【正文】 激光全息檢測(cè)的特電是靈敏度高，可以檢測(cè)極微小的變形；相干長(zhǎng)度大，可以檢測(cè)大尺寸工件；適用于各種材料、任意粗糙表面的工件；可借助干涉條紋的數(shù)量和分布狀態(tài)來(lái)確定缺陷的大小、部位和深度，便于對(duì)缺陷進(jìn)行定量分心以及直觀性強(qiáng)和非接觸檢測(cè)等。有缺陷的葉片被當(dāng)即噴漆標(biāo)記并自動(dòng)從葉片懸掛架上彈出。 （ 3） 化學(xué)反應(yīng)法。使用著色和熒光滲透液及 其相應(yīng)的顯像劑進(jìn)行檢漏試驗(yàn)，比煤油透漏的靈敏度更高作檢漏李洋：無(wú)損檢測(cè)技 術(shù)與發(fā)展研究 27 試驗(yàn)時(shí)，在涂敷滲透劑以后，應(yīng)立即在焊縫背面涂以顯像劑，以防止?jié)B透劑通過工件邊緣、末端或經(jīng)由設(shè)計(jì)的孔洞而達(dá)到其后面，與顯像劑接觸造成偽圖像。使用熱風(fēng)干燥可加速圖像的顯現(xiàn)。一般說來(lái)，在1632℃的常溫下，檢測(cè)鋁、鎂合金鍛件中的缺陷，滲透時(shí)間應(yīng)不小于 30min，對(duì)鋼鍛件和焊縫中缺陷的檢測(cè)，滲透時(shí)間還要增長(zhǎng)，有的 可達(dá) 60min。為了限制顯像的擴(kuò)大作用，常加入火棉膠、醋酸纖維素等作限制劑。 著色滲透液的主要成分是紅色染料、溶劑和滲透劑。但是毛細(xì)現(xiàn)象隨孔徑變窄而增強(qiáng)有兩個(gè)前提：（ 1）由附加壓強(qiáng)產(chǎn)生的毛細(xì)現(xiàn)象是一種連續(xù)介質(zhì)的流體動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象；（ 2）孔隙內(nèi)固 氣、固 液、氣 液三個(gè)界面張力必須與孔隙寬度無(wú)關(guān)。 等人利用旋轉(zhuǎn)掃描渦流成像技術(shù)已在檢測(cè)巡航導(dǎo)彈表面缺陷中得到應(yīng)用。在對(duì)鋁合金和奧氏體鋼構(gòu)件的檢測(cè)中已得到應(yīng)用。近年來(lái)，參數(shù)補(bǔ)償法、多頻多參數(shù)補(bǔ)償法和多諧振蕩器法也取得明顯效果。在很多情況下，由于變化因素較多，標(biāo)準(zhǔn)比較式線圈不大適用。這種線圈也比較適用于形狀比較復(fù)雜的機(jī)械零件檢測(cè)。 （ 1） 穿過式線圈 主要用于檢測(cè)管材、棒材、絲材、球體、滾珠等各種能從線圈內(nèi)部通過的導(dǎo)電工件，容易實(shí)現(xiàn)批量、高速的自動(dòng)檢測(cè)，因此廣泛應(yīng)用于小直徑的管、棒、線材等工件的表面質(zhì) 量檢測(cè)。振蕩器后往往有一個(gè)功率放大器。棒。鑒于常規(guī)渦流檢測(cè)使用的頻率較高（數(shù)百道數(shù)兆赫茲），滲透深度通常較淺，因此常規(guī)渦流檢測(cè)是一種表面或近表面的無(wú)損檢測(cè)方法。除磁痕檢查仍用目視外，工件的裝卡、傳遞、磁化、噴粉、推辭等工序全部自動(dòng)化。此種方法襯度高，圖像清晰，比磁橡膠法有更高的檢測(cè)靈敏度。退磁裝置除交流降壓退磁和交流線圈退磁外，還有采用直流降壓并交替改變方向和低頻率電流衰減退磁裝置的。 剩磁的大小主要取決于磁化電流的峰值，而通電時(shí)間原則上控制在 1/4~1s 的范圍內(nèi)即可。 低碳鋼及所有狀態(tài)或經(jīng)過變形的鋼材均應(yīng)采用連續(xù)發(fā)，一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型構(gòu)件也宜采用連續(xù)法檢測(cè)。 磁粉檢測(cè)方法 磁化方法 工件磁化時(shí)，應(yīng)使磁場(chǎng)方向盡可能與缺陷的方向垂直，而工件中的缺陷可能有各種取向，因此需要在工件上建立有可能與缺陷方 向垂直的磁場(chǎng)。物質(zhì)磁導(dǎo)率與其它 磁導(dǎo)率之比為相對(duì)磁導(dǎo)率μ r。 X 射線計(jì)算機(jī)層析攝影技術(shù)，在工業(yè)上已經(jīng)開始應(yīng)用，并且會(huì)越來(lái)越普及。為了適應(yīng)球形、圓筒形等工件的檢測(cè)，還研制了棒陽(yáng)極、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極和圓周照射的 X 射線探傷機(jī)。但是，射線檢測(cè)發(fā)展的前景如何，一方面要看射線檢測(cè)自身技術(shù)的發(fā)展，另一方面，也要看其它無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展情況，目前， X射線探傷機(jī)的管電壓最高位 430kV，功率多數(shù)在 4kW一下。如每周沒人控制在最大容許劑量 以內(nèi)時(shí)，則控制每周內(nèi)的透照次數(shù) Pt≤ ；如果人體在沒透照一次時(shí)所接受到的射線劑量為 P/時(shí)，則控制每周內(nèi)透照次數(shù) N≤ ，亦可達(dá)到防護(hù)的目的。但從經(jīng)濟(jì)、方便出發(fā)，也可采用普通材料如混凝土、巖石、磚、土、水等。氣體的電力效應(yīng)將產(chǎn)生電離電流，電離電流的大小與射線的強(qiáng)度有關(guān)。如果被照物體是均勻的，射線穿過物體衰減后的能量只與其厚度有關(guān)。 因射線具有一定能量，當(dāng)穿過某些氣體是與其分子發(fā)生作用而電離，能產(chǎn)生生物效應(yīng)，殺死有生命的細(xì)胞，特別是中子射線，它具有比 X 射線和γ射線更強(qiáng)的殺傷力。 （ 6）能被物質(zhì)吸收產(chǎn)生熱量。 李洋：無(wú)損檢測(cè)技 術(shù)與發(fā)展研究 13 3 射線檢測(cè) 射線檢測(cè)的基本原理 射線檢測(cè)的基本原理是：當(dāng)射線透過被檢物體時(shí)，有缺陷部位 (如氣 孔、非金屬夾雜物等 )與無(wú)缺陷部位對(duì)射線吸收能力不同（以金屬物體為例，缺陷部位所含空氣或非金屬夾雜物對(duì)射線的吸收能力大大低于金屬對(duì)射線的吸收能力），透過有缺陷部位的射線強(qiáng)度高于無(wú)缺陷的射線強(qiáng)度，因而可以通過檢測(cè)透過工件后的射線強(qiáng)度的差異，來(lái)判斷工件中是否存在缺陷。 超聲波檢測(cè)發(fā)展趨勢(shì) 隨著微計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，超聲檢測(cè)儀器和檢測(cè)方法都得到了迅速的發(fā)展，使超聲檢測(cè)的應(yīng)用更為普及。在核電站中在役檢測(cè)奧氏體不銹鋼焊縫時(shí)去得了令人滿意的結(jié)果。 超聲檢測(cè)新技術(shù) 電磁超聲檢測(cè) 當(dāng)金屬材料處于毛面狀態(tài)、高溫狀態(tài)以及具有氧化皮表面時(shí)，采用常用的壓電換能器來(lái)進(jìn)行檢測(cè)比較困難，這是由于很難實(shí)現(xiàn)正常的聲耦合。指向角大時(shí)檢測(cè)靈敏度降低。 （ 2）探頭選擇 目前應(yīng)用最廣、數(shù)量最多的超生換能器是以壓電效應(yīng)為原理的超聲換能器，它將來(lái)自發(fā) 射電路的電脈沖加到電晶片上，變成同頻率的機(jī)械振動(dòng)從而向被檢測(cè)對(duì)象輻射出超聲波。較好的辦法是降低頻率，但這就限制了小缺陷的檢出。工件表面粗糙度也對(duì)衰減產(chǎn)生影響，采用的超聲波頻率越高時(shí)散射越嚴(yán)重。 液體的特性阻抗約為氣體的 3000 倍，固體的特性阻抗約為液體的 30 倍。當(dāng)棒的直徑 d≤ (波長(zhǎng) )時(shí)，棒波的速度與泊松比無(wú)關(guān)，可表示為 cd=ρE （ ） 從上述公式可知，介質(zhì)的彈性性能越好（即 E、 G 越大）、密度 ρ 越小，則聲波在介質(zhì)中的傳播速度越高。三者之間的關(guān)系為： 李洋：無(wú)損檢測(cè)技 術(shù)與發(fā)展研究 7 c = λ f （ ） 聲速由介 質(zhì)決定，介質(zhì)彈性振動(dòng)的規(guī)律受材料密度、彈性模量和泊松比的約束，影響這些物理常數(shù)的因素都對(duì)聲速有影響。當(dāng)一個(gè)任意形狀的波在傳播過程中遇到一個(gè)障礙時(shí)，該障礙有一個(gè)寬度大小與波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)莫M縫，此時(shí)穿過狹縫的波是以狹縫為中心的球行波，與原來(lái)的波陣面無(wú)關(guān)。此時(shí)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致，這種波稱為縱波，常用符號(hào)“ L”表示。但是超聲檢測(cè)和超聲加工處理之間的區(qū)別比較明顯，從機(jī)電換能的角度來(lái)看，超聲加工處理時(shí)非常重視一些描述聲場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量（如聲壓、聲強(qiáng)、升功率等）的測(cè)定。人耳能聽到的聲音頻率為 16Hz~20Hz，而超聲檢測(cè)裝置所發(fā)出和接收的頻率比 20kHz,一般為 ~25MHz，常用頻率范圍為~10MHz。這些數(shù)字雖然不見得絕對(duì)正確，但說明了一種趨勢(shì)：即目前生產(chǎn)實(shí)際中用的最多的無(wú)損檢測(cè)方法是射線檢測(cè)和磁粉檢測(cè)，兩者之和約占 5種常規(guī)方法的 65%。 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的另一個(gè)發(fā)展是從 NDE 向 ANDE 和 QNDE 發(fā)展。 1981 年美國(guó) 根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，把無(wú)損檢測(cè)方法歸納成 32種，得到了一定程度的確認(rèn)。 （ 3）無(wú)損檢測(cè)結(jié)果的可靠性 無(wú)損檢測(cè)的可靠性與被檢測(cè)工件的材質(zhì)、組成、形狀、表面狀態(tài)、所采用的物理量的性質(zhì)以及被檢工件異常部位的狀態(tài)、形狀、大小、方向性和檢測(cè)裝置的特性等關(guān)系很大。無(wú)損檢測(cè)是一門理論上綜合性較強(qiáng)，有非常重視實(shí)踐環(huán)節(jié)的很有發(fā)展的學(xué)科。 關(guān)鍵詞： 無(wú)損檢測(cè)；超聲波檢測(cè)；射線檢測(cè)；渦流檢測(cè)；磁粉檢測(cè)；滲透檢測(cè) II 目 錄 摘 要 ..................................................................................................................................... I 緒 論 .................................................................. 1 1 無(wú)損檢測(cè)概述 ............................................................ 2 無(wú)損檢測(cè)的特點(diǎn) .................................................... 2 無(wú)損檢測(cè)方法的分類 ................................................ 2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 .......................................... 3 2 超聲檢測(cè) ................................................................ 5 超聲檢測(cè)的基本原理 ................................................ 5 超聲檢測(cè)方法 ...................................................... 9 超聲檢測(cè)新技術(shù) ................................................... 10 超聲波檢測(cè)發(fā)展趨勢(shì) ............................................... 11 3 射線檢測(cè) ............................................................... 13 射線檢測(cè)的基本原理 ................................................... 13 X 射線檢測(cè)的基本原理和方法 ....................................... 14 射線的防護(hù) ....................................................... 15 射線檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì) ............................................... 16 4 磁粉檢測(cè) ............................................................... 18 磁粉檢測(cè)的基本原理 ............................................... 18 磁粉檢測(cè)方法 ..................................................... 18 磁粉檢測(cè)發(fā)展趨勢(shì) ................................................. 19 5 渦流檢測(cè) ............................................................... 21 渦流檢測(cè)的基本原理 ............................................... 21 渦流檢測(cè)方法 ..................................................... 22 渦流檢測(cè)發(fā)展趨勢(shì) ................................................. 23 6 滲透檢測(cè) ............................................................... 25 滲透檢測(cè)的基本原理 ............................................... 25 滲透檢測(cè)方法 ..................................................... 25 滲透檢測(cè)發(fā)展趨勢(shì) ................................................. 27 7 無(wú)損檢測(cè)新技術(shù) ......................................................... 28 激光全息無(wú)損檢測(cè) ................................................. 28 聲發(fā)射技術(shù) ....................................................... 28 東北電力大學(xué)畢業(yè)論文 III 紅外檢測(cè) ......................................................... 29 展望 ............................................................. 30 結(jié) 論 .................................................................. 31 參考文獻(xiàn) ................................................................. 32 致謝 .....................................................................