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無損檢測有哪些常見的檢測形式?

發布時間:2019-08-19   點擊次數:449次
 檢測形式
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,發現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,該方法是基本的,應用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,對人體及環境無害,現場使用較方便。
但其對具有復雜形狀或不規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,由于不連續性的存在,使工件表面和近表面的磁力線發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,可發現裂紋、夾雜、發紋、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現。
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。
優點及局限性:
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(可發現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,可發現裂紋、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。
聲發射(AE)
通過接收和分析材料的聲發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象稱為聲發射。1950年聯邦德國J.凱澤對金屬中的聲發射現象進行了系統的研究。1964年美國首先將聲發射檢測技術應用于火箭發動機殼體的質量檢驗并取得成功。此后,聲發射檢測方法獲得迅速發展。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展情況,以判斷其良好性。

聲發射技術的應用已較廣泛。可以用聲發射鑒定不同范性變形的類型,研究斷裂過程并區分斷裂方式,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,以及監視焊后裂紋產生和擴展等等。在工業生產中,聲發射技術已用于壓力容器、鍋爐、管道和火箭發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聲發射技術可以連續監視高壓容器、核反應堆容器和海底采油裝置等構件的完整性。聲發射技術還應用于測量固體火箭發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博士對裂紋衍射信號的研究。在同一時期我國中科院也檢測出了裂紋衍射信號,發展出一套裂紋測高的工藝方法,但并未發展出現在通行的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,計算機技術的發展使得數字化超聲探傷儀發展成熟后,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。
非常規檢測方法
除以上指出的八種,還有以下三種非常規檢測方法值得注意: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;
 

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