無損檢測技術(shù)概述

1、無損檢測技術(shù)概述第一節(jié)第一節(jié) 無損檢測技術(shù)的意義及特點無損檢測技術(shù)的意義及特點無損檢測無損檢測Nondestructive Testing(NDT)Nondestructive Testing(NDT)。 它是指在不損及被檢測物體的前提下，借助于各它是指在不損及被檢測物體的前提下，借助于各種物理手段，對材料或構(gòu)件或設(shè)備進(jìn)行宏觀或微觀缺種物理手段，對材料或構(gòu)件或設(shè)備進(jìn)行宏觀或微觀缺陷檢測、幾何特性測量、化學(xué)成分組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性陷檢測、幾何特性測量、化學(xué)成分組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的評定，并進(jìn)而就材料或構(gòu)件對特定應(yīng)用的適能變化的評定，并進(jìn)而就材料或構(gòu)件對特定應(yīng)用的適應(yīng)性做出評價的一門學(xué)科。應(yīng)性做出評

2、價的一門學(xué)科。 它包括缺陷檢測它包括缺陷檢測( (探傷探傷) )和材料其他性能檢測（如和材料其他性能檢測（如力學(xué)性能、顯微組織和應(yīng)力等）兩個方面。力學(xué)性能、顯微組織和應(yīng)力等）兩個方面。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，無損檢測已廣泛深入到隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，無損檢測已廣泛深入到產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用等各個方向，并且無損檢產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用等各個方向，并且無損檢測技術(shù)的重要作用已為日益眾多的科技人員和企業(yè)測技術(shù)的重要作用已為日益眾多的科技人員和企業(yè)家所認(rèn)可。家所認(rèn)可。一、無損檢測的特點一、無損檢測的特點( (一一) )不破壞被檢對象；不破壞被檢對象；( (二二) )可實現(xiàn)可實現(xiàn)100%100%的檢驗；的

3、檢驗；( (三三) )發(fā)現(xiàn)缺陷并做出評價，從而評定被檢對象的質(zhì)量；發(fā)現(xiàn)缺陷并做出評價，從而評定被檢對象的質(zhì)量；( (四四) )可對缺陷形成原因及發(fā)展規(guī)律做出判斷，以促進(jìn)有可對缺陷形成原因及發(fā)展規(guī)律做出判斷，以促進(jìn)有關(guān)部門改進(jìn)生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量；關(guān)部門改進(jìn)生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量；( (五五) )對關(guān)鍵部件和部位在運行中作定期檢查，甚至長期對關(guān)鍵部件和部位在運行中作定期檢查，甚至長期監(jiān)控以保證運行安全，防止事故發(fā)生。監(jiān)控以保證運行安全，防止事故發(fā)生。 二、無損檢測的作用二、無損檢測的作用( (一一) )無損探傷無損探傷對產(chǎn)品質(zhì)量做出評價，以探測被檢物對產(chǎn)品質(zhì)量做出評價，以探測被檢物的各種宏觀的內(nèi)部和表

4、面缺陷，并判斷其位置、大小、的各種宏觀的內(nèi)部和表面缺陷，并判斷其位置、大小、形狀和種類，是無損檢測的一個重要組成部分。形狀和種類，是無損檢測的一個重要組成部分。( (二二) )材料檢查材料檢查用無損檢測技術(shù)測定材料的物理性能用無損檢測技術(shù)測定材料的物理性能和組織結(jié)構(gòu)，能判斷材料的品種和熱處理狀態(tài)，進(jìn)行和組織結(jié)構(gòu)，能判斷材料的品種和熱處理狀態(tài)，進(jìn)行材料分選。材料分選。( (三三) )幾何定量幾何定量產(chǎn)品的幾何尺寸、涂層和鍍層厚度、產(chǎn)品的幾何尺寸、涂層和鍍層厚度、表面腐蝕狀態(tài)、硬化層深度和應(yīng)力狀態(tài)都能無損檢測表面腐蝕狀態(tài)、硬化層深度和應(yīng)力狀態(tài)都能無損檢測技術(shù)測定技術(shù)測定 ；( (四四) )現(xiàn)場監(jiān)控

5、現(xiàn)場監(jiān)控對在役設(shè)備或生產(chǎn)中的產(chǎn)品進(jìn)行現(xiàn)場對在役設(shè)備或生產(chǎn)中的產(chǎn)品進(jìn)行現(xiàn)場的或動態(tài)的檢測，將產(chǎn)品中的缺陷變化信息連續(xù)地提的或動態(tài)的檢測，將產(chǎn)品中的缺陷變化信息連續(xù)地提供給運行和生產(chǎn)部門實行監(jiān)控。供給運行和生產(chǎn)部門實行監(jiān)控。三、無損檢測的目的三、無損檢測的目的( (一一) )降低產(chǎn)品成本，提高經(jīng)濟(jì)效益；降低產(chǎn)品成本，提高經(jīng)濟(jì)效益；( (二二) )提高安全可靠性；提高安全可靠性；( (三三) )改進(jìn)設(shè)計和制造工藝。改進(jìn)設(shè)計和制造工藝。四、無損檢測的基本要素四、無損檢測的基本要素( (一一) )源源提供探測介質(zhì)或?qū)畋粰z測物體產(chǎn)生提供探測介質(zhì)或?qū)畋粰z測物體產(chǎn)生某種特殊的運動（如射線源、某種特殊的

6、運動（如射線源、X X射線發(fā)射裝置）；射線發(fā)射裝置）；( (二二) )探測介質(zhì)或結(jié)構(gòu)異常引起的變化；探測介質(zhì)或結(jié)構(gòu)異常引起的變化；( (三三) )探測器；探測器；( (四四) )記錄和顯示裝置；記錄和顯示裝置；( (五五) )解釋這些信號的方法。解釋這些信號的方法。五、無損檢測的發(fā)展五、無損檢測的發(fā)展第一階段：無損探傷第一階段：無損探傷(NDI)(NDI) 檢測缺陷，以滿足工業(yè)設(shè)計中的強度要求。檢測缺陷，以滿足工業(yè)設(shè)計中的強度要求。第二階段：無損檢測第二階段：無損檢測(NDT)(NDT) 不但檢測最終產(chǎn)品，還測量各種工藝參數(shù)，掌不但檢測最終產(chǎn)品，還測量各種工藝參數(shù)，掌握成品的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、晶粒

7、大小和殘余應(yīng)力。握成品的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、晶粒大小和殘余應(yīng)力。第三階段：無損評價第三階段：無損評價(NDE)(NDE) 對航天、航空、石油、核電、能源、交通和化對航天、航空、石油、核電、能源、交通和化工等方面的機械產(chǎn)品尤為重要。在加強檢測同時要工等方面的機械產(chǎn)品尤為重要。在加強檢測同時要注重產(chǎn)品質(zhì)量的評價，并確保每一件成品都是合格注重產(chǎn)品質(zhì)量的評價，并確保每一件成品都是合格的。的。第二節(jié)第二節(jié) 無損檢測技術(shù)的種類及其使用范圍無損檢測技術(shù)的種類及其使用范圍 無損檢測方法種類很多，每種方法都有其優(yōu)點無損檢測方法種類很多，每種方法都有其優(yōu)點和局限性。使用時必須根據(jù)被檢測對象材料種類、和局限性。使用時必須

8、根據(jù)被檢測對象材料種類、缺陷性質(zhì)和可能產(chǎn)生的部位，有針對性地選擇最合缺陷性質(zhì)和可能產(chǎn)生的部位，有針對性地選擇最合適的探測方法。適的探測方法。 目前，在實際應(yīng)用中較普遍的有以下幾種：目前，在實際應(yīng)用中較普遍的有以下幾種：1 1、超聲波檢測、超聲波檢測(UT)(UT)2 2、射線檢測、射線檢測(RT)(RT)3 3、磁粉檢測、磁粉檢測(MT)(MT)4 4、滲透檢測、滲透檢測(PT)(PT)5 5、渦流檢測、渦流檢測(ET)(ET)6 6、聲發(fā)射、聲發(fā)射7 7、泄漏檢測、泄漏檢測8 8、激光全息照相、激光全息照相9 9、紅外監(jiān)控、紅外監(jiān)控1010、微波檢測、微波檢測一、超聲波檢測一、超聲波檢測(U

9、T)(UT)( (一一) )基本原理基本原理它是利用超聲波入射被檢工件，當(dāng)它是利用超聲波入射被檢工件，當(dāng)超聲波遇有缺陷時會全部或部分反射，反射回來的超超聲波遇有缺陷時會全部或部分反射，反射回來的超聲波被探頭接收，通過儀器內(nèi)部的電路處理，在儀器聲波被探頭接收，通過儀器內(nèi)部的電路處理，在儀器的熒光屏上就會顯示出不同高度和有一定間距的波形。的熒光屏上就會顯示出不同高度和有一定間距的波形。可以根據(jù)波形的變化特征判斷缺陷在工件中的深度、可以根據(jù)波形的變化特征判斷缺陷在工件中的深度、位置和形狀。位置和形狀。( (二二) )優(yōu)缺點優(yōu)缺點優(yōu)點優(yōu)點檢測厚度大、靈敏度高、速度快、費用低檢測厚度大、靈敏度高、速度快

10、、費用低廉、對人體無害，能對缺陷進(jìn)行定位和定量。廉、對人體無害，能對缺陷進(jìn)行定位和定量。缺點缺點對缺陷的顯示不直觀，技術(shù)難度大，容易對缺陷的顯示不直觀，技術(shù)難度大，容易受到主客觀因素影響，以及結(jié)果不便于永久保存，受到主客觀因素影響，以及結(jié)果不便于永久保存，對工件表面要求平滑，難于對缺陷作精確定性和定對工件表面要求平滑，難于對缺陷作精確定性和定量，要求富有經(jīng)驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類。量，要求富有經(jīng)驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類。( (三三) )適用范圍適用范圍 適合于金屬、非金屬及復(fù)合材料的鑄、鍛、焊適合于金屬、非金屬及復(fù)合材料的鑄、鍛、焊件與板材。件與板材。 主要檢測工件的內(nèi)部缺陷，同時也可

11、發(fā)現(xiàn)工件主要檢測工件的內(nèi)部缺陷，同時也可發(fā)現(xiàn)工件 表面的裂紋。表面的裂紋。二、射線檢測二、射線檢測(RT)(RT)( (一一) )基本原理基本原理利用射線源向工件發(fā)出射線，因工利用射線源向工件發(fā)出射線，因工件的材料結(jié)構(gòu)或缺陷的存在，使透過工件的射線強度件的材料結(jié)構(gòu)或缺陷的存在，使透過工件的射線強度發(fā)生不均勻變化，經(jīng)照相底片感光和顯影處理后，獲發(fā)生不均勻變化，經(jīng)照相底片感光和顯影處理后，獲得該工結(jié)構(gòu)和缺陷相對應(yīng)的投影圖像。通過對圖像的得該工結(jié)構(gòu)和缺陷相對應(yīng)的投影圖像。通過對圖像的觀察分析，確定工件內(nèi)缺陷的種類、大小和分布狀況。觀察分析，確定工件內(nèi)缺陷的種類、大小和分布狀況。( (二二) )優(yōu)缺點

12、優(yōu)缺點優(yōu)點優(yōu)點不受工件形狀限制，能永久保存，記錄缺陷直觀。不受工件形狀限制，能永久保存，記錄缺陷直觀。缺點缺點檢驗成本高，工件厚度受限制，對人體有傷害，檢驗成本高，工件厚度受限制，對人體有傷害，需考慮安全防護(hù)問題。需考慮安全防護(hù)問題。( (三三) )適用范圍適用范圍檢測鑄件和焊件等構(gòu)件的內(nèi)部缺陷，尤檢測鑄件和焊件等構(gòu)件的內(nèi)部缺陷，尤其是體積型缺陷，如氣孔、夾渣、縮孔、疏松等，對片狀其是體積型缺陷，如氣孔、夾渣、縮孔、疏松等，對片狀缺陷檢出較難。缺陷檢出較難。三、磁粉檢測三、磁粉檢測(MT)(MT)( (一一) )基本原理基本原理將鐵磁性材料直接通以電流或置于將鐵磁性材料直接通以電流或置于磁場中

13、，使其磁化。磁力線遇到缺陷時，會繞過缺磁場中，使其磁化。磁力線遇到缺陷時，會繞過缺陷而產(chǎn)生漏磁，漏磁場將吸引磁粉，在合適的光照陷而產(chǎn)生漏磁，漏磁場將吸引磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位下形成目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。置、大小、形狀和嚴(yán)重程度。( (二二) )優(yōu)缺點優(yōu)缺點優(yōu)點優(yōu)點靈敏度高，速度快，操作簡單，費用低廉，靈敏度高，速度快，操作簡單，費用低廉，直觀顯示缺陷的位置、形狀和大小。直觀顯示缺陷的位置、形狀和大小。缺點缺點只能探測鐵磁性材料，不能發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷，只能探測鐵磁性材料，不能發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷，難于確定缺陷深度。難于確定缺陷

14、深度。( (三三) )適用范圍適用范圍檢測鑄件、鍛件、焊縫和機械加工檢測鑄件、鍛件、焊縫和機械加工零件等鐵磁性材料的表面和近表面缺陷，如裂紋。零件等鐵磁性材料的表面和近表面缺陷，如裂紋。四、滲透檢測四、滲透檢測(PT)(PT)( (一一) )基本原理基本原理 在清洗過的工件表面施加含有色澤和熒光物質(zhì)的在清洗過的工件表面施加含有色澤和熒光物質(zhì)的滲透劑，由毛細(xì)管現(xiàn)象使之滲入缺陷并留在空腔內(nèi)，、滲透劑，由毛細(xì)管現(xiàn)象使之滲入缺陷并留在空腔內(nèi)，、然后洗去表面多余的滲透劑，再涂上一層顯影劑，借然后洗去表面多余的滲透劑，再涂上一層顯影劑，借毛細(xì)管吸附作用，使缺陷中的滲透劑吸出。通過色澤毛細(xì)管吸附作用，使缺陷

15、中的滲透劑吸出。通過色澤對比或紫外線照射激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光，從而將缺陷的對比或紫外線照射激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光，從而將缺陷的圖像顯現(xiàn)出來。圖像顯現(xiàn)出來。( (二二) )優(yōu)缺點優(yōu)缺點優(yōu)點優(yōu)點操作簡單，設(shè)備簡單，投資小，效率高，對操作簡單，設(shè)備簡單，投資小，效率高，對表面缺陷，一般不受試件材料種類及其外形輪廓限制。表面缺陷，一般不受試件材料種類及其外形輪廓限制。缺點缺點只能檢測表面缺陷，不能顯示缺陷的深度、只能檢測表面缺陷，不能顯示缺陷的深度、缺陷內(nèi)部的形狀和尺寸，無法或難于檢查多孔材料，缺陷內(nèi)部的形狀和尺寸，無法或難于檢查多孔材料，檢測結(jié)果受表面粗糙度影響，難于定量控制檢驗操作檢測結(jié)果受表面粗糙度影響，

16、難于定量控制檢驗操作程序，多憑檢驗人員經(jīng)驗、認(rèn)真程度和視力的敏銳程程序，多憑檢驗人員經(jīng)驗、認(rèn)真程度和視力的敏銳程度，紫外線和某些溶劑對身體有害。度，紫外線和某些溶劑對身體有害。( (三三) )適用范圍適用范圍 用于檢驗有色和黑色金屬的鑄件、鍛件、粉末冶用于檢驗有色和黑色金屬的鑄件、鍛件、粉末冶金件、焊接件以及各種陶瓷、塑料、玻璃制品的裂紋、金件、焊接件以及各種陶瓷、塑料、玻璃制品的裂紋、氣孔、分層、縮孔、疏松、折疊及其它開口于表面氣孔、分層、縮孔、疏松、折疊及其它開口于表面的缺陷。的缺陷。 五、渦流檢測五、渦流檢測(ET)(ET)( (一一) )基本原理基本原理 將載有交變或脈沖電流的試驗線圈

17、靠近導(dǎo)將載有交變或脈沖電流的試驗線圈靠近導(dǎo)電工件時，在工件表面內(nèi)電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦電電工件時，在工件表面內(nèi)電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦電流，而感生的渦電流又產(chǎn)生磁場，反作用于原流，而感生的渦電流又產(chǎn)生磁場，反作用于原試驗線圈的磁場，形成疊加磁場。當(dāng)工件內(nèi)有試驗線圈的磁場，形成疊加磁場。當(dāng)工件內(nèi)有缺陷時，渦電流因流動途徑的變化，使渦電流缺陷時，渦電流因流動途徑的變化，使渦電流磁場也相應(yīng)變化，經(jīng)試驗線圈檢出異常磁場的磁場也相應(yīng)變化，經(jīng)試驗線圈檢出異常磁場的變化量，可獲得缺陷的信息。變化量，可獲得缺陷的信息。 ( (二二) )優(yōu)缺點優(yōu)缺點優(yōu)點優(yōu)點速度快、操作方便，費用低廉，可速度快、操作方便，費用低廉，可實現(xiàn)自動化。

18、實現(xiàn)自動化。缺點缺點只限于導(dǎo)電材料，對形狀復(fù)雜及表只限于導(dǎo)電材料，對形狀復(fù)雜及表面下較深部位的缺陷檢測有困難，檢測結(jié)果面下較深部位的缺陷檢測有困難，檢測結(jié)果尚不直觀，判斷缺陷性質(zhì)、大小和形狀尚難。尚不直觀，判斷缺陷性質(zhì)、大小和形狀尚難。( (三三) )適用范圍適用范圍 用于鋼鐵、有色金屬等導(dǎo)電材料所制成用于鋼鐵、有色金屬等導(dǎo)電材料所制成的試件，不能用于玻璃、石頭和合成樹脂等的試件，不能用于玻璃、石頭和合成樹脂等非金屬材料。非金屬材料。六、聲發(fā)射六、聲發(fā)射(AE)(AE) 基本原理基本原理從聲發(fā)射源發(fā)射的彈性波最終傳從聲發(fā)射源發(fā)射的彈性波最終傳播到達(dá)材料的表面，引起可以用播到達(dá)材料的表面，引起可

19、以用聲發(fā)射傳感器聲發(fā)射傳感器探測探測的表面位移，這些探測器將材料的機械振動轉(zhuǎn)換為的表面位移，這些探測器將材料的機械振動轉(zhuǎn)換為電信號，然后再被放大、處理和記錄。固體材料中電信號，然后再被放大、處理和記錄。固體材料中內(nèi)應(yīng)力的變化產(chǎn)生聲發(fā)射信號內(nèi)應(yīng)力的變化產(chǎn)生聲發(fā)射信號, , 在材料加工、處理在材料加工、處理和使用過程中有很多因素能引起內(nèi)應(yīng)力的變化，如和使用過程中有很多因素能引起內(nèi)應(yīng)力的變化，如位錯運動、孿生、裂紋萌生與擴展、斷裂、無擴散位錯運動、孿生、裂紋萌生與擴展、斷裂、無擴散型相變、磁疇壁運動、熱脹冷縮、外加負(fù)荷的變化型相變、磁疇壁運動、熱脹冷縮、外加負(fù)荷的變化等等。等等。 七、泄露檢測七、泄

20、露檢測(LT)(LT) 基本原理基本原理等等。等等。 7、泄漏檢測 超聲波密封測試 超聲波音響（滲漏檢測儀CARGO-SAFE）密封測試是一種非破壞性離線測試法，不須作加壓，因此比傳統(tǒng)使用加壓或泡 沫的方法，更快速簡單并且更精確。 此種測試法是在測密封室/簡槽不須加壓情況下，將超聲波音源發(fā)生器置于內(nèi)部或一端，則超聲波信號會流至待 測物內(nèi)部各角落，并穿透任何泄露位置。因此滲漏檢測儀CARGO-SAFE于外部掃描穿透的超聲波信號，即可指出泄露位置。八、激光全息照相八、激光全息照相(OH)(OH) 基本原理基本原理激光全息照相檢測是一種激光全息照相檢測是一種全息干涉計量法。物體內(nèi)部的缺陷在受到外全息干