淺談無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

周水芳

【摘 要】本文主要通過(guò)介紹無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的種類(lèi)、檢測(cè)原理、優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)狀，闡述了各種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的實(shí)用意義及局限性。本文表明任何一種無(wú)損檢測(cè)方法都不是萬(wàn)能的，每種方法都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，應(yīng)盡可能多用幾種檢測(cè)方法，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

【關(guān)鍵詞】無(wú)損檢測(cè)；射線(xiàn)檢測(cè)；超聲波檢測(cè)；滲透檢測(cè)；磁粉檢測(cè)

0 前言

無(wú)損檢測(cè)是指在不損傷和破壞材料、機(jī)器和結(jié)構(gòu)物的情況下，對(duì)它們的物理性質(zhì)、機(jī)械性能以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等進(jìn)行檢測(cè)的一種方法，是探測(cè)其內(nèi)部或外表的缺陷（傷痕）的現(xiàn)代檢驗(yàn)技術(shù)，它是檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量、保證產(chǎn)品安全、延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命的必要的技術(shù)手段。無(wú)損檢測(cè)方法很多，據(jù)美國(guó)國(guó)家宇航局調(diào)研分析，其認(rèn)為可分為六大類(lèi)約70余種。

無(wú)損檢測(cè)是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性已得到公認(rèn)。我國(guó)在1978年11月成立了全國(guó)性的無(wú)損檢測(cè)學(xué)術(shù)組織——中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)分會(huì)。此外，冶金、電力、石油化工、船舶、宇航、核能等行業(yè)還成立了各自的無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)；部分省、自治區(qū)、直轄市和地級(jí)市成立了省（市）級(jí)、地市級(jí)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)；東北、華東、西南等區(qū)域還各自成立了區(qū)域性的無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)。我國(guó)目前開(kāi)設(shè)無(wú)損檢測(cè)專(zhuān)業(yè)課程的高校有大連理工大學(xué)、西安工程大學(xué)、南昌航空大學(xué)等院校。在無(wú)損檢測(cè)的基礎(chǔ)理論研究和儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)方面，我國(guó)與世界先進(jìn)國(guó)家之間仍有較大的差距，特別是在紅外、聲發(fā)射等高新技術(shù)檢測(cè)設(shè)備方面更是如此。常用的無(wú)損檢測(cè)方法：射線(xiàn)照相檢驗(yàn)（RT）、超聲檢測(cè)（UT）、磁粉檢測(cè)（MT）和液體滲透檢測(cè)（PT）四種。其他無(wú)損檢測(cè)方法：渦流檢測(cè)（ET）、聲發(fā)射檢測(cè)（AT）、熱像/紅外（TIR）、泄漏試驗(yàn)（LT）、交流場(chǎng)測(cè)量技術(shù)（ACFMT）、漏磁檢驗(yàn)（MFL）、遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試檢測(cè)方法（RFT）等。

1 射線(xiàn)檢測(cè)

射線(xiàn)檢測(cè)（探傷）有X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)和中子射線(xiàn)等檢測(cè)方法。它是利用各種射線(xiàn)源對(duì)材料的透射性能及不同材料的射線(xiàn)的衰減程度的不同，使底片感光成黑度不同的圖像來(lái)觀察的。射線(xiàn)檢測(cè)用來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品的氣孔、夾渣、鑄造孔洞等立體缺陷。當(dāng)裂紋方向與射線(xiàn)平行時(shí)就能被檢查出來(lái)。

射線(xiàn)照相法是指射線(xiàn)照相法能較直觀地顯示試件內(nèi)部缺陷的大小和形狀，因而易于判定缺陷的性質(zhì)，射線(xiàn)底片可作為檢驗(yàn)的原始記錄供多方研究并作長(zhǎng)期保存。但這種方法耗用的X射線(xiàn)膠片等器材費(fèi)用較高，檢驗(yàn)速度較慢，只宜探查氣孔、夾渣、縮孔、疏松等體積性缺陷，而不易發(fā)現(xiàn)間隙很小的裂紋和未熔合等缺陷以及鍛件和管、棒等型材的內(nèi)部分層性缺陷。此外，射線(xiàn)對(duì)人體有害，需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

2 滲透檢測(cè)

滲透探傷是利用毛細(xì)現(xiàn)象檢查材料表面缺陷的一種無(wú)損檢驗(yàn)方法。20世紀(jì)初，最早利用具有滲透能力的煤油檢查機(jī)車(chē)零件的裂縫。到40年代初期美國(guó)斯威策 （R.C.Switzer）發(fā)明了熒光滲透液。

液體滲透檢測(cè)是—種檢查工件或材料表面缺陷的—種方法，它不受材料磁性的限制，比磁粉探傷的應(yīng)用范圍更加廣泛。應(yīng)用于各種金屬、非金屬、磁性、非磁性材料及零件的表面缺陷的檢查。可以說(shuō)，除表面多孔性材料以外，幾乎一切材料的表面開(kāi)口缺陷都可以應(yīng)用此方法獲得滿(mǎn)意的檢測(cè)結(jié)果。

滲透探傷操作簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜設(shè)備，費(fèi)用低廉，缺陷顯示直觀，具有相當(dāng)高的靈敏度，能發(fā)現(xiàn)寬度1微米以下的缺陷。這種方法由于檢驗(yàn)對(duì)象不受材料組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的限制，滲透探傷因而廣泛應(yīng)用于黑色和有色金屬鍛件、鑄件、焊接件、機(jī)加工件以及陶瓷、玻璃、塑料等表面缺陷的檢查。它能檢查出裂紋、冷隔、夾雜、疏松、折疊、氣孔等缺陷；但對(duì)于結(jié)構(gòu)疏松的粉末冶金零件及其他多孔性材料不適用。

3 磁粉檢測(cè)

磁粉探傷的檢測(cè)原理是，當(dāng)材料或工件被磁化后，若在工件表面或近表面存在裂紋、冷隔等缺陷，便會(huì)在該處形成一漏磁場(chǎng)。此漏磁場(chǎng)將吸引、聚集檢測(cè)過(guò)程中施加的磁粉，而形成缺陷顯示。

磁粉探傷用于檢測(cè)鐵磁性材料和工件（包括鐵、鎳、鉆等）表面上或近表面的裂紋以及其它缺陷。對(duì)表面缺陷最靈敏，對(duì)表面以下的缺陷隨埋藏深度的增加檢測(cè)靈敏度迅速下降。

采用磁粉檢測(cè)方法檢測(cè)磁性材料的表面缺陷，比采用超聲波或射線(xiàn)檢測(cè)的靈敏度高，而且操作簡(jiǎn)便、結(jié)果可靠、價(jià)格便宜。因此它被廣泛用于磁性材料表面和近表面缺陷的檢測(cè)。對(duì)于非磁性材料如有色金屬、奧氏體不銹鋼、非金屬材料等不能采用磁粉檢測(cè)方法。但當(dāng)鐵磁性材料上的非磁性涂層厚度不超過(guò)50μm時(shí)，對(duì)磁粉檢測(cè)的靈敏度影響很小。

4 超聲波檢測(cè)

超聲波探傷主要是通過(guò)測(cè)量信號(hào)往返于缺陷的渡越時(shí)間，來(lái)確定缺陷和表面間的距離；測(cè)量回波信號(hào)的幅度和發(fā)射換能器的位置，來(lái)確定缺陷的大小和方位。

超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)有多種波型，檢驗(yàn)中最常用的為縱波、橫波、表面波和板波。用縱波可探測(cè)金屬鑄錠、坯料、中厚板、大型鍛件和形狀比較簡(jiǎn)單的制件中所存在的夾雜物、裂縫、縮管、白點(diǎn)、分層等缺陷；用橫波可探測(cè)管材中的周向和軸向裂縫、劃傷、焊縫中的氣孔、夾渣、裂縫、未焊透等缺陷；用表面波可探測(cè)形狀簡(jiǎn)單的鑄件上的表面缺陷；用板波可探測(cè)薄板中的缺陷。

超聲波探傷的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對(duì)人體無(wú)害，能對(duì)缺陷進(jìn)行定位和定量。然而，超聲波探傷對(duì)缺陷的顯示不直觀，探傷技術(shù)難度大，容易受到主、客觀因素的影響，以及探傷結(jié)果不便保存等，使超聲波探傷也有其局限性。

5 結(jié)論

無(wú)損檢測(cè)的最大特點(diǎn)就是能在不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行檢測(cè)，所以實(shí)施無(wú)損檢測(cè)后，產(chǎn)品的檢查率可以達(dá)到100%。但是，并不是所有需要測(cè)試的項(xiàng)目和指標(biāo)都能進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也有自身的局限性。因此，任何一種無(wú)損檢測(cè)方法都不是萬(wàn)能的，每種方法都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。應(yīng)盡可能多用幾種檢測(cè)方法，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]