金屬材料無損檢測方法標準匯編（第2版）圖書目錄

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

常規(guī)檢測方法

目視檢測Visual Testing （縮寫 VT）；

超聲檢測 Ultrasonic Testing（縮寫 UT）；

射線檢測Radiographic Testing（縮寫 RT）；

磁粉檢測 Magnetic particle Testing（縮寫 MT）；

滲透檢測 Penetrant Testing （縮寫 PT）；

渦流檢測 Eddy Current Testing （縮寫 ET）；

聲發(fā)射 Acoustic emission （縮寫 AE）；

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

1、目視檢測（VT）

目視檢測，是國內(nèi)實施的比較少，但在國際上非常重視的無損檢測第一階段首要方法。按照國際慣例，目視檢測要先做，以確認不會影響后面的檢驗，再接著做四大常規(guī)檢驗。例如BINDT的PCN認證，就有專門的VT1、2、3級考核，更有專門的持證要求。經(jīng)過國際級的培訓，其VT檢測技術會比較專業(yè)，而且很受國際機構的重視。

VT常常用于目視檢查焊縫，焊縫本身有工藝評定標準，都是可以通過目測和直接測量尺寸來做初步檢驗，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。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，并且其檢查標準是基本相符的。

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方法，該方法是最基本的，應用最廣泛的一種非破壞性檢驗方法。

1、射線照相檢驗法的原理：射線能穿透肉眼無法穿透的物質使膠片感光，當X射線或r射線照射膠片時，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對射線的吸收系數(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：射線照相法的優(yōu)點和局限性總結如下：

a.可以獲得缺陷的直觀圖像，定性準確，對長度、寬度尺寸的定量也比較準確；

.檢測結果有直接記錄，可長期保存；

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

d.適宜檢驗厚度較薄的工件而不宜較厚的工件，因為檢驗厚工件需要高能量的射線設備，而且隨著厚度的增加，其檢驗靈敏度也會下降；

e.適宜檢驗對接焊縫，不適宜檢驗角焊縫以及板材、棒材、鍛件等；

f.對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.檢測成本高、速度慢；

h.具有輻射生物效應，能夠殺傷生物細胞，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——定性更準確，有可供長期保存的直觀圖像，總體成本相對較高，而且射線對人體有害，檢驗速度會較慢。

無損檢測X光機

用于工業(yè)部門的工業(yè)檢測X光機通常為工業(yè)無損檢測X光機（無損耗檢測），此類便攜式X光機可 以檢測各類工業(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。BJI-XZ、BJI-UC等工業(yè)檢測X光機是可連接電腦進行圖像處理的X光機，此類工業(yè)檢測便攜式X光機為工廠家電維修領域提供了出色的解決方案。

3、超聲波檢測（UT）

1、超聲波檢測的定義：通過超聲波與試件相互作用，就反射、透超聲波檢測[2]射和散射的波進行研究，對試件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表征，并進而對其特定應用性進行評價的技術。

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設備被接收，并可對其進行處理和分析；

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

3、超聲波檢測的優(yōu)點：

a.適用于金屬、非金屬和復合材料等多種試件的無損檢測；

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

c.缺陷定位較準確；

d.對面積型缺陷的檢出率較高；

e.靈敏度高，可檢測試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷；

f.檢測成本低、速度快，設備輕便，對人體及環(huán)境無害，現(xiàn)場使用較方便。

4、超聲波檢測的局限性：

a.對試件中的缺陷進行精確的定性、定量仍須作深入研究；

.對具有復雜形狀或不規(guī)則外形的試件進行超聲檢測有困難；

c.缺陷的位置、取向和形狀對檢測結果有一定影響；

d.材質、晶粒度等對檢測有較大影響；

e.以常用的手工A型脈沖反射法檢測時結果顯示不直觀，且檢測結果無直接見證記錄。

5、超聲檢測的適用范圍：

a.從檢測對象的材料來說，可用于金屬、非金屬和復合材料；

.從檢測對象的制造工藝來說，可用于鍛件、鑄件、焊接件、膠結件等；

c.從檢測對象的形狀來說，可用于板材、棒材、管材等；

d.從檢測對象的尺寸來說，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（MT）

1. 磁粉檢測的原理：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，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[3]不連續(xù)性的位置、形狀和大小。

2. 磁粉檢測的適用性和局限性：

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

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

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

d.磁粉檢測不能檢測奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不能檢測銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。對于表面淺的劃傷、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（PT）

1.液體滲透檢測的基本原理：零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細管作用下，經(jīng)過一段時間，滲透液可以滲透進表面開口缺陷中；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，（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

2.滲透檢測的優(yōu)點：

a.可檢測各種材料，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、檢測費用低。

3.滲透檢測的缺點及局限性：

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.滲透檢測只能檢出缺陷的表面分布，難以確定缺陷的實際深度，因而很難對缺陷做出定量評價。檢出結果受操作者的影響也較大。

6、渦流檢測（ET）

1.渦流檢測的基本原理：將通有交流電的線圈置于待測的金屬板上或套在待測的金屬管外（見圖）。這時線圈內(nèi)及其附近將產(chǎn)生交變磁場，使試件中產(chǎn)生呈旋渦狀的感應交變電流，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外，還取決于試件的電導率、磁導率、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不變的條件下，用一探測線圈測量渦流所引起的磁場變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進而獲得有關電導率、缺陷、材質狀況和其他物理量（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，所檢測到的信息僅能反映試件表面或近表面處的情況。

2.應用：按試件的形狀和檢測目的的不同，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管材、棒材和線材，它的內(nèi)徑略大于被檢物件，使用時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試件進行局部探測。應用時線圈置于金屬板、管或其他零件上，可檢查飛機起落撐桿內(nèi)筒上和渦輪發(fā)動機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，可用于檢查各種管道內(nèi)壁的腐蝕程度等。為了提高檢測靈敏度，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、線的快速檢測以及大批量零件如軸承鋼球、汽門等的探傷（這時除渦流儀器外尚須配備自動裝卸和傳送的機械裝置）、材質分選和硬度測量，也可用來測量鍍層和涂膜的厚度。

3.優(yōu)缺點：渦流檢測時線圈不需與被測物直接接觸，可進行高速檢測，易于實現(xiàn)自動化，但不適用于形狀復雜的零件，而且只能檢測導電材料的表面和近表面缺陷，檢測結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方法，通過材料內(nèi)部的裂紋擴張等發(fā)出的聲音進行檢測。主要用于檢測在用設備、器件的缺陷即缺陷發(fā)展情況，以判斷其良好性。TOFD技術于20世紀70年代由英國哈威爾的國家無損檢測中心silk博士首先提出，其原理源于silk博士對裂紋尖端衍射信號的研究。在同一時期我國中科院也檢測出了裂紋尖端衍射信號，發(fā)展出一套裂紋測高的工藝方法，但并未發(fā)展出現(xiàn)在通行的TOFD檢測技術。 　TOFD技術首先是一種檢測方法，但能滿足這種檢測方法要求的儀器卻遲遲未能問世。詳細情況在下一部分內(nèi)容進行講解。TOFD要求探頭接收微弱的衍射波時達到足夠的信噪比，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掃時間值換算成深度值。而同一時期工業(yè)探傷的技術水平?jīng)]能達到可滿足這些技術要求的水平。直到20實際90年代，計算機技術的發(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差別。

8、超聲波衍射時差法 TOFD

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