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一文详解五种常用的无损检测技术 测试机构汇总分享

日期:2021-08-26 14:25:58 浏览量:1300 标签: 无损检测

随着一些重大无损检测仪器的研制、开发列入国家发展专项计划,我国现在的无损检测技术已在一个比过去任何时候都高得多的平台上向前发展。无损检测指以不破坏被检测对象为前提,通过利用各类物理场来对被测结构内部的缺陷、性质、状态进行检测的方法。本文收集整理了一些无损检测的相关知识汇总,期望本文能对各位读者有比较大的参阅价值。

1、超声波检测技术

在弹性介质中(如固体、液体、气体)波源激发的纵波频率小于20Hz为次声波,20~20000Hz为声波,大于20000Hz为超声波。由于超声波可以穿透大多数材料,可以用做来探测材料内部及表面的缺陷。也可用在测量厚度等其他用途。

电源振荡激发高频声波,入射到构件后遇到缺陷超声波被反射、散射和衰减,由探头接收转换为电信号,再经放大显示,根据波型来判断缺陷的位置、大小和性质,并由相应的判定标准、规范来决定缺陷的危害程度。

(1)超声波探伤技术

①基本原理

超声波分为纵波、横波、表面波和板波。超声波探伤中广泛应用的是纵波,因为纵波的产生和接收比较容易。横波多用于焊缝的超声波探伤。表面波沿着金属表面进行传播,对表面缺陷非常敏感,用以探测复杂形状的表面缺陷。板波可对薄板进行检测。

超声波探伤系统由超声波探伤仪和探头组成,一般使用耦合剂,和探头接触的金属表面要进行打磨,形成光滑清洁的表面。

②超声波探伤方法

应用最广泛的方法是脉冲反射法。超声波发射进入被测金属,然后接收从缺陷反射回来的回波,用以判断缺陷的一种方法。又分为垂直探伤法,斜角探伤法。垂直探伤法主要用于铸件、锻件、板材和复合材料的检测。斜角探伤法主要用于探测焊缝、管件等内部缺陷。

③超声波探伤技术的应用特点

超声波探伤技术应用非常广泛,用以探测构件中的不连续性的缺陷,提供不连续三维位置的信息,给出可用来评估缺陷的数据。例如检测焊缝的缺陷,传动轴、高强螺栓及材料夹层的缺陷等。

其主要特点是:

①材料种类和厚度范围广泛。

②可提供缺陷的尺寸、深度、位置和性质,判断准确。

③对人身、材料无损害。

④便于携带,检测成本低,操作灵活、及时。

⑤要求操作人员知识水平和专业技能高。

(2)超声波测厚技术

利用超声波来检测材料的厚度,检查速度快。采用数字式超声波测厚仪可直接显示厚度。

高温下应使用高温压电测厚仪,并使用高温耦合剂,使用高温测厚仪应在标明的使用温度范围内使用。不适于不锈钢铸件等晶粒粗大材料的测量。

一文详解五种常用的无损检测技术 测试机构汇总分享

2、射线探伤技术

(1)基本原理

射线检查技术是常用的重要的检测技术,用以检测材料的内部缺陷。常用的射线有两种类型,即γ射线和X射线。

X射线--高速电子流射到某些固体表面(靶子)上时,产生特殊的射线(电磁波频率3×1016-20Hz,波长10-6~10-100cm)。

γ射线--放射性同位素(如60Co)可发射出波长很短的电磁波,即γ射线,速度达到光速。

射线具有极强的穿透能力,从材料的一个侧面照射,射线穿透材料,使另一面的胶片感光,显示出检测到的缺陷。还可转换成可见光,用电视摄像来显示探测到的缺陷。X射线计算机断层分析可确定缺陷的位置和空间尺寸。

(2)技术应用及特点

射线检测主要用于检查铸件的缩孔、气孔、非金属夹渣等,焊缝的不连续性缺陷等。

其特点是检测缺陷直观,底片可长期保存,适用材料的范围广,成本低,操作人员业务能力和经验水平较超声波检测要求低。

两种射线检验技术比较如下:

X射线检测技术-仪器尺寸大,不便于携带,穿透力较高,用于较厚材料(钢构件120mm),不衰减,可调节射线源强度,对人体有害,需要电源。

γ射线检测技术-仪器尺寸小,便于携带,穿透力强,用于厚壁材料(钢构件可达300mm),衰减,射线源强度不可调,对人体危害大,不需电源。

3、渗透检测技术

渗透检测技术是将渗透剂涂于清洁的被检查的部件表面上,如果表面有开放性缺陷时,渗透剂则渗透到缺陷中去,去除表面多余的渗透剂,再涂以显影剂,缺陷就显现出痕迹,采用天然光或紫外线光观察,判断缺陷的种类和大小。

(1)基本操作方法

①清洗:去除金属表面的油污、锈斑及涂料等,待干燥。

②涂以渗透剂:大约5分钟后,将表面的渗透剂用水或溶剂清除。

③显像:将显影剂喷涂在金属表面上,干燥后如有缺陷很快就显示出来。如使用荧光显影剂,则使用紫外线照射下观察缺陷。

④清除表面的显影剂:注意有些渗透剂可能含氯化物,不能用于奥氏体不锈钢。

(2)适用范围

渗透探伤适用于检测各种材料和各种形状的构件表面缺陷。其设备简单,便于携带,操作简单易学,检测的效果直观,成本低廉,用于表面开放型的缺陷。只对缺陷做出定性判断,凭经验对缺陷的深度做出粗略的估计。

4、磁粉检测技术

磁粉探伤技术的基本原理是将铁磁性材料(铁、鈷、镍)置于强磁场当中,使其磁化,如果其表面或近表面存在缺陷,就会有部分磁力线外溢形成漏磁场,对施加在其表面的磁粉产生吸附作用,磁粉缺陷部位显示出缺陷的痕迹,反映出缺陷的取向、位置和大小。

操作工艺:

①预处理,清除金属表面油污、涂料和铁锈等。

②磁化,根据构件的大小、形状及缺陷的可能类型选择磁化方法,按规程进行操作。

③施加磁粉,将磁粉或磁悬液施加在磁化的构件上。

④检查,如果使用非荧光磁粉,利用自然光观察磁粉的聚集的状态,判定缺陷的部位和大小等。使用荧光磁粉,则在暗室内利用紫外线照射检查。

⑤后处理,检查后进行退磁,清除磁粉等。

5、涡流探伤技术

涡流检测的基本原理是利用电磁感应来检测导电材料的缺陷。涡流检测探头或线圈使用交流电,其交变磁场诱发被测试的部件产生涡流电流,部件的缺陷引起涡流电流强度和分布状况的变化,并显示在阴极射线管或仪器上,根据测试涡流电流的变化来判定缺陷。

涡流探伤技术主要用于导电体(钢铁、有色金属、石墨)的表面及近表面缺陷的探伤,检查腐蚀、变形、厚度测量、材料分层等。可提供缺陷的深度尺寸。检查电站、原子能、化学工业、化肥工业等使用的锅炉、冷凝器、炉管、管道等设备的缺陷,如裂纹、腐蚀,变形等。采用涡流检测技术,检测速度快,准确性高,可进行定量检查,其厚度误差±0.05mm,还可以实现自动检测和记录,实现自动化和计算机的数据处理。但是,难于用于形状复杂的构件。

在我国无损检测技术已融入国家总体经济发展目标,新材料、新的制造技术、新加工方法的出现都向传统无损检测技术提出了挑战,而新传感器技术、云计算和大数据的出现则向传统无损检测理念本身提出了挑战。无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,其重要性已得到公认。

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