胡永貴

（四川省第十一建筑有限公司，四川 宜賓 644000 ）

如今，無損檢測技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于多個領(lǐng)域，不同的無損檢測技術(shù)也具有不同的特點(diǎn)，優(yōu)勢和劣勢也存在明顯差異。只有準(zhǔn)確把握不同無損檢測技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，方可將其合理應(yīng)用于不同領(lǐng)域，充分發(fā)揮其作用和價值。

1 常見無損檢測方法的分類及應(yīng)用

無損檢測是指在不破壞檢測對象外觀結(jié)構(gòu)與內(nèi)部組織，不損害檢測對象使用性能的前提條件下，利用材料內(nèi)部構(gòu)造缺陷引起的一系列物化反應(yīng)開展檢測工作。

1.1 射線檢測

射線檢測技術(shù)主要是指使用射線檢測零件內(nèi)部與外部性能的方法。該技術(shù)是利用不同射線穿透性和衰減程度的差異，將其投射于零件表面，以密度和厚度的差異完成檢測的方式。如檢測物質(zhì)密度較大，部分射線的吸收量較大，出現(xiàn)了較為顯著的篩衰減現(xiàn)象。而射線穿透空氣時，空氣吸收量明顯減少，此時觀察底片時會發(fā)現(xiàn)底片的光感程度較為明顯。通過底片的光感度判斷物體內(nèi)部是否存在質(zhì)量問題，也可結(jié)合感光程度確定缺陷的程度和位置。射線檢測技術(shù)在體積性缺陷檢測中十分常見。

1.2 超聲檢測

超聲檢測利用超聲波震動和介質(zhì)傳播，可從多個方向收集能量，收集穿透于介質(zhì)之中的震動，將震動轉(zhuǎn)變?yōu)槁暡?，聲波在介質(zhì)面中發(fā)生折射或反射等多種物理現(xiàn)象，檢測零件是否存在損傷。在工業(yè)檢測中，檢測用超聲波頻率主要在0.4-25 兆赫茲之間。精細(xì)材料及高敏感度材料主要以高頻率聲波檢測，粗糙、衰減明顯的材料則以低頻率聲波檢測。

合理利用超聲波檢測也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離深度檢測，其裝置較小，自重較輕。主要利用超聲波檢測，完成初步探傷。檢測的過程中需結(jié)合零件設(shè)計(jì)圖紙及焊接技術(shù)要求，做好前期規(guī)劃和檢測工作，準(zhǔn)確把握檢測知識和技能。初步探傷中，需認(rèn)真觀察顯示器上的波形，如波形錯誤或直接偏離正常軌道，要第一時間做好標(biāo)記，保障后續(xù)檢測的順利進(jìn)行。初步探傷后，應(yīng)采取有效措施開展精細(xì)探傷，在此過程中，采用同樣的方式檢查零件內(nèi)部和外部的性能。在二次檢測中，要深入探測損傷部位。依據(jù)焊接長度百分比計(jì)算所需數(shù)據(jù)的比例。且探傷中，需準(zhǔn)確掌握零件結(jié)構(gòu)，做到探傷的精細(xì)化分析。完成深度、精細(xì)探傷后，及時重復(fù)探傷，仔細(xì)檢查兩次探傷的結(jié)果，保證兩次探傷結(jié)果基本吻合。探傷結(jié)束后，可有效加快探傷的速度。

1.3 滲透檢測

滲透探傷是利用毛細(xì)現(xiàn)象來檢查材料表面是否存在明顯缺陷的一種無損檢驗(yàn)方式。上世紀(jì)初期，主要利用具備滲透能力的煤油檢查機(jī)車零件裂縫問題，上世紀(jì)40年代初期美國則發(fā)明一種更為先進(jìn)的熒光滲透液。

液體滲透檢測主要用來檢查工件或材料表面缺陷，打破了材料磁性的限制，相較于磁粉探傷應(yīng)用更為廣泛。該方法可應(yīng)用于多種金屬、非金屬、磁性和非磁性材料及零件表面的缺陷檢測當(dāng)中，除表面多孔性材料外，所有存在表面開口的材料均可采用液體滲透檢測取得較為準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。

滲透探傷法操作便捷，且無需投入較多的檢測設(shè)備。因此，成本優(yōu)勢明顯，可直觀地展示缺陷，靈敏度較高，可準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)寬度不足1 微米的缺陷。應(yīng)用該方法，檢測對象不易受組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的影響，在黑色及有色金屬鍛造、焊接件、機(jī)械加工件和陶瓷、玻璃及塑料表面損傷檢查中較為常見，可有效檢測裂紋、折疊和氣孔等諸多缺陷。但該方式一般不用在粉末冶金零件和其他多孔材料的檢測當(dāng)中。

1.4 聲發(fā)射檢測

物質(zhì)材料在受到外界環(huán)境影響后，其自身會發(fā)生斷裂或變形現(xiàn)象，這就會產(chǎn)生一定的瞬時彈性波，對瞬時彈性波的轉(zhuǎn)化收集，能夠準(zhǔn)確了解其中存在的應(yīng)變反應(yīng)，明確物質(zhì)材料可能出現(xiàn)的變化特征。而這一原理正好是聲發(fā)射檢測技術(shù)的應(yīng)用原理，利用專業(yè)設(shè)備將產(chǎn)生的彈性波信號接收轉(zhuǎn)化成電信號，借助電信號判斷，了解容器內(nèi)是否存在損害問題，判斷損傷情況。該檢測方式是動態(tài)無損檢測方式的典型，在壓力容器耐壓試驗(yàn)中得以廣泛應(yīng)用。在壓力容器檢測的過程中采用聲發(fā)射檢測技術(shù)，能夠判斷壓力容器是否存在缺陷，同時也可確定缺陷的具體位置和程度。為提高檢測質(zhì)量，需在超標(biāo)聲發(fā)生源檢測中利用其他檢測技術(shù)完成局部檢測和復(fù)檢，進(jìn)而準(zhǔn)確判斷缺陷的性質(zhì)和程度。

1.5 渦流檢測

該檢測方式利用電磁感應(yīng)原理，當(dāng)交變電流線圈靠近被檢測物質(zhì)材料后，其表面或靠近表面的位置會產(chǎn)生相應(yīng)的渦流，通過對渦流變化特征的了解，如運(yùn)行軌跡、相位、渦流大小等，即可準(zhǔn)確判斷被測物質(zhì)材料存在的缺陷，之后結(jié)合現(xiàn)有指標(biāo)進(jìn)一步分析問題的嚴(yán)重程度，進(jìn)而有針對性地采取科學(xué)處理措施。另外，渦流大小的變化顯示著被測物質(zhì)材料磁導(dǎo)率、形狀及電導(dǎo)率發(fā)生改變，并生成較大的電磁場，使得線圈阻抗發(fā)生變化，根據(jù)這一情況，能夠準(zhǔn)確獲取被測物質(zhì)材料的物理信息，如物理狀態(tài)特征等，從而增強(qiáng)檢測結(jié)果判斷的準(zhǔn)確性。渦流檢測是一種利用導(dǎo)電試件內(nèi)渦流變化特征來判斷是否存在形狀、尺寸、材質(zhì)、缺陷問題的一種有效方法，這種檢測方式通常應(yīng)用于裂縫、孔洞、折疊和夾雜等多種缺陷的檢測中。

1.6 磁粉檢測

通常來說，磁粉檢測技術(shù)的使用目的是保證產(chǎn)品的質(zhì)量安全與使用安全。磁粉檢測技術(shù)也是一類極具代表性的無損檢測技術(shù)，即在不破壞零件結(jié)構(gòu)和不損害零件性能的前提條件下，判斷零件是否存在缺陷，借助近距離的接觸快速確定零件的損傷部位。

磁粉檢測技術(shù)的應(yīng)用主要包括如下幾個關(guān)鍵階段：首先，對原材料實(shí)行檢測。采用磁粉檢測技術(shù)對原材料開展檢測，這可以提高檢測產(chǎn)品質(zhì)量，降低原材料成本。磁粉檢測技術(shù)的適用性較強(qiáng)，針對的檢測對象較多，如板材、毛坯零件等半成品。與此同時，磁粉檢測技術(shù)的應(yīng)用效果也較為突出，既可以檢測產(chǎn)品的裂紋，又可以檢測產(chǎn)品的折疊夾雜。常見的檢測方法包括通電法和線圈磁化法兩種。這幾種檢測方法對于單個體量較大的零件的檢測也同樣適用。

其次，制造檢驗(yàn)。磁粉檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，如焊接縫處理環(huán)節(jié)使用的復(fù)合材料檢測等。磁粉檢測技術(shù)多應(yīng)用在具有鐵磁性的產(chǎn)品的性能檢測中，即便是產(chǎn)品的表面結(jié)構(gòu)經(jīng)過輕微加工，采用磁粉檢測技術(shù)也可以輕而易舉的檢測出產(chǎn)品是否存在缺陷。

與磁粉檢測技術(shù)相關(guān)的檢測法還包括磁軛法、交叉磁軛法、干粉法和濕粉法。檢測人員要根據(jù)檢測位置選擇適宜的磁粉探傷技術(shù)。例如，檢測焊接部位時，要采用干粉探傷法；對航空零部件開展檢測時，要采用濕粉連續(xù)探傷法；檢測環(huán)狀零件時，則采用中心導(dǎo)體探傷法。

此外，磁粉檢測技術(shù)還可以應(yīng)用到壓力容器的實(shí)時監(jiān)護(hù)與檢測維修中。磁粉檢測技術(shù)的應(yīng)用目的是保證儀器設(shè)備的正常使用。采用磁粉檢測技術(shù)，可以顯著提升材料的運(yùn)行效率，確保材料的安全性。需要格外強(qiáng)調(diào)的是，磁粉檢測技術(shù)對技術(shù)操作的規(guī)范性提出了一定的要求。例如，在磁軛法和交叉磁軛法檢測過程中，既要使同一部位兩次檢測相互垂直，又應(yīng)嚴(yán)格控制磁軛的行走速率。只有這樣才能加強(qiáng)檢測結(jié)果的精確性。

2 各種無損檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 射線檢測法

射線檢測可在底片上記錄結(jié)果，且保存時間較長，相較于其他無損檢測方式，射線檢測法能夠保證檢測結(jié)果的真實(shí)性和可靠性，以更加直觀和生動的方式展現(xiàn)檢測結(jié)果，后續(xù)可實(shí)現(xiàn)全程追蹤。射線檢測主要針對的是存在夾渣或氣泡缺陷的物質(zhì)材料，或者厚度大于直徑1%左右的體積缺陷的物質(zhì)材料檢測，應(yīng)用射線檢測時，需要利用到高能量射線探傷裝置，以維持獲取資料的準(zhǔn)確性。不過現(xiàn)階段使用的420 千伏X 射線機(jī)，由于其頭罩厚度在100毫米以下，所以只能應(yīng)用于小厚度試件的檢測，無法維持大厚度試件檢測的效果。

射線檢測自身也存在明顯不足，一些環(huán)境條件或者試件是不允許使用該檢測技術(shù)的。如含有液體和固態(tài)雜質(zhì)的容器、保溫層厚度較厚的容器，射線很難滲透到容器內(nèi)部獲取數(shù)據(jù)資料。此外，射線檢測技術(shù)在使用中還存在著成本高、監(jiān)測效率不理想的情況，不能應(yīng)用到缺陷試件中，再加上射線對人體的不利影響較為顯著，且無法保證面積型缺陷的檢測效果。

2.2 超聲波檢測法

超聲波檢測工件缺陷的過程中，工件的缺陷面積與其反射超聲波回波值成正相關(guān)關(guān)系，且與檢出率存在著較為顯著的正相關(guān)。所以相較于射線檢測，超聲波檢測方法可準(zhǔn)確檢出面積型的缺陷，在大厚度工件檢驗(yàn)中較為常見，并可準(zhǔn)確定位缺陷工件的厚度方向。與此同時，這種檢測方式也可在諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用，無需投入較高的成本，檢測效率高，檢測設(shè)備自重輕、體積小，在現(xiàn)場檢測中優(yōu)勢十分明顯。

超聲波檢測方法也是存在一定缺陷的，該方法在使用中雖然能夠找出缺陷問題，但卻無法將缺陷形制直觀展現(xiàn)出來，也就無法幫助工作人員準(zhǔn)確定位缺陷所在位置，不利于后續(xù)處理；如果檢測對象為不規(guī)則形狀或晶粒度較高，那么在使用超聲波檢測時，會存在較多干擾因素，降低檢測結(jié)果準(zhǔn)確性，也會受到探頭掃描平面的平整度與粗糙度影響，增加不穩(wěn)定因素出現(xiàn)概率。

2.3 磁粉檢測法

磁粉檢測主要應(yīng)用于鐵磁性材料近表面和表面缺陷檢測，能夠準(zhǔn)確將材料存在缺陷的形狀、位置、尺寸、破損等級直觀顯示出來，再加上靈敏度高，即使是微米級的缺陷也能夠被檢測出來，對于后續(xù)問題處理有積極作用。再者，該檢測方法操作簡單，成本低廉，檢測速度快、重復(fù)性高，可有效提升作業(yè)效率，保證信息數(shù)據(jù)獲取準(zhǔn)確性。但是這種檢測方法也存在著明顯的局限。磁粉檢測通常僅可檢測鐵磁性材料。這種方法無法有效檢測點(diǎn)狀缺陷和工件表面夾角不足20 度的缺陷，且使用通電法和觸頭法的過程中也容易引發(fā)工件燒傷等問題。

2.4 滲透檢測法

滲透檢測能夠充分展現(xiàn)試件缺陷的形狀、尺寸、位置和程度，且其開口缺陷檢測效果較好。滲透探傷無需使用特殊設(shè)備，便于現(xiàn)場檢測，也可有效規(guī)避檢測對象的幾何形狀及缺陷方向?qū)z測結(jié)果的影響。但是滲透檢測僅可用于表面開口缺陷檢測，檢測重復(fù)性不理想，易于出現(xiàn)化學(xué)污染。

2.5 聲發(fā)射檢測法

聲發(fā)射探測能夠探測材料中斷裂和裂紋的動態(tài)缺陷，不需要單獨(dú)準(zhǔn)備容器，有利于壓力容器的安全性評價。聲發(fā)射檢測在遠(yuǎn)距離操控方面具有顯著優(yōu)勢，也可監(jiān)控設(shè)備缺陷的動態(tài)變化。但是該技術(shù)無法檢測未擴(kuò)展的靜態(tài)缺陷，且檢測過程中需要在檢測設(shè)備上投入較高的成本。

2.6 渦流檢測法

渦流檢測法主要應(yīng)用于多種金屬與合金導(dǎo)電材質(zhì)試件探傷處理，也可落實(shí)高溫在線檢測，檢測十分迅速，渦流檢測不適用于復(fù)雜試件檢測。其在管材和板材材料檢測中應(yīng)用較為廣泛。依據(jù)渦流檢測的原理，渦流檢測不能應(yīng)用于不具有導(dǎo)電形制的材料當(dāng)中，其無法檢測深度較大的缺陷，不能展現(xiàn)信號中缺陷的性質(zhì)與特點(diǎn)。

3 未來無損檢測的發(fā)展趨勢

當(dāng)前，新技術(shù)、新工藝和新材料取得了前所未有的發(fā)展，該種形勢也為無損檢測技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)化創(chuàng)造了有利條件，出現(xiàn)了諸多新型的無損檢測技術(shù)。如在熱傳導(dǎo)理論和紅外熱成像理論基礎(chǔ)上進(jìn)行的無損檢測。與常規(guī)檢測技術(shù)不同的是，檢測效率得到明顯提升，適用范圍廣，可滿足無損檢測要求。在激光全息干涉無損檢測技術(shù)作用下，以往檢測中存在的問題得到有效解決，針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)或材料檢測的頻率上升，檢測精準(zhǔn)度得以保障。

目前，計(jì)算機(jī)、人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)日益完善，上述技術(shù)也應(yīng)用在射線檢測和超聲波檢測當(dāng)中，有效規(guī)避了人為因素所產(chǎn)生的差錯，提高了檢測的準(zhǔn)確性與可靠性。所以有理由相信，在科學(xué)技術(shù)不斷完善的道路上，大數(shù)據(jù)、人工智能檢測技術(shù)將成為無損檢測未來不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。

4 結(jié)束語

無損檢測是基于不損壞檢測對象結(jié)構(gòu)和性能，檢測被檢測對象表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法。無損檢測的方法較多，不同方法的特點(diǎn)以及應(yīng)用范圍有所不同。工程人員需參照實(shí)際，深度掌握各檢測技術(shù)的性能特征，并結(jié)合檢測的對象和檢測的要求靈活選擇無損檢測技術(shù)。