現(xiàn)代無損檢測技術(shù)第一章無損檢測概論

無損檢測的定義

無損檢測的特點無損檢測的方法無損檢測的目的和意義無損檢測的應(yīng)用領(lǐng)域和特點無損檢測的發(fā)展無損檢測的人員要求1.1無損檢測定義NDT(nondestructivetesting)NDE(nondestructiveevaluation)

無損檢測是利用聲、光、熱、電、磁和射線等與物質(zhì)的相互作用，在不損傷被檢物使用性能的情況下，探測材料、構(gòu)件或設(shè)備（被檢物）的各種宏觀的內(nèi)部或表面缺陷，并判斷其位置、大小、形狀和種類的方法。1.2無損檢測特點應(yīng)用物理為基礎(chǔ)

利用聲、光、熱、電、磁和射線與物質(zhì)的相互作用

多種方法被檢對象范圍廣

包括原材料、構(gòu)件和設(shè)備

應(yīng)用范圍廣檢測宏觀缺陷

在各種方法的檢測靈敏度內(nèi)

方法選擇檢測結(jié)果可靠

判斷位置、大小、形狀和種類

定位、定量和定性

1.3無損檢測方法

隨著現(xiàn)代物理學(xué)、材料科學(xué)、電子學(xué)和計算機技術(shù)的發(fā)展，無損檢測技術(shù)也獲得了迅速的發(fā)展。各種無損檢測方法的基本原理幾乎涉及到現(xiàn)代物理學(xué)的各個分支。有人按照不同的原理方法和不同的探測及信息處理方式，詳細地統(tǒng)計了已經(jīng)應(yīng)用和正在研究的各種無損檢測方法，總共達70余種。射線檢測

X射線、

射線、高能X射線、中子射線、質(zhì)子和電子射線等

聲和超聲檢測聲振動、聲撞擊、超聲脈沖反射、超聲透射、超聲共振、超聲成像、超聲頻譜、聲發(fā)射和電磁超聲等

電學(xué)和電磁檢測電阻法、電位法、渦流法、錄磁與漏磁、磁粉法、核磁共振、微波法、巴克豪森效應(yīng)和外激電子發(fā)射等

力學(xué)和光學(xué)檢測

目視法和內(nèi)窺鏡法、熒光法、著色法、脆性涂層、光彈性覆膜法、激光全息攝影干涉法、泄漏檢測、應(yīng)力測試等熱力學(xué)方法熱電動勢法、液晶法、紅外線熱圖等化學(xué)分析方法電解檢測法、激光檢測法、離子散射、俄歇電子分析和穆斯鮑爾譜等

無損檢測的五大常規(guī)方法（GB/T5616-06）

超聲檢測UT(ultrasonictesting)射線檢測RT(radiographictesting)磁粉檢測MT(magneticparticletesting)渦流檢測ET(eddycurrenttesting)滲透檢測PT(liquidpenetranttesting)五大常規(guī)方法的適用性和局限性

超聲波和射線照相方法主要用于探測被檢物的內(nèi)部缺陷；磁粉和渦流方法用于探測被檢物的表面和近表面缺陷；滲透方法僅用于探測被檢物表面開口缺陷。

每種無損檢測方法，均有其優(yōu)點和局限性，方法對缺陷的檢出率既不會是100%，檢測結(jié)果也不會完全相同。實踐中，必須針對性地選擇最合適的檢測方法和檢測規(guī)范。1.4無損檢測目的和意義

大概念現(xiàn)代制造技術(shù)的要求：質(zhì)量問題百年大計。具體目的必須根據(jù)被檢測的工件的狀態(tài)來確定檢測的目的，同時考慮采用哪種檢測方法和檢測規(guī)范來達到預(yù)定的目的。通常無損檢測有以下幾方面的目的。１）確保工件或設(shè)備質(zhì)量，保證設(shè)備安全的運行：用無損檢測來保證產(chǎn)品質(zhì)量，使之在規(guī)定的使用條件下，在預(yù)期的使用壽命內(nèi)，產(chǎn)品的部件或者整體都不會發(fā)生破損，從而防止設(shè)備和人身事故。例1：鍋爐、壓力容器的無損檢測，從原材料的無損檢測開始，到成品、安裝質(zhì)量、在用設(shè)備的無損檢測，都是為了盡量減少其發(fā)生損壞、引起事故的可能性。２）改進制造工藝無損檢測不僅僅是要把工件中的缺陷檢測出來，而且應(yīng)該幫助改進制造工藝。可以先根據(jù)預(yù)定的制造工藝制作試樣或試制品，對試樣或試制品進行無損檢測，用無損檢測（或破壞性檢測）來評判制造樣品的工藝是否合適，通過改進工藝，直到獲得滿足質(zhì)量要求的產(chǎn)品。體現(xiàn)了全面質(zhì)量管理的思想。例1：焊接某種壓力容器，為了確定焊接規(guī)范，可以根據(jù)預(yù)定的焊接規(guī)范制成試樣，然后用射線照相檢查試樣焊縫，隨后根據(jù)探傷結(jié)果，修訂焊接規(guī)范，最后確定能夠達到質(zhì)量要求的焊接規(guī)范。３）降低制造成本在產(chǎn)品制造過程中，適當(dāng)而且正確地進行無損檢測，就能防止工件在最后加工完成后報廢，白白浪費材料、工時和能源，從而降低了制造成本。例如，焊接某容器，不是把整個容器焊完后才無損檢測，而是在焊接前對原材料及焊接完工前的中間工序先進行無損檢測，前期發(fā)現(xiàn)的缺陷，及時進行修補。這樣就可以節(jié)約原材料和工時費，達到降低制造成本的目的。1.5無損檢測應(yīng)用領(lǐng)域和特點

應(yīng)用領(lǐng)域機械制造、石油化工、運輸、造船、核能、冶金、航空、航天、鐵道、電力、安全監(jiān)察系統(tǒng)，建筑、汽車、游藝機鹽田港二期工程

深圳市重點工程，檢測內(nèi)容包括螺旋焊管樁（1.6萬噸）、出口大門、冷藏箱鋼走道、燈塔、焊接鋼軌道（上圖左側(cè)為焊接鋼軌道的r射線拍片，上圖右側(cè)為螺旋焊管的X射線拍片）。

自動檢測深圳市文化中心

深圳市四大重點文化工程之一，該工程黃金樹中采用了造型復(fù)雜的鑄鋼節(jié)點（下圖），枝桿最高達10個。鋼結(jié)構(gòu)總重4000余噸。

為46層鋼混結(jié)構(gòu)，建筑總高度達到228米。（圖右為NDT工程師正在做鋼柱的超聲檢測）。

羅湖商務(wù)大廈應(yīng)用特點除前面定義的特點之外，無損檢測應(yīng)用時，應(yīng)掌握以下幾方面的應(yīng)用特點：１）無損檢測要與破壞性檢測相配合對一個工件、材料、機器設(shè)備的評價，必須把無損檢測的結(jié)果與破壞性檢測（解剖和爆破試驗）互相對比和配合，才能作出準(zhǔn)確的評定。２)正確選用實施無損檢測的時間在進行無損檢測時，必須根據(jù)無損檢測的目的，正確選用無損檢測實施的時間。例如：要檢查高強鋼焊縫有無延遲裂紋，無損檢測實施的時間，就應(yīng)安排在焊接后一晝夜以后進行。３）正確選用最適當(dāng)?shù)臒o損檢測方法無損檢測方法本身特點所限，缺陷不能完全檢出。為了提高檢測結(jié)果的可靠性，必須在檢測前，根據(jù)被檢物的材質(zhì)、加工種類、加工過程或使用過程，預(yù)計可能產(chǎn)生什么類型、什么形狀、在什么部位以及什么方向的缺陷，根據(jù)無損檢測方法各自的特點選擇最合適的檢測方法。４）綜合應(yīng)用各種無損檢測方法，提高可靠性。任何一種無損檢測方法都不是萬能的，因此，如果必要，可同時采用幾種方法，以便保證各種檢測方法互相取長補短。還應(yīng)利用無損檢測以外的其他檢測所得的信息，利用有關(guān)材料、焊接、加工工藝的知識及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的知識，綜合起來進行判斷。檢測的目的不是片面地追求那種過高要求的產(chǎn)品“高質(zhì)量”，而是在保證充分安全性的同時要保證產(chǎn)品的經(jīng)濟性。1.6無損檢測的發(fā)展1）由定性檢測逐步向定量檢測與評價過渡和發(fā)展用斷裂力學(xué)等原理來確定極限壽命設(shè)計思想的出現(xiàn)，導(dǎo)致美國等一些發(fā)達國家在近年來較大幅度地增加無損檢測與評價技術(shù)的研究經(jīng)費，以開展缺陷的定量測定。由原來的探傷技術(shù)發(fā)展成測傷技術(shù)。檢測時不僅要求探測出缺陷的有無及位置，而且還要測定出缺陷的類型、尺寸、形狀和取向。

2）發(fā)展新材料和特異形構(gòu)件新的無損檢測與評定方法和技術(shù)

隨著材料科學(xué)和工程技術(shù)的發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出一些新材料和異型結(jié)構(gòu)件。對它們的無損檢測與評價，用原有的技術(shù)和方法常常難以進行或達不到要求。比如各種復(fù)合材料，某些工程陶瓷材料、特殊的高分子材料、粗大晶粒材料、混凝土及一些異型工件特殊部位的檢測等。對于這些材料和工件的檢測，必須研究一些新的方法和技術(shù)。3）發(fā)展自動化無損檢測與評價系統(tǒng)

自動化無損檢測技術(shù)比非自動化無損檢測能提供更好的重復(fù)性、結(jié)果一致性和檢測的可靠性，降低了對操作人員操作技術(shù)高度熟練的要求，減少人為誤差的幾率。值得指出的是，由于判斷的復(fù)雜性，無損檢測與評價的自動化，在目前并沒有達到完全可以取代人工操作的地步，實現(xiàn)完全自動化還是人們長遠的奮斗目標(biāo)。

4）由材料和產(chǎn)品的單純無損檢測與評價發(fā)展為與生產(chǎn)工藝和設(shè)計的綜合應(yīng)用

無損檢測與評價的目的，不僅僅是要把不合格的廢品挑選出來，而且要發(fā)展無損檢測與評價技術(shù)在改進生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品設(shè)計方面的綜合應(yīng)用，減少廢品，提高成品率。5）發(fā)展多方法多功能的綜合檢測與評價系統(tǒng)無損檢測與評價的各種方法，每一種都有其各自的特點，同時也存在各自的不足，不管哪一種都不是萬能的。為了更準(zhǔn)確更全面地檢測與評價材料和產(chǎn)品的質(zhì)量性能，人們開始注意由多種方法組成的多功能綜合檢測與評價系統(tǒng)的研究開發(fā)。

6）加強檢查標(biāo)準(zhǔn)和判廢標(biāo)準(zhǔn)的研究和建立，大力開展人員培訓(xùn)和等級資格認(rèn)證考核工作。7）開展無損檢測與評價的“技術(shù)經(jīng)濟”研究。無損檢測與評價在生產(chǎn)中是需要一定的投資的，在一個產(chǎn)品的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，如何分配投入無損檢測的力量，使其產(chǎn)品質(zhì)量得到最佳保證，而且投資最少，在生產(chǎn)過程中因避免浪費而獲得的直接經(jīng)濟效益最大。

1.7NDT人員要求

1）必須掌握不同制造方法可能產(chǎn)生的缺陷，并能選擇最適于發(fā)現(xiàn)這種缺陷的無損檢測方法。例如，要發(fā)現(xiàn)鍛造及沖壓加工所產(chǎn)生的缺陷，不宜采用射線探傷。對于表面淬火裂紋，則宜采用磁粉探傷。2）必須具備關(guān)于缺陷對材料性能影響方面的豐富知識，根據(jù)無損檢測的結(jié)果來判定材料及構(gòu)件是否滿足性能要求。例如，即使有了缺陷存在，只要它并不使性能下降，就不應(yīng)把工件作判廢處理。

3）還要熟悉設(shè)計并具有力學(xué)（應(yīng)力）方面的知識，了解一個構(gòu)件各個部位所受的應(yīng)力和缺陷的相關(guān)性。4）無損檢測人員必須經(jīng)過專門的專業(yè)培訓(xùn)，并通過資格認(rèn)證，獲取資格證書。

目前我國對無損檢測人員的技術(shù)資格鑒定是按不同的檢測方法來分別進行的。常見的有：超聲波探傷（UT）