無(wú)損檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介及發(fā)展

1、機(jī)械故障診斷與維修課程論文無(wú)損檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介及發(fā)展竇在鎮(zhèn)機(jī) 0801-120080520【摘要】【關(guān)鍵字】：無(wú)損檢測(cè)超聲波 射線 激光 渦流無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是利用物質(zhì)的某些物理性質(zhì)因存在缺陷或組織結(jié)構(gòu)上的差異使其物理量發(fā)生變化這一現(xiàn)象，在 不損傷被檢物使用性能及形態(tài)的前提下，通過(guò)測(cè)量這些變化來(lái)了解和評(píng)價(jià)被檢測(cè)的材料、產(chǎn)品和設(shè)備構(gòu)件的性質(zhì)、 狀態(tài)、質(zhì)量或內(nèi)部結(jié)構(gòu)等的一種特殊的檢測(cè)技術(shù)。本文主要介紹了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的目前具體技術(shù)原理分類(lèi)和應(yīng)用， 同時(shí)就我國(guó)目前的檢測(cè)技術(shù)做綜述。1無(wú)損檢測(cè)簡(jiǎn)介1.1概念在不破壞的前提下檢查共建宏觀缺陷或測(cè)量工件特征的各種技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。工業(yè)領(lǐng)域中的無(wú)損檢 測(cè)類(lèi)似于人們買(mǎi)西瓜時(shí)的

2、“隔皮猜瓜”。買(mǎi)西瓜時(shí)，用手輕輕拍打西瓜外皮，聽(tīng)聲響或憑手感，想 猜一下西瓜的生熟， 這是人們常有的習(xí)慣。 如果對(duì)猜想有懷疑， 則要求切開(kāi)看個(gè)究竟了。用手輕拍,對(duì)西瓜是無(wú)有損壞的，非破壞性的，聽(tīng)聲響或憑手感猜想西瓜生熟，“隔皮猜瓜”，這是生活中的“無(wú)損檢測(cè)”；而“切開(kāi)看個(gè)究竟”，這就是生活中的破壞性檢查了。不論無(wú)損檢測(cè)技術(shù)如何發(fā)展，“隔皮猜瓜”這一主旨內(nèi)涵不變；對(duì)檢測(cè)結(jié)果（猜想）有懷疑時(shí)，要解剖（切開(kāi)）進(jìn)行驗(yàn)證，這一 基本思想也不變。古老而簡(jiǎn)單的無(wú)損檢測(cè)方法，如敲擊器械，聽(tīng)聲響，辨別有無(wú)裂紋等，是至今沿用的方法；但因它們對(duì)缺陷的位置和大小，做不出“基本相符”的判斷，而不被視無(wú)損檢測(cè)的技術(shù) 方法

3、。只有技術(shù)方法才可保證無(wú)損檢測(cè)結(jié)果如上所述的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性1.2無(wú)損檢測(cè)的目的無(wú)損檢測(cè)的目的大體上可從三個(gè)主要方面來(lái)闡述。1.2.1質(zhì)量管理每一種產(chǎn)品均有其使用性能要求，這些要求通常在該產(chǎn)品的技術(shù)文件中規(guī)定，例如技術(shù)條件、 技術(shù)規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等，以一定的技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)反映。無(wú)損檢測(cè)的主要目的之一，就是對(duì)非連續(xù)加工（例如多工序生產(chǎn)）或連續(xù)加工（例如自動(dòng)化生 產(chǎn)流水線）的原材料、半成品、成品以及產(chǎn)品構(gòu)件提供實(shí)時(shí)的工序質(zhì)量控制，特別是控制產(chǎn)品材料 的冶金質(zhì)量與生產(chǎn)工藝質(zhì)量，例如缺陷情況、組織狀態(tài)、涂鍍層厚度監(jiān)控等等，同時(shí)，通過(guò)檢測(cè)所 了解到的質(zhì)量信息又可反饋給設(shè)計(jì)與工藝部門(mén)，促使進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)與制造

4、工藝以提高產(chǎn)品質(zhì)量， 收到減少?gòu)U品和返修品，從而降低制造成本、提高生產(chǎn)效率的效果。例如，某廠生產(chǎn) 45#鋼球面管嘴模鍛件，對(duì)鍛件進(jìn)行磁粉檢測(cè)發(fā)現(xiàn)存在鍛造折疊，使得鍛件報(bào)廢或 需要返修而成為次品，折疊出現(xiàn)率達(dá)到3040%通過(guò)改進(jìn)模具設(shè)計(jì)和模鍛前的毛料荒形設(shè)計(jì)，以及改進(jìn)模鍛時(shí)擺放毛料的方式，使折疊出現(xiàn)率下降到0%杜絕了因?yàn)檎郫B造成的廢品和返修品出現(xiàn)，從而大大節(jié)約了原材料和能源消耗，節(jié)省了返修工時(shí)，明顯提高了生產(chǎn)效率。又例如某廠用電弧爐冶煉 5CrNiMo熱作模具鋼，對(duì)鋼錠開(kāi)坯鍛制成模具毛坯，在投入機(jī)械加工 之前采用超聲波檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)比率高達(dá)48%存在白點(diǎn)缺陷而導(dǎo)致報(bào)廢。經(jīng)過(guò)改進(jìn)冶煉原材料的質(zhì)量控制、

5、增加爐料烘烤工藝以去除濕氣，并且在鋼錠開(kāi)坯鍛制成模具毛坯后立即進(jìn)行紅裝等溫退火處理 等一系列的工藝改進(jìn)，杜絕了白點(diǎn)的產(chǎn)生，大大提高了鋼材的收得率，節(jié)約了冶煉與鍛造的能源消 耗并明顯提咼了生產(chǎn)效率。由此可見(jiàn)，在生產(chǎn)制造過(guò)程中采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，及時(shí)檢出原始的和加工過(guò)程中出現(xiàn)的各種缺 陷并據(jù)此加以控制，防止不符合質(zhì)量要求的原材料、半成品流入下道工序，避免徒勞無(wú)功所導(dǎo)致的 工時(shí)、人力、原材料以及能源的浪費(fèi)，同時(shí)也促使設(shè)計(jì)和工藝方面的改進(jìn)，亦即避免出現(xiàn)最終產(chǎn)品 的“質(zhì)量不足”。另一方面，利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也可以根據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)將材料、產(chǎn)品的質(zhì)量水平控制在適合使用性 能要求的范圍內(nèi)，避免無(wú)限度地提高質(zhì)量要求造成

6、所謂的“質(zhì)量過(guò)?！?。利用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)還可以 通過(guò)檢測(cè)確定缺陷所處的位置，在不影響設(shè)計(jì)性能的前提下使用某些存在缺陷的材料或半成品，例 如缺陷處于加工余量之內(nèi)，或者允許局部修磨或修補(bǔ)，或者調(diào)整加工工藝使缺陷位于將要加工去除 的部位等等，從而可以提高材料的利用率，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在降低生產(chǎn)制造費(fèi)用、提高材料利用率、提高生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品同時(shí)滿足使用 性能要求（質(zhì)量水平）和經(jīng)濟(jì)效益的需求兩方面都起著重要的作用。1.2.2質(zhì)量鑒定已制成的產(chǎn)品（包括材料、零部件等）在投入使用或作進(jìn)一步加工，或進(jìn)行組裝之前，需要進(jìn) 行最終檢驗(yàn)，亦即質(zhì)量鑒定，確定其是否達(dá)到設(shè)計(jì)性能要求，能否安全使用，亦即

7、判別其是否合格， 以免給以后的使用造成隱患。例如，某廠從國(guó)外進(jìn)口的 WNr2713熱作模具鋼軋棒，未經(jīng)無(wú)損檢驗(yàn)即投入鍛造加工，結(jié)果出現(xiàn) 大約56%的鍛件開(kāi)裂報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)損失很大，其原因是該批軋棒中存在嚴(yán)重的白點(diǎn)缺陷。又如某廠使用5CrNiMo熱作模具鋼制成的三噸模鍛錘用整體模，在三噸模鍛錘上鍛制鋁合金鍛 件，僅生產(chǎn)了數(shù)十件鍛件，模具即開(kāi)裂報(bào)廢，按模具的正常設(shè)計(jì)壽命應(yīng)能至少生產(chǎn)數(shù)千件，其原因 是該模具存在嚴(yán)重的過(guò)熱粗晶。又如某汽車(chē)制造廠從國(guó)外進(jìn)口的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，在裝配前發(fā)現(xiàn)曲軸軸頸部位存在若干肉眼可 見(jiàn)的白斑，經(jīng)渦流檢測(cè)確認(rèn)屬于曲軸軸頸表面的氮化層剝落，從而避免了裝配后因軸頸快速磨損甚 至卡死造

8、成發(fā)動(dòng)機(jī)事故，而且通過(guò)索賠挽回了可能造成的經(jīng)濟(jì)損失。在許多的產(chǎn)品和制件中，由于例如葉片出現(xiàn)裂紋、齒輪含有夾渣等造成航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)以及飛 行過(guò)程中發(fā)生損壞，以及類(lèi)似的因?yàn)榱悴考|(zhì)量低劣而在后續(xù)使用中早期破損甚至釀成災(zāi)難性事故 的例子和教訓(xùn)是很多的，這里不予贅述。因此，產(chǎn)品使用前的質(zhì)量驗(yàn)收鑒定是非常必要的，特別是那些將在高應(yīng)力、高溫、高循環(huán)載荷 等復(fù)雜惡劣條件下以及惡劣環(huán)境中工作的零部件或構(gòu)件等，僅僅靠一般的外觀檢查、尺寸檢查、破 壞性抽檢等是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在這方面，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)表現(xiàn)出能夠百分之百地全面檢查材料內(nèi)外部的 無(wú)比優(yōu)越性。1.2.3在役檢測(cè)使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)運(yùn)行期間或正在運(yùn)行中的設(shè)備構(gòu)件進(jìn)

9、行經(jīng)常性的或者定期的檢查，或者實(shí) 時(shí)監(jiān)控（稱(chēng)為在役檢測(cè)），能及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響設(shè)備繼續(xù)安全運(yùn)行或使用的隱患，防止事故的發(fā)生。例如 疲勞損傷，或者產(chǎn)品中原有的微小缺陷在使用過(guò)程中擴(kuò)展成為危險(xiǎn)性缺陷等等。特別是對(duì)于重要的 大型設(shè)備，例如鍋爐、壓力容器、核反應(yīng)堆、飛機(jī)、鐵路車(chē)輛、鐵軌、橋梁建筑、水壩、電力設(shè)備、 輸送管道等等，防患于未然，更有著不可忽視的重要意義。定期或不定期在役無(wú)損檢測(cè)的目的并不僅僅是盡早發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)危害設(shè)備安全運(yùn)行及使用的隱患并予 以及時(shí)清除，從經(jīng)濟(jì)意義上來(lái)說(shuō)，當(dāng)今對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)還要求在發(fā)現(xiàn)早期缺陷（例如初始疲勞裂紋） 后，通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)定期或?qū)崟r(shí)（連續(xù)）監(jiān)視其發(fā)展，對(duì)所探測(cè)到的缺陷能

10、夠確定其類(lèi)型、尺寸、 位置、形狀與取向等，根據(jù)斷裂力學(xué)理論和損傷容限設(shè)計(jì)、耐久性等對(duì)設(shè)備構(gòu)件的狀態(tài)、能否繼續(xù) 使用、安全使用的極限壽命或者剩余壽命做出評(píng)估和判斷。綜上所述，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不僅是產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程和最終成品靜態(tài)質(zhì)量控制的極重要手段，而且是 保障產(chǎn)品安全使用與運(yùn)行的動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制幾乎是唯一的手段。因此，可以說(shuō)無(wú)損檢測(cè)的必要性貫穿 于設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行全過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，其目的可以一言以蔽之，即是為了最安全、最經(jīng)濟(jì)地生 產(chǎn)和使用產(chǎn)品。必須明確的是，盡管無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在生產(chǎn)設(shè)計(jì)、制造工藝和質(zhì)量管理、質(zhì)量鑒定與控制、經(jīng)濟(jì) 成本、生產(chǎn)效率等方面都顯示了極其重要的作用，但是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)本身對(duì)具體某項(xiàng)產(chǎn)

11、品而言，似 乎并未直接增加什么內(nèi)容，即不是所謂的“成形技術(shù)”。對(duì)產(chǎn)品所期待的使用性能和質(zhì)量只能在產(chǎn) 品制造中達(dá)到而不可能在產(chǎn)品檢測(cè)中達(dá)到。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的根本作用只是保證產(chǎn)品的質(zhì)量或使用性 能符合預(yù)期的目標(biāo)，但是它是一種經(jīng)濟(jì)效益好的、保證產(chǎn)品質(zhì)量的、高科技的檢測(cè)技術(shù)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)是物質(zhì)的各種物理性質(zhì)或它們的組合以及與物質(zhì)相互作用的物理現(xiàn)象。迄 今為止，包括在工業(yè)領(lǐng)域已獲得實(shí)際應(yīng)用的和已在實(shí)驗(yàn)室階段獲得成功的無(wú)損檢測(cè)方法已達(dá)五、六 十種甚至更多，隨著工業(yè)生產(chǎn)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還將會(huì)出現(xiàn)更多的無(wú)損檢測(cè)方法與種類(lèi)。本書(shū)僅 能就幾個(gè)主要方面作簡(jiǎn)單扼要的介紹。除了對(duì)于工業(yè)上已經(jīng)廣泛應(yīng)用的五大常規(guī)無(wú)損

12、檢測(cè)技術(shù)（超 聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、渦流檢測(cè)、滲透檢測(cè)和射線照相檢測(cè)）給予一定的工藝介紹外，對(duì)其他方法 僅作概念性介紹。若需對(duì)其中某項(xiàng)方法作深入了解時(shí)，應(yīng)查閱相應(yīng)方法的專(zhuān)業(yè)技術(shù)介紹資料。2無(wú)損檢測(cè)技術(shù)2.1激光技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展激光技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用始于七十年代初期，由于激光本身所具有的獨(dú)特性能，使其在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，并逐漸形成了 激光全息、激光超聲等無(wú)損檢測(cè)新技術(shù) ，這些技術(shù)由于其在現(xiàn)代無(wú)損檢測(cè) 方面具有獨(dú)特能力而無(wú)可爭(zhēng)議地成為無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的新成員。1.激光全息無(wú)損檢測(cè)技術(shù)激光全息術(shù)是激光技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用最早、用得最多的方法。激光全息無(wú)損檢測(cè)約占激光全息術(shù)總

13、應(yīng)用的 25%。其檢測(cè)的基本原 理是通過(guò)對(duì)被測(cè)物體加外加載荷，利用有缺陷部位的形變量與其它部位 不同的特點(diǎn)，通過(guò)加載前后所形成的全息圖像的疊加來(lái)反映材料、結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否存在缺陷。激光全息無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向主要有以下幾方面。（1）將全息圖記錄在非線性記錄材料上，以實(shí)現(xiàn)干涉圖像的實(shí)時(shí)顯現(xiàn)。（2）利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)獲取干涉條紋的實(shí)時(shí)定量數(shù)據(jù)。（3）采用新的干涉技術(shù)，如相移干涉技術(shù)。在原來(lái)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高全息技術(shù)的分辨率和準(zhǔn)確性。2.激光超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)激光超聲技術(shù)是七十年代中期發(fā)展起來(lái)的無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)。它利用Q開(kāi)關(guān)脈沖激光器發(fā)出的激光束照射被測(cè)物體，激發(fā)出超聲波，采用干涉儀顯示該超聲波的干涉

14、條紋。與其他超聲無(wú)損檢測(cè)方法相比，激光超聲檢測(cè)的主要優(yōu)越性如下。（1）能實(shí)現(xiàn)一定距離之 外的非接觸檢測(cè)，不存在耦合與匹配問(wèn)題。（2）利用超短激光脈沖可以得到超短聲脈沖和高時(shí)間分辨 率，可以在 寬帶范圍內(nèi)提取信息，實(shí)現(xiàn)寬帶檢測(cè)。（3）易于聚焦，實(shí)現(xiàn)快速掃描和成像。3.激光無(wú)損 檢測(cè)的發(fā)展 激光超聲檢測(cè)成本高，安全性較差，目前仍處于發(fā)展階段。 但在無(wú)損 檢測(cè)領(lǐng)域，激光超聲 檢測(cè)在以下幾方面的應(yīng)用前景引起了人們的關(guān)注:（1）可用于高溫條件下的檢測(cè) .如熱鋼材的在線檢測(cè)；（2）適用于某些不宜接近 的樣品，如放射性樣 品的檢測(cè)；（3）激光束可入射到任何部位，可用于檢測(cè)形狀奇異的樣品；（4）可用于超薄超細(xì)

15、的樣品及 表面或亞表面層的檢測(cè)。國(guó)外近幾年已有將激光超聲檢測(cè)用于飛機(jī)復(fù)合材料的檢測(cè)、熱態(tài)鋼的在線檢測(cè)的報(bào)道，在化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、等離子體濺射等高溫鍍膜工藝過(guò)程中膜層厚度的實(shí)時(shí)檢測(cè)方面也進(jìn)行了研究。2.2超聲檢測(cè)技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用與發(fā)展超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)（UT）是五大常規(guī)檢測(cè)技術(shù)之一，與其它常規(guī)無(wú)損 檢測(cè)技術(shù)相比，它具有被測(cè)對(duì)象范圍廣。檢測(cè)深度大；缺陷定位準(zhǔn)確，檢測(cè) 靈敏度高；成本低,使用方便；速度快，對(duì)人體無(wú)害以及 便于現(xiàn)場(chǎng)使用等特 點(diǎn)。1.超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用 （1）目前大量應(yīng)用于金屬材料和構(gòu)件質(zhì)量在線監(jiān)控 和產(chǎn)品的在投檢 查。如鋼板、管道、焊鞋、堆焊層、復(fù)合層、壓力容器及高壓管道

16、、路軌和機(jī)車(chē)車(chē)輛零部件、棱元件及集成電路引線的檢測(cè)等。（2）各種新材料的檢測(cè)。如有機(jī)基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、結(jié)構(gòu)陶瓷材料、陶瓷基復(fù)合材料等，超聲檢測(cè)技術(shù)已成為復(fù)合材料的支柱。（3）非金屬的檢測(cè)。如混凝土、巖石、樁基和路面等質(zhì)量檢驗(yàn)，包括 對(duì)其內(nèi)部缺陷、內(nèi)應(yīng)力、強(qiáng)度的檢測(cè)應(yīng)用也逐漸增多。（4）大型結(jié)構(gòu)、壓力容器和復(fù)雜設(shè)備的檢測(cè)。由于超聲成像直觀易懂，檢測(cè)精度較高。因此，近幾年我國(guó)集超聲成像技術(shù)及超聲信號(hào)處理技術(shù)等多學(xué)科前沿成果于一體的超聲機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)已研制成功，為復(fù)雜形狀 構(gòu)件的自動(dòng)掃描超聲成像檢測(cè)提供了有效手段。（5）核電工業(yè)的超聲檢測(cè)。（6）其它方面的超聲檢測(cè)。如醫(yī)學(xué)診斷廣泛應(yīng)用超聲檢

17、測(cè)技術(shù)；目前人們正試圖將超聲檢測(cè)技術(shù)用于開(kāi)辟其它新領(lǐng)域和行業(yè)，如人們正努力將超聲檢測(cè)技術(shù)用于血壓控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)作非接觸檢測(cè)、辨識(shí)。性能分析和故障診斷等。2.超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展 在現(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中，超聲成像技術(shù)是一種令人矚目的新技術(shù)。超 聲圖像可以提供直觀和大量的信息，直接反映物體的聲學(xué)和力學(xué)性質(zhì)，有著非常廣闊的發(fā)展前景?，F(xiàn)代超聲成像技 術(shù)都是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)采集技術(shù)和圖象處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)據(jù)采集技術(shù)、圖象重建技術(shù)、自動(dòng)化和智能化技術(shù)以及超聲成像系統(tǒng)的性能價(jià)格比等發(fā)展直接影響超聲檢測(cè)圖像化的進(jìn)程。現(xiàn)代超聲成像技術(shù)大多有自動(dòng)化和智能化的特點(diǎn)，因而有許多優(yōu)點(diǎn)，如檢測(cè)的一致性好，可靠性、復(fù)現(xiàn)

18、性高，存儲(chǔ)的檢測(cè)結(jié)果 可隨時(shí)調(diào)用，并可以對(duì)歷次檢測(cè)的結(jié)果自動(dòng)比較，以對(duì)缺陷做動(dòng)態(tài)檢測(cè)等。目前已經(jīng)使用和正在開(kāi)發(fā)的成像技術(shù)包括：超聲B掃描成像，超聲C掃描成像、超聲 D掃描成像，SAFT（合成孔徑聚焦）成像，P掃描成像，超聲 全息成像，超聲CT成像等技術(shù)。三、射線技術(shù)在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用與發(fā)展2.3射線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用射線檢測(cè)技術(shù)是利用射線 （X射線、射線、中子射線等）穿過(guò)材料或 工件時(shí)的強(qiáng)度衰減，檢測(cè)其 內(nèi)部結(jié)構(gòu)不連續(xù)性的技術(shù)。穿過(guò)材料或工件的 射線由于強(qiáng)度不同在 X射線膠片上的感光程度也不同，由此生成內(nèi)部不 連續(xù)的圖像。（1）早期使用在石油工業(yè).分析鉆井巖芯。（2）在航空工業(yè)用于檢 驗(yàn)與評(píng)價(jià)

19、復(fù)合材料和復(fù)合結(jié)構(gòu)。評(píng)價(jià)某些復(fù)合件的制造過(guò)程。也用于一系列情況下樣件的評(píng)價(jià)；這種檢測(cè)與評(píng)價(jià)過(guò)程，大大簡(jiǎn)化了取樣破壞分析過(guò)程。（3）檢測(cè)大型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣的射線系統(tǒng)使用電子直線加速器 X射線源，能量高迭25MeV，可檢驗(yàn)直徑達(dá)3m的大型同體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。（4） 檢驗(yàn)小型、復(fù)雜、精密的鑄件和鍛件，進(jìn)行缺陷檢驗(yàn)和尺寸測(cè)量。（5）檢查工程陶瓷和粉末冶金產(chǎn)品制造過(guò)程發(fā)生的材料或成分變化，特別是對(duì)高強(qiáng)度、形狀復(fù)雜的產(chǎn)品。（6）組件結(jié)構(gòu)檢查。2.射線檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展數(shù)字射線照相技術(shù)時(shí)代。1990年，R.Halmshaw和N.A.Ridyard 在英國(guó)無(wú)損 檢測(cè)雜志上發(fā)表題為“數(shù)字射線照相方法評(píng)述”的文章

20、，在評(píng)述了各種數(shù)字射線照相方法的發(fā)展 之后認(rèn)為，數(shù)字射線照相時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。近年來(lái)射線檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的基本特點(diǎn)是數(shù)字圖象處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于射線檢測(cè)。射線層析檢測(cè)和實(shí)時(shí)成像檢測(cè)技術(shù)的重要基礎(chǔ)之一是數(shù)字圖象處理技術(shù)，即使常規(guī)膠片射線照相技術(shù)，也在采用數(shù)字圖象處理技術(shù)。（2）今后重點(diǎn)應(yīng)用的技術(shù)。1994年Harold Berger在美國(guó)材料評(píng)價(jià) 發(fā)表的“射線無(wú)損檢測(cè)的趨勢(shì)”中提出，在20世紀(jì)的最后10年和21世紀(jì)的初期，下列技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用 數(shù)字X射線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)在制造、在役檢驗(yàn)和過(guò)程控制方面。具有數(shù)據(jù)交換、使用NDT工作站的計(jì)算 機(jī)化的射線檢測(cè)系統(tǒng)。小型、低成本的CT系統(tǒng)。微焦點(diǎn)放大成像的x射線成像

21、檢驗(yàn)系統(tǒng)。小型高靈敏度的 X射線攝像機(jī)。大面積的光電導(dǎo)X射線攝像機(jī)2.4電磁渦流檢測(cè)新技術(shù)陣列渦流(Arrays Eddy Current, AED)傳感器測(cè)試技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代中期，在20世紀(jì)80年代末到90年代初，出現(xiàn)了一批電渦流陣列測(cè)試方面的文獻(xiàn)和專(zhuān)利。近十年來(lái)，隨著傳感 器技術(shù)的發(fā)展以及加工工藝技術(shù)水平的提高，電渦流傳感器陣列測(cè)試的研究和應(yīng)用得到極大的發(fā)展，不僅用來(lái)測(cè)量大面積金屬表面的位移，而且由于具有同時(shí)檢測(cè)多個(gè)方向缺陷的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于 金屬焊縫的檢測(cè)，飛行器金屬部件的疲勞、老化和腐蝕檢測(cè)，渦輪機(jī)、蒸氣發(fā)生器、熱交換器以及 壓力容器管道等的無(wú)損檢測(cè)中。陣列式渦流檢測(cè)探

22、頭是將很多小探頭線圈按特定的結(jié)構(gòu)類(lèi)型密布在 敞開(kāi)或封閉的平面或曲面上構(gòu)成陣列。工作是采用電子學(xué)的方法按照設(shè)定的邏輯程序，對(duì)陣列單元 進(jìn)行實(shí)時(shí)/分時(shí)切換。將各單元獲取的渦流響應(yīng)信號(hào)接入專(zhuān)用儀器的信號(hào)處理系統(tǒng)中去，完成一個(gè)陣列的巡回檢測(cè)，陣列式渦流檢測(cè)探頭的一次檢測(cè)過(guò)程相當(dāng)與傳統(tǒng)的單個(gè)渦流檢測(cè)探頭對(duì)部件受檢面 的反復(fù)往返步進(jìn)掃描的檢測(cè)過(guò)程。對(duì)于高分辨率的大面積渦流檢測(cè)，陣列式渦流檢測(cè)探頭明顯比傳 統(tǒng)的掃描探頭更具優(yōu)勢(shì)，陣列式渦流檢測(cè)探頭在檢測(cè)時(shí)，其渦流信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間極短，只需激勵(lì)信 號(hào)的幾個(gè)周期，而在高頻時(shí)主要由信號(hào)處理系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間決定。因此，陣列式渦流檢測(cè)探頭的單 元切換速度可以很快，這一點(diǎn)是

23、傳統(tǒng)探頭的手動(dòng)或機(jī)械掃描系統(tǒng)所無(wú)法比擬的。此外，傳感器陣列 的結(jié)構(gòu)形式靈活多樣， 可以非常方便地對(duì)復(fù)雜表面形狀的零件進(jìn)行檢測(cè)，而且這種發(fā)射/接收線圈的布局模式成倍的提高了對(duì)材料的檢測(cè)滲透深度，因此，陣列式傳感器的研究成為當(dāng)前傳感器技術(shù)研 究中的重要內(nèi)容和發(fā)展方向。遠(yuǎn)場(chǎng)渦流(remote field eddy current, RFEC)檢測(cè)技術(shù)是一種能穿透鐵磁性金屬管壁的低頻渦流檢測(cè)技術(shù)。它使用一個(gè)激勵(lì)線圈和一個(gè)設(shè)置在與激勵(lì)線圈相距約二倍管內(nèi)徑處的較小的測(cè)量線圈 同時(shí)工作，激勵(lì)線圈通低頻交流電，測(cè)量線圈能有效地接收穿過(guò)管壁后返回管內(nèi)的磁場(chǎng)從而有效的檢測(cè)金屬管子內(nèi)壁缺陷與管壁厚薄，遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)除

24、了具有常規(guī)渦流檢測(cè)的特點(diǎn)外還獨(dú)具有透壁性，能檢測(cè)整個(gè)管壁上的缺陷而不受趨膚效應(yīng)的影響。早在1951年，美國(guó)便申請(qǐng)了遠(yuǎn)場(chǎng)渦流試驗(yàn)的專(zhuān)利。50年代末，遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù)首先被應(yīng)用于油井套管的檢測(cè)。但當(dāng)時(shí)由于人們對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)渦流技術(shù)機(jī)理 的認(rèn)識(shí)有限和電子技術(shù)設(shè)備的限制，遠(yuǎn)場(chǎng)渦流技術(shù)并沒(méi)有得到應(yīng)有的重視。直到80年代中期，隨著遠(yuǎn)場(chǎng)渦流理論的逐漸完善和實(shí)驗(yàn)論證，遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù)用于管道(特別是鐵磁性管道)檢測(cè)的優(yōu)越性才被人們廣泛認(rèn)識(shí)。一些先進(jìn)的遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)系統(tǒng)也開(kāi)始出現(xiàn)。并在核反應(yīng)堆壓力管、石油及天 然氣輸送管和城市煤氣管道的檢測(cè)中得到實(shí)際應(yīng)用。最近的一些研究表明，遠(yuǎn)場(chǎng)渦流現(xiàn)象不僅存在 于管材中，而且存在與導(dǎo)電

25、板材中，由于遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)不受趨膚效應(yīng)的限制，采用遠(yuǎn)場(chǎng)渦流對(duì)板材 檢測(cè)深度的限制將會(huì)大大的降低，因此，通過(guò)將遠(yuǎn)場(chǎng)渦流推廣到對(duì)導(dǎo)電導(dǎo)磁板材的檢測(cè)，遠(yuǎn)場(chǎng)渦流 檢測(cè)的應(yīng)用范圍將會(huì)越來(lái)越廣。在信號(hào)處理方面，遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù)與多頻檢測(cè)技術(shù)的結(jié)合使用， 能夠有效的將支撐板等干擾信號(hào)分離出來(lái)。但是，常規(guī)渦流檢測(cè)中對(duì)于缺陷的定位比較容易，而由 于遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)中不存在趨膚效應(yīng)及深度方向的相位滯后，因此在缺陷的定位方面還不能象常規(guī)渦 流檢測(cè)那樣精確，有待進(jìn)一步的研究。3我國(guó)無(wú)損檢測(cè)目前狀況近年來(lái)我國(guó)超聲無(wú)損檢測(cè)事業(yè)取得了巨大進(jìn)步和發(fā)展。超聲無(wú)損檢測(cè)已經(jīng)應(yīng)用到了幾乎所有工業(yè)部門(mén)，其用途正日趨擴(kuò)大。超聲無(wú)損檢測(cè)的相關(guān)理

26、論和方法及應(yīng)用的基礎(chǔ)性研究正在逐步深入， 已經(jīng)取得了許多具有國(guó)際先進(jìn)水平的成果。許多不同用途的微機(jī)控制自動(dòng)超聲檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于 實(shí)際生產(chǎn)。我國(guó)在這方面開(kāi)展的主要研究有：計(jì)算機(jī)化超聲設(shè)備；用戶友好界面操作系統(tǒng)軟件；超聲數(shù)字信號(hào)處理，包括人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識(shí)別、相位補(bǔ)償?shù)?；高頻超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)：各種掃描成象技術(shù)：多坐標(biāo)、多通道的自動(dòng)超聲檢查系統(tǒng)：超聲機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)：復(fù)雜構(gòu)件的自動(dòng)掃描超 聲成象檢測(cè)（如5維以上多維探頭調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)等輔助設(shè)備的開(kāi)發(fā)研究）等。這其中許多成果已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，這些研究為我國(guó)超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展提供了保證。無(wú)損檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，檢測(cè)儀器的數(shù)字化、智能化、圖

27、象化、小型化和系列化工作也都 取得了很大發(fā)展。我國(guó)已經(jīng)制訂了一系列國(guó)標(biāo)、部標(biāo)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而且引進(jìn)了ISO, ATSM DIN、SS BS NF、JIS等一百多個(gè)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)損檢測(cè)人員的培訓(xùn)也逐漸與國(guó)際接軌。但是，我國(guó)超聲無(wú)損檢測(cè)事業(yè)從整體水平而言，與發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在很大差距。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：檢測(cè)專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍中高級(jí)技術(shù)人員和高級(jí)操作人員所占比例較小，極大阻礙了超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)自動(dòng)化、智能 化、圖象化的進(jìn)展。由于經(jīng)驗(yàn)豐富的老一輩檢測(cè)工作者缺乏把實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為理論總結(jié)，而年輕的 檢測(cè)人員雖擁有豐富的計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)，卻缺乏切實(shí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)這有可能導(dǎo)致現(xiàn)有的超聲檢測(cè)軟件系統(tǒng)不同程度的缺陷，降低了檢測(cè)的可靠性。特別像專(zhuān)家系統(tǒng)軟件，以及有自動(dòng)判傷。自動(dòng)評(píng)定 缺陷級(jí)別功能的軟件編寫(xiě)應(yīng)該引起足夠的重視。組織一定的人力、才力對(duì)超聲無(wú)損檢測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn) 進(jìn)行收集和總結(jié)，不斷充實(shí)檢測(cè)理論和檢測(cè)規(guī)范，把無(wú)損檢測(cè)技術(shù)人員和計(jì)算機(jī)技術(shù)人員有機(jī)結(jié)合 起來(lái)，才能開(kāi)發(fā)出實(shí)用的無(wú)損檢測(cè)軟件。另外，應(yīng)該樹(shù)立對(duì)各類(lèi)無(wú)損檢測(cè)軟件的正確觀念，任何軟 件都是依靠正確的檢測(cè)方法、檢測(cè)狀態(tài)和在一定的適用范圍限制下得到的結(jié)果。專(zhuān)業(yè)無(wú)損檢測(cè)人員相對(duì)較少，現(xiàn)有無(wú)損檢測(cè)設(shè)備利用率低。我國(guó)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)經(jīng)過(guò) 40年的發(fā)展， 雖然應(yīng)用已經(jīng)遍及近 30個(gè)系統(tǒng)