優(yōu)點：1、可檢測各種材料，金屬、非金屬材料；磁性、非磁性材料；焊接、鍛造、軋制等加工方式；2、具有較高的靈敏度（可發(fā)現(xiàn)0.1μm寬缺陷），同時顯示直觀、操作方便、檢測費用低。缺點：1、只能檢出表面開口的缺陷，不適于檢查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件；2、只能檢出缺陷的表面分布，難以確定缺陷的實際深度，因而很難對缺陷做出定量評價，檢出結(jié)果受操作者的影響也較大。渦流檢測（ET）原理：渦流檢測是將通有交流電的線圈置于待測的金屬板上或套在待測的金屬管外，這時線圈內(nèi)及其附近將產(chǎn)生交變磁場，使試件中產(chǎn)生呈旋渦狀的感應(yīng)交變電流，探測線圈測量渦流所引起的磁場變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進而獲得有關(guān)電導(dǎo)率、缺陷、材質(zhì)狀況和其他物理量（如形狀、尺寸等）的變化或缺陷存在等信息。優(yōu)點：渦流檢測時線圈不需與被測物直接接觸，可進行高速檢測，易于實現(xiàn)自動化。缺點：1、不適用于形狀復(fù)雜的零件；2、只能檢測導(dǎo)電材料的表面和近表面缺陷；3、檢測結(jié)果易于受到材料本身及其他因素的干擾。由于具有非破壞性、互容性、動態(tài)性和嚴(yán)格性等特點，無損檢測技術(shù)應(yīng)用范圍不斷拓展，到目前既包括有色、鋼鐵、建筑、石油、機械、輕工等傳統(tǒng)材料領(lǐng)域，又包括航空航天、高鐵、新能源、電子信息等新型功能材料和先進結(jié)構(gòu)材料?，F(xiàn)如今已成為工業(yè)發(fā)展中必不可少的有效工具，在國民經(jīng)濟的各個命脈行業(yè)中承擔(dān)關(guān)鍵角色，是保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，也在一定程度上反映出一個國家的工業(yè)發(fā)展水平。無損檢測市場現(xiàn)狀近年來隨著全球經(jīng)濟高速發(fā)展，無損檢測行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，其市場規(guī)模也保持了快速增長態(tài)勢。數(shù)據(jù)顯示，2018年全球無損檢測市場容量約為83億美元，預(yù)計到2024年全球市場規(guī)模將達到126億美元。其中，超聲檢測是最大的細(xì)分市場，占比達到33%左右。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2016年超聲檢測市場容量為24.4億美元，2022年將增長至39.3億美元，2016-2022年的年復(fù)合增長率為8.3%。雖然相比于西方發(fā)達國家，我國無損檢測行業(yè)發(fā)展起步較晚。但近幾年隨著我國工業(yè)設(shè)備、汽車等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，國內(nèi)無損檢測市場規(guī)模不斷擴大，無損檢測技術(shù)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用水平在不斷解決這些檢測/監(jiān)測難題時得到快速發(fā)展和提高。目前我國無損檢測技術(shù)水平能夠獨立解決我國所有工程需求中的絕大部分技術(shù)難題，并能開發(fā)出大部分常用的無損檢測技術(shù)裝備和儀器，已成為國際無損檢測標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)術(shù)界的中堅力量。近年來，隨著國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展、國家產(chǎn)業(yè)政策持續(xù)支持、下游應(yīng)用領(lǐng)域快速發(fā)展，我國無損檢測市場也得到了良好的發(fā)展。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，全國共有檢驗檢測機構(gòu)近4.9萬家，營業(yè)收入超過3570億元，從業(yè)人員141萬人，市場規(guī)模約占全球市場份額的20%，是全球增長最快、最具潛力的檢驗檢測市場。無損檢測市場利好因素與此同時，雖然近年來國內(nèi)無損檢測企業(yè)總體水平和綜合實力有了很大程度的提高，在無損檢測基礎(chǔ)理論、技術(shù)開發(fā)、儀器設(shè)計和研制及產(chǎn)品應(yīng)用等方面也都已在世界占有重要的一席之位。但在一些高端