无损检测技术在特种设备质量检验中的应用

无损检测技术在特种设备质量检验中的应用
摘要：当前伴随科学技术的飞速发展，无损检测技术由此产生同时也得到了很
大的发展，该技术是通过各种先进的技术和仪器设备在对检测对象不予以破坏和
改变的前提下，对其表层、内部的性质以及状态实施的一种灵敏度高、可靠性强
的检测及时。

其具有连续性好、完整性高以及安全性好的优势在我国经济建设的
各个领域中都得到了非常广泛的应用，比如对于特种设备的检测，在建筑行业、
机械和电力行业中等等，尤其是在保证承压类特种设备相关产品中，无损检测技
术的优势更是非常显著。

关键词：无损检测技术；特种设备；质量检验；应用
1质量检测中常用无损检测技术
五种常规检测方法是：渗透检测、磁粉检测、超声波检测、射线检测。

其中
着重提到渗透检测与磁粉检测的技术与应用。

1.1渗透检测方法
1.1.1渗透检测的定义和基本原理
该技术的基础是以毛细作用原理对表面的开口缺陷进行检测的一种无损检测
技术，其主要是基于液体的毛细作用以及固体燃料特定情况下的发光现象来开展的。

工作原理：在检测之前要在工件的表面涂上一层含有荧光燃料或者着色燃料
的渗透剂，然后在毛细作用的基础上间隔一段时间以后确保渗透剂深入到表面开
口的缺陷中，然后去除表面的渗透剂，在工件干燥以后在其表面涂上一层吸附介质—显像剂；同样在毛细的作用下，显像剂将对会缺陷中的渗透剂进行吸引，最
后在光源的条件下，显示出缺陷处的渗透剂的痕迹，由此来对工件缺陷的形貌或
者分部的形态来进行确定。

渗透检测操作的基本步骤如下图。

1.1.2渗透检测的应用
渗透检测再承压设备中应用较广，检测对象多种多样，而且材质也各不相同。

针对不同工间选择适当的渗透检测方法，可获得较高的检测灵敏度，保证产品的
质量。

主要介绍渗透检测在焊接件、锻件以及承压设备中的应用。

（1）焊接件主要在于焊缝、坡口及焊接过程中的检测。

焊缝中常见的缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。

进行渗透检测时，多采用溶剂去除型着
色法，也可采用水洗型荧光法，在灵敏度等级符合要求时，也可采用水洗型着色法；坡口常见缺陷是分层和裂纹，由于坡口的表面比较光滑，可采用溶剂去除型
着色法对其进行渗透检测，可得到较高的灵敏度。

阴坡口面一般比较窄，所以检
测操作时可采用刷涂法施加检测剂。

以减少检测剂的浪费和环境污染；焊接过程
中有时需要清根和层间检测，焊缝清根采用电弧气刨法和砂轮打磨法，两种方法
都有局部过热的情况，而电弧气刨法还有增碳产生裂纹的可能。

所以这些部位需
要进行渗透检测，因清根面比较光滑，可采用溶剂去除型着色法进行检测。

有些
焊接性能差的钢种和厚钢板要求每焊一层检测一次，能够及时发现及时处理，保
证焊缝的质量。

（2）铸件常见的主要缺陷是气孔、夹杂物、缩孔、疏松、冷隔、裂纹和白点。

因铸件表面比较粗糙，可采用机械方法对表面进行修整，去除氧化皮。

可采用喷
涂法、刷涂法和浇涂法，渗透剂的施加办法可是具体情况而定。

对于小型工件也
可采用浸涂法、浸涂后的工件应滴落渗透剂。

表面粗糙时可采用水洗型渗透检测
方法；表面光滑或经机加工，可采用溶剂去除型渗透检测方法。

为控制清洗质量，对荧光渗透检测而言，可将铸件置于紫外线光源下进行清洗，及时观察工件表面
多余荧光渗透剂残留情况。

（3）锻件中常见的缺陷有缩孔、疏松、夹杂、分层、折叠和裂纹等。

而且这些缺陷具有方向性，其方向一般与压延方向垂直而与金属流线方向平行。

与铸件
相比，锻件表面较为光洁，去除表面多余渗透剂较易操作；锻件承载能力更高，
缺陷更紧密细小。

渗透检测时，要求使用较高灵敏度的后乳化荧光渗透剂，神偷
时间也较长；特别是一些重要部件，要求使用超高灵敏度的后乳化型荧光渗透剂，如发动机工件和航空航天用锻造部件。

1.2磁粉检测技术
1.2.1磁粉检测的定义和基本原理
该检测技术主要是通过铁磁性粉末—磁粉来作为传感器，利用漏磁场来对磁
粉进行吸引产生磁痕来对不连续性的位置以及大小、形状和缺陷的严重程度来予
以显示。

工作原理：在具有铁磁性的材料被磁化以后，因为存在不连续性，所以工件
的表面以及近表面的磁感应线会出现局部的畸变从而出现漏磁场，通过对其表面
的磁粉进行吸附，在光照条件下磁痕就会显现，由此来判断出不连续性的具体位
置以及大小、形状和损害的严重情况。

不连续性处漏磁场分布如下图。

1.2.2磁粉检测的应用
磁粉检测可用于检测铁磁性材料和零部件的表面与近表面缺陷，并具有很高
的检测灵敏度，是控制产品质量的重要手段之一，主要介绍磁粉检测在焊接件中
的应用。

主要是对焊接件的坡口、电弧气刨面、对接焊缝T型接头及角接接头的
检测。

磁轭法是特种设备焊缝检测中常用的发放之一。

其优点是设备简单、操作
方便。

常用的方法是单磁轭和交叉磁轭，前者更方便现场检测，缺点就是只能单
方向磁化工件，因此，为了检出各个方向的缺陷，必须在同一部位至少做两次互
相垂直的检测。

交叉磁轭法常用于锅炉压力容器的对接焊缝的磁粉检测。

使用此
法时应注意：1.磁极端面与工件表面的间隙不宜过大2.交叉磁轭的行走速度要适
宜3.磁悬液的喷洒原则4.观察磁痕应尽快进行。

然而磁粉检测也具有一定的不足，主要体现在其对一些特殊金属的材料检测
所产生的磁化效果会比较低，而且该技术在不锈钢以及非磁性材料的工件中也适合，所以在使用该技术时，一定要仔细检查工件的材料是否满足该机是检测的要求，从而才能发挥该技术的优势。

1.3超声波检测技术
超声波检测方式存在有穿透性特点，能够将较强声能进行集中，在建筑工程
检测方面有着非常好效果。

超声波检测技术在实际应用中主要是利用频率在2万Hz以上的声波针对建筑物展开检测，这一检测技术能够通过超声波与被检测物体之间的相互作用，结合超声波发射和透射等原理，检测建筑物存在的缺陷和问题等，获取相应资料，给予建筑物综合性评价。

超声波检测技术在实际应用中能够
结合建筑物传播特性等，判断建筑工程的大小、尺寸以及内部构件等，明确材料
质量以及存在的缺陷问题，实现对建筑物整体特征的全面性反映。

相比于其他检
测技术，超声波检测技术不仅检测范围广，同时检测灵敏度高，具备有速度快和
低成本等特点。

1.4射线检测技术
射线检测技术的原理是利用射线穿过材料，感知材料各个部位的强度，可生
成内部不连续曲线，明确建筑存在的缺陷问题。

相比于其他检测技术，射线检测
技术含量高，能够准确显示建筑物缺陷，能够提前评估建筑物构件的强度和承压
能力等情况。

射线检测技术在实际应用中可应用于探测工件缺陷、建筑要件大小
和尺寸检测等方面。

总之，无损检测技术应用在工业产品质量检测方面具备有非常明显的价值和
作用，能够实现对工业产品缺陷和问题的准确分析和判断，使工业产品中的问题
和缺陷得到及时有效解决，提高建筑工程建设质量，更好的满足建筑行业持续稳
定发展需要。

参考文献
[1]中国机械工程学会无损检测学会编著．渗透检测．北京：机械工业出版社，1985.
[2]郑文仪编著．渗透检测．北京：国防工业出版社，1981.
[3]中国机械工程学会无损检测学会编著．磁粉检测（第2版）．北京：机械
工业出版社，2004.。