探伤工艺发展现状

探伤工艺发展现状

郭春光,郑善飞,钟宪坤

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266000

摘要：无损探伤检测是指通过仪器设备对材料及其构件进行检测及评价的一种技术。近年来，随着工业技术的发展和对产品质量的要求日益提高，无损检测技术越来越受到重视，也得到了广泛的应用。本文将对无损探伤检测行业现状进行讨论。

关键词：探伤工艺；发展现状

引言

随着现代工业生产和科学技术的高速发展，在航空、航天、核能、汽车、石油、化工、铁路、建筑等产业方面，无损检测技术将发挥着越来越重要的作用。在现代化生产和建设中，高温、高压、高速度和高负荷无处不在，要保证产品的高质量必须进行百分百的检测，这就要求不破坏产品原来的形状、不改变产品的使用性能。从而无损检测技术应运而生。

1 无损检测应用现状

无损检测技术是在不损坏被检测对象的情况下，利用被检测对象的某些物理性质因其内部存在缺陷或结构异常而使所引起的光、声、电、磁等反应量发生的变化，从而测量这些变化以了解和评价被检测对象的性质、状态、质量或内部结构的技术。在工业领域已获得实际应用的和已在实验室阶段获得成功的无损检测方法已达五、六十种甚至更多，随着工业生产与科学技术的发展，还将会出现更多的无损检测方法与种类。根据检测原理不同，无损检测可分为声学方法检测、射线检测、电学方法检测、磁学方法检测、微波和介电方法检测、光学方法检测、热学方法检测、渗透检测与渗透检测等。其中超声波检测、磁粉检测、涡流检测、渗透检测和射线检测被称为五大常规检测技术。下面主要介绍五大常规检测技术及其在社会各个领用的应用。

1）超声波检测技术及应用。超声波是频率高于20000 赫兹的声波，它的特点是方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能。超声无损检测技术的主要应用：（1）超声检测在工业无损检测技术技术中占有重要地位。金属材料（锻件、铸件、焊接件、型材、胶接结构）的探伤、厚度测量、硬度测量、纤维组织评价。非金属的检测，如混凝土、岩石、桩基和路面等质量检验，包括对其内部缺陷、内应力、强度的检测应用；陶瓷土坯的湿度、陶瓷制件的缺陷检测；气体介质特性分析等。（2）各种新材料的检测。如有机基复合材料、金属基复合材料、结构陶瓷材料、陶瓷基复合材料等，超声检测技术已成为复合材料的支柱。（3）在海洋地质领域有许多方面的应用，例如声纳、鱼群探测、海底形貌探测、地质构造探测等。（4）核电工业的超声检测。（5）在医学诊断方面广泛应用超声检测技术，例如B 超检测。（6）在农业方面，农产品的成熟度、农畜产品的内部缺陷、畜产品的异物等的检测。目前人们正试图将超声检测技术用于开辟其它新领域和行业,如人们正努力将超声检测技术用于血压控制系统进行系统作非接触检测、辨识。性能分析和故障诊断等。

2）磁粉检测技术及应用。磁粉检测的基本原理是利用铁磁性材料或工件被磁化后，在不连续处磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度等．由于有趋肤效应存在，铁磁性材料中的磁通基本集中在材料的表面和进表面，因此磁粉检测局限在检查铁磁性材料的表面和近表面，此外还不适用于检测铜、吕、镁、钛合金等非铁磁性金属材料外。但是它的优点较多，适用范围较广，成为五大常规检测技术之一。由于磁粉检测的特点和局限性，一般只应用在工业上，其适用范围如下：（1）适用于检测铁磁性材料工件表面和近表面尺寸很小，间隙极窄的铁磁性材料的微小裂纹和目视难以看出的缺陷．（2）适用于检测马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢材料，不适用于检测奥氏体不锈钢材料．（3）适用于检测未加工的原材料（如纲坯）和加工的半成品、成品件及在役与使用过的工件．（4）适用于检测管材、棒材、板材、形材和锻钢件、铸钢件及焊接件．（5）使用于检测工件表面和近表面的缺陷，但不适用于检测工件表面浅而宽的缺陷、埋藏较深的内部缺陷和延伸方向与磁力线方向夹角小于２０度的缺陷．

3）涡流检测技术及应用。当向一个线圈中通入交变电流时，该线圈将产生垂直于电流方向的交变磁场，当此交变磁场与导体产生相对运动时，导体中会产生垂直于磁场并与电流方向相反的涡电流，即涡流。涡流检测是利用电磁感应原理，通过测定被检测工件内感应出的涡流的变化来检查导电材料或工件的某些性能或发现缺陷。涡流检测的优点是检测速度快，检测成本低，操作方便等。按试件的形状和检测目的的不同，可采用不同形式的线圈，通常有穿过式、探头式和插入式线圈3 种。（1）穿过式线圈用来检测管材、棒材和线材，它的内径略大于被检物件，使用时使被检物体以一定的速度在线圈内通过。（2）探头式线圈适用于对试件进行局部探测。可检查飞机起落撑杆内筒上和涡轮发动机叶片上的疲劳裂纹等。（3）插入式线圈也称内部探头，放在管子或零件的孔内用来作内壁检测，可用于检查各种管道内壁的腐蚀程度等。涡流法适用于钢铁、有色金属、石墨等导电材料的制品的检测，主要用于生产线上的管材、棒材、线材、丝材，锻件等的快速检测（可发现裂纹、夹杂、凹坑等缺陷）以及大批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤、材质分选和硬度测量，也可用来测量镀层和涂膜的厚度。

4）渗透检测技术及应。用利用液体的毛细管作用，将溶有荧光染料或着色染料的渗透液施加到零部件表面，渗透液渗入到细小的表面开口缺陷处，清除附着在工件表面的多余的渗透液，经干燥后再通过显象剂将渗入的渗透液吸出到表面，形成放大的缺陷显示，即可检测出缺陷的形貌和分布状态。这种无损检测方法称为渗透检测。渗透检测方法可检查各种非疏孔性金属和非金属材料的表面开口缺陷，如可检验锻件、铸件、焊缝、陶瓷、玻璃、塑料、以及机械零件等的裂纹、气孔、折叠、疏松、冷隔等。特别是无法采用磁性检测的材料，例如吕、镁、钛合金、奥氏体钢等的制品。

射线检测技术及应用。射线检测技术是利用射线(X 射线、γ射线、中子射线等)穿过材料或工件时的强度衰减不同（一般情况是透过有缺陷部位的射线强度高于无缺陷部位的射线强度），检测其内部结构不连续性的技术。由于穿过材料或工件的射线强度不同，在X 射线胶片上的感光程度也就不同，从而生成内部不连续的图像，可根据此图像来判断被检物体中是否存在缺陷。目前射线检测技术广泛地应用于机械、兵器、造船、电子、航空、航天等工业领域，应用最广泛的是铸件和焊接件的检验。常用的范围如下：（1）探伤：铸造、焊接工艺缺陷检验，在航空工业用于检验与评价复合材料和复合结构等；（2）测厚：在线实时测量等；（3）检查：机场、车站、海关、检查，结构与尺寸测定等；（4）研究：弹道、爆炸、核技术、铸造工艺（检查工程陶瓷和粉末冶金产品制造过程发生的材料或成分变化，特别是对于高强度、形状复杂的产品）等动态过程研究，以及考古研究等。

结束语

由于无损检测技术的广泛应用，人们使用的产品质量更好，可靠性更高，更好地避免了人们因适用劣质产品而造成的经济损失以及生命安全威胁。由此我们可以看到无损检测技术的社会效益。无损检测技术应用于经济社会的各个领域，带来的经济和社会效益是不可限量的。