五、無損檢測(探傷)

無損檢測是在不損害或基本不損害材料或構(gòu)件的情況下，采用物理、化學(xué)等方法和手段對各種工程材料、零部件和結(jié)構(gòu)件進行有效的檢驗和測試，借以評價它們的完整性、連續(xù)性、安全可靠性及某些物理性能。包括探測材料或構(gòu)件中是否存在缺陷，并判斷缺陷的形狀、性質(zhì)、大小、位置、取向、分布和內(nèi)含物等情況，還能提供涂層厚度、材料成分、組織狀態(tài)、應(yīng)力分布等信息。

無損檢測方法主要包括射線檢測、聲和超聲檢測、電學(xué)和電磁檢測、力學(xué)和光學(xué)檢測、熱力學(xué)方法和化學(xué)分析方法。在工業(yè)生產(chǎn)、安裝質(zhì)量檢驗中，目前應(yīng)用最廣泛的無損檢測方法主要是射線探傷，超聲波探傷、滲透探傷、磁粉探傷和渦流探傷。

1.射線探傷(RT)

射線探傷是利用X射線、γ射線和中子射線易于穿透物體，在穿透物體過程中受到吸收和散射而衰減的性質(zhì)，在感光材料上獲得與材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷相對應(yīng)的黑度不同的圖像，從而檢測出物體內(nèi)部缺陷的種類、大小、分布狀況，并做出評價。

由于射線檢測對缺陷形象直觀，對缺陷的尺寸和性質(zhì)判斷比較容易。如用X射線計算機層析 攝影技術(shù)(CT)還可知曉缺陷的斷面情況，便于分析處理;如用底片記錄法則可作為原始資料長期保存;如用計算機圖像處理技術(shù)還可使評定分析自動化。此外，射線檢測對物體既不破壞也不存在污染，所以射線探傷是現(xiàn)代生產(chǎn)、施工檢驗上應(yīng)用非常廣泛的一種無損探傷技術(shù)。

(1)X射線、γ射線探傷。X射線或γ射線就本質(zhì)而言與可見光相同，都屬于電磁波，只是波長不同，故性質(zhì)也有差異。γ射線的波長較X射線短，故其射線更硬，穿透力更強。

1)從X射線發(fā)射管發(fā)出具有強大穿透能力的X射線，照射到需探傷的工件上，工件的背面放有裝在暗匣中的X光軟片。如金屬或焊縫中有氣孔、裂紋、未焊透、夾渣等缺陷，照相底片經(jīng)沖洗后可以看到相應(yīng)部位是一些黑色的條紋或痹點;而由于焊縫本身比被焊金屬厚的緣故，故焊縫處在膠片上顯示為白色的條縫，焊縫處缺陷在膠片上形成的黑色條紋或痹點則十分明顯，易于檢測出來。通常X射線可檢查出的缺陷尺寸不小于透視工件厚度的1.5%?2.0%(即靈敏度)。

X射線探傷的優(yōu)點是顯示缺陷的靈敏度高，特別是當(dāng)焊縫厚度小于30mm時，較γ射線靈敏度高，其次是照射時間短、速度快。缺點是設(shè)備復(fù)雜、笨重，成本高，操作麻煩，穿透力較γ射線小。

2)γ射線是由放射性同位素和放射性元素產(chǎn)生的。施工探傷都采用放射性同位素作為射線源。常用的同位素有鈷60、銫137和銥192，探傷厚度分別為200mm、120mm和 100mm。γ射線的特點是設(shè)備輕便靈活，特別是施工現(xiàn)場更為方便，而且投資少，成本低。但其曝光時間長，靈敏度較低。在石油化工行業(yè)現(xiàn)場施工時經(jīng)常采用。

(2)中子射線檢測。中子射線檢測是通過物體對入射中子束強度的衰減而獲得物體內(nèi)部物理完整性兩維圖像的一種無損檢測方法。

中子射線檢測的獨特優(yōu)點是使檢驗封閉在高密度金屬材料中的低密度材料如非金屬材 料成為可能，此方法與X射線法是互為補充的，在某些場合，試件既用X射線又用中子射線做全面的檢測。中子射線檢測的缺點是中子源和屏蔽材料大而重，便攜源價高，所需曝光時間相當(dāng)長，此X射線法檢測曝光程序較復(fù)雜，需要解決工作人員的安全防護問題。

2.超聲波探傷(UT)

超聲波是頻率超過20kHz的機械振動波。超聲波探傷是指使超聲波與試件相互作用， 就反射、透射和散射的波進行研究，對試件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測和表征，并進而對其特定應(yīng)用性進行評價的技術(shù)。

超聲波探傷與X射線探傷相比，具有較高的探傷靈敏度、周期短、成本低、靈活方便、效率高，對人體無害等優(yōu)點。缺點是對工作表面要求平滑、要求富有經(jīng)驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、對缺陷沒有直觀性。超聲波探傷適合于厚度較大的零件檢驗。

3.渦流探傷

渦流探傷是利用電磁感應(yīng)原理，檢測導(dǎo)電構(gòu)件表面和近表面缺陷的一種探傷方法。其原理是用激磁線圈使導(dǎo)電構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測線圈測定渦電流的變化量，從而獲得構(gòu)件缺陷的有關(guān)信息。

渦流探傷只能檢查金屬材料和構(gòu)件的表面和近表面缺陷。在檢測時并不要求探頭與工件接觸，所以這為實現(xiàn)高速自動化檢測提供了條件。渦流法可以一次測量多種參數(shù)，如對管材的渦流檢測，可以檢查缺陷的特征。此外，還可以測量管材的內(nèi)徑、外徑、壁厚和偏心率等。

渦流探傷的主要優(yōu)點是檢測速度快，探頭與試件可不直接接觸，無須耦合劑。主要缺點是只適用于導(dǎo)體，對形狀復(fù)雜試件難作檢查，只能檢查薄試件或厚試件的表面、近表面缺陷。

4.磁粉探傷(MT)

磁粉探傷是應(yīng)用較早的一種無損檢測方法。它具有設(shè)備簡單、操作方便、速度快、觀 察缺陷直觀和有較高的檢測靈敏度、費用低廉等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極為普遍。

磁粉探傷是通過磁粉在缺陷附近漏磁場中的堆積以檢測鐵磁性材料表面或近表面處缺 陷的一種無損探傷方法。

磁粉探傷可以檢測材料和構(gòu)件的表面和近表面缺陷，對裂紋、發(fā)紋、折疊、夾層和未 焊透等缺陷極為靈敏?？蓹z出的缺陷最小寬度可為約為1μm，幾乎不受試件大小和形狀的限制。局限性是只能用于鐵磁性材料;只能發(fā)現(xiàn)表面和近表面缺陷，可探測的深度一般在1?2mm;寬而淺的缺陷也難以檢測;檢測后常需退磁和清洗;試件表面不得有油脂或其他能黏附磁粉的物質(zhì)。

5.滲透探傷(PT)

滲透探傷是檢驗非疏孔性金屬和非金屬試件表面上開口缺陷的一種無損檢測方法。將溶有熒光染料或著色染料的滲透液施加在經(jīng)清洗、干燥的試件表面，滲透劑由于毛細作用能滲人到各種類型開口于表面的細小缺陷中，然后除去附著在試件表面上多余滲透液，施加顯像劑后，在黑光或白光下用肉眼或借助10倍以下的放大鏡觀察，缺陷處可分別相應(yīng)地發(fā)出黃綠色的熒光或呈現(xiàn)紅色。

滲透檢測可用于檢驗各種類型的裂紋、氣孔、分層、縮孔、疏松、冷隔、折疊及其他開口于表面的缺陷;廣泛用于檢驗有色金屬和黑色金屬的鑄件、鍛件、粉末冶金件、焊接件以及各種陶瓷、塑料及玻璃制品等。

液體滲透檢驗的優(yōu)點是不受被檢試件幾何形狀、尺寸大小、化學(xué)成分和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的限制，也不受缺陷方位的限制，一次操作可同時檢驗開口于表面中所有缺陷;不需要特別昂貴和復(fù)雜的電子設(shè)備和器械;檢驗的速度快，操作比較簡便，大量的零件可以同時進行批量檢驗，因此大批量的零件可實現(xiàn)100%的檢驗;缺陷顯示直觀，檢驗靈敏度高。最主要的限制是只能檢出試件開口于表面的缺陷，不能顯示缺陷的深度及缺陷內(nèi)部的形狀和 大小。

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（責(zé)任編輯：zyc）

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