常用无损检测方法简介

图2
冷加工
335 2016年 增刊1
www.metalworking1950.com
2016 第二届轨道交通先进金属加工及检测技术交流会
降低检测灵敏度。 施加渗透剂的过程中需保持工件表面湿润，使
其能够在毛细作用下尽可能深入到缺陷内部。渗透 完成后用适当的溶剂或乳化剂等擦除被检工件表面 多余的渗透剂，同时要避免过度去除导致缺陷内部 渗透剂也被去除。
无损检测技术
常用无损检测方法简介
中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 （江苏常州 213011） 张志平
【摘要】无损检测技术以其不对工件造成损害的特性而广泛应用于制造行业中，但不同的产品所适用的 无损检测方式也各有不同，本文就常见的五种无损检测技术做简单介绍，以期对初涉及无损检测行业的各 位有所帮助。
去除工件表面多余渗透剂后应尽快施加显像 剂，若使用湿显像剂，则需待表面完全干燥后再开 始计算显像时间，显像时间一般不低于10min。
到达显像时间后，应尽快对工件表面进行观 察，并对缺陷状态进行记录，观察时可以借助目视 检查时用到的一些工具，如放大镜等。
若渗透检测的残留物对产品质量或后续工序造 成影响，则应进行后清洗。将检测残留物去除干 净。
图3 磁粉检测原理及对不同缺陷的检出灵敏度对比 磁粉检测根据磁化时机分为连续法和剩磁法， 所谓连续法即边磁化边检测，在通电磁化的同时施 加磁粉进行检测。连续法适用于各种铁磁性材料， 灵敏度高，可发现工件的近表面缺陷，可用于湿法 检测和干法检测，但效率低且易受空间和工件形状 影响。剩磁法是利用铁磁性材料较大的矫顽力，在 去除磁化电流后依然保持较大的磁场强度，从而可
关键词：无损检测；应用范围；局限性
无损检测因其不影响产品本身而被广泛应用于 各类产品的检测。常用的无损检测方法有：目视检 测（VT）、渗透检测（PT）、磁粉检测（MT）、 射线检测（RT）及超声检测（UT），其中VT、 PT、MT用于检测产品的表面缺陷，而RT和UT用 于检测产品的内部缺陷。
1. 目视检测（VT） 目视检测主要用于检测工件外形或表面状态 是否符合要求，如外形尺寸、配合面状态等。 EN13018中将目视检测分为直接目视和间接目视两 种，直接目视指被检测区域到眼睛之间没有发生 光线的间断，不借助任何工具的检测以及借助放大 镜、内窥镜、光导纤维等光线传导介质的检测方法 均属于直接目视。而间接目视则指在检测过程中被 检测区与眼睛之间光线不连续的检测方法，如使用 拍照或摄像方式记录被检测区状态后，再通过眼睛 观看照片或视频来判定被检测区的方法属于不连续 检测。 目视检测最大的优点是成本低，可用于各种各 样产品的检测。因此广泛用于产品的初步质量判定
渗透检测的优点在于成本低，操作性好，灵敏 度高，对被检件的材质和形状没有特殊要求，可以 直观的检查到工件表面缺陷。但只能检测工件表面 的开口缺陷，不适用于表面疏松多孔材质的检测， 且检测效率较低，污染较大。
3. 磁粉检测（MT） 磁粉检测利用磁力线的闭合特性，当导磁介质 的磁导率发生变化时，使得磁力线路径改变，从而 导致磁场强度变化，磁粉在相应磁场中出现部分聚 集，反映出相应位置存在缺陷，如图3所示。
图6 超声波探伤原理
对于体积型缺陷，由于声波大多反射到探头以 外区域而导致不易检测，对于粗糙表面的工件由于 声波散射严重也不宜用超声波检测。
6. 结语 综上所述，将五种常见无损检测方法的适用性 及优缺点归纳如附表所示。
常见无损检测方法对比
检测方法
检验缺陷范围
优点
Hale Waihona Puke Baidu
缺点
目视检测
表面缺陷
成本低
仅适用于外观表面的检验
和一些非重要工件或结构的最终判定。 2. 渗透检测（PT） 渗透检测的原理是在工件表面施加渗透剂，利
用工件毛细作用渗透到表面狭窄的开口缺陷内，去 除表面多余的渗透剂后，在工件表面施加显像剂， 再次利用毛细作用使已渗透到缺陷内部的渗透剂反 渗到工件表面，从而可以直观地观察缺陷，达到检 测的目的。
图1 渗透检测检测表面开口缺陷原理 渗透检测的标准工作程序如图2所示：预清洗 可以通过打磨、喷丸等方法机械清洗，也可以通过 使用清洗剂等化学方法清洗，主要目的是去除工件 表面的油污、锈迹等可能对检测灵敏度造成影响的 因素。预清洗后应保证工件表面完全洁净并干燥以 免有残余杂质遮蔽缺陷的表面开口或与渗透剂反应
336 2016年 增刊1 www.metalworking1950.com
冷加工
无损检测技术
图5 X射线能量对不同材料的穿透能力
分析达到探测缺陷的目的，如图6所示。 超声波本身具有很好的穿透力与定向性，因此
可用于大厚度工件的检测，且利用不同形式的探头 可以检测位于不同平面上的缺陷，并可以确定其深 度与尺寸、对于面积型缺陷具有很好的检出灵敏 度。
渗透检测
表面开口缺陷
灵敏度高，不受空间限 不能用于表面疏松材质的检验，效率低，污染
4. 射线检测（RT） 射线检测是利用高能量的射线在不同介质中能 量衰减的差异在底片上获得不同的曝光度来体现被 检工件内部缺陷的一种技术，如图4所示。
图4 射线检测工作图示 常用的射线多为X射线，由高压下产生的高速 电子流撞击金属靶形成，射线的穿透力强，但能量 衰减明显，因此不同厚度的工件需要设定不同的管 电压，以此来获取合适的射线能量，得到清晰的底 片影像，如图5所示。 射线检测对体积型缺陷的检出灵敏度非常好， 可以直观的显示工件内部缺陷的形态、位置和类 型，且可以保留底片以便后期查阅核对。 但其对于其安全防护要求很高，从工作场地的 防护到人员安全的防护均需做到万无一失。 5. 超声检测（UT） 超声检测基于超声波传播时在异种介质界面上 产生反射、折射等特性，通过对反射波进行监测与
以进行磁粉检测。剩磁法几乎不受空间位置的限 制，效率高，重复性好，易实现自动化控制，其局 限性在于只适合于湿法磁粉检测，不能多向磁化， 只能检测表面缺陷，对于近表面缺陷的检测灵敏度 很低。
磁粉检测的灵敏度与磁化方向有较大关系，如 当磁力线方向与缺陷的走向平行时，相当于该缺陷 具有极大的宽深比而不易被检出，所以使用磁粉检 测时，需要对工件至少在两个垂直的方向进行磁化 检测，以免造成漏检。