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无损检测技术的原理,现代工业安全与质量保障的关键技术

发布日期:[2025-05-06]

你有没有想过,有些时候我们想要检查一个物体的内部情况,却不能把它弄坏?比如,你想知道一辆汽车引擎内部有没有问题,或者想知道一座桥梁的钢梁是否牢固。这时候,无损检测技术就能派上用场了。这项技术可以在不破坏物体的情况下,探测出物体内部的缺陷和异常。听起来是不是很神奇?今天,我们就来详细聊聊无损检测技术的原理。

无损检测技术:不破坏,精准定位

无损检测技术,简称NDT,是一种非常先进的技术。它利用物理、化学等原理,对被检测物体的表面和内部进行全面检查,以便发现缺陷、评估性能,从而确保产品的安全与可靠性。这项技术广泛应用于机械制造、化工、医药医疗、能源、交通、冶金、建筑、水利、海洋工程、兵器、航空、航天、核工业、卫生视频、缉私与反恐和公共安全等领域。

无损检测技术的核心原理是利用物质的热、力、声、光、电和磁等特性,以不损害预期使用性能和可靠性的方式,探测、定位和测量材料与零部件中的缺陷或异常,评价其性能、组织和完整性。听起来是不是很复杂?其实,它的原理非常简单。

无损检测技术的原理:深入剖析

无损检测技术的原理其实很简单,就是通过使用一些特殊的设备和仪器,来向物体内部发射一种能量,这种能量会在物体内部产生反射和透射。我们可以通过测量这些反射和透射的能量,来了解物体内部的详细情况。这样一来,我们就可以非常准确地检测出物体内部的缺陷和问题,而不必破坏物体本身。

具体来说,无损检测技术主要分为以下几种:

1. 超声检测(UT)

超声检测是一种利用超声波的反射、透射、散射等特性,对被检测物体进行全面扫描,以便发现内部存在的缺陷的方法。超声波是一种频率高于20千赫的机械波,在材料中能以一定的速度和方向传播,遇到声阻抗不同的异质界面(如缺陷或被测物件的底面等)就会产生反射。

在超声探伤中,常用的频率为0.5-5兆赫。探伤时,脉冲振荡器发出的电压加在探头上(用压电陶瓷或石英晶片制成的探测元件),探头发出的超声波脉冲通过声耦合介质(如机油或水等)进入材料并在其中传播,遇到缺陷后,部分反射能量沿原途径返回探头,探头又将其转变为电脉冲,经仪器放大而显示在示波管的荧光屏上。

根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度(与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较),即可测定缺陷的位置和大致尺寸。除回波法外,还有用另一探头在工件另一侧接受信号的穿透法。利用超声法检测材料的物理特性时,还经常利用超声波在工件中的声速、衰减和共振等特性。

2. 射线检测(RT)

射线检测是通过放射性射线对被检测物体进行扫描,使射线透过被检测物体并形成影像,从而发现缺陷的方法。射线的种类很多,其中易于穿透物质的有X射线、射线、中子射线三种。这三种射线都被用于无损检测,其中X射线和射线广泛用于锅炉压力容器焊缝和其他工业产品、结构材料的缺陷检测,而中子射线仅用于一些特殊场合。

射线检测最主要的应用是检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外,对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。

射线检测方法可获得缺陷的直观图像,对长度、宽度尺寸的定量也比较准确,检测结果有直观纪录,可以长期保存。但该方法对体积型缺陷(气孔、夹渣)检出率高,对体积型缺陷(如裂纹未熔合类),如果照相角度不适当,容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件,且检测成本高、速度慢,同时对人体有害,需做特殊防护。

3. 渗透检测(PT)

渗透检测是一种基于液体在固体表面的毛细作用原理和光致发光效应,用于检测非多孔性固体材料表面开口缺陷的一种无损检测方法。渗透检测也是以不损坏被检测对象的使用性能为前提,运用物理、化学、材料科学及工程学理论为基础,借助现代化的技术和设备器材来探测各种工程材料、零部件、结构件等表面开口缺陷,对缺陷进行定性、定位、定量,并对缺陷几何特征进行测量,最后评定相关缺陷是否符合特定的质量验收标准等。

渗透检测的工作原理是:对零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透液后,


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