5種無損檢測的方法和原理

超聲檢測

超聲波是頻率高于20千赫的機(jī)械波。在超聲探傷中常用的頻率為0.5-5兆赫。這種機(jī)械波在材料中能以一定的速度和方向

傳播，遇到聲阻抗不同的異質(zhì)界面(如缺陷或被測物件的底面等)就會產(chǎn)生反射。這種反射現(xiàn)象可被用來進(jìn)行超聲波探傷，

脈沖回波探傷法探傷時(shí)使用最常見，脈沖振蕩器發(fā)出的電壓加在探頭上(用壓電陶瓷或石英晶片制成的探測元件)，探頭發(fā)出

的超聲波脈沖通過聲耦合介質(zhì)(如機(jī)油或水等)進(jìn)入材料并在其中傳播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途徑返回探頭，探頭

又將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，經(jīng)儀器放大而顯示在示波管的熒光屏上。根據(jù)缺陷反射波在熒光屏上的位置和幅度(與參考試塊中人

工缺陷的反射波幅度作比較)，即可測定缺陷的位置和大致尺寸。除回波法外，還有用另一探頭在工件另一側(cè)接受信號的穿

透法。利用超聲法檢測材料的物理特性時(shí)，還經(jīng)常利用超聲波在工件中的聲速、衰減和共振等特性。

射線檢測

射線的種類很多，其中易于穿透物質(zhì)的有X射線、γ射線、中子射線三種。這三種射線都被用于無損檢測，其中X射線和γ射

線廣泛用于鍋爐壓力容器焊縫和其他工業(yè)產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)材料的缺陷檢測，而中子射線僅用于一些特殊場合。射線檢測最主要的

應(yīng)用是探測試件內(nèi)部的宏觀幾何缺陷(探傷)。按照不同特征，例如使用的射線種類、記錄的器材、工藝和技術(shù)特點(diǎn)等，可將

射線檢測分為許多種不同的方法。射線照相法是指用X射線或γ射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無損的檢測方

法。該方法是最基本的一種射線檢測方法。射線檢測適用于絕大多數(shù)材質(zhì)和產(chǎn)品形式，如焊件、鑄件、復(fù)

合材料等。射線檢測膠片對材質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)可生成缺陷的直觀圖象，定性定量準(zhǔn)確，檢測結(jié)果直接記錄，并可長期保存。對

體積型缺陷，如氣孔、夾渣等的檢出率很高，對面積型缺陷，如裂紋、末熔合類，如果照相角度不適當(dāng)，則比較容易漏檢

。射線檢測的局限性還在于成本很高，且射線對人體有害。

磁粉檢測

磁粉檢測，是通過對被檢工件施加磁場使其磁化(整體磁化或局部磁化)，在工件的表面和近表面缺陷處將有磁力線逸出工件

表面而形成漏磁場，有磁極的存在就能吸附施加在工件表面上的磁粉形成聚集磁痕，從而顯示出缺陷的存在。磁粉檢測方

法應(yīng)用比較廣泛，主要用以探測磁性材料表面或近表面的缺陷。多用于檢測焊縫，鑄件或鍛件，如閥門，泵，壓縮機(jī)部件

，法蘭，噴嘴及類似設(shè)備等。探測更深一層內(nèi)表面的缺陷，則需應(yīng)用射線檢測或超聲波檢測。

滲透檢測

滲透檢測可以檢測非磁性材料的表面缺陷，從而對磁粉檢測提供了一項(xiàng)補(bǔ)充的手段。滲透檢測方法，即在測試材料表面使

用一種液態(tài)染料，并使其在體表保留至預(yù)設(shè)時(shí)限，該染料可為在正常光照下即能辨認(rèn)的有色液體，也可為需要特殊光照方

可顯現(xiàn)的黃/綠熒光色液體。此液態(tài)染料由于"毛細(xì)作用"進(jìn)入材料表面開口的裂痕。毛細(xì)作用在染色劑停留過程中始終發(fā)生，

直至多余染料被清洗。此時(shí)將某種顯像劑施加到被檢材質(zhì)表面，滲透入裂痕并使其著色，進(jìn)而顯現(xiàn)。具備相應(yīng)資質(zhì)的

檢測人員可對該顯現(xiàn)痕跡進(jìn)行解析。滲透檢測可廣泛應(yīng)用于檢測大部分的非吸收性物料的表面開口缺陷，如鋼鐵，有色金屬

，陶瓷及塑料等，對于形狀復(fù)雜的缺陷也可一次性全面檢測。無需額外設(shè)備，便于現(xiàn)場使用。其局限性在于，檢測程序繁瑣

，速度慢，試劑成本較高，靈敏度低于磁粉檢測，對于埋藏缺陷或閉合性表面缺陷無法測出。

渦流檢測

渦流檢測是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無損檢測方法，它適用于導(dǎo)電材料，如果我們把一塊導(dǎo)體置于交變磁場之

中，在導(dǎo)體中就有感應(yīng)電流存在，即產(chǎn)生渦流，由于導(dǎo)體自身各種因素(如電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀、尺寸和缺陷等)的變化會

導(dǎo)致感應(yīng)電流的變化，利用這種現(xiàn)象而判知導(dǎo)體性質(zhì)、狀態(tài)的檢測方法，叫做渦流檢測方法。在渦流探傷中，是靠檢測線

圈來建立交變磁場;把能量傳遞給被檢導(dǎo)體;同時(shí)又通過渦流所建立的交變磁場來獲得被檢測導(dǎo)體中的質(zhì)量信息。所以說，檢

測線圈是一種換能器。檢測線圈的形狀、尺寸和技術(shù)參數(shù)對于最終檢測是至關(guān)重要的。在渦流探傷中，往往是根據(jù)被檢測

的形狀，尺寸、材質(zhì)和質(zhì)量要求(檢測標(biāo)準(zhǔn))等來選定檢測線圈的種類。常用的檢測線圈有三類:穿過式線圈、內(nèi)插式線圈、

探頭式線圈。

超聲檢測 和射線檢測主要是針對被檢測物內(nèi)部的缺陷，磁粉檢測、滲透檢測和渦流檢測主要是針對被檢測物的表面及近

表面缺陷。