浅谈无损检测技术发展趋势以及应用

撰文/王征锋

■310003 中国检验认证集团浙江有限公司 浙江 杭州



浅谈无损检测技术发展趋势以及应用

撰文/王征锋

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本文首先系统地介绍了我国现阶段常见的无损检测技术，然后分析无损检测技术的应用范围， 最后讨论了无损检测技术未来的发展趋势。关键词：无损检测；常规检测；应用范围；发展趋势

我国的无损检测正呈现出蓬勃发展的态势，在众多重要部门，工业制造业、建筑行业、国防单位等，无损检测技术都已得到普遍应用。现阶段无损检测技术也已经纳入到国家经济发展目标，成为解决我国大型工程项目安全的重要服务内容。无损检测技术投入成本低、产出效果好的重要工程应用技术，是我国机械工业实现可持续发展和环境友好型发展的重要保证。我国无损检测技术在近几年获得了极大的发展，其应用范围也逐渐从航空航天、核电水利、石油化工等特殊行业，向建筑、交通等贴近人们社会生活的行业普及。

无损检测技术分类

无损检测技术，即在不破坏待测物质原有状态的前提下，获取其结构、内容、成分等物理或化学性质的的检测技术。

a射线检测

射线检测是通过对比射线穿透物体时的衰减程度，对被检测对象的结构缺陷进行检测。对穿过被测对象的射线进行显影，通过衰减程度的不同，获得物体内部信息，从而找出缺陷部位，对工程质量进行评价。检测过程较常用的射线包括X射线、β射线等。在钢结构中运用射线检测方法，再结合电子成像技术，能够明显地显示出钢材料的缺陷部位和焊缝性质。

b超声相控阵技术

超声检测是我国工业项目中应用最为广泛的无损检测技术。传统超声检测需要需要耦合剂和换能器足够接近被检测对象，才能够发挥作用。最近几年发展起来的相控阵超声无损检测技术，能够灵活偏转或聚焦声束，通过多声束扫描成像进行无损检测。相控阵超声检测采用多阵元换能器发射和接收超声波波束，再通过各阵元发射或接收到超声脉冲的时间延迟，改变被测对象内声束的聚焦点和方向，最后经机械或电子扫描进行成像处理。与传统超声检测相比，信噪比更高，有效探伤面积更大，超声束更窄，探伤精度更高。现阶段我国相控阵技术的主要研究发展方向新材料传感器与换能器阵列的开发，另一发展趋势则是通过微机电技术制造密度更高的换能器阵列，用于复杂形状工件的检测。相比国外，我国的超声相控阵无损检测仍处于起步阶段，发展能有效应用于重型工业现场的相控阵检测系统仍是未来研究的重要内容。

c渗透检测

渗透检测是指将荧光材料或其他染色材料制成渗透液体，涂抹到被检测物体表面，经过一段时间后，观察渗透部位。渗透液能够通过表面裂口渗透进所有缺陷部位，载通过显像剂的作用，对零件缺陷部位进行显色标记。渗透检测技术的设备简单，便于携带，不依赖电源，而且适用于非金属材料，因此使用广泛，但也存在对微小缺陷的检测效果较差，检测后清理工作困难等缺点。

d磁记忆检测

磁记忆检测方法指的是通过对构件磁化后的状态进行测量，推断出其应力集中区状况的无损检测方法。该技术是20世纪初首先由俄罗斯人杜波夫教授提出的，用于检测材料应力集中位置与疲劳损伤情况的无损检测技术。大多工业项目工程中会用到的压力容器，运行过程中会受到压力、温度、内部材料的作用，在应力集中部位容易开裂，高温设备还容易引发蠕变损伤，应力集中区往往成为构件受损的的部位，而大部分的设备损伤和工业事故都是由于应力集中去构建故障造成的。磁记忆检测方法就是用于发现容器设备的应力集中部位，通过磁记忆检测仪器对容器设备进行快速扫查，查找焊缝等区域的应力峰值部位，再对这些部位进行内部超声检测、硬度测试、表面磁粉检测等，发现可能存在的微观裂纹或材料损伤。

传统无损检测技术，如射线检测、超声检测、渗透检测等，检测结果很难精确到微观损伤的程度，只能对一定尺寸的宏观缺陷进行检测，而磁记忆检测技术是通过对可能会产生裂缝或诱发损伤的应力集中区域进行检测，检测精度更加准确；对外表面进行磁记忆扫查时，通过构建数据模型对设备容器的整体状态进行分析，科学预测应力发展情况，为设备容器的安全性提供更多参考依据，便于检修计划的制定。另外，磁记忆检测技术多用设备仪器都是通过自带电源控制，无需在检测现场使用火、电，更加安全环保。

无损检测技术发展与应用

a冶金

冶金工业主要指对金属矿物进行勘探、开采、冶炼、轧制成材的工业类型，主要包括钢铁工业和有色冶金工业两大类。其主要产品管、棒、丝等金属材料，普遍应用与各工业制造项目和生产生活之中。为保证产品质量，冶金工业部门必须对出产产品进行检测。无损检测技术的应用，有效提高了冶金产品的检出速度和生产质量。目前应用于冶金工业的无损检测技术主要有涡流自动检测技术、超声自动检测技术，以及漏磁自动检测技术。

b电力

随着工业化的不断发展，各产业设备对电力的要求都不断提高，超高压、超临界，甚至核电机组等设备的投入使用，都对承压部件、高度运转构件的性能提出了更高要求。对电力设备进行无损检测能够更好地保证电力设备的安全可靠运行。应用较多的检测技术包括射线检测、超声检测、涡流检测等。

c铁路运输

随着我国经济的发展，城市生活的快节奏成为常态，对交通运输的速度也提出了更高要求。要提高运行速度，必然对机车轮轴、铁轨等材料的可靠性进行优化。目前应用较为广泛的无损检测技术主要是手推式超声路轨检测，对机车轴承、铁轨性质进行检测，保证高速运行条件下，列车的安全性。

d建筑施工

现代建筑的钢结构，是通过钢材经焊接连成整体，支撑整个建筑的刚性机构，虽然钢结构整体刚度极强，但其中的焊缝质量受焊接技术影响，可能会造成应力集中，发生损坏，对整个建筑的质量产生影响。利用无损检测技术，能够对钢材机构进行有效检测，提前发现问题，及时处理。超声检测技术已经广泛应用于钢结构焊缝的无损检测之中。

未来无损检测技术的发展趋势

a自动化

实现无损检测技术的自动化，能够有效缩短检测时间，是提高工业生产效率的重要途径。另外，在环境恶劣的区域发展无损检测的自动化技术就显得更为重要。现阶段的激光超声、磁记忆检测等非接触性无损检测技术不断发展，各类传感器、换能器不但更新换，这些新技术的应用，都不断推动者无损检测技术自动化的发展。

b高智能化

无损检测技术的高智能化主要体现在人性化设置方面，如开机自检、界面设置、仪器测试参数的自主设置、仪器设定参数的灵活调用和存储，以及自主通讯与数据传输等。高智能化的无损检测仪器将能够通过与主计算机联接，进行数据共享和专家审评；能够通过设置数据参数自动识别和评价检测对象的缺陷类型及工作状态。进行高智能化研究对未来无损检测技术在各行业的应用具有重大的意义。

c数字化

数字化是工业发展的必然方向，随着计算机技术、数字图像处理技术的不断发展，其在无损检测中应用也愈加普遍，以CT和DR为代表的数字化射线检测技术在近年来迅速发展，其与传统射线检测技术相比，具有明显区别：首先数字图像更方便存储和复制，其次可以进行数字化吃力，提高图像效果，另外能够进入高校信息系统进行传递，实现检测工作的远程诊断和实时分析。

结语

我国的无损检测技术研究发展较为迅速，在各工业部门应用也极为普遍。但无损检测未来发展仍然面临挑战，如何实现其健康可持续发展、创新检测思路和无损理念，都值得相关研究部门的重点思考。在数字化、信息化技术愈发普遍的现代社会，我国无损检测技术的发展仍有较长的路要走。另外，如何提高我国无损检测的核心技术能力，充分利用现有资源进行技术整合，形成国际竞争力，也是无损检测工作未来需要重点研究的内容。

参考：

［1］曾琼，肖江文，袁建辉.浅谈无损检测技术的发展与展望［J］.计量与测试技术，2006（12）.

［2］王文浩.浅谈超声无损检测的发展趋势［J］.化学工程与装备.2013（5）.

［3］乔伟峰，杨科伟，李舒萍.浅谈无损检测技术在建筑工程检测中的应用［J］.科技创新与应用，2013（6）.