对常规无损检测方法选择的分析

对常规无损检测方法选择的分析

摘要：本文通过对常规无损检测方法选择的分析，探索无损检测控制的方法和手段、程序依据、过程系统、控制内容等，综合考虑无损检测方法互补的重要性。制定和采用技术先进、经济合理、安全可靠的无损检测方案，是检测质量控制的重要环节。检测质量控制应贯彻全面、全过程管理的思想，运用动态控制原理，从基础进行全过程分析是非常必要的。

关键词：无损检测检测方法

无损检测（简称NDT）是指对材料或工件实施一种不损害或不影响其未来使用性能或用途的检测手段。通过使用NDT，能发现材料或工件内部和表面所存在的缺欠，能测量工件的几何特征和尺寸等。NDT能应用于产品设计、材料选择、加工制造、成品检验、在役检查（维修保养）等多方面，在质量控制与降低成本之间能起最优化作用,NDT还有助于保证产品的安全运行和（或）有效使用。

1 常规NDT方法的特点及局限性

常规NDT方法包括：射线照相检测、超声检测、涡流检测、磁粉检测、渗透检测。

(1)射线照相探伤用于被检物内部的体积缺陷检测，如焊缝中的疏松、夹渣、气孔、缩孔等；显示结果直观、人为干扰因素少是它的

主要优点，探伤对象基本不受零件材料、形状、外廓尺寸的限制；主要局限是：三维结构二维成像，前后缺陷重叠；射线束夹角与被检裂纹取向不宜超过10°。

(2)超声探伤适用于被检物内部的面积型缺陷，如锻件中的裂纹、白点、分层和焊缝中的未融合等。主要优点是能定位缺陷的相对尺寸和坐标位置；适用焊缝、管材、板材等多种材料与制件的检测；检测大厚度件的能力超出其它方法；并且可携设备现场操作。但用纵波脉冲反射法对近表面与表面缺陷检测存在盲区；检测复杂形状的试件可实施性影响较大；操作者需具备有较丰富的实践经验。

(3)磁粉探伤可发现的主要缺陷有：各种裂纹、夹杂、夹渣、折叠、白点、分层、气孔、未焊透、疏松、冷隔等。主要能确定缺陷在被检物表面的形状、大小和位置，磁粉探伤机性能安全可靠，易于操作、对小开口至微米级的裂纹检测灵敏度高。只适用于非铁磁性材料及铁磁性材料的表面和近表面缺陷检测且对缺陷的深度较难定位。

(4)渗透探伤包括荧光渗透和着色渗透。适用于表面裂纹、折叠、冷隔、疏松等缺陷的检测。渗透检测在使用和控制方面都相对简单，对开度小至1微米的裂纹检测灵敏度很高。主要局限是：渗透液对零件和环境有污染，孔隙和表面粗糙会有附加背景产生，从而干扰检测结果的识别；另外它只局限于检出表面开口的缺陷；。

(5)涡流探伤可用于测量或鉴别电导率、磁导率、晶粒尺寸、热

处理状态等;检测折叠、裂纹、孔洞和夹渣等缺陷；测量非铁磁性金属基体上非导电涂层的厚度，或者铁磁性金属基体上非铁磁性覆盖层的厚度；还可用于金属材料分选、并检测其成分、微观结构和其他性能的差别。相对较低的灵敏度且只能检测导电材料限制了它的能力范围。进行高温状态下快速非接触检测是它的优点。

通过以上比较可见几种方法对缺陷的检出几率均有其局限性和能力范围，无损检测方法常规检测中，被检物内部的缺陷主要用射线照相探伤和超声探伤检测；被检物近表面和表面的缺陷主要用涡流探伤和磁粉探伤检测；被检物开口表面的缺陷主要用渗透探伤检测。

2 无损检测方法选择考虑的主要因素

由于物理量的变化与材料组织结构的异常不一定是一一对应的，因此，不能盲目地使用无损检测，否则不但不能提高产品的可靠性，而且要增加制造成本。因此必须掌握无损检测的理论基础，选用最适当的无损检测方法，应用正确的检测技术，在最适当的时机进行检测，正确评价检测获得的信息，才能充分发挥其效果。例如检测水利工程设备闸门中轴类锻造及冲压加工所产生的缺陷，不宜适用射线检测；对于表面淬火裂纹或由大厚板材组成的一、二类角型焊缝或组合焊缝表面缺陷等则应选用磁粉检测等。此外，无损检测的时机也是一个重要因素，例如经过焊接或热处理的某些材料会出现延迟断裂现象，即在加工或热处理后，经过几个小时甚至几天才产生裂纹。水利工程钢闸门标准规范也规定对有延迟裂纹倾向的钢材无损探伤应在焊接完

成24小时以后进行。因此，必须了解这些情况以确定探伤时间。

3 无损检测方法互补的重要性

无损检测的安全可靠性与被检工件的表面开头状态、材料、结构组成、所采用的物理的性质以及被检工件异常部位的性质、形状、大小、取向和检测装置的特性等关系很大，而且还受操作者人为因素、误差标定、表面粗度度、处理数据和作业环境等的影响，因此，不同的物理量需要根据不同情况进行选用，而且有时往往需要综合考虑几种不同物理量的变化情况，才能对材料组织结构的异常情况做出可靠的判断。可见，不管采用何种探伤方法，要100%检测出异常部位是有一定难度的，而且用不同的方法检测往往会得到不同的信息，因此几种方法的互相补充可以提高无损检测的可靠性。

具体方法的选择除综合考虑上面所述因素外，选择无损检测方法前还应认真做好预控工作，具体分析作业环境的各种因素。例如：确定对象在每一制造步骤后能否被接收（工序检测）、确定产品对验收标准的符合性（最终检测或成品检测）、确定正在应用的产品是否能够继续应用（在役检测）等。其次还应了解:（1）母材质量（力学性能、化学成分、热处理状态、板厚、坡口的制备）;（2）焊接方法及焊接条件（热输入量、预热温度、后热温度、焊接参数）;（3）焊接材料（化学成分、药皮类型、烘焙条件）;（4）焊缝金属（化学成分、金相组织、抗拉强度、塑性）;（5）接头形式（对接、角接、T字、板厚、旋焊层道数）;（6）拘束条件（拉伸拘束、弯曲拘束、残留应

力）;（7）焊后热处理;（8）施工环境等。另外还应分析焊接缺陷的形态、发生的部位（如焊缝金属、焊接热影响区、熔合区）、方位、尺寸、母材材质、缺陷发生的大概时间等。

为了提高无损检测结果的可靠性，必须选择适合于异常部位的检测方法、检测技术和检测规程，需要预计被检工件异常部位的性质，即预先分析被检工件的材质、加工类型、加工过程，必须预计缺陷可能是什么类型？什么形状？在什么部位？什么方向？然后确定最适当的检测方法和能够发挥检测方法最大能力的检测技术和检测规程。

准确掌握被检基体的各项参数，检测方法、时机选择正确。焊接电流、焊接电压、焊接速度、气流大小、坡口形式、不同板厚与晶片尺寸、斜率、K值、试块形式等指标的匹配相适应。无损检测缺陷定位、定量、定性才能精确。无损检测质量才有保证，从而更加保证设备整体质量。

参考文献

［1］GB/T11345钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结构的分级.

［2］GB/T3323钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级.