無損檢測簡介

無損檢測就是Non Destructive Testing，縮寫是NDT（或NDE，non-destructive examination），也叫無損探傷，是在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，采用射線、超聲、紅外、電磁等原理技術并結合儀器對材料、零件、設備進行缺陷、化學、物理參數檢測的技術。

常見的如超聲波檢測焊縫中的裂紋。中國機械工程學會無損檢測學會是中國無損檢測學術組織，TC56是其標準化機構。 即：全國無損檢測標準化技術委員會。

無損檢測是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性已得到公認。而中國在1978年11月成立了全國性的無損檢測學術組織——中國機械工程學會無損檢測分會。

此外，冶金、電力、石油化工、船舶、宇航、核能等行業(yè)還成立了各自的無損檢測學會或協(xié)會；部分省、自治區(qū)、特別行政區(qū)、直轄市和地級市成立了?。ㄊ校┘墶⒌厥屑墴o損檢測學會或協(xié)會；東北、華東、西南等區(qū)域還各自成立了區(qū)域性的無損檢測學會或協(xié)會。

在無損檢測的基礎理論研究和儀器設備開發(fā)方面，中國與世界先進國家之間仍有較大的差距，特別是在紅外、聲發(fā)射等高新技術檢測設備方面更是如此。

常用的無損檢測方法：渦流檢測（ECT）、射線照相檢驗（RT）、超聲檢測（UT）、磁粉檢測（MT）和液體滲透檢測（PT）五種。其他無損檢測方法：聲發(fā)射檢測（AE）、熱像/紅外（TIR）、泄漏試驗（LT）、交流場測量技術（ACFMT）、漏磁檢驗（MFL）、遠場測試檢測方法（RFT）、超聲波衍射時差法（TOFD）等。

無損檢測是利用物質的聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷大小，位置，性質和數量等信息。與破壞性檢測相比，無損檢測有以下特點。

第一是具有非破壞性，因為它在做檢測時不會損害被檢測對象的使用性能；第二具有全面性，由于檢測是非破壞性，因此必要時可對被檢測對象進行100%的全面檢測，這是破壞性檢測辦不到的；第三具有全程性，破壞性檢測一般只適用于對原材料進行檢測，如機械工程中普遍采用的拉伸、壓縮、彎曲等，破壞性檢驗都是針對制造用原材料進行的。

對于產成品和在用品，除非不準備讓其繼續(xù)服役，否則是不能進行破壞性檢測的，而無損檢測因不損壞被檢測對象的使用性能。所以，它不僅可對制造用原材料，各中間工藝環(huán)節(jié)、直至最終產成品進行全程檢測，也可對服役中的設備進行檢測。

無損檢查目視檢測范圍：1、焊縫表面缺陷檢查。檢查焊縫表面裂紋、未焊透及焊漏等焊接質量。2、狀態(tài)檢查。檢查表面裂紋、起皮、拉線、劃痕、凹坑、凸起、斑點、腐蝕等缺陷。3、內腔檢查。當某些產品(如蝸輪泵、發(fā)動機等)工作后，按技術要求規(guī)定的項目進行內窺檢測。4、裝配檢查。當有要求和需要時，使用同三維工業(yè)視頻內窺鏡對裝配質量進行檢查;裝配或某一工序完成后，檢查各零部組件裝配位置是否符合圖樣或技術條件的要求;是否存在裝配缺陷。5、多余物檢查。檢查產品內腔殘余內屑，外來物等多余物。

無損檢測已不再是僅僅使用X 射線，包括聲、電、磁、電磁波、中子、激光等各種物理現(xiàn)象幾乎都被用做于了無損檢測，譬如：超聲檢測、渦流檢測、磁粉檢測、射線檢測、滲透檢測、目視檢測、紅外檢測、微波檢測、泄漏檢測、聲發(fā)射檢測、漏磁檢測、磁記憶檢測、熱中子照相檢測、激光散斑成像檢測、光纖光柵傳感技術，等等，而且還在不斷地開發(fā)和應用新的方法和技術。

一些看上去非常傳統(tǒng)的無損檢測方法，實際上也已經發(fā)展出了許多新技術，譬如：

射線檢測——傳統(tǒng)技術是：膠片射線照相（X 射線和伽馬射線）。新技術有：加速器高能X射線照相、數字射線成像（DR）、計算機射線照相（CR，類似于數碼照相）、計算機層析成像（CT）、射線衍射等等。

超聲檢測——傳統(tǒng)技術是：A 型超聲（A 掃描超聲，A 超）。新技術有：B 掃描超聲（B 超）、C 掃描超聲（C 超）、超聲衍射（TOFD）、相控陣超聲、共振超聲、電磁超聲、超聲導波等等。

1、非破壞性

非破壞性——是指在獲得檢測結果的同時，除了剔除不合格品外，不損失零件。因此，檢測規(guī)模不受零件多少的限制，既可抽樣檢驗，又可在必要時采用普檢。因而，更具有靈活性（普檢、抽檢均可）和可靠性。

2、互容性

互容性——即指檢驗方法的互容性，即：同一零件可同時或依次采用不同的檢驗方法；而且又可重復地進行同一檢驗。這也是非破壞性帶來的好處。

3、動態(tài)性

動態(tài)性——這是說，無損探傷方法可對使用中的零件進行檢驗，而且能夠適時考察產品運行期的累計影響。因而，可查明結構的失效機理。

4、嚴格性

嚴格性——是指無損檢測技術的嚴格性。首先無損檢測需要專用儀器、設備；同時也需要專門訓練的檢驗人員，按照嚴格的規(guī)程和標準進行操作。

5、檢驗結果的分歧性

檢驗結果的分歧性——不同的檢測人員對同一試件的檢測結果可能會有分歧。特別是在超聲波檢驗時，同一檢驗項目要由兩個檢驗人員來完成。需要“會診”。

概括起來,無損檢測的特點是：非破壞性、互容性、動態(tài)性、嚴格性以及檢測結果的分歧性等。

無損檢測方法很多，據美國國家宇航局調研分析，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幾種：

目視檢測（VT）

目視檢測，在國內實施的比較少，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。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。

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。

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γ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生潛影，由于不同密度的物質對射線的吸收系數不同，照射到膠片各處的射線強度也就會產生差異，便可根據暗室處理后的底片各處黑度差來判別缺陷。

總的來說，RT的定性更準確，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。

超聲波檢測（UT）

原理：通過超聲波與試件相互作用，就反射、透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。

適用于金屬、非金屬和復合材料等多種試件的無損檢測；可對較大厚度范圍內的試件內部缺陷進行檢測。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；而且缺陷定位較準確，對面積型缺陷的檢出率較高；靈敏度高，可檢測試件內部尺寸很小的缺陷；并且檢測成本低、速度快，設備輕便，對人體及環(huán)境無害，現(xiàn)場使用較方便。

但其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；并且缺陷的位置、取向和形狀以及材質和晶粒度都對檢測結果有一定影響，檢測結果也無直接見證記錄。

磁粉檢測（MT）

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，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。

適用性和局限性：

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；也可對原材料、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，可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點、折疊、冷隔和疏松等缺陷。

但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)。

滲透檢測（PT）

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，經過一段時間，滲透液可以滲透進表面開口缺陷中；經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)。

優(yōu)點及局限性：

滲透檢測可檢測各種材料，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），同時顯示直觀、操作方便、檢測費用低。

但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；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。

渦流檢測（ECT）

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。這時線圈內及其附近將產生交變磁場，使試件中產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。

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。插入式線圈也稱內部探頭，放在管子或零件的孔內用來作內壁檢測，可用于檢查各種管道內壁的腐蝕程度等。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。

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。

聲發(fā)射（AE）

通過接收和分析材料的聲發(fā)射信號來評定材料性能或結構完整性的無損檢測方法。材料中因裂縫擴展、塑性變形或相變等引起應變能快速釋放而產生的應力波現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。1950年聯(lián)邦德國J.凱澤對金屬中的聲發(fā)射現(xiàn)象進行了系統(tǒng)的研究。1964年美國首先將聲發(fā)射檢測技術應用于火箭發(fā)動機殼體的質量檢驗并取得成功。此后，聲發(fā)射檢測方法獲得迅速發(fā)展。這是一種新增的無損檢測方法，通過材料內部的裂紋擴張等發(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。

聲發(fā)射技術的應用已較廣泛?？梢杂寐暟l(fā)射鑒定不同范性變形的類型，研究斷裂過程并區(qū)分斷裂方式，檢測出小于 0.01mm長的裂紋擴展,研究應力腐蝕斷裂和氫脆，檢測馬氏體相變，評價表面化學熱處理滲層的脆性，以及監(jiān)視焊后裂紋產生和擴展等等。在工業(yè)生產中，聲發(fā)射技術已用于壓力容器、鍋爐、管道和火箭發(fā)動機殼體等大型構件的水壓檢驗，評定缺陷的危險性等級，作出實時報警。在生產過程中，用PXWAE聲發(fā)射技術可以連續(xù)監(jiān)視高壓容器、核反應堆容器和海底采油裝置等構件的完整性。聲發(fā)射技術還應用于測量固體火箭發(fā)動機火藥的燃燒速度和研究燃燒過程，檢測滲漏，研究巖石的斷裂，監(jiān)視礦井的崩塌，并預報礦井的安全性。

超聲波衍射時差法（TOFD）

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)探傷的技術水平沒能達到可滿足這些技術要求的水平。直到20世紀90年代，計算機技術的發(fā)展使得數字化超聲探傷儀發(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。是一種依靠從待檢試件內部結構（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。

非常規(guī)檢測方法

除以上指出的八種，還有以下三種非常規(guī)檢測方法值得注意：泄漏檢測 Leak Testing（縮寫LT）；相控陣檢測Phased Array（縮寫PA）；導波檢測Guided Wave Testing；

1.產品圖樣

圖樣是生產中使用的最基本的技術資料，也是加工、檢驗的依據。尤其在圖樣的技術要求中，往往規(guī)定了原材料、零件、產品的質量等級、具體要求以及是否需要作無損檢驗等等。

2.相關標準

生產企業(yè)往往要貫徹相關標準，如：企業(yè)標準、行業(yè)標準、國家標準、國際標準等等。這些都是產品加工的指導性文件，自然也是實施無損檢測的指導性文件。在具體標準中，往往詳細規(guī)定了檢驗對象、檢驗方法、檢驗規(guī)模等等。

3.技術文件

產品生產工藝部門下達的各種技術文件，如工藝規(guī)程、檢驗卡片、產品檢驗報告、返修單等等。有時還要追加或改變檢驗要求等等。

4.訂貨合同

某些產品的特殊檢驗要求、質量控制的條款，有時可能較詳細的強調在訂貨合同中，應引起特別注意。

在經典儀表管理中一直使用"校驗"這一名詞，現(xiàn)在在計量管理中，稱為"校準"。

校準(Calibration)是確定計量器具示值誤差(必要時也包括確定其他計量性能)的全部工作。

一、校準與檢定的異同

校準和檢定是兩個不同的概念，但兩者之間有密切的聯(lián)系。校準一般是用比被校計量器具精度高的計量器具(稱為標準器具)與被校計量器具進行比較，以確定被校計量器具的示值誤差，有時也包括部分計量性能，但往往進行校準的計量器具只需確定示值誤差，如果校準是檢定工作中示值誤差的檢定內容，那樣校準可說是檢定工作中的一部分，但校準不能視為檢定，況且校準對條件的要求亦不如檢定那么嚴格，校準工作可在生產現(xiàn)場進行，而檢定則須在檢定室內進行。

有人把校準理解為將計量器具調整到規(guī)定誤差范圍的過程，其實這是不夠確切的。雖然校準過程中可以調整，但調整又不等于校準。

二、校準的基本要求

校準應滿足的基本要求如下：

(1) 環(huán)境條件 校準如在檢定(校準)室進行，則環(huán)境條件應滿足實驗室要求的溫度、濕度等規(guī)定。校準如在現(xiàn)場進行，則環(huán)境條件以能滿足儀表現(xiàn)場使用的條件為準。

(2) 儀器 作為校準用的標準儀器其誤差限應是被校表誤差限的1/3~1/10。

(3) 人員 校準雖不同于檢定，但進行校準的人員也應經有效的考核，并取得相應的合格證書，只有持證人員方可出具校準證書和校準報告，也只有這種證書和報告才認為是有效的。

GB/T 40307-2021 無損檢測 材料織構的中子檢測方法，實施日期：2021/12/1

GB/T 11344-2021 無損檢測 超聲測厚，代替GB/T 11344-2008，實施日期：2021/12/1

GB/T 40332-2021 無損檢測 超聲檢測 超聲測厚儀性能特征和測試方法 實施日期： 2021/12/1

GB/T 23902-2021 無損檢測 超聲檢測 超聲衍射聲時技術檢測和評價方法，代替GB/T 23902-2009，實施日期：2021/12/1

GB/T 40324-2021 無損檢測 大直徑圓棒聚焦超聲檢測方法，實施日期：2021/12/1

GB/T 12604.6-2021 無損檢測 術語 渦流檢測，代替GB/T 12604.6-2008，實施日期：2021/12/1

GB/T 12604.7-2021 無損檢測 術語 泄漏檢測，代替GB/T 12604.7-2014，實施日期：2021/12/1

GB/T 40117-2021 無損檢測 無損檢測人員視力評價，實施日期：2021/12/1

GB/T 40336-2021 無損檢測 泄漏檢測 氣體參考漏孔的校準，實施日期：2021/12/1

GB/T 40335-2021 無損檢測 泄漏檢測 示蹤氣體方法，實施日期：2021/12/1 2100433B

參考資料：

《無損檢測―集成無損檢測―總則》（GB/T 38896-2020）有利于規(guī)范集成無損檢測技術方法，為集成無損檢測技術方法的實施，提供基本指導。 2100433B

《無損檢測―集成無損檢測―總則》（GB/T 38896-2020）規(guī)定了對材料及工件進行集成無損檢測的一般原則。該標準僅適用于可實施兩種及以上無損檢測方法的材料或工件。各種無損檢測方法可按照各自檢測標準執(zhí)行，亦可按照集成無損檢測方法的檢測標準執(zhí)行。該標準適用于以多種無損檢測技術相集成而成為其主要特征的集成無損檢測方法，不適用于以單一無損檢測技術與多個跨學科工業(yè)技術相集成而成為其主要特征的集成無損檢測方法。該標準為有關具體產品、設備、材料的集成無損檢測標準或檢測工藝規(guī)程的制定提供指導。