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無損檢測與評估技術

無損檢測與評估技術的研究現狀及發展

黃雙根生物機電學院1216002

摘要:本文主要介紹了無損檢測與評估技術的概念、分類、工藝特點和應用領域。本文概述了無損檢測與評估技術在國內外的研究現狀,提出了無損檢測與評估技術存在的問題和不足,最后分析了無損檢測與評估技術的發展趨勢。

關鍵詞:無損檢測;評估;探傷;可靠性;可預測性

1引言

現代無損檢測技術(DNT)的定義是: 在不損壞材料/工件的使用性能前提下, 以物理或化學方法為手段, 借助先進的技術和設備器材, 對試件的內部及表面的結構、性質、狀態進行檢查和測試,確定其是否已達到特定的工程技術要求, 是否還可以繼續服役的方法, 它是檢驗產品的質量、保證產品安全、延長產品壽命的必要的可靠技術手段[1]。無損檢測的目地:1、改進制造工藝;2、降低制造成本;3、提高產品的可靠性;4、保證設備的安全運行。

隨著現代工業的飛速發展,無損檢測技術已經逐步從無損探傷(NDI)、無損檢測(NDT)向無損評估(NDE)發展。所謂無損評價是指不但要探測結構或焊縫是否存在缺陷,還要對其進行定量評價,包括對材料和缺陷的物理和力學性能的檢測和評價,進而對其使用可靠性、使用壽命等作出正確判斷,從而促進材料發展、提高生產率、保證質量等各項內容[2]。

無損檢測與無損評估(Nondestructive Testing & Evaluation)是基于物理學、材料科學、機械工程、電子學、計算機技術、信息技術以及人工智能等學科發展起來的一門綜合性工程技術。要達到上述目的, 需要開發適用的靈敏傳感器設備、應用信號分析和成像技術, 開發專家系統, 建立NDE檢測結構的可預測性等。

2工業常用無損檢測原理及特點分析

2.1射線檢測技術

原理:射線探傷法是利用射線透過物體時, 會發生吸收和散射這一特性, 通過測量材料中因缺陷存在而影響射線的吸收來探測缺陷的, 有缺陷部位對射線的衰減減弱, 運用膠片的照相原理瀏黃穿透工件后射線的強度變化, 從而, 測量出工件內部缺陷大小、數和性質的一種方法。該方法是最基本的、應用最廣泛的一種射線檢測方法[3]。常用于探傷的射線有X光和同位素發出的γ射線,分別稱為X光探傷和γ射線探傷。一般情況下,射線探傷是不易發現裂紋的,或者說,射線探傷對裂紋是不敏感的。因此,射線探傷對氣孔、夾渣、未焊透等體積型缺陷最敏感。即射線探傷適宜用于體積型缺陷探傷,而不適宜面積型缺陷探傷[4]。

2.2超聲波檢測技術

原理:超聲波檢測主要用于探測試件的內部缺陷, 所謂超聲波是指超過人耳聽覺、頻率大于20kHz 的聲音。目前用的最多的探傷方法是脈沖反射法。脈沖反射法在探傷時用縱波或者橫波把超聲波射入被檢物的一面, 然后在同一面接收從缺陷處反
射回來的回波, 根據回波情況判斷缺陷的情況[3]。通常用超聲波探頭與待探工件表面良好的接觸,探頭則可有效地向工件發射超聲波,并能接收(缺陷)界面反射來的超聲波,同時轉換成電信號,再傳輸給儀器進行處理。根據超聲波在介質中傳播的速度(常稱聲速)和傳播的時間,就可知道缺陷的位置。當缺陷越大,反射面則越大,其反射的能量也就越大,故可根據反射能量的大小來查知各缺陷(當量)的大小。常用的探傷波形有縱波、橫波、表面波等。前者適用于探測內部缺陷;后者適宜于探測表面缺陷,但對表面的條件要求高,不平或粗糙的表面會影響耦合和掃查, 從而影響檢測精度和可靠性。

原理:超聲波檢測主要用于探測試件的內部缺陷, 所謂超聲波是指超過人耳聽覺、頻率大于20kHz 的聲音。目前用的最多的探傷方法是脈沖反射法。脈沖反射法在探傷時用縱波或者橫波把超聲波射入被檢物的一面, 然后在同一面接收從缺陷處反射回來的回波, 根據回波情況判斷缺陷的情況[3]。通常用超聲波探頭與待探工件表面良好的接觸,探頭則可有效地向工件發射超聲波,并能接收(缺陷)界面反射來的超聲波,同時轉換成電信號,再傳輸給儀器進行處理。根據超聲波在介質中傳播的速度(常稱聲速)和傳播的時間,就可知道缺陷的位置。當缺陷越大,反射面則越大,其反射的能量也就越大,故可根據反射能量的大小來查知各缺陷(當量)的大小。常用的探傷波形有縱波、橫波、表面波等。前者適用于探測內部缺陷;后者適宜于探測表面缺陷,但對表面的條件要求高,不平或粗糙的表面會影響耦合和掃查, 從而影響檢測精度和可靠性。

2.3磁粉檢測技術

原理:鐵磁性材料被磁化后,其內部產生很強的磁感應強度,磁力線增大幾百倍到幾千倍, 如果材料中存在不連續性缺陷, 磁力線會發生畸變,由于缺陷中空氣介質的磁導率遠遠

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