常用無(wú)損檢測(cè)方法及其應(yīng)用

前言

    在現(xiàn)代化企業(yè)的質(zhì)量檢驗(yàn)中針對(duì)不同產(chǎn)品、材料、結(jié)構(gòu)選擇何種無(wú)損檢測(cè)方法已成為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和工程技術(shù)人員關(guān)注的問(wèn)題。要解決好這個(gè)問(wèn)題，就必須對(duì)無(wú)損檢測(cè)方法及其特征有較全面、科學(xué)的了解。下面簡(jiǎn)要介紹這些常用方法的特征，供有關(guān)人員參考。

    所謂無(wú)損檢測(cè)，是在不損傷材料和成品的條件下研究其內(nèi)部和表面有無(wú)缺陷的手段，簡(jiǎn)稱ＮＤＴ（Nondestructive Testing）。也就是說(shuō)，它利用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的異常或缺陷的存在所引起的對(duì)熱、聲、光、電、磁等反應(yīng)的變化，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)異常和缺陷存在及其危害程度。

一般地說(shuō)，無(wú)損檢測(cè)應(yīng)包括缺陷檢測(cè)（探傷）和材料其它性能檢測(cè)（如力學(xué)性能、顯微組織和應(yīng)力等）兩大方面。本文重點(diǎn)介紹缺陷檢測(cè)，即探傷方法的種類和特點(diǎn)。

１  無(wú)損檢測(cè)方法的分類

    表１列出了常用無(wú)損檢測(cè)方法的分類，從表中也可看出各方法的主要應(yīng)用范圍。

２  無(wú)損檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

２．１優(yōu)點(diǎn)

    (1)可直接對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)而對(duì)工件的性能沒有任何損傷。

    (2)既能對(duì)工件進(jìn)行的檢測(cè)，也可對(duì)典型的工件抽樣檢測(cè)。

                表１  常用無(wú)損檢測(cè)方法的分類

    (3)對(duì)同一工件可依次采用不同的檢測(cè)方法。

    (4)對(duì)同一工件可以重復(fù)進(jìn)行同一種檢測(cè)。

    (5)可對(duì)在用工件進(jìn)行檢測(cè)。

    (6)為了應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)備往往是攜帶的。

２．２缺點(diǎn)

    (1)檢驗(yàn)員需要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)與實(shí)踐的周期才能對(duì)結(jié)果作出說(shuō)明。

    (2)在相互關(guān)系未經(jīng)證明的情況下，不同的檢測(cè)人員可能檢測(cè)結(jié)果所表明的情況看法不一。

    (3)性能是直接測(cè)出的而測(cè)量結(jié)果卻只是定性或相對(duì)的。

３  檢測(cè)方法簡(jiǎn)介

３．１目視檢測(cè)（ＶＴ）

３．１．１設(shè)備

    放大鏡、彩色增強(qiáng)器、直尺、千分尺、光學(xué)比較儀及光源。

３．１．２用途

    檢測(cè)表面缺陷、焊接外觀和尺寸。

３．１．３優(yōu)點(diǎn)

    經(jīng)濟(jì)、方便、設(shè)備少，檢驗(yàn)員只需稍加培訓(xùn)。

３．１．４局限性

    只能檢查外部即表面狀態(tài)，要求檢驗(yàn)員視力好。

３．２  Ｘ射線檢驗(yàn)（ＲＴ）

３．２．１設(shè)備及用途

    Ｘ射線機(jī)、電源、膠片、暗袋、增感屏、膠片處理設(shè)備、觀片燈、輻射防護(hù)及監(jiān)控設(shè)備。檢測(cè)焊接缺陷（包括裂紋、氣孔、未熔合、未焊透和夾渣）以及腐蝕和裝配缺陷。zui易檢驗(yàn)壁厚小于10mm的各種焊縫。

３．２．２基本原理

    Ｘ射線穿透物質(zhì)，并能使膠片感光，根據(jù)穿透物質(zhì)的厚度不同，在膠片上形成影像的黑度不同來(lái)判定缺陷的性質(zhì)。

３．２．３優(yōu)點(diǎn)

    缺陷檢查直觀，可獲得*性記錄供日后檢查。

３．２．４局限性

    Ｘ射線探傷設(shè)備不易攜帶。為了保證底片質(zhì)量，檢測(cè)環(huán)境要有一定的空間。Ｘ射線有放射危險(xiǎn)，因此要求工作環(huán)境無(wú)非工作人。對(duì)小徑管（外徑小于８９mm）中的變徑管、厚壁管內(nèi)的缺陷不易檢出，適于檢驗(yàn)對(duì)接焊縫。對(duì)體狀缺陷較為敏感，如氣孔、夾渣、未焊透，面狀缺陷不易檢出，如裂紋，可能探測(cè)沿照射方向的缺陷，與照射方向傾斜的缺陷很難檢出。無(wú)法準(zhǔn)確確定缺陷位置。由于設(shè)備較多，工藝較復(fù)雜，所以從檢驗(yàn)前的準(zhǔn)備（裝片、設(shè)備間的連接、搭架子等）到檢驗(yàn)過(guò)程（每次透照一、兩張片）再到底片的沖洗、評(píng)定需要相對(duì)較長(zhǎng)的周期。要有素質(zhì)高的操作和評(píng)片人員。

３．３超聲檢測(cè)法（ＵＴ）

３．３．１設(shè)備及用途

    超聲探傷儀、探頭、耦合劑、標(biāo)準(zhǔn)試塊、對(duì)比試塊等。檢測(cè)鑄件縮孔、氣孔、焊接裂紋、夾渣、未熔合、未焊透等缺陷及厚度測(cè)定。

３．３．２基本原理

    超聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，根據(jù)顯示器上波形的變化，判定缺陷的性質(zhì)及位置。

３．３．３優(yōu)點(diǎn)

    對(duì)平面型缺陷十分敏感，一經(jīng)探傷便知結(jié)果，設(shè)備易于攜帶，對(duì)環(huán)境要求不高，多數(shù)超聲波探傷儀不必外接電源，穿透力強(qiáng)。

３．３．４局限性

    檢驗(yàn)前根據(jù)被檢工件的規(guī)格用標(biāo)準(zhǔn)試塊調(diào)整儀器、充電。超聲波儀為耦合傳感器，要求被檢表面光滑。適合檢驗(yàn)厚壁工件內(nèi)的缺陷，面狀缺陷易被檢出，如裂紋、未熔合等，體狀缺陷不易檢出，如氣孔、夾渣等。難于探出細(xì)小裂紋。奧氏體不銹鋼焊縫內(nèi)的缺陷不易檢出。為解釋信號(hào)，要求檢驗(yàn)人員素質(zhì)高。

３．４磁粉檢驗(yàn)法（ＭＴ）

３．４．１設(shè)備及用途

    磁頭、軛鐵、線圈、電源及磁粉。某些應(yīng)用中要有設(shè)備和紫外源。檢測(cè)工件表面或近表面的裂紋、折疊夾層、夾渣及冷隔等。

３．４．２基本原理

    利用缺陷處漏磁場(chǎng)與磁粉相互作用，檢驗(yàn)鐵磁性材料表面及近表面缺陷。當(dāng)工件被磁化時(shí)，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、聚集探傷過(guò)程中施加的

磁粉，而形成缺陷顯示。

３．４．３優(yōu)點(diǎn)

    經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、易詮釋、設(shè)備較輕便。

３．４．４局限性

    限于鐵磁材料，探傷前后必須清潔工件，要求被檢工件表面無(wú)油污等粘附磁粉的物質(zhì)。磁粉涂覆層太厚會(huì)引起假顯示。某些應(yīng)用中，還要求探傷之后給工件退磁。接觸不好易產(chǎn)生電火花。

３．５滲透檢驗(yàn)法（ＰＴ）

３．５．１材料設(shè)備及用途

    熒光或著色滲透液、顯象液、清洗劑（溶劑、乳化劑）及清潔裝置。如果用熒光著色，則需紫外光源。檢測(cè)表面不連續(xù)性，如裂紋、氣孔及縫隙等。

３．５．２基本原理

    基于毛細(xì)管的作用，工件表面涂上滲透液后，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的滲透滲透液可以滲進(jìn)表面開口缺陷中；經(jīng)去除表面多余的滲透液和干燥后，再在工件表面涂上顯象劑，顯象劑將吸引缺陷中的滲透液，即滲透液回到顯象劑中，缺陷處之滲透液痕跡被顯示。

３．５．３優(yōu)點(diǎn)

    對(duì)所有材料都適用，設(shè)備輕便，投資相對(duì)較少。探傷簡(jiǎn)便結(jié)果易解釋。除光源需電源外，其它設(shè)備都不需電源可直觀顯示缺陷。

３．５．４局限性

    由于涂料、污垢及涂覆金屬等表面層會(huì)掩蓋缺陷，孔隙表面的漏洞也能引起假顯示，表面有油的工件不易檢出缺陷，裝油的容器或管路出現(xiàn)裂紋也不易檢出，由于出現(xiàn)裂紋，油就充滿裂紋，滲透劑不易滲入裂紋，如我廠ＥＨ油管路出現(xiàn)過(guò)肉眼看到有裂紋，但是用滲透檢測(cè)卻沒發(fā)

現(xiàn)裂紋。

３．６渦流檢測(cè)法（ＥＴ）

３．６．１設(shè)備及用途

    渦流探傷儀和標(biāo)準(zhǔn)試塊。檢測(cè)表面的不連續(xù)性（如裂紋、氣孔、未熔合等）和某些亞表面夾渣。

３．６．２基本原理

    根據(jù)試件缺陷引起檢測(cè)線圈阻抗或電壓幅值和相位變化來(lái)判定試件表面及近表面的缺陷情況。

                   表２  Ｘ射線檢測(cè)法和超聲檢測(cè)法比較

表３ 磁粉檢測(cè)法與滲透檢測(cè)法的比較

３．６．３優(yōu)點(diǎn)

    較經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便，可自動(dòng)探傷對(duì)準(zhǔn)工件，不需耦合，探頭不必接觸試件。

３．６．４局限性

    于導(dǎo)體材料，穿透淺，因靈敏度隨試件幾何形狀而異，所以有些顯示被掩蓋了。要有參考標(biāo)準(zhǔn)。