无损检测技术的发展概述及认识

无损检测技术的发展概述及认识

摘要：本文概述了无损检测与评估技术在国内外的研究现状，提出了无损检测与评估技术存在的问题和不足，最后分析了无损检测与评估技术的发展趋势。

关键词：无损检测；探伤；发展概况；

一、引言

任何设备或构件自身都可能有各种缺陷，关键是这种缺陷是否发展、发展得快慢及最后的危害如何。国内与国际上对承压类特种设备所含缺陷的危害性进行了大量的研究并取得了长足进展，同时，无损检测技术的发展，为人们的研究提供了新的方法和手段，对含缺陷焊接特种设备安全评定已成为可能。而在进行评定分析时，结构缺陷的准确定位与定量是一个关键问题，因为缺陷对焊接结构的完整性起着重要作用。为保证设备服役时的安全性，通常采用的方法是利用无损检测手段对设备进行检查，再应用安全评价分析技术和手段对检查得到的缺陷进行安全评定。可见，锅炉、压力容器安全评定与爆炸预防等技术应用的基本前提是无损检测技术。本文对工业中常用的无损检测原理及特点进行分析，概述了无损检测与评估技术在国内外的研究现状，提出了无损检测与评估技术存在的问题和不足，最后分析了无损检测与评估技术的发展趋势。

二、工业常用无损检测原理及特点分析

2.1射线检测技术

原理：射线探伤法是利用射线透过物体时, 会发生吸收和散射这一特性, 通过测量材料中因缺陷存在而影响射线的吸收来探测缺陷的, 有缺陷部位对射线的衰减减弱, 运用胶片的照相原理浏黄穿透工件后射线的强度变化, 从而, 测量出工件内部缺陷大小、数和性质的一种方法。该方法是最基本的、应用最广泛的一种射线检测方法。常用于探伤的射线有X 光和同位素发出的γ射线，分别称为X光探伤和γ射线探伤。一般情况下，射线探伤是不易发现裂纹的，或者说，射线探伤对裂纹是不敏感的。因此，射线探伤对气孔、夹渣、未焊透等体积型缺陷最敏感。即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤，而不适宜面积型缺陷探伤。2.2超声波检测技术

原理：超声波检测主要用于探测试件的内部缺陷, 所谓超声波是指超过人耳听觉、频率大于20 的声音。目前用的最多的探伤方法是脉冲反射法。脉冲反射法在探伤时用纵波或者横波把超声波射入被检物的一面, 然后在同一面接收从缺陷处反射回来的回波, 根据回波情况判断缺陷的情况。通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收(缺陷)界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。根据超声波在介质中传播的速度(常称声速)和传播的时间，就可知道缺陷的位置。当缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可根据反射能量的大小来查知各缺

陷(当量)的大小。常用的探伤波形有纵波、横波、表面波等。前者适用于探测内部缺陷；后者适宜于探测表面缺陷，但对表面的条件要求高，不平或粗糙的表面会影响耦合和扫查, 从而影响检测精度和可靠性。

2.3磁粉检测技术

原理：铁磁性材料被磁化后，其内部产生很强的磁感应强度，磁力线增大几百倍到几千倍, 如果材料中存在不连续性缺陷, 磁力线会发生畸变，由于缺陷中空气介质的磁导率远远低于试件的磁导率，使磁力线受阻，一部分磁力线挤到缺陷的底部，一部分穿过裂纹，一部分排挤出工件的表面再进入工件。如果这时在工件上撒上磁粉，漏磁场就会吸附磁粉，形成与缺陷形状相近的磁粉堆积。我们称之为磁痕，从而显示缺陷。磁粉是一种磁性强的徽细铁粉，通常有黑色的、株色的勺和灰白色的纯铁三种。操作简单，检查迅速, 灵教度高，适用于徽性工件表面及近表面缺陷的检。探伤前应除去表面的油漆、涂抖及铁锈, 以免防碍磁粉的附看。

2.4渗透检测技术

原理：渗透检测技术又称着色检测技术，是利用毛细现象来进行探伤的方法。对于表面光滑而清洁的零部件，用一种带色(常为红色)或带有荧光的、渗透性很强的液体，涂覆于待探零部件的表面。若表面有肉眼不能直接察知的微裂纹，由于该液体的渗透性很强，它将沿着裂纹渗透到其根部。然后将表面的渗透液洗去，再涂上对比度较大的显示液(常为白色)。放置片刻后，由于裂纹很窄，毛细现象作用显著，原渗透到裂纹内的渗透液将上升到表面并扩散，在白色的衬底上显出较粗的红线，从而显示出裂纹露于表面的形状。

2.5涡流检测技术

原理：在通有交流电i1的线圈周围有一交变磁场H1。如果被测导体位于该线圈之内，则导体表层因电磁感应就产生电涡流i2，电涡流又产生一个与磁场H1方向相反的次生磁场H2。由于磁场H2的反作用使通电线圈的有效阻抗发生变化，这种线圈阻抗的变化完整而且唯一地反映了待测物体的涡流效应。电涡流式传感器可以用来检查金属表面裂纹及伤痕。检测时使传感器与被测体相对移动并保持距离不变，如有裂纹出现，将引起金属电阻率、磁导率的变化，在裂纹处也会有位移值的变化，这些综合参数的变化将引起传感器参数的变化，从而通过测量传感器参数的变化即可达到探伤的目的。一般用于表面及近表面缺陷的检，检浏前应清除表面附若物。

三、我国无损检测技术发展概况

目前，我国已发展为世界上开展无损检测教育和培训工作比较好的国家之一，无损检测事业也站在了较高的起点上，并继续发展。但是我国无损检测技术的发展却是经过了一个艰辛的过程。在上个世纪的五十年代出，江南造船厂研制出电子管式超声波探伤仪，六十年代

后生产出成熟的市场产品，从此，开创了我国自主研制无损检测仪器的新篇章。1978年，无损检测学会诞生了，我国无损检测开始融入到世界无损检测的大家庭，成为我国无损检测发展史上的一个里程碑。在接下来的二十年里，我国无损检测学会和无损检测人员开放市场，开始引入国外的先进技术融入学会中，带动我国无损检测技术的发展。

自1895年发现射线，1900年射线在法国海关正式应用后，无损检测技术已历经一个多世纪的发展里程。新中国诞生后的50多年，我国的无损检测事业获得了长足的发展。早在建国后不久的上世纪五十年代初，我国已有相当一批科技人员在航空部门和科研机构从事射线、磁粉、渗透、超声等无损检测工作，其中不少工作是在苏联专家指导下进行的。国外早在二战期间无损检测技术即得以迅速发展并在1943年出现商品化的脉冲回波式超声波探伤仪。

我国也在上世纪五十年代初由江南造船厂研制出电子管式超声波探伤仪，虽然生产出成熟的市场产品是六十年代后的事情，但它却开创了我国自主研制无损检测仪器的新的一页。1978年无损检测学会的诞生是我国无损检测发展史上的一个里程碑。在中国从基本闭关型社会转变为对外开放型社会过程中，我国无损检测学会和广大无损检测人员就最早实施对外开放、采取积极措施融入世界无损检测大家庭。1978年无损检测学会诞生之际就同当时的西德无损检测学会签订了合作协议，为后来日益发展的国际交往和学术交流之奠定了良好的基础。上世纪八、九十年代，在中国从计划经济转变为市场经济过程中，我国无损检测学会和广大无损检测人员又最早开放无损检测市场、引入国外先进技术并将市场和竞争机制融入学会工作。

目前，我国已有3万多人获得中国无损检测学会颁发的等级证书，而获得锅炉压力容器、铁路、核电、航空航天和化工等工业部门颁发证书的人数远多于这一数字。例如，我国仅特种设备持证无损检测人员就达13万多人，从事无损检测的检验检测机构近1000多家，有一万多家特种设备制造和安装企业自身拥有专业无损检测人员开展无损检测工作。因此，我国每年对无损检测技术和仪器的需求十分强劲，在国际上已成为无损检测仪器最重要的市场之一。几乎所有的国外主要无损检测制造商都已进入中国抢占市场，开设中国公司、办事处、代表处，寻求代理商等。但另一方面，中国本身的无损检测设备器材制造以及无损检测工程技术也已经越来越多地引起国外无损检测界，特别是无损检测仪器制造商与无损检测用户的兴趣，来电来函进行技术咨询、求购设备器材和寻求培训者也日益增多。我国于1993年9月成功举办了第七届亚太地区无损检测会议，又将于2008年8月在上海举办第17届世界无损检测会议，这从一个侧面反映出我国的无损检测工作已得到世界公认，在世界无损检测界具有举足轻重的地位。

进入21世纪，我国在无损检测基本理论研究、无损检测设备的研制和生产上都处于世界先进水平。国内标准化近年来面貌焕然一新,锅炉、压力容器和压力管道“三位一体”的4730标准几经修订审议,终于闪亮推出,这是我国承压设备无损检测史上新的里程碑。我国