無(wú)損檢測(cè)概述
NDT （Non-destructive testing），就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測(cè)被檢對(duì)象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對(duì)象所處技術(shù)狀態(tài)（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術(shù)手段的總稱(chēng)。從事無(wú)損檢測(cè)的人員需要接受專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)，獲得資質(zhì)才能持證上崗。各個(gè)國(guó)家、區(qū)域、機(jī)構(gòu)針對(duì)無(wú)損檢測(cè)培訓(xùn)資質(zhì)認(rèn)證均有不同的要求，受訓(xùn)前應(yīng)該了解清楚，選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)與考核。
一、什么是無(wú)損檢測(cè)？
無(wú)損檢測(cè)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(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性已得到公認(rèn)。我國(guó)在1978年11月成立了**性的無(wú)損檢測(cè)學(xué)術(shù)組織——中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)分會(huì)。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(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)；部分省、自治區(qū)、直轄市和地級(jí)市成立了省（市）級(jí)、地市級(jí)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)；東北、華東、西南等區(qū)域還各自成立了區(qū)域性的無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)或協(xié)會(huì)。我國(guó)目前開(kāi)設(shè)無(wú)損檢測(cè)專(zhuān)業(yè)課程的高校有大連理科大學(xué)、西安工程大學(xué)、南昌航空大學(xué)等院校。在無(wú)損檢測(cè)的基礎(chǔ)理論研究和儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)方面，我國(guó)與世界先進(jìn)國(guó)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(shù)檢測(cè)設(shè)備方面更是如此。
二、常用的無(wú)損檢測(cè)方法
射線照相檢驗(yàn)(RT)、超聲檢測(cè)(UT)、磁粉檢測(cè)(MT)和液體滲透檢測(cè)(PT) 四種。其他無(wú)損檢測(cè)方法：渦流檢測(cè)(ET)、聲發(fā)射檢測(cè)（AT）、熱像/紅外（TIR）、泄漏試驗(yàn)（LT）、交流場(chǎng)測(cè)量技術(shù)（ACFMT）、漏磁檢驗(yàn)（MFL)、遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試檢測(cè)方法（RFT)等。
無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用特點(diǎn)
1.不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)的*大特點(diǎn)就是能在不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行檢測(cè)，所以實(shí)施無(wú)損檢測(cè)后，產(chǎn)品的檢查率可以達(dá)到100%。但是，并不是所有需要測(cè)試的項(xiàng)目和指標(biāo)都能進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也有自身的局限性。某些試驗(yàn)只能采用破壞性試驗(yàn)，因此，在目前無(wú)損檢測(cè)還不能代替破壞性檢測(cè)。也就是說(shuō)，對(duì)一個(gè)工件、材料、機(jī)器設(shè)備的評(píng)價(jià)，必須把無(wú)損檢測(cè)的結(jié)果與破壞性試驗(yàn)的結(jié)果互相對(duì)比和配合，才能作出準(zhǔn)確的評(píng)定。
2.正確選用實(shí)施無(wú)損檢測(cè)的時(shí)機(jī)
在無(wú)損檢測(cè)時(shí)，必須根據(jù)無(wú)損檢測(cè)的目的，正確選擇無(wú)損檢測(cè)實(shí)施的時(shí)機(jī)。
3.正確選用*適當(dāng)?shù)臒o(wú)損檢測(cè)方法由于各種檢測(cè)方法都具有一定的特點(diǎn)，為提高檢測(cè)結(jié)果可靠性，應(yīng)根據(jù)設(shè)備材質(zhì)、制造方法、工作介質(zhì)、使用條件和失效模式，預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生的缺陷種類(lèi)、形狀、部位和取向，選擇合適的無(wú)損檢測(cè)方法。
4.綜合應(yīng)用各種無(wú)損檢測(cè)方法任何一種無(wú)損檢測(cè)方法都不是萬(wàn)能的，每種方法都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。應(yīng)盡可能多用幾種檢測(cè)方法，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，以保障承壓設(shè)備**運(yùn)行。此外在無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用中，還應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到，檢測(cè)的目的不是片面追求過(guò)高要求的“高質(zhì)量”，而是應(yīng)在充分保證**性和合適風(fēng)險(xiǎn)率的前提下，著重考慮其經(jīng)濟(jì)性。只有這樣，無(wú)損檢測(cè)在承壓設(shè)備的應(yīng)用才能達(dá)到預(yù)期目的。
常用的無(wú)損檢測(cè)方法
無(wú)損檢測(cè)方法很多，據(jù)美國(guó)國(guó)家宇航局調(diào)研分析，其認(rèn)為可分為六大類(lèi)約70余種。但在實(shí)際應(yīng)用中比較常見(jiàn)的有以下五種，也就是我們所說(shuō)的常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)方法：
常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法
目視檢測(cè) Visual Testing （縮寫(xiě) VT）；
超聲檢測(cè) Ultrasonic Testing（縮寫(xiě) UT）；
射線檢測(cè)Radiographic Testing（縮寫(xiě) RT）；
磁粉檢測(cè) Magnetic particle Testing（縮寫(xiě) MT）；
滲透檢測(cè) Penetrant Testing （縮寫(xiě) PT）；
渦流檢測(cè) Eddy Current Testing （縮寫(xiě) ET）；
聲發(fā)射 Acoustic emission (縮寫(xiě) AE） 。
1、目視檢測(cè)（VT）
是國(guó)內(nèi)實(shí)施的比較少，但在國(guó)際上非常重視的無(wú)損檢測(cè)**階段首要方法。按照國(guó)際慣例，目視檢測(cè)要先做，以確認(rèn)不會(huì)影響后面的檢驗(yàn)，再接著做四大常規(guī)檢驗(yàn)。例如BINDT的PCN認(rèn)證，就有專(zhuān)門(mén)的VT1、2、3級(jí)考核，更有專(zhuān)門(mén)的持證要求。經(jīng)過(guò)***的培訓(xùn)，其VT檢測(cè)技術(shù)會(huì)比較專(zhuān)業(yè)，而且很受?chē)?guó)際機(jī)構(gòu)的重視。
VT常常用于目視檢查焊縫，焊縫本身有工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，都是可以通過(guò)目測(cè)和直接測(cè)量尺寸來(lái)做初步檢驗(yàn)，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(cè)。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(biāo)準(zhǔn)是基本相符的
2、超聲波檢測(cè)（UT）
(1)、超聲波檢測(cè)的定義：通過(guò)超聲波與試件相互作用，就反射、透射和散射的波進(jìn)行研究，對(duì)試件進(jìn)行宏觀缺陷監(jiān)測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征，并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。
(2)、超聲波工作的原理：主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。
a.聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定的方式使超聲波進(jìn)入試件；
b.超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征被改變；
c.改變后的超聲波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備被接收，并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析；
d.根據(jù)接收的超聲波的特征，評(píng)估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。
(3)、超聲波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)：
a.適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種制件的無(wú)損檢測(cè)；
b.穿透能力強(qiáng)，可對(duì)較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。如對(duì)金屬材料，可檢測(cè)厚度為1～2mm的薄壁管材和板材，也可檢測(cè)幾米長(zhǎng)的鋼鍛件；
c.缺陷定位較準(zhǔn)確；
d.對(duì)面積型缺陷的檢出率較高； e.靈敏度高，可檢測(cè)試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷；
f.檢測(cè)成本低、速度快，設(shè)備輕便，對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害，現(xiàn)場(chǎng)使用較方便。
(4)、超聲波檢測(cè)的局限性：
a.對(duì)試件中的缺陷進(jìn)行**的定性、定量仍須作深入研究；
b.對(duì)具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進(jìn)行超聲檢測(cè)有困難；
c.缺陷的位置、取向和形狀對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定影響；
d.材質(zhì)、晶粒度等對(duì)檢測(cè)有較大影響；
e.以常用的手工A型脈沖反射法檢測(cè)時(shí)結(jié)果顯示不直觀，且檢測(cè)結(jié)果無(wú)直接見(jiàn)證記錄。
(5)、超聲檢測(cè)的適用范圍：
a.從檢測(cè)對(duì)象的材料來(lái)說(shuō)，可用于金屬、非金屬和復(fù)合材料；
b.從檢測(cè)對(duì)象的制造工藝來(lái)說(shuō)，可用于鍛件、鑄件、焊接件、膠結(jié)件等；
c.從檢測(cè)對(duì)象的形狀來(lái)說(shuō)，可用于板材、棒材、管材等；
d.從檢測(cè)對(duì)象的尺寸來(lái)說(shuō)，厚度可小至1mm，也可大至幾米；
e.從缺陷部位來(lái)說(shuō)，既可以是表面缺陷，也可以是內(nèi)部缺陷
3、射線照相法（RT）
是指用X射線或g射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無(wú)損檢測(cè)方法，該方法是*基本的，應(yīng)用*廣泛的一種非破壞性檢驗(yàn)方法。
(1)、射線照相檢驗(yàn)法的原理：射線能穿透肉眼無(wú)法穿透的物質(zhì)使膠片感光，當(dāng)X射線或r射線照射膠片時(shí)，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產(chǎn)生潛影，由于不同密度的物質(zhì)對(duì)射線的吸收系數(shù)不同，照射到膠片各處的射線能量也就會(huì)產(chǎn)生差異，便可根據(jù)暗室處理后的底片各處黑度差來(lái)判別缺陷。
(2)、射線照相法的特點(diǎn)：射線照相法的優(yōu)點(diǎn)和局限性總結(jié)如下：
a.可以獲得缺陷的直觀圖像，定性準(zhǔn)確，對(duì)長(zhǎng)度、寬度尺寸的定量也比較準(zhǔn)確；
b.檢測(cè)結(jié)果有直接記錄，可長(zhǎng)期保存；
c. 對(duì)體積型缺陷（氣孔、夾渣、夾鎢、燒穿、咬邊、焊瘤、凹坑等）檢出率很高，對(duì)面積型缺陷（未焊透、未熔合、裂紋等），如果照相角度不適當(dāng)，容易漏檢；
d.適宜檢驗(yàn)厚度較薄的工件而不宜較厚的工件，因?yàn)闄z驗(yàn)厚工件需要高能量的射線設(shè)備，而且隨著厚度的增加，其檢驗(yàn)靈敏度也會(huì)下降；
e.適宜檢驗(yàn)對(duì)接焊縫，不適宜檢驗(yàn)角焊縫以及板材、棒材、鍛件等；
f.對(duì)缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定比較困難；
g.檢測(cè)成本高、速度慢；
h.具有輻射生物效應(yīng)，能夠殺傷生物細(xì)胞，損害生物組織，危及生物器官的正常功能。
總的來(lái)說(shuō)，RT的特性是——定性更準(zhǔn)確，有可供長(zhǎng)期保存的直觀圖像，總體成本相對(duì)較高，而且射線對(duì)人體有害，檢驗(yàn)速度會(huì)較慢。
無(wú)損檢測(cè)X光機(jī)
用于工業(yè)部門(mén)的工業(yè)檢驗(yàn)X光機(jī)通常為工業(yè)無(wú)損檢測(cè)X光機(jī)（無(wú)損耗檢測(cè)），此類(lèi)便攜式X光機(jī)可以檢測(cè)各類(lèi)工業(yè)元器件、電子元件、電路內(nèi)部。例如插座插頭橡膠內(nèi)部線路連接，二極管內(nèi)部焊接等的檢測(cè)。BJI-XZ、BJI-UC等工業(yè)檢測(cè)X光機(jī)是可連接電腦進(jìn)行圖像處理的X光機(jī)，此類(lèi)工業(yè)檢測(cè)便攜式X光機(jī)為工廠家電維修領(lǐng)域提供了出色的解決方案。
4、磁粉檢測(cè)（MT）
(1). 磁粉檢測(cè)的原理：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(chǎn)生漏磁場(chǎng)，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見(jiàn)的磁痕，從而顯示出
不連續(xù)性的位置、形狀和大小。
(2). 磁粉檢測(cè)的適用性和局限性：
a.磁粉探傷適用于檢測(cè)鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄（如可檢測(cè)出長(zhǎng)0.1mm、寬為微米級(jí)的裂紋），目視難以看出的不連續(xù)性。
b.磁粉檢測(cè)可對(duì)原材料、半成品、成品工件和在役的零部件檢測(cè)，還可對(duì)板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進(jìn)行檢測(cè)。
c.可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔和疏松等缺陷。
d.磁粉檢測(cè)不能檢測(cè)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(cè)銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。對(duì)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)。
5、滲透檢測(cè)（PT）
(1).液體滲透檢測(cè)的基本原理：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(xì)管作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滲透液可以滲透進(jìn)表面開(kāi)口缺陷中；經(jīng)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(xì)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(shí)，（黃綠色熒光或鮮艷紅色），從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。
(2).滲透檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)：
a.可檢測(cè)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；
b.具有較高的靈敏度（可發(fā)現(xiàn)0.1μm寬缺陷）
c.顯示直觀、操作方便、檢測(cè)費(fèi)用低。
(3).滲透檢測(cè)的缺點(diǎn)及局限性：
a.它只能檢出表面開(kāi)口的缺陷；
b.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；
c.滲透檢測(cè)只能檢出缺陷的表面分布，難以確定缺陷的實(shí)際深度，因而很難對(duì)缺陷做出定量評(píng)價(jià)。檢出結(jié)果受操作者的影響也較大。
6、渦流檢測(cè)（ET）
(1).渦流檢測(cè)的基本原理：將通有交流電的線圈置于待測(cè)的金屬板上或套在待測(cè)的金屬管外（見(jiàn)圖）。這時(shí)線圈內(nèi)及其附近將產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使試件中產(chǎn)生呈旋渦狀的感應(yīng)交變電流，稱(chēng)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(guān)外，還取決于試件的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無(wú)裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對(duì)不變的條件下，用一探測(cè)線圈測(cè)量渦流所引起的磁場(chǎng)變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進(jìn)而獲得有關(guān)電導(dǎo)率、缺陷、材質(zhì)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(yīng)，所檢測(cè)到的信息僅能反映試件表面或近表面處的情況。
(2).應(yīng)用：按試件的形狀和檢測(cè)目的的不同，可采用不同形式的線圈,通常有穿過(guò)式、探頭式和插入式線圈3種。穿過(guò)式線圈用來(lái)檢測(cè)管材、棒材和線材，它的內(nèi)徑略大于被檢物件，使用時(shí)使被檢物體以一定的速度在線圈內(nèi)通過(guò)，可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、凹坑等缺陷。探頭式線圈適用于對(duì)試件進(jìn)行局部探測(cè)。應(yīng)用時(shí)線圈置于金屬板、管或其他零件上，可檢查飛機(jī)起落撐桿內(nèi)筒上和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上的疲勞裂紋等。插入式線圈也稱(chēng)內(nèi)部探頭，放在管子或零件的孔內(nèi)用來(lái)作內(nèi)壁檢測(cè)，可用于檢查各種管道內(nèi)壁的腐蝕程度等。為了提高檢測(cè)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(chǎn)線上的金屬管、棒、線的快速檢測(cè)以及大批量零件如軸承鋼球、汽門(mén)等的探傷（這時(shí)除渦流儀器外尚須配備自動(dòng)裝卸和傳送的機(jī)械裝置）、材質(zhì)分選和硬度測(cè)量，也可用來(lái)測(cè)量鍍層和涂膜的厚度。
(3)優(yōu)缺點(diǎn)：渦流檢測(cè)時(shí)線圈不需與被測(cè)物直接接觸，可進(jìn)行高速檢測(cè),易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,但不適用于形狀復(fù)雜的零件,而且只能檢測(cè)導(dǎo)電材料的表面和近表面缺陷,檢測(cè)結(jié)果也易于受到材料本身及其他因素的干擾。
7、聲發(fā)射AE是一種新增的無(wú)損檢測(cè)方法，通過(guò)材料內(nèi)部的裂紋擴(kuò)張等發(fā)出的聲音進(jìn)行檢測(cè)。主要用于檢測(cè)在用設(shè)備、器件的缺陷即缺陷發(fā)展情況，以判斷其良好性。
非常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法
聲發(fā)射 Acoustic Emission(縮寫(xiě) AE)；
渦流檢測(cè)Eddy current Testing （縮寫(xiě) ET）
泄漏檢測(cè) Leak Testing（縮寫(xiě) LT）；
衍射波時(shí)差法超聲檢測(cè)技術(shù)Time of Flight Diffraction (縮寫(xiě) TOFD)；
導(dǎo)波檢測(cè)Guided Wave Testing；