质量与安全的保障——无损检测
现代社会的飞跃发展，现代工业的发展，对产品质量和结构安全性，使用可靠性提出越来越高的要求，由于无损检测技术具有不破坏试件，检测灵敏度高等优点，所以其应用日益广泛。本文主要介绍无损检测的常用技术如射线、超声、磁粉和渗透及新技术如声发射、磁记忆等。
无损检测技术在锅炉检测中的应用无损检测技术所谓无损检测（NDT或NDE,Non-destructive testing)，是以不损害被检测对象为前提，运用物理和化学相关技术对材料和产品进行检测，借以评价被检测对象质量等级和安全程度。NDT也就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量的所有技术手段的总称。其目的是为了：探测、定位、测量和评定伤；评价完整性、性质和构成；测量几何特性。同义词有：无损探伤、无损检验（NDI）、无损评价（NDE）等。无损检测能应用于产品设计、材料选择、加工制造、成品检验、在役检查（维修保养）等多个方面。合理应用无损检测，不仅有利于质量控制，更能有效降低成本。无损检测还有助于保证产品的安全运行和（或）有效使用。无损检测的分类无损检测包含了许多种已可有效应用的方法。按物理原理或检测对象和目的的不同，无损检测大致分为如下几种方法：a) 渗透检测（penetrant testing，PT）；b) 磁粉检测（magnetic testing，MT）；c) 目视检测（visual testing，VT）；d) 超声检测（ultrasonic testing，UT）；e) 涡流检测（eddy current testing，ET）；f) 射线照相检测（radiographic testing，RT）；g) 泄漏检测（leak testing，LT）；h) 红外成像检测（infrared thermographic testing，TT或IT）；i) 声发射检测（acoustic emission testing，AT或AE）。任何一种物理原理，都有可能被开发和利用成一种无损检测方法，因此不排除还有其他的无损检测方法。常规无损检测方法是指目前应用较广又较成熟的无损检测方法，这些方法包括：射线照相检测（RT）、超声检测（UT）、涡流检测（ET）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）。无损检测的方法或技术会产生或附带产生诸如放射性辐射、电磁辐射、紫外辐射、有毒材料、易燃或易挥发材料、粉尘等，它们对人体会有不同程度的伤害。因此在应用无损检测时，应根据可能产生的有害物质的种类，按有关法规或标准要求进行必要的防护和监测，对相关的无损检测人员采取必要的劳动保护措施。每种无损检测方法均有其适用性和局限性，各种方法对缺欠的检测概率既不会是 100 ％，也不会完全相同。例如射线照相检测和超声检测，对同一被检工件的检测结果不会完全一致。1、射线检测射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊 透等缺陷。射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定最也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。射线检测原理：射线穿透检测对象时呈指数规律被吸收衰减，当物质内部存在缺陷时，在缺陷部位会形成对射线衰减的不规律，致使穿透缺陷部位的射线强度和其他部位不同，这时通过胶片记录下来，通过暗室处理后形成底片，根据底片黑度不均的影像来评定产品缺陷。
焊接试板的射线检测和原理2、超声波检测超声检测是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。相比于其他的常规无损检测技术，超声检测的优势是：（1）检测范围广；（2）检测的深度较大；（3）灵敏度较高，对于缺陷定位极其准确；（4）使用便捷，成本较低；（5）速度快，对人体无伤害；（6）便于现场使用。目前大量应用于金属材料和构件质量在线监控和产品的在投检查。例如钢板、堆焊层、管道、焊鞋、、复合层、压力容器及高压管道、路轨和机车车辆零部件、棱元件及集成电路引线的检测等。超声检测原理：利用超声波通过两种介质界面时发生发射和折射的特性来探测产品内部缺陷。如下图：探头发射脉冲超声波，透过工件表面在介质中传播，遇到底面发生反射，反射波经探头接受在显示屏上形成底波。如果材质中存在缺陷，那么探头也会接受缺陷界面反射波并在显示屏上形成缺陷波。最后通过分析缺陷波的波幅、在时间轴上的位置以及波形特征来分析评价缺陷。
3、渗透检测渗透检测（PenetrantTest）是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷， 其方法是将液体渗透液渗人工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。渗透检测可有效用于除疏松多孑L性材料外的任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用，必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块，使用可行的渗透榆测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。该方法操作简单成本低，缺陷显示赢观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件～次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验，对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。
渗透检测法4、涡流检测（ET）英文名称是：Eddy Current Testing工业上无损检测的方法之一。给一个线圈通入交流电，在一定条件下通过的电流是不变的。如果把线圈靠近被测工件，像船在水中那样，工件内会感应出涡流，受涡流影响，线圈电流会发生变化。由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同，所以线圈电流变化的大小能反映有无缺陷。 ;涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法.它适用于导电材料.如果我们把一块导体置于交变磁场之中,在导体中就有感应电流存在,即产生涡流.由于导体自身各种因素(如电导率,磁导率,形状,尺寸和缺陷等)的变化，会导致感应电流的变化，利用这种现象而判知导体性质，状态的检测方法叫做涡流检测方法．5、磁记忆检测磁记忆（metal magnetic memory，MMM）检测方法是指经过丈量构件磁化状态来推测出应力集中区的一种检测手段，它的本质是漏磁检测。磁记忆检测办法用在发觉存在资料构件的高应力聚集部位，它选用磁回忆检测仪对构件焊接部位进行疾速扫查，然后发现焊接部位上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。因为磁记忆检测方法的灵敏度很高，所以无需对被检测对象做任何准备工作，也不需要相应的磁化装置。此检测方法的作用：1）分别区分塑性变形区和出弹性变形区；2）确定金属层滑动 面位置和产生疲劳裂纹的具体位置；3）可以将裂纹在金属组织中的走向和是否继续发展显示出来。磁记忆检测方法与继声发射检测方法相似，均为利用结构自身发射信息进行检测的。每种检测方法都有自身的优缺点，磁记忆检测方法也不例外。不能单独作为缺陷定性的无损检测方法在，在实际操作与检测应用中，它必须辅助以其他的无损检测方法。五大探伤方法比较探伤方法优点缺点适用范围超声波1.适于内部缺陷检测，探测范围大、灵敏度高、效率高、操作简单2．适用广泛、适用灵活、费用低廉1.探伤结果显示不直观，难于对缺陷作精确定性和定量2.一般需用耦合剂，对试件形状和复杂性有一定限制可用于金属、非金属及复合材料的铸、银、焊接与板材射线1.适用于几乎所有材料2.探伤结果（底片）显示直观、便于分析3.探伤结果可以长期保存4.探伤技术和检验工作质量可以检测1.检验成本较高2.对裂纹类缺陷有方向性限制3.需考虑安全防护问题（如X，γ射线的传播）检测铸件及焊接件等构件内部缺陷，特别是体积型缺陷（即具有一定空间分布的缺陷）磁粉1.直观显示缺陷的形状、位置、大小2.灵敏度高，可检缺陷最小宽度约为1μm3.几乎不受试件大小和形状的限制4.检测速度快、工艺简单、费用低廉5.操作简便、仪器便于携带只能用于铁磁性材料只能发现表面和近表面缺陷对缺陷方向性敏感能知道缺陷的位置和表面长度，但不知道缺陷的深度检测铸件、银件、焊缝和机械加式零件等铁磁性材料的表面和近表面缺陷（如裂纹）渗透1.设备简单，操作简便，投资小2.效率高（对复杂试件也只需一次检验）3.适用范围广（对表面缺陷，一般不受试件材料种类及其外形轮廓限制）1.只能检测开口于表面的缺陷，且不能显示缺陷深度及缺陷内部的形状和尺寸2.无法或难以检查多孔的材料，检测结果受试件表面粗糙度影响3.难于定量控制检验操作程序，多凭检验人员经验、认真程度和视力的敏锐程度用于检验有色和褐色金属的铸件、焊接件以及各种陶瓷、塑料、玻璃制品的裂纹、气孔、分层、缩孔、疏松、折叠及其他开口于表面的缺陷涡流1.适于自动化检测（可直接以电信号输出）2.非接触式检测，无需耦合剂且速度快3.适用范围较广（既可检测缺陷也可检测材质、形状与尺寸变化等）1.只限用于导电材料2.对形状复杂试件及表面下较深部位的缺陷检测有困难，检测结果尚不直观，判断缺陷性质、大小及形状尚难用于钢铁、有色金属等导电材料所制成的试件，不适于玻璃、石头和合成树脂等非金属材料如今，无损检测已经从传统的仅针对金属的超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等方法，发展了红外检测、微波检测、泄漏检测、声发射检测、漏磁检测、磁记忆检测、热中子照相检测、激光散斑成像检测等等新方法，以适应和满足各种新产品、新材料以及不同使用环境的无损检测要求。本篇文章为传感器技术平台原创文章，转载需联系我们授权！未经允许转载我们将进行投诉！