无损探伤现状及发展趋势

早日高

摘要：无损探伤是在不损害原材料的前提下，对部件表面和内部质量进行检查的一种测试手段。它是利用物质的某些物理性质因存在缺陷或组织结构上的差异使其物理量发生变化。其目的是提高产品质量，保证使用安全，并增强产品设计的科学性。虽然无损探伤只有几十年的历史，但由于它可以准确的对工件进行检验，此技术刚出现，便在生产中发挥着不可替代的作用。随着科学的发展与进步，对无损探伤提出了更严格的要求，与此同时，生产与科技的发展也使无损探伤的手段多样化，近些年来发展了多种无损探伤方法，国外的发展也非常迅速，学习并分析国外无损探伤技术对于我国无损探伤技术发展十分有帮助。

关键词：无损探伤；现状；发展趋势

一、无损探伤技术的特点分析

1、具备电压效应的无损探伤技术

物质在受到外部机械压力的作用后，会伴有物质变形现象发生，带来物质表面的电荷效应、带来物质的变形现象。我们把这一物质变化现象叫做压电效应。细致化来说，对于物质表面产生的电荷效应，被叫做正压电反应。对于物质在受到电场影响后，产生的变形现象叫做逆压电反应。化无损探伤技术的实际应用，就是利用了正压电效应。现阶段来看，在无探伤技术中，对于高分子原材料的运用主要包括：PVDF等等。对于VDF来说，其在实际应用时，使用的分率在0.85时。对于不同材料进行分析和研究，发现其具有一个共同特征，具被较好的加工条件，薄膜化较为容易、质量较好、轻薄柔和等等特点。具备电压效应的无损探伤技术就是应用了这些性能较好的材料，增加了电压效应的无损探伤技术的实际应用性。对于PVDF材料来说，在在电压效应的无损探伤技术应用中，可以作为具备发声功能的传感设备，来对不同的原料进行剪除，对超声波不能检测的电压的低能冲击，具备较好的实际应用性。

2、运用光导纤维的无损探伤技术

对于电压效应的无损探伤技术的运用材料来说，光导纤维的运用具有实际应用性，其不仅具备较好的实际导光性，也可以对敏感数据进行监测和参数的传播，例如：对电流的传播、压力的传播等等。利用光导纤维来进行传播和运作，利于对复合材料和脱胶进行损伤的监测。在进行复合的材料生产时，要主要把管道纤维形成网形，在形成网形后，把符合材料融入到多样化的层次中。假使具有复合性特点的光导材料，在实际应用中受到影响和波动，其会在不同环节产生脱落和断裂现象，进而光的运作速度将会降低，信号将会发生变化，严重后果会带来信号的消失，但是这并不影响对于不同环节的监测质量和准确度。对于碳纤维的材料和不同环节间的分离机理较为复杂，常会产生断裂现象。对于常用的无损探伤技术很难进行良好监测，无法良好进行脱落环节和断裂环节的檢查，进而利用光纤类型的探伤技术具备较强的实际应用性。

3、运用形状记忆无损探伤技术

对于形状记忆无损探伤技术来说，其主要是在合金材料温度升高到某一端点后，展开记忆的管理和运作，这一记忆处理被叫做热处理。在进行热处理后，假使其预冷就会产生低温效应。在其发生低温效应后，给予一定压力，指导记忆合金材料形状发生变化，在对其进行温度的升高，增加边缘界面的温度，直到晶相发生变化，在其获得较为稳定的奥氏体后，就会形成原始的合金形状。伴着这一系列可逆性的变化，金属和合金材料将会受到影响，包括材料的刚性、摩擦力等等，产生变化。金属材料的这一系列变化，无损检测技术的主要数据理论来源。依据相关调查研究信息结果显示，把1%的TiNi合金材料放到环氧树脂里，其可以形成记忆形式的附复合材料。其在受到外力的影响下，这一记忆附和材料会产生断裂，形成断裂纹路，进而可以利用形状记忆无损探伤技术，来进行电阻和应力波的监测，给出附和材料的损伤情况。

二、无损探伤现状及发展趋势

1、射线探伤

根据不同的射线源，射线探伤分为x射线探伤、γ射线探伤、中子射线探伤和高能X射线探伤。射线探伤出现的比较早，无论使用的广泛性还是研究发展的情况，均处于领先地位。除中子探伤外，国外已经实现了标准化和系列化。以下几点是它的发展趋势：

1.1着力发展300KVP以下的小型轻量X光机，以便于现场检查。例如美国生产的300、160、125KVPx光机，重量分别为36、15、8公斤。西德生产的100居里铱——192射线探伤机，重量仅为15公斤，长150毫米，直径120毫米。

1.2发展小焦点射线探伤装置，以提高探伤的灵敏度。欧洲一些发达国家x光管的焦点非常小，英国制成焦点仅10微米、电压160KVP、电流0.5毫安的x光机，检查6毫米厚的钢板时的灵敏度达0.5%。高能x射线装置的焦点一般在直径1毫米左右，探伤灵敏度达0.5%。

1.3采用多种射线源的γ射线探伤，以检查不同厚度的工件。国外γ射线装置剂量较大，据报道，荷兰生产了2000居里的钴60探伤机，用以检查厚150至200毫米的工件。

1.4改善射线探伤的显示方法。射线探伤的显示方法，目前仍以x射线胶片透视照相为主的同时，还开展了静电干板照相和微处理机控制的照相技术研究。此外，国外趋向发展高分辨率图像处理系统。例如，国际焊接协会和英国的G.Robinsn先后提出了有关焊接的射线图像实时处理系统和数字图像处理系统。

1.5发展高能x射线装置。由于高能x射线（1～30MeV）穿透能力强，检查速度快，灵敏度高等特点，国外更趋向使用它们。国外高能x射线装置一般有三种：电子感应加速器、电子回旋加速器和直线加速器。发展趋势是把小型化、寿命长和低成本有效的结合起来。

1.6采用中子射线探伤。热中子（能量0.01～0.3电子伏）贯穿物质时，在多数重元素物质中衰減很小，而在氢中衰减却很大。它不仅应用在重元素材料的探伤，还可用来检查合金中氢的含量，检查本身有γ辐射的放射性同位素材料和区别同位素。

2、超声波探伤

超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，在界面边缘发生反射的特点来检查缺陷的一种方法。其优点是穿透能力强，探测深度可达数米，操作安全，设备轻便。缺点是不适合有空腔的结构。国外应用的较早，一般应用在型材、铸件、锻件和焊缝等的探伤中。其主要发展趋势是：采用小型的探伤仪。国外最近着力发展性能稳定的仪器和探头，采用AVG图对缺陷进行分析，除此之外，他们还在使用B型和C型扫描，应用图形和电子计算机等来研究和重现超声波探伤结果。对焊缝的探伤，国外是采用多探头，发收式的，能实现自动化探伤和记录，广泛采用冲水法和水浸法。

3、磁力探伤

1922年，霍克在加工装在磁性夹头上的钢件时，观察到铁粉被吸附在金属裂缝上的现象，由此而发展磁力探伤的方法，这种方法于1923年开始投入生产。磁力探伤是通过对磁铁材料进行磁化所产生的漏磁场，来发现其表面或近表面缺陷的无损检测技术。它包括磁粉法，录磁法和磁敏探头法。磁力探伤的发展趋势是：应用荧光磁粉配备光电检测装置和传动系统实现自动化探伤，日本最近生产出了在紫外线和可见光下均有较高亮度的磁粉，而且他们应用了比霍尔元件灵敏度高100倍以上的SMD元件进行漏磁场检测，这个方法已广泛应于于生产线上。

结束语：

站在长远角度来看，无损探伤技术具备自身的应用优势，随着社会的发展和科学技术的日渐成熟，无损探伤技术功能将会不断增加。因为我们可以说，无损探伤技术的发展前景一片大好。

参考文献：

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