说说NDT：无损检测技术

无损检测分为常规检测技术和非常规检测技术。常规检测技术有：超声检测UltrasonicTesting（缩写UT）、射线检测Radiographic Testing（缩写RT）、磁粉检测Magnetic particle Testing（缩写MT）、渗透检验PenetrantTesting （缩写PT）、涡流检测Eddy current Testing（缩写ET）。非常规无损检测技术有：声发射Acoustic Emission(缩写AE)、红外检测Infrared（缩写IR）、激光全息检测HolographicNondestructive Testing（缩写HNT）等。

超声波声检测技术：

超声检测(UT）是工业上无损检测的方法之一。超声波进入物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，发射和接收器可对反射波进行分析，就能异常精确地测出缺陷来．并且能显示内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等。

二、超声波检测（UT）

1、超声波检测的定义：通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。

2、超声波工作的原理：主要是基于超声波在试件中的传播特性。a.声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件；b.超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；c.改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；d.根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。

3、超声波检测的优点：a.适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测；b.穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料，可检测厚度为1～2mm的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件；c.缺陷定位较准确；d.对面积型缺陷的检出率较高；e.灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷；f.检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场使用较方便。

4、超声波检测的局限性a.对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究；b.对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难；c.缺陷的位置、取向和形状对检测结果有一定影响；d.材质、晶粒度等对检测有较大影响；e.以常用的手工A型脉冲反射法检测时结果显示不直观，且检测结果无直接见证记录。

5、超声检测的适用范围a.从检测对象的材料来说，可用于金属、非金属和复合材料；b.从检测对象的制造工艺来说，可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等；c.从检测对象的形状来说，可用于板材、棒材、管材等；d.从检测对象的尺寸来说，厚度可小至1mm，也可大至几米；e.从缺陷部位来说，既可以是表面缺陷，也可以是内部缺陷。

射线检测技术：

radiographic testing；RT

是利用射线穿透物体来发现物体内部缺陷的探伤方法。

射线能使胶片感光或激发某些材料发出荧光。射线在穿透物体过程中按一定的规律衰减，利用衰减程度与射线感光或激发荧光的关系可检查物体内部的缺陷。

射线探伤分为X射线探伤、γ射线探伤、高能射线探伤和中子射线探伤。

射线对人体是有害的。探伤作业时，应遵守有关安全操作规程，应采取必要的防护措施。

X射线探伤装置的工作电压高达数万伏乃至数十万伏，作业时应注意高压的危险。

射线探伤（x、γ）方法（RT）

工业上常见的无损检测的方法之一。指使用电磁波对金属工件进行检测，同X线透视类似。射线穿过材料到达底片，会使底片均匀感光；如果遇到裂缝、洞孔以及气泡和夹渣等缺陷，将会在底片上显示出暗影区来。这种方法能检测出缺陷的大小和形状，还能测定材料的厚度。

x射线是由x射线管加高压电激发而成，可以通过所加电压，电流来调节x射线的强度。

γ射线是由放射性元素激发，强度不能调节，只随时间成指数倍减小。

射线探伤要用放射源发出射线，对人的伤害极大，操作不慎会导致人员受到辐射，患白血病的概率增加。操作人员应穿好防护服，并注意放射源的妥善保存。

磁粉探伤利用工件缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用，它利用了钢铁制品表面和近表面缺陷（如裂纹，夹渣，发纹等）磁导率和钢铁磁导率的差异，磁化后这些材料不连续处的磁场将发生崎变，形成部分磁通泄漏处工件表面产生了漏磁场，从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积——磁痕，在适当的光照条件下，显现出缺陷位置和形状，对这些磁粉的堆积加以观察和解释，就实现了磁粉探伤。

磁粉检测技术：

对被检工件进行磁化后，利用工件表面漏磁场吸附磁粉的现象，来判断工件有无缺陷的一种方法。不适用于非铁磁性材料。

磁粉检测原理

铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变 而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。 磁粉检测定义 磁粉检测(Magnetic Particle Testing,缩写符号为MT），又称磁粉检验或磁粉探伤，属于无损检测五大常规方法之一。[1]

磁粉检测特点

磁粉检测只能用于检测铁磁性材料的表面或近表面的缺陷，由于不连续的磁痕堆集于被检测表面上，所以能直观地显示出不连续的形状、位置和尺寸，并可大致确定其性质。

磁粉检测的灵敏度可检出的不连续宽度可达到0.1μm。综合使用多种磁化方法，磁粉检测几乎不受工件大小和几何形状的影响，能检测出工件各个方向的缺陷。

磁粉检测方法

磁粉检测是以磁粉做显示介质对缺陷进行观察的方法。根据磁化时施加的磁粉介质种类，检测方法分为湿法和干法；按照工件上施加磁粉的时间，检验方法分为连续法和剩磁法。

1.湿法和干法

磁粉悬浮在油、水或其他液体介质中使用称为湿法，它是在检测过程中，讲磁悬液均匀分布在工件表面上，利用载液的流动和漏磁场对磁粉的吸引，显示出缺陷的形状和大小。湿法检测中，由于磁悬液的分散作用及悬浮性能，可采用的磁粉颗粒较小。因此，它具有较高的检测灵敏度。特别适用于检测表面微小缺陷，例如疲劳裂纹、磨削裂纹等。湿法经常与固定式设备配合使用，也与移动和便携式设备并用。用于湿法的磁悬液可以循环使用。

干法有称干粉法，在一些特殊场合下，不能采用湿法进行检测时，而采用特制的干磁粉按程序直接施加在磁化的工件上，工件的缺陷处即显示出磁痕。干法检测多用于大型铸，锻件毛坯及大型结构件、焊接件的局部区域检查，通常与便携式设备配合使用。

2.连续法和剩磁法

（1）连续法 连续发又称附件磁场法或现磁法，是在外加磁场作用下，讲磁粉或磁悬液施加到工件上进行磁粉探伤。对工件的观察和评价可在外磁场作用下进行，也可在中断磁场后进行。

（2）剩磁法 剩磁法是先将工件进行磁化，然后在工件上浇浸悬液，待磁粉聚集后在进行观察。这是利用材料剩余磁性进行检测的方法，故称为剩磁法。

磁粉探伤

用磁粉显示的称为磁粉探伤，因它显示直观、操作简单、人们乐于使用，故它是最常用的方法之一。

漏磁探伤

不用磁粉显示的，习惯上称为漏磁探伤，它常借助于感应线圈、磁敏管、霍尔元件等来反映缺陷，它比磁粉探伤更卫生，但不如前者直观。由于目前磁力探伤主要用磁粉来显示缺陷，因此，人们有时把磁粉探伤直接称为磁力探伤，其设备称为磁力探伤设备。

磁粉检测技术的发展

磁粉检测技术发展简史

20世纪50年代，部分大型国有企业设立无损检测部门，新中国磁粉检测和渗透检测工作开始起步。

20世纪60年代，在仿制的基础上，研制出大型交流磁粉探伤机。设备与器材研制工作初露端倪。

1978年，中国机械工程学会无损检测分会磁粉、渗透检测专业委员会成立，并首次召开全国性技术交流会。

1982年，国内首次开办磁粉、渗透检测专业Ⅱ级人员培训班，结束了检测人员无证操作的历史。

20世纪80年代，随着改革开放的深入开展，通过引进吸收和再创新，我国的磁粉、渗透检测技术获得快速发展，迅速缩短了与先进国家间的差距。

20世纪90年代，标准化工作取得重要进展，磁粉、渗透检测技术标准化体系基本形成。

2000年以来，随着数字化技术的发展，磁粉、渗透检测技术开始进入半自动/自动化和图像化时代。

磁粉检测适用范围

1适用于检测铁磁性材料表面和近表面缺陷，例如：表面和近表面间隙极窄的裂纹和目视难以看出的其他缺陷。不适合检测埋藏较深的内部缺陷。

2适用于检测铁镍基铁磁性材料，例如：马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢材料，不适用于检测非磁性材料，例如：奥氏体不锈钢材料。

3适用于检测未加工的原材料（如钢坯）和加工的半成品、成品件及在役与使用过的工件。

4适用于检测管材棒材板材形材和锻钢件铸钢件及焊接件。

5适用于检测工件表面和近表面的延伸方向与磁力线方向尽量垂直的缺陷，但不适用于检测延伸方向与磁力线方向夹角小于20度的缺陷。

6.适用于检测工件表面和近表面较小的缺陷，不适合检测浅而宽的缺陷。

优缺点

优点：无损，操作简单方便，检测成本低。

缺点：对被检测件的表面光滑度要求高，对检测人员的技术和经验要求高，检测范围小检测速度慢。

渗透检测技术：

渗透检测(penetrant testing,缩写符号为PT），又称渗透探伤，是一种以毛细作用原理为基础的检查表面开口缺陷的无损检测方法。这种方法是五种常规无损检测方法（射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测）中一种，是一门综合性科学技术。

同其他无损检测方法一样，渗透检测也是以不损坏被检测对象的使用性能为前提，运用物理、化学、材料科学及工程学理论为基础，对各种工程材料、零部件和产品进行有效的检验，借以评价它们的完整性、连续性、及安全可靠性。磁粉检测是产品制造中实现质量控制、节约原材料、改进工艺、提供劳动生产率的重要手段，也是设备维护中不可或缺的手段。

着色渗透检测在特种设备行业及机械行业里应用广泛。特种设备行业包括锅炉、压力容器、压力管道等承压设备，以及电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施等机电设备。荧光渗透检测在航空、航天、兵器、舰艇、原子能等国防工业领域中应用特别广泛。

渗透检测的基本原理

渗透检测是基本与液体的毛细作用（或毛细现象）和固体染料在一定条件下的发光现象。

渗透检测的工作原理是：工件表面被施涂含有荧光染料或者着色染料的渗透剂后，在毛细作用下，经过一定时间，渗透剂可以渗入表面开口缺陷中；去除工作表面多余的渗透剂，经过干燥后，再在工件表面施涂吸附介质——显像剂；同样在毛细作用下，显像剂将吸引缺陷中的渗透剂，即渗透剂回渗到显像中；在一定的光源下（黑光或白光），缺陷处的渗透剂痕迹被显示（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。

方法

渗透检测方法，即在测试材料表面使用一种液态染料，并使其在体表保留至预设时限，该染料可为在正常光照下即能辨认的有色液体，也可为需要特殊光照方可显现的黄/绿荧光色液体。

此液态染料由于“毛细作用”进入材料表面开口的裂痕。毛细作用在染色剂停留过程中始终发生，直至多余染料完全被清洗。此时将某种显像剂施加到被检材质表面，渗透入裂痕并使其着色，进而显现。具备相应资质的检测人员可对该显现痕迹进行解析。

渗透探伤的分类

根据渗透剂和显像剂种类不同，检测方法可按照表1和表2进行分类：

表1

　　方法名称 　　渗透剂种类 　　方法代号 　　荧光渗透检测 　　水洗型荧光渗透剂 　　FA 　　后乳化型荧光渗透剂 　　FB 　　溶剂去除型荧光渗透剂 　　FC 　　着色渗透检测 　　水洗型着色渗透剂 　　VA 　　后乳化型着色渗透剂 　　VB 　　溶剂去除型着色渗透剂 　　VC

表2

　　方法名称 　　显像剂种类 　　方法代号 　　干式显像法 　　干式显像剂 　　D 　　湿式显像法 　　湿式显像剂 　　W 　　快干式显像剂 　　S 　　无显像剂显像法 　　不用显像剂 　　N

1、根据渗透剂所含染料成分分类

根据渗透剂所含染料成分，渗透检测分为荧光渗透检测法、着色渗透检测法和荧光着色渗透检测法，简称为荧光法、着色法、和荧光着色法三大类。渗透剂内含有荧光物质，缺陷图像在紫外线能激发荧光的为荧光法。渗透剂内含有有色染料，缺陷图像在白光或日光下显色的为着色发。荧光着色法兼备荧光和着色两种方法的特点，缺陷图像在白光或日光下能显色，在紫外线下又能激发出荧光。

2、根据渗透剂去除方法分类

根据渗透剂去除方法，渗透检测分为水洗型、后乳化型和溶剂去除型三大类。水洗型渗透法是渗透剂内含有一定量的乳化剂，工件表面多余的渗透剂可以直接用水洗掉。有的渗透剂虽不含乳化剂，但溶剂是水，即水基渗透剂，工件表面多余的渗透剂也可直接用水洗掉，它也属于水洗型渗透法。后乳化型渗透法的渗透剂不能直接用水从工件表面洗掉，必须增加一道乳化工序，即工件表面上多余的渗透剂要用乳化剂“乳化”后方能用水洗掉。溶剂去除型渗透法是用有机溶剂去除工件表面多余的渗透剂。

3、根据显像剂类型分类

根据显像剂类型，渗透检测氛围干式显像法、湿式显像法两大类。干式显像法是以白色微细粉末作为显像剂，施涂在清洗并干燥后的工件表面上。湿式显像法是将显像粉末悬浮于水中（水悬浮显像剂）或溶剂中（溶剂悬浮显像剂），也可将现象粉溶解于水中（水溶性显像剂）。此外，还有塑料薄膜显像法；也有不使用显像剂，实现自显像的。

渗透检测的一般步骤

1.被检物表面处理。

2.施加渗透液。

3.停滞一定时间。

4.表面渗透液清洗。

5.缺陷残留渗透液析出。

6.缺陷判定。

渗透检测的优点和局限性

渗透检测可以检测（钢、耐热合金、铝合金、镁合金、铜合金）和非金属（陶瓷、塑料）工件的表面开口缺陷，例如，裂纹、疏松、气孔、夹渣、冷隔、折叠和氧化斑疤等。这些表面开口缺陷，特别是细微的表面开口缺陷，一般情况下，直接目视检查是难以发现的。

渗透检测不受被控工件化学成分限制。渗透检测可以检查磁性材料，也可以检查非磁性材料；可以检查黑色金属，也可以检查有色金属，还可以检查非金属。

渗透检测不受被检工件结构限制。渗透检测可以检查焊接件或铸件，也可以检查压延件和锻件，还可以检查机械加工件。

渗透检测不受缺陷形状（线性缺陷或体积型缺陷）、尺寸和方向的限制。只需要一次渗透检测，即可同时检查开口于表面的所有缺陷。

但是，渗透检测无法或难以检查多孔的材料，例如粉末冶金工件；也不适用于检查因外来因素造成开口或堵塞的缺陷，例如工件经喷丸处理货喷砂，则可能堵塞表面缺陷的“开口”，难以定量的控制检测操作质量，多凭检测人员的经验、认真程度和视力的敏锐程度

涡流检测技术：

涡流检测（ET）的英文名称是：Eddy Current Testing

涡流检测

工业上无损检测的方法之一。给一个线圈通入交流电，在一定条件下通过的电流是不变的。如果把线圈靠近被测工件，像船在水中那样，工件内会感应出涡流，受涡流影响，线圈电流会发生变化。由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同，所以线圈电流变化的大小能反映有无缺陷。

原理

将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外（见图）。这时线圈内及其附近将产生交变磁场，使试件中产生呈旋涡状的感应交变电流，称为涡流。涡流的分布和大小，除与线圈的形状和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外，还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而，在保持其他因素相对不变的条件下，用一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化，可推知试件中涡流的大小和相位变化，进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形状、尺寸等)的变化或缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流，具有集肤效应，所检测到的信息仅能反映试件表面或近表面处的情况。

应用

按试件的形状和检测目的的不同，可采用不同形式的线圈,通常有穿过式、探头式和插入式线圈3种。穿过式线圈用来检测管材、棒材和线材，它的内径略大于被检物件，使用时使被检物体以一定的速度在线圈内通过，可发现裂纹、夹杂、凹坑等缺陷。探头式线圈适用于对试件进行局部探测。应用时线圈置于金属板、管或其他零件上，可检查飞机起落撑杆内筒上和涡轮发动机叶片上的疲劳裂纹等。插入式线圈也称内部探头，放在管子或零件的孔内用来作内壁检测，可用于检查各种管道内壁的腐蚀程度等。为了提高检测灵敏度，探头式和插入式线圈大多装有磁芯。涡流法主要用于生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤（这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传送的机械装置）、材质分选和硬度测量，也可用来测量镀层和涂膜的厚度。

优缺点

涡流检测时线圈不需与被测物直接接触，可进行高速检测,易于实现自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷,检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。

来自：飞机维修砖家