无损探测
利用声、光、磁和电等特性的检测方法
无损检测,就是利用声、光、磁和电等特性,在地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、性质和数量等信息,进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿命等)的所有技术手段的总称。与破坏性检测相比,无损检测具有以下显著特点:(1)非破坏性:检测不会损害被检对象的使用性能,因此,无损检测又称为非破坏性检测。(2)全面性:由于检测是非破坏性的,因此必要时可对被检对象进行100% 的全面检测,这是破坏性检测所办不到的。(3)全程性:破坏性检测一般只适用于对原材料进行检测,如机械工程中普遍采用拉伸、压缩、弯曲、疲劳等破坏性检测都是针对制造用原材料进行的,对于产品和在用品,除非不准备让其继续服役否则是不能进行破坏性检测的。而无损检测因不损坏被检测对象的使用性能所以,不仅可以对制造用原材料、各中间工艺环节、直至最终的产成品进行全程检测,也可对服役中的设备进行检测,如桥梁、房屋建筑、各类输送管道、机械零部件及成套设备、汽车、机车、飞机、轮船、核反应堆、宇航设备及电力设备等,都可进行无损检测。
无损探测方法
方法,无损检测结论的正确与否还有待其他手段(如解体检测)的 检验,其可靠性还有待提高。 开展无损检测的研究与实践意义是多方面的,主要表现在以下几方面: 改进生产工艺:采用无损检测方法对制造用原材料直至最终的产品(1) 进行全程检测,可以发现某些工艺环节的不足之处,为改进工艺提(2) 供指导,从而也在一定程度上保证了最终产品的质量。 提高产品质量:无损检测可对制造产品的原材料、各中间工艺环节 直至最终的产成品实行全过程检测,为保证最终产品年质量奠定了 基础。
常见的探测方法
超声检测
超声检测的基本原理是:利用超声波在界面(声阻抗不同的两种介质的结合 面)出的反射和折射以及超声波在介质中传播过程中的衰减,由发射探头向被检 件发射超声波,由接收探头接收从界面(缺陷或本底)处反射回来超声波(反射 法)或透过被检件后的透射波(透射法),以此检测备件部件是否存在缺陷,并 对缺陷进行定位、定性与定量。 超声检测的优点如下: ①检测成本低;②设备轻便,操作安全;③适用对象广,金属、非金属(塑 料、橡胶、木材)、复合材料(混凝土、陶瓷)均可检测;④兑平面型缺陷比较 敏感;⑤缺陷定位比较准确;⑥可进行单面检测。 超声检测的局限性如下: ①存在检测盲区;②检测效率低;③缺陷定性还有待深入研究,缺陷定量也 不够直观、方便(主要采用当量法);④对粗晶材料的检测比较困难;⑤一 般需要耦合剂。 超声检测主要应用于对金属板材、 管材和棒材, 铸件、 锻件和焊缝以及桥梁、 房屋建筑等混凝土构建的检测。
射线检测
检测的基本原理是:利用射线(X 射线、γ射线和中子射线)在介质中传 播时的衰减特性,当将强度均匀的射线从被检件的一面注入其中时,由于缺陷与 被检件基体材料对射线的衰减特性不同,透过被检件后的射线强度将会不均匀, 用胶片照相、荧光屏直接观测等方法在其对面检测透过被检件后的射线强度,即 可判断被检件表面或内部是否存在缺陷(异质点)。 射线检测的优点如下 ①检测结果直观;②缺陷定性比较容易,定量、定位也比较方便;③检测结 果可以保存;④适用对象广(金属、非金属、复合材料均可)。 射线检测的局限性如下: ①检测成本较高;②存在安全隐患,应注意射线防护;③对体积型缺陷的检 测灵敏度较高,对平面型缺陷的检测灵敏度较低;④需利用双面法检测;⑤照相 法的检测效率较低;⑥射线透射方向的被检件尺寸不能太大。 射线检测主要一个用于机械兵器、造船、电子、航空航天、石油化工 等领域中的铸件、焊缝等的检测。3.磁粉检测 磁粉检测的基本原理是:由于缺陷与基体材料的磁特性(磁阻)不同穿过基 体的磁力线在缺陷处将产生弯曲并可能逸出基体表面,形成漏磁场。若缺陷漏磁 场的强度足以吸附磁性颗粒,则将在缺陷对应处形成尺寸比缺陷本身更大、对比 度也更高的磁痕,从而指示缺陷的存在。 磁粉检测的主要优点如下: ①能直观的显示缺陷的位置、形状、大小,并可大致确定缺陷的性质;②检 测灵敏度较高,可检测出的最小缺陷宽度约为0.1 微米;③几乎不受试件大 小和形状的限制;④检测速度快;⑤检测工艺简单;⑥检测费用低。 磁粉检测的局限性如下: ①只能检测铁磁性材料,不能检测非铁磁性材料(如铜、铝等有色金属,奥 氏体不锈钢,非金属);②只能检测表面或接近表面缺陷,可探测的缺陷深度一 般在1-2 毫米以内;③对缺陷取向有一定的限制,一般要求磁化场的方向与缺陷 主平面的夹角大于20°;④对试件表面的质量要求较高;⑤深度方向的缺陷定 量与定位困难。 磁粉检测主要应用于金属铸件、锻件和焊缝的检测。4.渗透检测 渗透检测的基本原理是:利用毛细管现象和渗透液对缺陷内壁的浸润作用, 使渗透液进入缺陷中,将多余的渗透液出去后,残留缺陷内的渗透液能吸附显像 剂从而形成对比度更高、尺寸放大的缺陷显像,有利于人眼的观测。
渗透检测
不受试件形状、 大小、 化学成分、 组织结构的限制, 不受缺陷方位的限制, 且一次操作可同时检出所有的表面开口缺陷;②检测设备及工艺过程简单;③对 人员的要求不高;④缺陷显示直观;⑤检测灵敏度较高。 渗透检测的局限性如下: ①只能检测表面开口缺陷;②对多孔性那个材料的检测困难;③检测结果受 检测人员的影响较大。 渗透检测主要应用于有色金属和黑色金属材料的铸件、 锻件、 焊接件、 粉末冶金件以及陶瓷、塑料和玻璃制品的检测。5.涡流检测 涡流检测的基本原理是:将交变磁场靠近导体(被检件)时,由于电磁感应 在导体中将感生出密闭的环状电流,此即涡流。该涡流受激励磁场(电流强度、 频率)、导体的电导率和磁导率、缺陷(性质、大小、位置等)等许多因素的影 响,并反作用于原激发磁场,使其阻抗等特性参数发生改变,从而指示缺陷的存 在与否。 涡流检测的主要优点如下: ①检测速度快,检测效率高;②便于实现自动化;③非接触。 涡流检测的局限性如下: ①只能检测导电材料; ②影响因素众多, 信号解释困难, 检测结果不够直观; ③只能检测表面或接近表面缺陷;④对形状复杂的试件检测有困难;⑤一般只能 给出却显得有无,缺陷定性、定位、定量都比较困难。 涡流检测主要应用于导电管材、棒材、线材的探伤和材料分选。6.声发射检测 声发射检测的基本原理是: 利用材料内部因局部能量的快速释放 (缺陷扩展、 应力松弛、摩擦、泄露、磁畴壁运动等)而产生的弹性波,用声发射传感器级二 次仪表取该弹性波,从而对试样的结构完整性进行检测。 声发射检测的主要优点如下: ①能给出缺陷危害的程度信息;②对众多的缺陷能一次检出,检测效率高; 适应对象广,对事件的材料种类几乎没有限制;③灵敏度较高;缺陷定位比较准 确;④非接触检测。 声发射检测的局限性如下: ①存在Kaiser 效应,一般需对试样加载,因而检测对试样有一定的损害; ②设备昂贵;③噪音干扰较大,信号解释困难;④缺陷定性比较困难。 声发射检测主要应用于锅炉、压力容器、焊缝等试件中的裂纹检测; 隧道、涵洞、桥梁、大坝、边坡、房屋建筑等的在役检(监)测。
红外检测
检测的基本原理是:用红外点温仪、红外热像仪等设备,测取目标物体 表面的红外辐射能,并将其转变为直观形象的温度场,通过观察该温度场的均匀 与否,来推断目标物体表面或内部是否有缺陷。 红外检测的主要优点如下: ①检测结果直观形象且便于保存;②大面积快速,检测效率高;③适应对象 广,对试件测材料种类几乎没有限制;④灵敏度较高;⑤缺陷定位比较准确;⑥ 远距离非接触检测;⑦操作安全。 红外检测的局限性如下: ①设备昂贵, 检测费用较高; ②对表面缺陷敏感、 对内部缺陷的检测有困难; ③对地发射率材料的检测有困难;④对导热快的材料检测有困难。 红外检测主要用应于电力设备、石化设备、机械加工过程检测、火灾 检测、农作物优种、材料与构件中的缺陷无损检测。8.激光全息检测 激光全息检测是利用激光全息照相来检验物体表面和内部的缺陷。 它是将物 体表面和内部的缺陷,通过外部加载的方法,使其在相应的物体表面造成局部变 形,用激光全息照相来观察和比较这种变形,然后判断出物体内部的缺陷。 与其他无损检测相比较,激光全息检验具有以下显著优点: ①检验灵敏度高;②检验效率高;③适应对象广,对事件的材料种类几乎没 有限制;④直观感强;⑤非接触检测;⑥检测结果便于保存等。 激光全息检测的局限性如下: ①对内部缺陷的检测灵敏度有待提高;②对工作环境要求高,一般应在暗室 中进行,并需要采用严格的隔振措施,因此不利于现场检测。 激光全息检测主要应用于航空、航天以及军事等领域,对一些常规方 法难以检测的零部件进行检测,此外,在石油化工、铁路、机械制造、电力电子 等领域也获得了越来越广泛的应用。
参考资料
最新修订时间:2022-06-13 10:14
目录
概述
无损探测方法
常见的探测方法
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