金屬材料無損檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)匯編（第2版）

無損檢測(cè)方法很多，據(jù)美國(guó)國(guó)家宇航局調(diào)研分析，其認(rèn)為可分為六大類約70余種。但在實(shí)際應(yīng)用中比較常見的有以下五種，也就是我們所說的常規(guī)的無損檢測(cè)方法：

常規(guī)檢測(cè)方法

目視檢測(cè)Visual Testing （縮寫 VT）；

超聲檢測(cè) Ultrasonic Testing（縮寫 UT）；

射線檢測(cè)Radiographic Testing（縮寫 RT）；

磁粉檢測(cè) Magnetic particle Testing（縮寫 MT）；

滲透檢測(cè) Penetrant Testing （縮寫 PT）；

渦流檢測(cè) Eddy Current Testing （縮寫 ET）；

聲發(fā)射 Acoustic emission （縮寫 AE）；

超聲波衍射時(shí)差法 Time Of Flight Diffraction（縮寫 TOFD）。

1、目視檢測(cè)（VT）

目視檢測(cè)，是國(guó)內(nèi)實(shí)施的比較少，但在國(guó)際上非常重視的無損檢測(cè)第一階段首要方法。按照國(guó)際慣例，目視檢測(cè)要先做，以確認(rèn)不會(huì)影響后面的檢驗(yàn)，再接著做四大常規(guī)檢驗(yàn)。例如BINDT的PCN認(rèn)證，就有專門的VT1、2、3級(jí)考核，更有專門的持證要求。經(jīng)過國(guó)際級(jí)的培訓(xùn)，其VT檢測(cè)技術(shù)會(huì)比較專業(yè)，而且很受國(guó)際機(jī)構(gòu)的重視。

VT常常用于目視檢查焊縫，焊縫本身有工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，都是可以通過目測(cè)和直接測(cè)量尺寸來做初步檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)咬邊等不合格的外觀缺陷，就要先打磨或者修整，之后才做其他深入的儀器檢測(cè)。例如焊接件表面和鑄件表面較多VT做的比較多，而鍛件就很少，并且其檢查標(biāo)準(zhǔn)是基本相符的。

2、射線照相法（RT）

是指用X射線或γ射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測(cè)方法，該方法是最基本的，應(yīng)用最廣泛的一種非破壞性檢驗(yàn)方法。

1、射線照相檢驗(yàn)法的原理：射線能穿透肉眼無法穿透的物質(zhì)使膠片感光，當(dāng)X射線或r射線照射膠片時(shí)，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產(chǎn)生潛影，由于不同密度的物質(zhì)對(duì)射線的吸收系數(shù)不同，照射到膠片各處的射線能量也就會(huì)產(chǎn)生差異，便可根據(jù)暗室處理后的底片各處黑度差來判別缺陷。

2、射線照相法的特點(diǎn)：射線照相法的優(yōu)點(diǎn)和局限性總結(jié)如下：

a.可以獲得缺陷的直觀圖像，定性準(zhǔn)確，對(duì)長(zhǎng)度、寬度尺寸的定量也比較準(zhǔn)確；

.檢測(cè)結(jié)果有直接記錄，可長(zhǎng)期保存；

c. 對(duì)體積型缺陷（氣孔、夾渣、夾鎢、燒穿、咬邊、焊瘤、凹坑等）檢出率很高，對(duì)面積型缺陷（未焊透、未熔合、裂紋等），如果照相角度不適當(dāng)，容易漏檢；

d.適宜檢驗(yàn)厚度較薄的工件而不宜較厚的工件，因?yàn)闄z驗(yàn)厚工件需要高能量的射線設(shè)備，而且隨著厚度的增加，其檢驗(yàn)靈敏度也會(huì)下降；

e.適宜檢驗(yàn)對(duì)接焊縫，不適宜檢驗(yàn)角焊縫以及板材、棒材、鍛件等；

f.對(duì)缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定比較困難；

g.檢測(cè)成本高、速度慢；

h.具有輻射生物效應(yīng)，能夠殺傷生物細(xì)胞，損害生物組織，危及生物器官的正常功能。

總的來說，RT的特性是——定性更準(zhǔn)確，有可供長(zhǎng)期保存的直觀圖像，總體成本相對(duì)較高，而且射線對(duì)人體有害，檢驗(yàn)速度會(huì)較慢。

無損檢測(cè)X光機(jī)

用于工業(yè)部門的工業(yè)檢測(cè)X光機(jī)通常為工業(yè)無損檢測(cè)X光機(jī)（無損耗檢測(cè)），此類便攜式X光機(jī)可 以檢測(cè)各類工業(yè)元器件、電子元件、電路內(nèi)部。例如插座插頭橡膠內(nèi)部線路連接，二極管內(nèi)部焊接等的檢測(cè)。BJI-XZ、BJI-UC等工業(yè)檢測(cè)X光機(jī)是可連接電腦進(jìn)行圖像處理的X光機(jī)，此類工業(yè)檢測(cè)便攜式X光機(jī)為工廠家電維修領(lǐng)域提供了出色的解決方案。

3、超聲波檢測(cè)（UT）

1、超聲波檢測(cè)的定義：通過超聲波與試件相互作用，就反射、透超聲波檢測(cè)[2]射和散射的波進(jìn)行研究，對(duì)試件進(jìn)行宏觀缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征，并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。

2、超聲波工作的原理：主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。

a.聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定的方式使超聲波進(jìn)入試件；

.超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征被改變；

c.改變后的超聲波通過檢測(cè)設(shè)備被接收，并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析；

d.根據(jù)接收的超聲波的特征，評(píng)估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。

3、超聲波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)：

a.適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種試件的無損檢測(cè)；

.穿透能力強(qiáng)，可對(duì)較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。如對(duì)金屬材料，可檢測(cè)厚度為1～2mm的薄壁管材和板材，也可檢測(cè)幾米長(zhǎng)的鋼鍛件；

c.缺陷定位較準(zhǔn)確；

d.對(duì)面積型缺陷的檢出率較高；

e.靈敏度高，可檢測(cè)試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷；

f.檢測(cè)成本低、速度快，設(shè)備輕便，對(duì)人體及環(huán)境無害，現(xiàn)場(chǎng)使用較方便。

4、超聲波檢測(cè)的局限性：

a.對(duì)試件中的缺陷進(jìn)行精確的定性、定量仍須作深入研究；

.對(duì)具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進(jìn)行超聲檢測(cè)有困難；

c.缺陷的位置、取向和形狀對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定影響；

d.材質(zhì)、晶粒度等對(duì)檢測(cè)有較大影響；

e.以常用的手工A型脈沖反射法檢測(cè)時(shí)結(jié)果顯示不直觀，且檢測(cè)結(jié)果無直接見證記錄。

5、超聲檢測(cè)的適用范圍：

a.從檢測(cè)對(duì)象的材料來說，可用于金屬、非金屬和復(fù)合材料；

.從檢測(cè)對(duì)象的制造工藝來說，可用于鍛件、鑄件、焊接件、膠結(jié)件等；

c.從檢測(cè)對(duì)象的形狀來說，可用于板材、棒材、管材等；

d.從檢測(cè)對(duì)象的尺寸來說，厚度可小至1mm，也可大至幾米；

e.從缺陷部位來說，既可以是表面缺陷，也可以是內(nèi)部缺陷。

4、磁粉檢測(cè)（MT）

1. 磁粉檢測(cè)的原理：鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出磁粉檢測(cè)[3]不連續(xù)性的位置、形狀和大小。

2. 磁粉檢測(cè)的適用性和局限性：

a.磁粉探傷適用于檢測(cè)鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄（如可檢測(cè)出長(zhǎng)0.1mm、寬為微米級(jí)的裂紋），目視難以看出的不連續(xù)性。

.磁粉檢測(cè)可對(duì)原材料、半成品、成品工件和在役的零部件檢測(cè)，還可對(duì)板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進(jìn)行檢測(cè)。

c.可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔和疏松等缺陷。

d.磁粉檢測(cè)不能檢測(cè)奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不能檢測(cè)銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。對(duì)于表面淺的劃傷、埋藏較深的孔洞和與工件表面夾角小于20°的分層和折疊難以發(fā)現(xiàn)。

5、滲透檢測(cè)（PT）

1.液體滲透檢測(cè)的基本原理：零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過一段時(shí)間，滲透液可以滲透進(jìn)表面開口缺陷中；經(jīng)去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，同樣，在毛細(xì)管的作用下，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下（紫外線光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被現(xiàn)實(shí)，（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

2.滲透檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)：

a.可檢測(cè)各種材料，金屬、非金屬材料；磁性、非磁性材料；焊接、鍛造、軋制等加工方式；

.具有較高的靈敏度（可發(fā)現(xiàn)0.1μm寬缺陷）

c.顯示直觀、操作方便、檢測(cè)費(fèi)用低。

3.滲透檢測(cè)的缺點(diǎn)及局限性：

a.它只能檢出表面開口的缺陷；

.不適于檢查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件；

c.滲透檢測(cè)只能檢出缺陷的表面分布，難以確定缺陷的實(shí)際深度，因而很難對(duì)缺陷做出定量評(píng)價(jià)。檢出結(jié)果受操作者的影響也較大。

6、渦流檢測(cè)（ET）

1.渦流檢測(cè)的基本原理：將通有交流電的線圈置于待測(cè)的金屬板上或套在待測(cè)的金屬管外（見圖）。這時(shí)線圈內(nèi)及其附近將產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使試件中產(chǎn)生呈旋渦狀的感應(yīng)交變電流，稱為渦流。渦流的分布和大小，除與線圈的形狀和尺寸、交流電流的大小和頻率等有關(guān)外，還取決于試件的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對(duì)不變的條件下，用一探測(cè)線圈測(cè)量渦流所引起的磁場(chǎng)變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進(jìn)而獲得有關(guān)電導(dǎo)率、缺陷、材質(zhì)狀況和其他物理量（如形狀、尺寸等)的變化或缺陷存在等信息。但由于渦流是交變電流，具有集膚效應(yīng)，所檢測(cè)到的信息僅能反映試件表面或近表面處的情況。

2.應(yīng)用：按試件的形狀和檢測(cè)目的的不同，可采用不同形式的線圈，通常有穿過式、探頭式和插入式線圈3種。穿過式線圈用來檢測(cè)管材、棒材和線材，它的內(nèi)徑略大于被檢物件，使用時(shí)使被檢物體以一定的速度在線圈內(nèi)通過，可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、凹坑等缺陷。探頭式線圈適用于對(duì)試件進(jìn)行局部探測(cè)。應(yīng)用時(shí)線圈置于金屬板、管或其他零件上，可檢查飛機(jī)起落撐桿內(nèi)筒上和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上的疲勞裂紋等。插入式線圈也稱內(nèi)部探頭，放在管子或零件的孔內(nèi)用來作內(nèi)壁檢測(cè)，可用于檢查各種管道內(nèi)壁的腐蝕程度等。為了提高檢測(cè)靈敏度，探頭式和插入式線圈大多裝有磁芯。渦流法主要用于生產(chǎn)線上的金屬管、棒、線的快速檢測(cè)以及大批量零件如軸承鋼球、汽門等的探傷（這時(shí)除渦流儀器外尚須配備自動(dòng)裝卸和傳送的機(jī)械裝置）、材質(zhì)分選和硬度測(cè)量，也可用來測(cè)量鍍層和涂膜的厚度。

3.優(yōu)缺點(diǎn)：渦流檢測(cè)時(shí)線圈不需與被測(cè)物直接接觸，可進(jìn)行高速檢測(cè)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但不適用于形狀復(fù)雜的零件，而且只能檢測(cè)導(dǎo)電材料的表面和近表面缺陷，檢測(cè)結(jié)果也易于受到材料本身及其他因素的干擾。

7、聲發(fā)射 AE

是一種新增的無損檢測(cè)方法，通過材料內(nèi)部的裂紋擴(kuò)張等發(fā)出的聲音進(jìn)行檢測(cè)。主要用于檢測(cè)在用設(shè)備、器件的缺陷即缺陷發(fā)展情況，以判斷其良好性。TOFD技術(shù)于20世紀(jì)70年代由英國(guó)哈威爾的國(guó)家無損檢測(cè)中心silk博士首先提出，其原理源于silk博士對(duì)裂紋尖端衍射信號(hào)的研究。在同一時(shí)期我國(guó)中科院也檢測(cè)出了裂紋尖端衍射信號(hào)，發(fā)展出一套裂紋測(cè)高的工藝方法，但并未發(fā)展出現(xiàn)在通行的TOFD檢測(cè)技術(shù)。 　TOFD技術(shù)首先是一種檢測(cè)方法，但能滿足這種檢測(cè)方法要求的儀器卻遲遲未能問世。詳細(xì)情況在下一部分內(nèi)容進(jìn)行講解。TOFD要求探頭接收微弱的衍射波時(shí)達(dá)到足夠的信噪比，儀器可全程記錄A掃波形、形成D掃描圖譜，并且可用解三角形的方法將A掃時(shí)間值換算成深度值。而同一時(shí)期工業(yè)探傷的技術(shù)水平?jīng)]能達(dá)到可滿足這些技術(shù)要求的水平。直到20實(shí)際90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)字化超聲探傷儀發(fā)展成熟后，研制便攜、成本可接受的TOFD檢測(cè)儀才成為可能。但即便如此，TOFD儀器與普通A超儀器之間還是存在很大技術(shù)差別。

8、超聲波衍射時(shí)差法 TOFD

是一種依靠從待檢試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)（主要是指缺陷）的“端角”和“端點(diǎn)”處得到的衍射能量來檢測(cè)缺陷的方法，用于缺陷的檢測(cè)、定量和定位。