第6章無損檢測方法

第6章常用無損檢測方法6.1無損檢測概述6.2超聲檢測

6.3射線檢測

6.4渦流檢測

6.5聲發(fā)射檢測

6.6紅外檢測

6.7激光全息檢測

6.8其他無損檢測方法

6.1無損檢測概述無損檢測的定義無損檢測的目的和任務(wù)常用無損檢測技術(shù)的方法及應(yīng)用缺陷的種類和產(chǎn)生原因無損檢測NDT（Non-destructivetesting），就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測被檢對(duì)象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進(jìn)而判定被檢對(duì)象所處技術(shù)狀態(tài)（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術(shù)手段的總稱。

無損檢測的定義NDT是指對(duì)材料或工件實(shí)施一種不損害或不影響其未來使用性能或用途的檢測手段。通過使用NDT，能發(fā)現(xiàn)材料或工件內(nèi)部和表面所存在的缺欠，能測量工件的幾何特征和尺寸，能測定材料或工件的內(nèi)部組成、結(jié)構(gòu)、物理性能和狀態(tài)等。宏觀與微觀；定性與定量無損檢測的目的

1．確保工件或設(shè)備質(zhì)量，保證設(shè)備安全運(yùn)行

用無損檢測來保證產(chǎn)品質(zhì)量，使之在規(guī)定的使用條件下，在預(yù)期的使用壽命內(nèi)，產(chǎn)品的部分或整體都不會(huì)發(fā)生破損，從而防止設(shè)備和人身事故。這就是無損檢測最重要的目的之一。

2．改進(jìn)制造工藝

．

無損檢測不僅要把工件中的缺陷檢測出來，而且應(yīng)該幫助其改進(jìn)制造工藝。例如，焊接某種壓力容器，為了確定焊接規(guī)范，可以根據(jù)預(yù)定的焊接規(guī)范制成試樣，然后用射線照相檢查試樣焊縫，隨后根據(jù)檢測結(jié)果，修正焊接規(guī)范，最后確定能夠達(dá)到質(zhì)量要求的焊接規(guī)范。無損檢測的目的

3．降低制造成本

通過無損檢測可以達(dá)到降低制造成本的目的。例如，焊接某容器，不是把整個(gè)容器焊完后才無損檢測，而是在焊接完工前的中間工序先進(jìn)行無損檢測，提前發(fā)現(xiàn)不合格的缺陷，及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。這樣就可以避免在容器焊完后，由于出現(xiàn)缺陷而整個(gè)容器不合格，從而節(jié)約了原材料和工時(shí)費(fèi)，達(dá)到降低制造成本的目的。無損檢測的應(yīng)用范圍和應(yīng)用特點(diǎn)（一）檢測范圍

1．組合件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或內(nèi)部組成情況的檢查2．材料、鑄鍛件和焊中缺陷縫的檢查

(1)質(zhì)量評(píng)定

(2)壽命評(píng)定

3．材料和機(jī)器的計(jì)量檢測

通過定量的測定材料和機(jī)器的變形量或腐蝕量來確定能不能繼續(xù)使用。例如，用超聲波測厚儀來測定容器的腐蝕量，通過射線照相來測定原子反應(yīng)堆用過的燃料棒的變形量、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的變形量等。74．材質(zhì)的無損檢測

無損檢測可以用來驗(yàn)證材料品種是否正確，是否按規(guī)定進(jìn)行處理，例如，可采用電磁感應(yīng)法來進(jìn)行材質(zhì)混料的分選和材料熱處理狀態(tài)的判別。5．表面處理層的厚度測定

確定各種表面層的深度和厚度。例如，用電磁感應(yīng)檢測法可以測定滲碳淬火層的深度和鍍層的厚度。6．應(yīng)變測試8(二)應(yīng)用特點(diǎn)1．無損檢測要與破壞性檢測相配合無損檢測的最大特點(diǎn)是在不損傷材料、工件和機(jī)器結(jié)構(gòu)物的前提下來進(jìn)行檢測的。但是無損檢測不能代替破壞性檢測。2．正確選用實(shí)施無損檢測的時(shí)間在進(jìn)行無損檢測時(shí)，必須根據(jù)無損檢測的目的，正確選用無損檢測實(shí)施的時(shí)間。例如，要檢查高強(qiáng)鋼焊縫有無延遲裂紋，無損檢測實(shí)施時(shí)間，就應(yīng)安排在焊接后一晝夜以后進(jìn)行。又如，要檢查熱處理工藝是否正確，就應(yīng)將無損檢測實(shí)施時(shí)間放在熱處理后進(jìn)行。從上述例子說明，只有正確的選用實(shí)施無損檢測時(shí)間，才能正確評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量。

3．正確選用最適當(dāng)?shù)臒o損檢測方法

無損檢測在應(yīng)用中，由于檢測方法本身特點(diǎn)所限，缺陷不能完全檢出。為了提高檢測結(jié)果的可靠性，必須在檢測前，根據(jù)被檢物的材質(zhì)、加工種類、加工過程或使用過程，預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生什么種類、什么形狀的缺陷，在什么部位、什么方向產(chǎn)生；根據(jù)以上種種情況分析，然后根據(jù)無損檢測方法各自的特點(diǎn)選擇最合適的檢測方法。4．綜合應(yīng)用各種無損檢測方法

在無損檢測應(yīng)用中，每種無損檢測方法都有它自己的優(yōu)點(diǎn)，也有它的缺點(diǎn)。因此，在無損檢測的應(yīng)用中，如果可能，不要只采用一種無損檢測方法，而應(yīng)盡可能多的同時(shí)采用幾種方法，以便保證各種檢測方法互相取長補(bǔ)短，從而取得更多的信息。另外，還應(yīng)利用無損檢測以外的其他檢測所得的信息，利用有關(guān)材料、焊接、加工工藝的知識(shí)及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的知識(shí)，綜合起來進(jìn)行判斷。

應(yīng)特別指出的是，射線檢測和超聲檢測不能互為代替，因?yàn)閮烧吒饔袀?cè)重功能。雖然標(biāo)準(zhǔn)中曾有過可以互為代替使用的規(guī)定。現(xiàn)行規(guī)定：選擇超聲波檢測時(shí)，還可對(duì)超聲波檢測部位作射線檢測復(fù)驗(yàn)，選擇射線探傷時(shí)也可進(jìn)行超聲波檢測復(fù)驗(yàn)。常規(guī)無損檢測方法有：超聲檢測UltrasonicTesting（縮寫UT）；射線檢測RadiographicTesting（縮寫RT）；磁粉檢測MagneticparticleTesting（縮寫MT）；滲透檢驗(yàn)PenetrantTesting（縮寫PT）；渦流檢測EddycurrentTesting（縮寫ET）；

目視檢測VisualTesting（縮寫VT）；非常規(guī)無損檢測技術(shù)有：聲發(fā)射AcousticEmission(縮寫AE)；泄漏檢測LeakTesting（縮寫LT）；衍射波時(shí)差法超聲檢測技術(shù)TimeofFlightDiffraction(縮寫ToFD)；導(dǎo)波檢測GuidedWaveTesting；光全息照相OpticalHolography；紅外熱成象InfraredThermography；微波檢測MicrowaveTesting各種無損檢測方法的區(qū)別超聲波與射線檢測的對(duì)比主要無損檢測方法的適用性和特點(diǎn)各種材料中出現(xiàn)的主要缺陷及其產(chǎn)生的原因如下：(一)鑄件中常見的缺陷及其產(chǎn)生原因(1)氣孔溶化的金屬在凝固時(shí)，其中的氣體來不及逸出而在金屬表面或內(nèi)部發(fā)生的圓孔。(2)夾渣澆鑄時(shí)由于鐵水包中的溶渣沒有與鐵水分離，混進(jìn)鑄件而形成的缺陷。(3)夾砂澆鑄時(shí)由于砂型的砂子剝落，混進(jìn)鑄件而形成的缺陷。(4)密集氣孔鑄件在凝固時(shí)由于金屬的收縮而發(fā)生的氣孔群。(一)鑄件中常見的缺陷及其產(chǎn)生原因(5)冷夾主要是由于澆鑄溫度太低，金屬熔液在鑄模中不能充分流動(dòng)，在鑄件表面生成冷夾。(6)縮孔和疏松鑄件在凝固過程中由于收縮以及補(bǔ)縮不足所產(chǎn)生的缺陷叫縮孔。而沿鑄件中心呈多孔性組織分布叫中心疏松。(7)裂紋由于材質(zhì)和鑄件形狀不適當(dāng)，在凝固時(shí)因收縮應(yīng)力而產(chǎn)生的裂紋。在高溫下產(chǎn)生的叫熱裂紋，在低溫下產(chǎn)生的叫冷裂紋。(8)型芯撐和內(nèi)冷鐵型芯的支撐物遺留在鑄件內(nèi)，或者為了增加凝固速度所用的冷鐵和內(nèi)冷鐵附著，遺留于鑄件上形成的缺陷。(二)鍛件中常見的缺陷及其產(chǎn)生的原因(1)縮孔和縮管鑄錠時(shí)，因冒口切除不當(dāng)，鑄模設(shè)計(jì)不良，以及鑄造條件(溫度、澆注速度、澆注方法、熔煉等)不良所產(chǎn)生的縮孔沒有被鍛合而遺留下來的缺陷。(2)非金屬夾雜物煉鋼時(shí)，由于熔煉不良以及鑄錠不良，混進(jìn)硫化物和氧化物等非金屬夾渣物或者耐火材料等所造成的缺陷。(3)夾渣由于鑄錠時(shí)，溶渣和耐火材料或夾渣時(shí)太多，留在鍛件中形成的缺陷。(4)龜裂

鍛鋼件表面上出現(xiàn)的較淺的龜狀表面缺陷叫龜裂。它是由于原材料成分不當(dāng)，原材料表面情況不好，加熱溫度和加熱時(shí)間不合適而產(chǎn)生的。(三)焊件中常見的缺陷及其產(chǎn)生原因焊接接頭缺陷的類型很多，按在接頭中的位置可分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷兩大類。1．外部缺陷位于接頭的表面，用肉眼或低倍放大鏡就可看到，如咬邊、焊瘤、弧坑、表面氣孔和裂紋等。這類缺陷不加討論。2．內(nèi)部缺陷位于接頭內(nèi)部，必須通過各種無損檢測方法或破壞性試驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn)。內(nèi)部缺陷有未焊透、未熔合、夾渣、氣孔、裂紋等。

(1)未焊透焊接時(shí)接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象。在底片呈現(xiàn)規(guī)則性的黑色條紋，成直線連續(xù)狀或間斷分布，邊緣整齊。未焊透缺陷不僅降低了焊接接頭的機(jī)械性能，而且在未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn)承載后往往會(huì)引起裂紋，是一種危險(xiǎn)性缺陷，這類缺陷一般是不允許存在的。(2)未熔合熔焊時(shí)，焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未完全熔化結(jié)合的部分，點(diǎn)焊時(shí)母材與母材之間未完全熔化結(jié)合的部分。(3)夾渣、夾雜物夾渣是指焊后殘留在焊縫中的熔渣。夾雜物是指由于焊接冶金產(chǎn)生的、焊后殘留在焊縫金屬中的非金屬雜質(zhì)(如氧化物、硫化物等)。兩種缺陷是焊縫中常見的缺陷，其形狀有條狀和點(diǎn)狀，外形不規(guī)則。(4)氣孔

在焊接過程中，由于焊縫內(nèi)部存在的或外界侵入的氣體。在熔池金屬凝固之前來不及逸出，而殘留在焊縫金屬內(nèi)所形成的空穴，按分布情況可分為單個(gè)氣孔、密集氣孔和鏈狀氣孔。(5)裂紋

裂紋主要是在熔焊冷卻時(shí)因熱應(yīng)力和相變應(yīng)力而產(chǎn)生的，也有在校正和疲勞過程中產(chǎn)生的，是危險(xiǎn)性最大的一種缺陷。

6.2超聲檢測超聲波檢測（UT）定義定義：通過超聲波與試件相互作用，就反射、透射和散射的波進(jìn)行研究，對(duì)試件進(jìn)行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測和表征，并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。超聲檢測是利用超聲波的眾多特性（如反射和衍射），通過觀察顯示在超聲檢測儀上的有關(guān)超聲波在被檢材料或工件中發(fā)生的傳播變化，來判定被檢材料和工件的內(nèi)部和表面是否存在缺陷，從而在不破壞或不損害被檢材料和工件的情況下，評(píng)估其質(zhì)量和使用價(jià)值。（l）縱波當(dāng)彈性介質(zhì)受到交替變化的拉、壓應(yīng)力作用時(shí)，就會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生交替變化的拉伸和壓縮形變。此時(shí)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向相同，這種波被稱為縱波。通常用符號(hào)“L”表示。（2）橫波當(dāng)固體介質(zhì)受到交變的剪切應(yīng)力作用時(shí)，將發(fā)生相應(yīng)的剪切變形，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生具有波峰和波谷的橫向振動(dòng)，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。這種波稱為“橫波”，又稱為剪切波常用符號(hào)“S”表示。超聲波波型由于液體和氣體不存在剪切應(yīng)力，所以液體和氣體中只能傳播縱波，不能傳播橫波。（3）表面波當(dāng)介質(zhì)表面受到交變應(yīng)力作用時(shí)，產(chǎn)生沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ牟?，稱為表面波，常用符號(hào)“R”表示。表面波在介質(zhì)表面?zhèn)鞑r(shí)，介質(zhì)表面質(zhì)點(diǎn)作橢圓運(yùn)動(dòng)。橢圓運(yùn)動(dòng)可視為縱向振動(dòng)和橫向振動(dòng)的合成，因此表面波同橫波一樣只能在固體介質(zhì)中傳播，不能在液體和氣體介質(zhì)中傳播。（4）板波（蘭姆波）

在板厚和波長相當(dāng)?shù)膹椥员“逯袀鞑サ某暡ń邪宀?或蘭姆波)。板波傳播時(shí)聲場遍及整個(gè)板的厚度。薄板兩表面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)為縱波和橫波的組合，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的軌跡為一橢圓，在薄板的中間也有超聲波傳播。板波按其傳播方式又可分為對(duì)稱型（S型）和非對(duì)稱型（A型）兩種，這是由質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于板的中間層作對(duì)稱型還是非對(duì)稱型運(yùn)動(dòng)來決定的。

板波(a)對(duì)稱型；(b)非對(duì)稱型超聲波工作頻率超聲波是頻率大于20kHz的一種機(jī)械波（相對(duì)于頻率范圍在20Hz～20kHz的聲波而言）。超聲檢測用的超聲波，其頻率范圍一般在0.25MHz～15MHz之間。用于金屬材料超聲檢測的超聲波，其頻率范圍通常在0.5MHz～10MHz之間；而用于普通鋼鐵材料超聲檢測的超聲波，其頻率范圍通常為1MHz～5MHz。超聲波被用于無損檢測，主要是因?yàn)橛幸韵聨讉€(gè)特性：①超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到界面會(huì)發(fā)生反射；②超聲波指向性好，頻率愈高，指向性愈好；③超聲波傳播能量大，對(duì)各種材料的穿透力較強(qiáng)。通常，超聲檢測采用了不同的技術(shù)：——按波源不同可分為：連續(xù)波、脈沖波；——按波型不同可分為：縱波、橫波、表面波、板波、爬波；

——按接收方式不同可分為：回波（反射）、穿透；

——按耦合方式不同可分為：接觸式、液浸式；

——按探頭數(shù)不同可分為：單探頭、雙探頭、多探頭。脈沖回波（脈沖反射）技術(shù)是超聲檢測中最常用的一種技術(shù)，其所用的超聲波是一種脈沖波，即波源振動(dòng)持續(xù)時(shí)間很短（通常是微秒數(shù)量級(jí)）、僅在很短一段時(shí)間內(nèi)有振幅（間歇發(fā)射）的一種機(jī)械波動(dòng)。通常，脈沖回波超聲檢測的過程是：由超聲檢測儀（亦稱超聲波探傷儀）產(chǎn)生脈沖電信號(hào)，輸入到換能器（或探頭）上，激勵(lì)換能器的壓電晶片發(fā)射脈沖超聲波；超聲波透射（或折射）進(jìn)入被檢材料或工件中，經(jīng)過反射或衍射等傳播變化，最終又被換能器的壓電晶片所接收，再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸送回超聲檢測儀顯示出來；最后，通過對(duì)顯示屏進(jìn)行觀察，來分析和評(píng)價(jià)被檢材料或工件的內(nèi)部或表面質(zhì)量。超聲波檢測（UT）原理超聲波工作的原理：主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。a.聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定的方式使超聲波進(jìn)入試件；b.超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用，使其傳播方向或特征被改變；c.改變后的超聲波通過檢測設(shè)備被接收，并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析；d.根據(jù)接收的超聲波的特征，評(píng)估試件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特性。超聲波檢測的優(yōu)缺點(diǎn)a.適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種制件的無損檢測；b.穿透能力強(qiáng)，可對(duì)較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測。如對(duì)金屬材料，可檢測厚度為1～2mm的薄壁管材和板材，也可檢測幾米長的鋼鍛件；c.缺陷定位較準(zhǔn)確；d.對(duì)面積型缺陷的檢出率較高；e.靈敏度高，可檢測試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷；f.檢測成本低、速度快，設(shè)備輕便，對(duì)人體及環(huán)境無害，現(xiàn)場使用較方便。34超聲波檢測的優(yōu)缺點(diǎn)a.對(duì)試件中的缺陷進(jìn)行精確的定性、定量仍須作深入研究；b.對(duì)具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進(jìn)行超聲檢測有困難；c.缺陷的位置、取向和形狀對(duì)檢測結(jié)果有一定影響；d.材質(zhì)、晶粒度等對(duì)檢測有較大影響；e.以常用的手工A型脈沖反射法檢測時(shí)結(jié)果顯示不直觀，且檢測結(jié)果無直接見證記錄。超聲波檢測（UT）使用范圍a.從檢測對(duì)象的材料來說，可用于金屬、非金屬和復(fù)合材料；b.從檢測對(duì)象的制造工藝來說，可用于鍛件、鑄件、焊接件、膠結(jié)件等；c.從檢測對(duì)象的形狀來說，可用于板材、棒材、管材等；d.從檢測對(duì)象的尺寸來說，厚度可小至1mm，也可大至幾米；e.從缺陷部位來說，既可以是表面缺陷，也可以是內(nèi)部缺陷。超聲波檢測的應(yīng)用超聲波檢測是工業(yè)無損檢測中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。就無損探傷而言，超聲波法適用于各種尺寸的鍛件、軋制件、焊縫和某些鑄件，無論是鋼鐵、有色金屬和非金屬，都可以采用超聲波法進(jìn)行檢驗(yàn)。各種機(jī)械零件、結(jié)構(gòu)件、電站設(shè)備、船體、鍋爐、壓力容器和化工容器、非金屬材料等，都可以用超聲波進(jìn)行有效的檢測。有的采用手動(dòng)方式，有的可采用自動(dòng)化方式。就物理性能檢測而言，用超聲波法可以無損檢測厚度、材料硬度、淬硬層深度、晶粒度、液位和流量、殘余應(yīng)力和膠接強(qiáng)度等。脈沖反射式超聲探傷儀的原理脈沖反射法：超聲波以持續(xù)極短的時(shí)間發(fā)射脈沖到被檢工件內(nèi)，利用被檢工件底面或內(nèi)部缺陷的反射回波探測反射源的位置和大小的方法。其工作原理圖如下所示。

一般只需要一個(gè)探頭兼做發(fā)射和接收。超聲探傷主要是判斷工件材料有無缺陷，若有缺陷時(shí)，確定缺陷的大小和位置，進(jìn)而評(píng)定其有無使用價(jià)值和修復(fù)的可能性。a.判斷缺陷的存在

換能器發(fā)射的超聲波在工件內(nèi)部傳播時(shí)，當(dāng)遇到不同介質(zhì)時(shí)，將發(fā)生反射，反射信號(hào)的強(qiáng)度與反射率R的大小有關(guān)，而反射率R只與反射介質(zhì)和反射介質(zhì)的材料有關(guān)。由于反射信號(hào)通過的聲程是一定的，故換能器獲得的反射信號(hào)的強(qiáng)度也是一定的。當(dāng)工件無缺陷時(shí)，只有始發(fā)射脈沖波和底面反射波，二者之間沒有其他回波。當(dāng)工件中有面積小于聲束截面的小缺陷，則會(huì)在始波和底波之間出現(xiàn)缺陷回波。缺陷回波在時(shí)間軸上的位置可以確定缺陷在工件中的位置，缺陷回波幅度的大小取決于缺陷在聲束入射方向上的投影面積的大小，當(dāng)有缺陷回波出現(xiàn)時(shí)，底波高度下降。當(dāng)工件中缺陷大于聲束截面時(shí)，全部聲能被缺陷所反射，只有始波和缺陷回波，不會(huì)出現(xiàn)底波b.缺陷的定位

由于超聲波在介質(zhì)的波速是一定的，在上圖中.

若工件長度L是已知的，則可以根據(jù)發(fā)射波到反射波與反射波到底波的時(shí)間的比值，來確定缺陷距探頭的距離。

若工件長度L是未知的，則可以根據(jù)聲束和聲波在介質(zhì)中傳播至缺陷所需要時(shí)間和波速來定位缺陷。式中C為材料中的聲速，Tf為聲速遇到缺陷時(shí)的來回傳播時(shí)間C.缺陷的定量

超聲波探測缺陷尺寸的最小檢測極限為

工件或材料中的實(shí)際缺陷是多種多樣的，其形狀和性質(zhì)也各不相同。要確定其真實(shí)大小是非常困難的，甚至是不可能的，只能采用相對(duì)比較的方法，即用未知量（缺陷）與已知量（規(guī)定的人工缺陷）的回波振幅相比較的方法，來確定缺陷的當(dāng)量大小。超聲波檢測方法接觸法：就是探頭與工件表面之間經(jīng)一層薄的耦合劑直接接觸進(jìn)行探傷的方法。耦合劑主要起傳遞超聲波能量作用。液浸法：就是將探頭與工件全部浸入液體，或探頭與工件之間局部充以液體進(jìn)行探傷的方法。液體一般用水，故又稱水浸法。探頭不直接與工件接觸，因而易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測，也適用于檢測表面粗糙的工件。接觸法探傷液浸法探傷縱波脈沖反射法：超聲波以一定的速度向工件內(nèi)傳播，一部分聲波遇到缺陷時(shí)反射回來；另一部分聲波繼續(xù)傳至工件底面后也反射回來。發(fā)射波、缺陷波和底波經(jīng)過放大后在熒光屏上顯示。由發(fā)射波、缺陷波和底波在時(shí)間基線上的位置，即可求出缺陷的部位。橫波探傷法：是聲波以一定角度入射到工件中產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換，利用橫波進(jìn)行探傷的方法。橫波入射工件后，當(dāng)所遇缺陷與聲束垂直或夾角較大時(shí)，聲波發(fā)生反射，在熒光屏上出現(xiàn)缺陷波。橫波單收單發(fā)檢測焊縫表面波探傷法：是表面波沿著工件表面?zhèn)鞑z測表面缺陷的方法。表面波的能量隨著表面下深度增加而顯著降低，在大于一個(gè)波長的深度處，表面波的能量很小，已無法進(jìn)行檢測。表面波沿著工件表面?zhèn)鞑ミ^程中，遇到裂紋、表面劃痕或棱角等均會(huì)發(fā)生反射。在反射的同時(shí)，部分表面波仍繼續(xù)向前傳播。用表面波法可以對(duì)工件上開口于表面的裂紋深度進(jìn)行測量。表面波在棱角處的反射蘭姆波探傷法：是使蘭姆波沿著薄板(或薄壁管)兩表面及中間傳播來進(jìn)行探傷的方法。當(dāng)工件中有缺陷時(shí)，在缺陷處產(chǎn)生反射，熒光屏上出現(xiàn)缺陷波，當(dāng)蘭姆波遇到端面時(shí)，亦會(huì)產(chǎn)生端面反射波。超聲波檢測儀CTS-9002入門級(jí)數(shù)字探傷儀，性能價(jià)格比高、操作簡單、低溫性能優(yōu)越，適合大多數(shù)無損檢測場合使用。列舉為廣東汕頭超聲電子股份有限公司產(chǎn)品CTS-9003彩顯、屏幕大并且分辨率高、軟件通用型強(qiáng)、指標(biāo)過硬、B掃等功能。適合絕大多數(shù)無損檢測場合，在電力、核電等要求嚴(yán)格場合均有應(yīng)用CTS-9008針對(duì)電力行業(yè)中高壓支柱瓷絕緣子及瓷套檢測的專用數(shù)字式超聲波探傷儀。CTS-1008高端數(shù)字機(jī)方波激勵(lì)，對(duì)檢測高衰減或厚工件有良好的穿透性和信噪比體積小、重量輕萬能旋鈕操作具備遠(yuǎn)程控制功能USB主控TOFD（超聲波衍射時(shí)差法，用于缺陷的檢測、定量和定位）探傷專用設(shè)備CTS-1008PLUSCTS-400超聲測厚儀測量范圍:0.8～500.0mmCTS-8005APLUS用于鐵路車輛輪軸探傷的數(shù)字式探傷儀，內(nèi)嵌鐵道部車輛輪軸工藝規(guī)程，智能化的季度、日常校驗(yàn)功能，具有五個(gè)通道，可自由切換.GT-2國內(nèi)首臺(tái)為鋼軌在線檢測而設(shè)計(jì)的手推式全數(shù)字超聲探傷設(shè)備

CTS-8006具有6個(gè)獨(dú)立的發(fā)射－接收通道,性能穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強(qiáng)。儀器配合不同的機(jī)械傳動(dòng)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管、鋼板、機(jī)械零件等的自動(dòng)化超聲探傷超聲波檢測儀模擬探傷儀：得到的是模擬信號(hào)，不能直接進(jìn)行處理，但真實(shí)。數(shù)字探傷儀：探傷信號(hào)、數(shù)據(jù)已數(shù)字化，可進(jìn)行各種處理，技術(shù)先進(jìn)，能夠設(shè)計(jì)多種功能，如波形存貯、回放、比較等，代表著發(fā)展方向。儀器自檢功能探傷圖形存儲(chǔ)、回放和打印功能探傷工藝參數(shù)存儲(chǔ)功能峰值搜索功能距離波福曲線繪制功能數(shù)字式探傷儀功能：選用功能：距離補(bǔ)償功能，探傷圖形局部放大功能，探頭和儀器技術(shù)指標(biāo)測試功能。超聲波檢測儀超聲儀基本組成發(fā)射部分接收部分時(shí)間軸部分示波管電源部分輔助電路超聲波檢測儀發(fā)射部分發(fā)射部分能產(chǎn)生約500V以上的高壓電脈沖，這個(gè)電脈沖加到（探頭的）壓電晶片上（使晶片產(chǎn)生振蕩，其振蕩頻率超過20KHz）能使晶片發(fā)出超聲波。接收部分接收部分就是由衰減器、高頻放大器、檢波電路及視頻放大電路構(gòu)成的。另外，還有抑制電路，抑制電路是供抑制雜波用的。時(shí)間軸部分時(shí)間軸部分能產(chǎn)生使示波管的電子束在水平方向自左向右作等速移動(dòng)的電壓，改變電子束的移動(dòng)速度（即掃描速度）就能將來自試件中不同深度處的回波顯示在刻度板上。

換能器就是將一種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種能量的器件。超聲換能器能將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能（聲能），也能將機(jī)械能（聲能）轉(zhuǎn)變成電能。換能器常規(guī)換能器：壓電換能器新型換能器：壓電—合成換能器壓電高分子換能器特殊換能器：電磁聲換能器激光換能器換能器種類超聲波探頭探頭的主要種類接觸式縱波直探頭接觸式斜探頭液浸探頭、液浸聚焦探頭接觸式縱波聯(lián)合雙晶探頭接觸式聚焦探頭接觸式橫波聯(lián)合雙探頭超聲波探頭接觸式縱波直探頭：超聲波垂直于發(fā)射面發(fā)出，用于探測基本平行于探測面的平面或立方體型缺陷。聯(lián)合雙晶探頭：聯(lián)合雙晶探頭一般可為兩類：⑴接觸式縱波聯(lián)合雙晶探頭 使用接觸式縱波聯(lián)合雙晶探頭時(shí)，發(fā)射電脈沖在激勵(lì)壓電晶片的同時(shí)也進(jìn)入儀器的接收電路。同于儀器放大器的阻塞，無法探測近探測面的缺陷縱波聯(lián)合雙探頭的結(jié)構(gòu)就是二個(gè)縱波單探頭的組合，一個(gè)用于發(fā)射一個(gè)用于接收，收發(fā)探頭都有各自的延遲塊，而且兩延遲塊聲束入射平面均帶一傾角，傾角的大?。Q定F焦距大小，傾角越小，焦距越大）則取決于要探測區(qū)域距探測面的深度。⑵接觸式橫波聯(lián)合雙探頭 橫波聯(lián)合雙探頭是將二個(gè)橫波斜探頭向中偏一個(gè)內(nèi)傾角構(gòu)成的（指聲程較近者，遠(yuǎn)則無須），從而提高信噪比。

液浸探頭、液浸聚焦探頭：液浸探頭用于水（液體）浸法探傷，多用于自動(dòng)、半自動(dòng)探傷，在液浸探頭的晶片平面上加上聲透鏡即可成為液浸聚焦探頭，其性能是聲強(qiáng)增加，靈敏度提高。接觸式斜探頭：斜探頭有橫波斜探頭、瑞利波斜探頭（表面波）、縱波斜探頭（小角度）、藍(lán)姆波斜探頭（板波）接觸式及可變角斜探頭等多種形式。橫波斜探頭主要用于探測與探測面成一定角度的平面型及立方體型缺陷，應(yīng)用廣泛。接觸式聚焦探頭：接觸式聚焦探頭可分為三類：透鏡式、反射式和曲面晶片式。

超聲波探頭電磁聲探頭優(yōu)點(diǎn)： 不需要清除工件的表面 不需要耦合劑 高溫、低溫條件下的檢測 小直徑的棒材的檢測 探頭可設(shè)計(jì)成產(chǎn)生各種波型：縱波、垂直偏振的橫波、水平偏振的 橫波、板波、瑞利波、導(dǎo)波等等。缺點(diǎn)： 靈敏度較低、噪聲大 高頻難以實(shí)現(xiàn)（常用，如1-2.5MHz左右） 接觸工件、或者離工件一定距離（約1mm超聲波探頭空氣耦合探頭缺點(diǎn)： 空氣耦合的檢測技術(shù)，受到被檢測工件形狀、尺寸的限制。 不適合聲阻抗高的材料，如重金屬等 單探頭的工作方式（脈沖回波）信噪比低，難以適應(yīng)實(shí)際的應(yīng)用場 合。 被檢工件溫度>250攝氏度，檢測難以進(jìn)行（探頭的性能、空氣的密 度） 高頻率的超聲波信號(hào)在空氣中迅速衰減，限制了檢測的應(yīng)用場合。 （一般100KHz到2.5MHz，特殊條件下可到20MHz）優(yōu)點(diǎn)： 不需要液體耦合劑； 不需要接觸工件超聲波探頭直探頭直探頭用于發(fā)射和接收縱波。它發(fā)射的聲波方向垂直于工件表面，其結(jié)構(gòu)如下圖：

直探頭檢測原理當(dāng)工件表面存在缺陷時(shí)，缺陷將聲波全遮住，無聲波到達(dá)工件底面，儀器示波屏上只有缺陷波的反射：

斜探頭在實(shí)際工作中所遇到的缺陷，更多的是與檢測面不平行。在這種情況下，就會(huì)用到斜探頭，以一定的角度對(duì)工件進(jìn)行入射以達(dá)到檢測的目的，斜探頭的結(jié)構(gòu)如下圖：

斜探頭檢測原理當(dāng)采用斜探頭時(shí)，波束軸線在探測面處折射，工作中的缺陷的位置由探頭的折射角和聲程確定，利用三維坐標(biāo)，可將反射體（缺陷）的位置清晰地描述下來。

探頭的選擇原則

（1）頻率。超聲波的頻率在很大程度上決定了其對(duì)缺陷的探測能力。頻率的選擇可以這樣考慮：對(duì)于小缺陷、近表面缺陷或薄件的檢測，可以選擇較高頻率；對(duì)于大厚度試件、高衰減材料，應(yīng)選擇較低頻率。在靈敏度滿足要求的情況下，選擇寬帶探頭可提高分辨力和信噪比。針對(duì)具體對(duì)象，適用的頻率需在上述考慮當(dāng)中取得一個(gè)最佳的平衡，既要保證所需尺寸缺陷的檢出，并滿足分辨力的要求，也要保證在整個(gè)檢測范圍內(nèi)具有足夠的靈敏度與信噪比。

（2）晶片尺寸。探頭晶片尺寸對(duì)檢測的影響主要是通過其對(duì)聲場特性的影響體現(xiàn)出來的。多數(shù)情況下，檢測大厚度的試件時(shí)，采用大直徑探頭較為有利；檢測厚度較小的試件時(shí)，則采用小直徑探頭較為合理。

應(yīng)根據(jù)具體情況，

選擇滿足檢測要求的探頭。

耦合劑超聲耦合劑是指超聲波在探測面上的聲強(qiáng)透射率，聲強(qiáng)透射率高，超聲耦合好。

為了提高耦合效果，在探頭與工件之間施加的一層透聲介質(zhì)稱為耦合劑。耦合劑的作用是排除工件表面之間的空氣，使超聲波能有效地進(jìn)入工件，此外耦合劑還有減少摩擦的作用，可減少探頭磨損。耦合劑耦合劑能濕潤工件表面，流動(dòng)性、粘度和附著力適當(dāng)，容易去除耦合劑滿足要求聲阻抗高，透聲性好對(duì)工件無腐蝕，對(duì)人體無害，不污染環(huán)境性能穩(wěn)定，不易變質(zhì)并能長期保存超聲波檢測儀的選擇一般市場上出售的A型脈沖反射式超聲波檢測儀已具備一些基本功能，其基本性能參數(shù)(垂直線性、水平線性等)也能滿足通常超聲檢測的要求。對(duì)于給定的任務(wù)，在選擇超聲波檢測儀時(shí)，主要考慮的是該任務(wù)的特殊要求，可從以下幾方面進(jìn)行考慮：（1）所需采用的超聲頻率特別高或特別低時(shí)，應(yīng)注意頻帶寬度。（2）對(duì)薄試件檢測和近表面缺陷檢測時(shí)，應(yīng)注意發(fā)射脈沖是否可調(diào)為窄脈沖。（3）檢測大厚度試件或高衰減材料時(shí)，選擇發(fā)射功率大、增益范圍大、電噪聲低的超聲波檢測儀，有助于提高穿透能力和小缺陷顯示能力。

（4）對(duì)衰減小或厚度大的試件，選用重復(fù)頻率可調(diào)為較低數(shù)值的超聲波檢測儀，可避免幻象波的干擾。（5）室外現(xiàn)場檢測時(shí)，應(yīng)選擇重量輕，熒光屏亮度好，抗干擾能力強(qiáng)的便攜式超聲波檢測儀。（6）

自動(dòng)快速掃查時(shí)應(yīng)選擇最高重復(fù)頻率高的超聲波檢測儀。

6.2射線探傷

射線探傷是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法，射線透過被檢工件后，在膠片上感光成黑度不同的圖像來觀察的。它可用來檢測產(chǎn)品的氣孔、夾渣、鑄造孔洞等立體缺陷。優(yōu)點(diǎn)：客觀準(zhǔn)確，重復(fù)性好，可靠性高，檢測圖像較直觀，對(duì)缺陷尺寸和性質(zhì)判斷比較容易，結(jié)果可長期保存。缺點(diǎn):可檢測板厚較小，成本較高，污染環(huán)境，對(duì)人體有害。按射線源種類分：X射線、γ射線、高能射線檢測按顯示缺陷方法不同：射線照相探傷、射線熒光屏觀察法、射線實(shí)時(shí)圖象法、射線計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)。

6.2.1射線檢測的基本原理一、射線的基本性質(zhì)1不可見，以光速直線傳播2不帶電，不受電場和磁場的影響3穿透可見光不能穿透的物質(zhì)4能使物質(zhì)的原子電離，能使膠片感光，能使某些物質(zhì)產(chǎn)生熒光。5能傷害和殺死生物細(xì)胞二、射線與物質(zhì)的相互作用1主要有：光電效應(yīng)、湯姆遜散射，康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)。作用的結(jié)果使射線因吸收和散射而失去一部分能量，強(qiáng)度相應(yīng)減弱，這種現(xiàn)象稱之為射線的衰減。

（1）光電效應(yīng)。在普朗克概念中每束射線都具有能量為E=hv的光子。光子運(yùn)動(dòng)時(shí)保持著它的全部動(dòng)能。光子能夠撞擊物質(zhì)中原子軌道上的電子，若撞擊時(shí)光子釋放出全部能量，并將原子電離，則稱為光電效應(yīng)。光子的一部分能量把電子從原子中逐出去，剩余的能量則作為電子的動(dòng)能被帶走，于是該電子可能又在物質(zhì)中引起新的電離。當(dāng)光子的能量低于1MeV時(shí)，光電效應(yīng)是極為重要的過程。（2）康普頓效應(yīng)。在康普頓效應(yīng)中，一個(gè)光子撞擊一個(gè)電子時(shí)只釋放出它的一部分能量，結(jié)果光子的能量減弱并在和射線初始方向成θ角的方向上散射，而電子則在和初始方向成φ角的方向上散射。這一過程同樣服從能量守恒定律，即電子所具有的動(dòng)能為入射光子和散射光子的能量之差，最后電子在物質(zhì)中因電離原子而損失其能量。在絕大多數(shù)的輕金屬中，射線的能量大約在0.2～3MeV范圍時(shí)，康普頓效應(yīng)是極為重要的效應(yīng)?？灯疹D效應(yīng)隨著射線能量的增加而減小，其大小也取決于物質(zhì)中原子的電子數(shù)。在中等原子序數(shù)的物質(zhì)中，射線的衰減主要是由康普頓效應(yīng)引起，在射線防護(hù)時(shí)主要側(cè)重于康普頓效應(yīng)。（3）電子對(duì)效應(yīng)一個(gè)具有足夠能量的光子釋放出它的全部動(dòng)能而形成具有同樣能量的一個(gè)電子和一個(gè)正電子，這樣的過程稱為電子對(duì)的產(chǎn)生。產(chǎn)生電子對(duì)所需的最小能量為0.51MeV，所以光子能量hv必須大于等于1.02MeV。

（4）湯姆遜效應(yīng)。射線與物質(zhì)中帶電粒子相互作用，產(chǎn)生與入射波長相同的散射線的現(xiàn)象叫做湯姆遜效應(yīng)。這種散射線可以產(chǎn)生干涉，能量衰減十分微小。

2衰減定律射線透過厚度δ的物質(zhì)后射線強(qiáng)度Iδ與透照厚度之間應(yīng)遵循如下的指數(shù)衰減規(guī)律：Iδ＝

I0e-μδIδ：射線透過厚度δ的物質(zhì)后的射線強(qiáng)度I0：射線的初始強(qiáng)度e:自然對(duì)數(shù)的底δ：透過物質(zhì)的厚度μ:線衰減系數(shù)，為上述各物理效應(yīng)分別引起的衰減系數(shù)之和。三、射線探傷的基本原理射線探傷的實(shí)質(zhì)是根據(jù)被檢工件與其內(nèi)部缺陷介質(zhì)對(duì)射線能量的衰減程度不同，而引起射線透過工件后的強(qiáng)度差異，使缺陷能在射線底片上或電視屏幕上顯示出來。成象技術(shù)示意圖xΔxμ’μI’Ix射線探傷原理圖射線在工件及缺陷中的線衰減系數(shù)分別為μ和μ’。根據(jù)衰減定律：透過完好部位x厚的射線強(qiáng)度Ix＝

I0e-μx透過缺陷部位的射線強(qiáng)度I’＝I0e-[μ(x-Δx)+μ’Δx]=

I0e-μxe–(μ’

–μ)Δx可得：1、μ’＜μ時(shí)，I’＞Ix2、μ’＞μ時(shí)，I’＜Ix3、μ’≈μ或Δx→0時(shí)，I’≈Ix這樣在被檢測試件的另一面就形成一幅射線強(qiáng)度不均勻的分布圖。通過一定方式將這種不均勻的射線強(qiáng)度進(jìn)行照相或轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)指示、記錄或顯示，就可以評(píng)定被檢測試件的內(nèi)部質(zhì)量，達(dá)到無損檢測的目的。四、Χ射線檢測方法

Χ射線檢測常用的方法是照相法，即利用射線感光材料(通常用射線膠片)，放在被檢測試件的背面接受透過試件后的Χ射線。膠片曝光后經(jīng)暗室處理，就會(huì)顯示出物體的結(jié)構(gòu)圖像。根據(jù)膠片上影像的形狀及其黑度的不均勻程度，就可以評(píng)定被檢測試件中有無缺陷及缺陷的性質(zhì)、形狀、大小和位置。此法的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、直觀可靠、重復(fù)性好，是Χ射線檢測法中應(yīng)用最廣泛的一種常規(guī)方法。6.2.2射線探傷設(shè)備一、X射線機(jī)1、分類⑴按射線束輻射方向分：定向輻射和周向輻射⑵按結(jié)構(gòu)形式分：攜帶式、移動(dòng)式、固定式⑶按極區(qū)數(shù)量分：單極式、雙極區(qū)⑷按高壓整流線路的結(jié)構(gòu)形式分為：自整流、全波整流、倍壓整流⑸按絕緣材料分：油絕緣、氣體絕緣⑹按冷卻方式分：強(qiáng)油循環(huán)冷卻、水冷卻、自冷卻移動(dòng)式X射線機(jī)XY-4510/2型X射線機(jī)，廣泛適用于105mm以下厚度鐵板的檢測。移動(dòng)式X射線機(jī)XY-1520/4型X射線機(jī)，廣泛適用于各種輕合金及28mm以下厚度鐵板的檢測。管道爬行器是自動(dòng)檢測石油、天然氣管道焊縫質(zhì)量的專用設(shè)備。便攜式X射線機(jī)XXG-1605定向波紋陶瓷探傷儀遼東射線儀器有限公司生產(chǎn)的新一代智能化便攜式充氣系列變頻X射線探傷機(jī)。廣泛應(yīng)用于國防工業(yè)、鍋爐、壓力容器、造船、石油化工、航空及工業(yè)機(jī)械等，是進(jìn)行無損檢測的最理想設(shè)備。它具有體積小、操作方便、工作穩(wěn)定，特別適應(yīng)各種野外作業(yè)并與發(fā)電機(jī)組配合作業(yè)。2、X射線機(jī)的選擇⑴根據(jù)被檢工件的材料和厚度選擇X射線機(jī)的額定管電壓檢查非金屬材料或輕金屬材料時(shí)選用額定管電壓較低的射線（軟X射線）；檢查鋼鐵工件，選用額定管電壓較高的X射線機(jī)。工件厚時(shí)，較高電壓。工件薄時(shí)，較低電壓。⑵根據(jù)射線檢驗(yàn)工作的性質(zhì)選擇X射線機(jī)的結(jié)構(gòu)形式⑶根據(jù)被檢對(duì)象的形狀和尺寸選擇射線束的輻射方向定向和周向輻射⑷對(duì)于質(zhì)量要求高的被檢對(duì)象，必須選用小焦點(diǎn)，甚至微焦點(diǎn)X射線機(jī)

X射線機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)與規(guī)范主要包括：管壓峰值（kv）管電流平均值（mA),焦點(diǎn)尺寸（mm),最大穿透鋼鐵厚度。攜帶式XX－2005管電流平均值5mA管電壓峰值200kvX射線機(jī)攜帶式XXT－3010管電流平均值10mA管電壓峰值300kvX射線機(jī)金屬陶瓷X射線管6.2.3焊縫的照相法探傷根據(jù)被檢工件及其內(nèi)部缺陷介質(zhì)對(duì)射線能量衰減程度的不同而引起透過后射線強(qiáng)度分布差異，被射線照相膠片記錄下來經(jīng)暗室處理后，再由其底片上較大的黑化程度對(duì)應(yīng)較大的透射射線強(qiáng)度，根據(jù)射線照相底片上這種黑化程度變化的圖象來發(fā)現(xiàn)被檢工件中存在的缺陷。主要標(biāo)準(zhǔn)為：GB3323－87《鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)》一、探傷系統(tǒng)基本組成射線源鉛光闌濾板象質(zhì)記標(biāo)記帶鉛遮板工件濾板暗盒膠片增感屏底部鉛板1、射線源常用的射線源是X射線機(jī)、γ射線機(jī)2射線膠片⑴結(jié)構(gòu)1保護(hù)層2乳劑層3結(jié)合層4片基①片基起支持全部涂層的作用。②乳劑層具有增感作用并使鹵化銀顆粒能均勻懸浮，固定其中。③結(jié)合層主要成分為樹脂，其作用是使乳劑層牢固地粘附在片基上。④保護(hù)層保護(hù)乳劑層不受損傷⑵底片的黑度是描述照相底片上某一點(diǎn)黑化程度的參量，其定義為強(qiáng)度為L0的可見光沿法向入射到照相底片上的某點(diǎn)，設(shè)透過底片的可見光強(qiáng)度為L，則該點(diǎn)的黑度為：D＝lg(L0/L)D—底片黑度L0－－照射光強(qiáng)L－－透過光強(qiáng)D＝1D＝2D＝3透過率L/L0=1/10L/L0=1/100L/L0=1/1000底片黑度透射光強(qiáng)與照射光強(qiáng)的關(guān)系底片上某點(diǎn)的黑度與它的含銀量的多少有關(guān)，含銀量越多，越難于透光，即黑度較大。⑶膠片的類型按銀鹽粒度由小到大的順序J1、J2、J33增感屏由于X射線和γ射線波長短、硬度大，對(duì)膠片的感光效應(yīng)差，一般透過膠片的射線，大約1％就能使膠片中的銀鹽微粒感光。為了增加膠片的感光速度，利用某些增感物質(zhì)在射線作用下能激發(fā)出熒光或產(chǎn)生次級(jí)射線，從而加強(qiáng)對(duì)膠片的感光作用。在射線透視照相中，所用的增感物質(zhì)稱為增感屏。⑴金屬增感屏金屬增感屏在受射線照射時(shí)產(chǎn)生β射線和二次標(biāo)識(shí)X射線對(duì)膠片起感光作用。其增感較小，一般只有2～7倍。在生產(chǎn)實(shí)踐中，多采用鉛、錫等原子序數(shù)較高的材料作金屬增感屏，因?yàn)殂U的壓延性好，吸收散射線的能力強(qiáng)。⑵熒光增感屏和金屬熒光增感屏熒光增感屏是利用熒光物質(zhì)被射線激發(fā)產(chǎn)生熒光實(shí)現(xiàn)增感作用的。它是將熒光物質(zhì)均勻地涂布在質(zhì)地均勻而光滑的支撐物(硬紙或塑料薄板等)上，再覆蓋一層薄薄的透明保護(hù)層組合而成的。（3）金屬熒光增感屏金屬熒光增感屏是在鉛箔上涂一層熒光物質(zhì)組合而成的。它具有熒光增感的高增感系數(shù)，又有吸收散射線的作用。（4）增感方式的選擇增感方式的選擇通?？紤]三方面的因素：產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)檢測的要求、射線能量和膠片類型。

4象質(zhì)計(jì)是一種用于評(píng)價(jià)底片影象質(zhì)量優(yōu)劣的工具。有槽型、孔型及金屬線型等幾種。5暗盒作用保護(hù)膠片不受光和機(jī)械損傷材料應(yīng)對(duì)射線的吸收不明顯。如不透明橡膠或塑料，黑紙或薄鋁片等。二、常見缺陷及其影像特征

1.焊件中常見的缺陷

1）裂紋裂紋主要是在熔焊冷卻時(shí)因熱應(yīng)力和相變應(yīng)力而產(chǎn)生的，也有在校正和疲勞過程中產(chǎn)生的，是危險(xiǎn)性最大的一種缺陷。裂紋影像較難辨認(rèn)。因?yàn)閿嗔褜挾?、裂紋取向、斷裂深度不同，使其影像有的較清晰，有的模糊不清。常見的有縱向裂紋、橫向裂紋和弧坑裂紋，

分布在焊縫上或熱影響區(qū)。

焊縫裂紋照片

2）未焊透未焊透是熔焊金屬與基體材料沒有熔合為一體且有一定間隙的一種缺陷。在膠片上的影像特征是連續(xù)或斷續(xù)的黑線，黑線的位置與兩基體材料相對(duì)接的位置間隙一致。

3）氣孔氣孔是在熔焊時(shí)部分空氣停留在金屬內(nèi)部而形成的缺陷。氣孔在底片上的影像一般呈圓形或橢圓形，也有不規(guī)則形狀的，以單個(gè)、多個(gè)密集或鏈狀的形式分布在焊縫上。在底片上的影像輪廓清晰，邊緣圓滑，如氣孔較大，還可看到其黑度中心部分較邊緣要深一些。

4）夾渣夾渣是在熔焊時(shí)所產(chǎn)生的金屬氧化物或非金屬夾雜物，因來不及浮出表面，停留在焊縫內(nèi)部而形成的缺陷。在底片上其影像是不規(guī)則的，呈圓形、塊狀或鏈狀等，邊緣沒有氣孔圓滑清晰，

有時(shí)帶棱角。

5）燒穿在焊縫的局部，因熱量過大而被熔穿，形成流垂或凹坑。在底片上的影像呈光亮的圓形(流垂)或呈邊緣較清晰的黑塊(凹坑)。

6.2.4射線的防護(hù)

1.屏蔽防護(hù)法屏蔽防護(hù)法是利用各種屏蔽物體吸收射線，以減少射線對(duì)人體的傷害，這是射線防護(hù)的主要方法。一般根據(jù)X射線、γ射線與屏蔽物的相互作用來選擇防護(hù)材料，屏蔽X射線和γ射線以密度大的物質(zhì)為好，如貧化鈾、鉛、鐵、重混凝土、鉛玻璃等都可以用作防護(hù)材料。但從經(jīng)濟(jì)、方便出發(fā)，也可采用普通材料，如混凝土、巖石、磚、土、水等。

2.距離防護(hù)法距離防護(hù)在進(jìn)行野外或流動(dòng)性射線檢測時(shí)是非常經(jīng)濟(jì)有效的方法。這是因?yàn)樯渚€的劑量率與距離的平方成反比，增加距離可顯著地降低射線的劑量率。若離放射源的距離為R1處的劑量率為P1，在另一徑向距離為R2處的劑量率為P2，則它們的關(guān)系為：

（6-49）

顯然，增大R2可有效地降低劑量率P2，在無防護(hù)或護(hù)防層不夠時(shí)，這是一種特別有用的防護(hù)方法。

3.時(shí)間防護(hù)法時(shí)間防護(hù)是指讓工作人員盡可能的減少接觸射線的時(shí)間，以保證檢測人員在任一天都不超過國家規(guī)定的最大允許劑量當(dāng)量(17mrem)。人體接受的總劑量：D=Pt，其中，P為在人體上接受到的射線劑量率，t為接觸射線的時(shí)間。

由此可見，縮短與射線接觸時(shí)間t亦可達(dá)到防護(hù)目的。6.3

渦流檢測渦流檢測：利用電磁感應(yīng)原理，通過測定被檢工件內(nèi)感生渦流的變化來無損地評(píng)定導(dǎo)電材料及其工件的某些性能，或發(fā)現(xiàn)缺陷的無損檢測方法。渦流：當(dāng)檢測線圈中通有交變電流時(shí)，在線圈周圍產(chǎn)生交變磁場；當(dāng)此交變磁場相對(duì)導(dǎo)體作運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)感生出渦狀流動(dòng)的電流。渦流檢測只能用于導(dǎo)電材料的檢測。對(duì)管、棒和線材等型材有很高的檢測效率。與渦流檢測有關(guān)的材料的性質(zhì)：材料的磁特性抗磁性物質(zhì)：使磁場減弱的物質(zhì)，磁化率為負(fù)。如金、銀、銅。順磁性物質(zhì)：使磁場略有增強(qiáng)的物質(zhì)，磁化率為正。如空氣、鋁、鉑。鐵磁性物質(zhì)：使磁場劇烈增加的物質(zhì)，磁化率為正。如鐵、鎳、鈷。一、渦流檢測的特點(diǎn)表面或近表面缺陷檢測只適用于導(dǎo)電材料非接觸，無需耦合檢測速度快，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化適用于高溫檢測適用于異型材料和小零件檢測二、渦流檢測的基本原理當(dāng)載有交變電流的檢測線圈靠近導(dǎo)電工件時(shí)，由于線圈磁場的作用，工件中將會(huì)感生出渦流（其大小等參數(shù)與工件中的缺陷等有關(guān)），而渦流產(chǎn)生的反作用磁場又將使檢測線圈的阻抗發(fā)生變化。因此，在工件形狀尺寸及探測距離等固定的條件下，通過測定探測線圈阻抗的變化，可以判斷被測工件有無缺陷存在。

三、渦流的趨膚效應(yīng)和滲透深度1.趨膚效應(yīng)感應(yīng)出的渦流集中在靠近激勵(lì)線圈的材料表面附近的現(xiàn)象。渦流密度隨著距離表面的距離增加而減小。2.趨膚深度趨膚效應(yīng)的存在，使交變電流激勵(lì)磁場的強(qiáng)度及感生渦流的密度，從被檢材料的表面到其內(nèi)部按指數(shù)分布規(guī)律遞減。將渦流密度衰減為其表面密度的1/e（36.8%）時(shí)對(duì)應(yīng)的深度為標(biāo)準(zhǔn)透入深度，也稱趨膚深度，用符號(hào)δ表示，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：頻率越高、電導(dǎo)率越大或磁導(dǎo)率越大的材料，趨膚效應(yīng)越顯著。119四、

渦流檢測儀渦流檢測儀種類較多，按檢測目的分有：導(dǎo)電儀、測厚儀、探傷儀等。功能：①產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)；②檢測渦流信息；③鑒別影響因素；④指示檢測結(jié)果。組成（基本電路）振蕩器信號(hào)檢出電路放大器信號(hào)處理電路顯示器和電源電路1201、振蕩器：給電橋電路提供電源?？煞譃楦哳l和低頻信號(hào)。高頻2MHz～6MHz

適用于：檢測表面裂紋低頻50Hz～100Hz

適用于：表面下缺陷和多層結(jié)構(gòu)中的第二層。2、放大器：由于線圈產(chǎn)生信號(hào)的幅度和相位改變較小，必須要有放大器進(jìn)行放大。要求：低噪聲、動(dòng)態(tài)范圍寬、畸變低1213、抑制電路抑制無關(guān)的信號(hào)。4、檢出電路：提出有關(guān)的參量所施加的調(diào)制——解調(diào)。由幅度探測器、相敏探測器來實(shí)現(xiàn)。5、信號(hào)顯示顯示所檢出的信號(hào)。有電流表、示波管、計(jì)算機(jī)。

電流表用于便攜式小型渦流探傷儀，用以檢測電橋的電流輸出。對(duì)于表面缺陷電流和缺陷大小呈線性。

示波管多用于較大的渦流檢測儀，把探頭檢測到的阻抗在阻抗平面上的二維分量以圖形顯示出來。

計(jì)算機(jī)可用于多路通道的數(shù)據(jù)處理，并顯示出來。

122五、

渦流檢測探頭（檢測線圈）的分類（一）按應(yīng)用方式分類

1、穿過式線圈用以檢測管材、棒材、線材等可以從線圈內(nèi)部通過的導(dǎo)電工件或材料。可用于高速、自動(dòng)化檢測。

2、內(nèi)通過式線圈（內(nèi)壁穿過式）將線圈本身插入工件的內(nèi)部檢測。對(duì)管件、小直徑的深鉆孔、螺紋孔等進(jìn)行表面檢測。

3、放置式線圈線圈直接放置于被檢工件的表面。體積小、一般有磁芯。靈敏度高，適用于各種板材、帶材、大管徑材、棒材等的表面檢測。123124

（二）按感應(yīng)方式分類

自感式線圈由單個(gè)線圈構(gòu)成，該線圈產(chǎn)生激勵(lì)磁場，在導(dǎo)電體中形成渦流，同時(shí)又是感應(yīng)、接收導(dǎo)電體中渦流再生磁場信號(hào)的檢測線圈，故名自感線圈。

互感線圈一般由兩個(gè)或兩組線圈構(gòu)成，其中一個(gè)（組）是用于產(chǎn)生激勵(lì)磁場在導(dǎo)電體中形成渦流的激勵(lì)線圈(又稱一次線圈)，另一個(gè)(組)線圈是感應(yīng)、接收導(dǎo)電體中渦流再生磁場信號(hào)的檢測線圈(又稱二次線圈)。125(a)自感式線圈；(b)互感式線圈渦流檢測頻率的選擇渦流探傷的頻率一般為：200Hz～6MHz工作頻率取決于檢測對(duì)象厚度、透入深度、靈敏度或分辨率等。對(duì)非鐵磁性材料選用幾K至幾百K赫茲。頻率低，透入深度大，但檢測靈敏度降低。在滿足檢測深度要求的前提下，可選擇較高的檢測頻率，以提高靈敏度。對(duì)于同樣的檢測深度要求，鐵磁材料需要的檢測頻率要低。六、

渦流檢測技術(shù)應(yīng)用1、探傷：金屬管材探傷

用高速、自動(dòng)化的渦流探傷裝置可以對(duì)成批生產(chǎn)的金屬管材和棒材進(jìn)行無損檢測。首先，自動(dòng)上料進(jìn)給裝置使管材等速、同心地進(jìn)入并通過渦流檢測線圈。然后，分選下料機(jī)構(gòu)根據(jù)渦流檢測結(jié)果，按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定將經(jīng)過探傷的管材分別送入合格品、次品和廢品料槽。檢測管材的穿過式線圈

小直徑管材(直徑≤75mm)探傷通常采用激勵(lì)線圈與測量線圈分開的感應(yīng)型穿過式線圈。檢測管材的周向裂紋或當(dāng)管材的直徑超過75mm時(shí)，宜采用小尺寸的探頭式線圈以探測管材上的短小缺陷。探頭數(shù)量的多少取決于管徑的大小。探頭式線圈的優(yōu)點(diǎn)是提高了檢測靈敏度，但其探傷的效率要比穿過式線圈低。

檢測管材的探頭式線圈

2、檢驗(yàn)：材料成分及雜質(zhì)含量的鑒別

電導(dǎo)率的測量是利用渦流電導(dǎo)儀測量出非鐵磁性金屬的電導(dǎo)率值，而電導(dǎo)率值與金屬中所含雜質(zhì)、材料的熱處理狀態(tài)以及某些材料的硬度、耐腐蝕等性能有關(guān)，所以可進(jìn)行材質(zhì)的分選。3、測厚：涂覆層厚度測量

用渦流檢測方法可以測量金屬基體上的覆層以及金屬薄板的厚度，利用的是探頭式線圈的提離效應(yīng)。這一厚度一般在幾微米至幾百微米的范圍。

Conductive

BaseMetalNonconductiveCoatingEddyCurrents焊縫檢測鋼管渦流探傷系統(tǒng)鋼管渦流探傷工業(yè)線材檢測表面裂紋檢測DR280兩用涂層測厚儀廣州市東儒電子科技有限公司專業(yè)測量金屬材料表面涂鍍層覆蓋層物體厚度的專業(yè)無損檢測儀器A、

磁性測厚方法，可無損地測量磁性金屬基體（如：鋼、鐵）上非磁性覆層的厚度（如：鍍鋅、鉻、錮、琺瑯、橡膠、粉未、油漆、電泳、搪瓷、防腐層，涂料等）渦流測厚方法，可無損地測量非磁性金屬基體（如：鋁、銅、不銹鋼）上非導(dǎo)電覆層的厚度（如:油漆、粉末、塑料、橡膠、琺瑯、搪瓷、電泳、防腐層等）SZT-50RFT遠(yuǎn)場渦流探傷系統(tǒng)廈門欣中特電子科技有限公司SZT-50RFT遠(yuǎn)場渦流探傷儀是低頻渦流無損檢測設(shè)備的一種。SZT-50RFT具有50Hz至10000Hz的可變頻率范圍，在管道檢測中采用內(nèi)穿式探頭，一次通過管道便可測出壁內(nèi)、外表面的裂紋、凹坑、腐蝕、減薄及管壁材料的內(nèi)部缺陷?？捎檬突S、水煤氣廠、煉油廠和電廠等企業(yè)中，金屬零部件的探傷和壁厚測量以及各種鐵磁性管道的探傷、分析和評(píng)價(jià)。SZT-33F金屬材質(zhì)分選儀SZT-33F金屬材質(zhì)分選儀是根據(jù)金屬材料具有不同硬度、熱處理、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率而設(shè)計(jì)出來的一款高精度、便捷高效率的儀器。6.4聲

發(fā)

射

檢

測

聲發(fā)射技術(shù)在材料和結(jié)構(gòu)的無損檢測中占有很重要的地值，是在60年代發(fā)展起來的一種材料和構(gòu)件評(píng)價(jià)的新方法，現(xiàn)已成為一種不可缺少的檢測手段。材料或結(jié)構(gòu)件受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂，以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射。

利用儀器檢測、分析聲發(fā)射信號(hào)并利用聲發(fā)射信息推斷聲發(fā)射源的技術(shù)稱為聲發(fā)射技術(shù)。

聲發(fā)射檢測必須有外部條件的作用，使材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，即結(jié)構(gòu)、焊接接頭或材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、缺陷處于運(yùn)動(dòng)變化的過程中，才能實(shí)施檢測。

聲發(fā)射是一種常見的物理現(xiàn)象，如果釋放的應(yīng)變能足夠大，就可產(chǎn)生人耳聽得見的聲音。大多數(shù)金屬材料塑性變形和斷裂時(shí)有聲發(fā)射發(fā)生，但許多金屬材料的聲及射信號(hào)強(qiáng)度很弱，人耳不能直接聽見，需要藉助靈敏的電子儀器才能檢測出來。用儀器檢測、記錄、分析聲發(fā)射信號(hào)和利用聲發(fā)射信號(hào)推斷聲發(fā)射源的技術(shù)稱為聲發(fā)射技術(shù)，所采用的儀器成為聲發(fā)射儀。

聲發(fā)射技術(shù)基本原理

各種材料的聲發(fā)射的頻率很寬，從次聲波，到超聲波。聲發(fā)射傳感器檢測的信號(hào)通常為中心頻率為300KHz的超聲波信號(hào)。人們將聲發(fā)射儀器形象地稱為材料的聽診器。如果裂紋等缺陷處于靜止?fàn)顟B(tài)，沒有變化和擴(kuò)展，就沒有聲發(fā)射發(fā)生，也就不能實(shí)現(xiàn)聲發(fā)射檢測。聲發(fā)射檢測的這一特點(diǎn)使其區(qū)別于超聲、X射線、渦流等其它常規(guī)無損檢測方法。

由于聲發(fā)射檢測是一種動(dòng)態(tài)無損檢測方法，而且，聲發(fā)射信號(hào)來自缺陷本身，因此，用聲發(fā)射法可以判斷缺陷的嚴(yán)重性。一個(gè)同樣大小、同樣性質(zhì)的缺陷，當(dāng)它所處的位置和所受的應(yīng)力狀態(tài)不同時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷程度也不同，所以它的聲發(fā)射特征也有差別。明確了來自缺陷的聲發(fā)射信號(hào)，就可以長期連續(xù)地監(jiān)視缺陷的安全性，這是其它無損檢測方法難以實(shí)現(xiàn)的。

除極少材料外，金屬和非金屬材料在一定條件下都有聲發(fā)射發(fā)生，所以，聲發(fā)射檢測幾乎不受材料的限制。利用多通道聲發(fā)射裝置，可以對(duì)缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。聲發(fā)射檢測的這一特點(diǎn)對(duì)大型結(jié)構(gòu)如球罐等檢測特別方便。在利用聲發(fā)射技術(shù)確定缺陷部位后，還可以利用其它無損檢測方法加以驗(yàn)證。當(dāng)然隨著信號(hào)處理水平的提高，根據(jù)信號(hào)本身的特征，也可以對(duì)缺陷的性質(zhì)和嚴(yán)重程度進(jìn)行識(shí)別。

由于聲發(fā)射技術(shù)具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，近年來有許多科學(xué)家和工程技術(shù)人員致力于發(fā)展和應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。

聲發(fā)射檢測的主要目標(biāo)是：①確定聲發(fā)射源的部位；②分析聲發(fā)射源的性質(zhì)；③確定聲發(fā)射發(fā)生的時(shí)間或載荷；④評(píng)定聲發(fā)射源的嚴(yán)重性。一般而言，對(duì)超標(biāo)聲發(fā)射源，要用其他無損檢測方法進(jìn)行局部復(fù)檢，以精確確定缺陷的性質(zhì)與大小。

1．聲發(fā)射技術(shù)的特點(diǎn)聲發(fā)射技術(shù)與其他無損檢測方法相比，具有兩個(gè)基本差別：①檢測動(dòng)態(tài)缺陷而不是靜態(tài)缺陷，如缺陷擴(kuò)展；②缺陷本身發(fā)出缺陷信息，而不是用外部輸入對(duì)缺陷進(jìn)行掃查。

聲發(fā)射檢測技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）可檢測對(duì)結(jié)構(gòu)安全更為有害的活動(dòng)性缺陷。由于提供了缺陷在應(yīng)力作用下的動(dòng)態(tài)信息，因此適于評(píng)價(jià)缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際有害程度。（2）對(duì)大型構(gòu)件，可提供整體范圍的快速檢測。由于不必進(jìn)行繁雜的掃查操作，而只要布置好足夠數(shù)量的傳感器，經(jīng)一次加載或?qū)嶒?yàn)過程，就可以確定缺陷的部位，從而易于提高檢測效率。（3）可提供缺陷隨載荷、時(shí)間、溫度等外變量而變化的實(shí)時(shí)或連續(xù)信息，因而適用于工業(yè)過程的在線監(jiān)控及早期或臨近破壞的預(yù)報(bào)。（4）對(duì)于被檢件的接近要求不高、而其他方法難于或不能接近環(huán)境下的檢測，如高低溫、核輻射、易燃、易爆及劇毒等環(huán)境。（5）由于對(duì)構(gòu)件的幾何形狀不敏感，因此適宜檢測其他檢測方法受到限制的形狀復(fù)雜的構(gòu)件。(6)可遠(yuǎn)距離操作，長期監(jiān)控設(shè)備允許狀態(tài)和缺陷擴(kuò)展情況；聲發(fā)射檢測技術(shù)的主要局限性有：（1）聲發(fā)射特性對(duì)材料甚為敏感，又易受到機(jī)電噪聲的干擾。因此，對(duì)數(shù)據(jù)的正確解釋要有更為豐富的數(shù)據(jù)庫和現(xiàn)場檢測經(jīng)驗(yàn)。（2）聲發(fā)射檢測一般需要適當(dāng)?shù)募虞d程序。多數(shù)情況下，可利用現(xiàn)成的加載條件，但有時(shí)還需要特殊準(zhǔn)備。（3）由于聲發(fā)射的不可逆性，實(shí)驗(yàn)過程的聲發(fā)射信號(hào)不可能通過多次加載重復(fù)獲得，因此，每次檢測過程的信號(hào)獲取是非常寶貴的，應(yīng)避免因人為疏忽而造成數(shù)據(jù)的丟失。（4）聲發(fā)射檢測所發(fā)現(xiàn)的缺陷的定性定量，仍需依賴于其他無損檢測方法。

(5)無法探測靜態(tài)缺陷；設(shè)備價(jià)格昂貴；

2.聲發(fā)射檢測技術(shù)與儀器

隨著數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，研制高性能全波采集的聲發(fā)射儀成為可能。其原理是，聲發(fā)射信號(hào)經(jīng)高靈敏度傳感器接收后，經(jīng)過全波列數(shù)字采集變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，最后把信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)通過軟件設(shè)計(jì)，對(duì)檢測缺陷進(jìn)行定位和定量。

（1）傳感器（換能器、探頭）傳感器就是用來把聲發(fā)射產(chǎn)生的彈性波信號(hào)接收下來并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出到前置放大器在輸出到主放大器然后又采集卡采集后進(jìn)入計(jì)算機(jī)。聲發(fā)射檢測中，要求傳感器為寬頻帶的前置放大器內(nèi)置式的共振型高靈敏傳感器，主響應(yīng)頻率為150KHz；前置放大器增益為40dB，濾波器帶通為100～300KHz。（2）

前置放大器聲發(fā)射信號(hào)經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，其輸出低至十幾微伏。這樣微弱的信號(hào)若經(jīng)過長電纜輸送，可能衰減到無法分辨出信號(hào)和噪聲。設(shè)置前置放大器的目的是為了增大信噪比，增加微弱信號(hào)的抗干擾能力。（3）

主放大器電信號(hào)經(jīng)前置放大器和電纜長途傳播后進(jìn)入主放大器進(jìn)一步放大到適合PCI數(shù)據(jù)采集卡的幅值大小。（4）PCI數(shù)據(jù)采集卡電信號(hào)（模擬信號(hào)）經(jīng)采集卡數(shù)字化后，通過采樣進(jìn)入計(jì)算機(jī)，供分析，計(jì)算，轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)。（5）軟件系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算，波型重組，聲發(fā)射源定位，缺陷識(shí)別等。3.聲發(fā)射儀的應(yīng)用現(xiàn)代聲發(fā)射儀除了能進(jìn)行聲發(fā)射參數(shù)實(shí)時(shí)測量和聲發(fā)射源定位外，還可直接進(jìn)行聲發(fā)射波形的觀察、顯示、記錄和頻譜分析。目前人們已將聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于許多領(lǐng)域，主要包括以下方面：（1）金屬結(jié)構(gòu)：對(duì)壓力容器、金屬橋梁、起重機(jī)臂、鐵軌和飛機(jī)骨架等金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損檢測和安全評(píng)定（2）巖石：研究巖石的受力和破壞特性，對(duì)巖石塌方進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)；（3）水泥混凝土：研究水泥及鋼筋混凝土的受力和破壞特性，評(píng)價(jià)橋梁和建筑物等大型混凝土構(gòu)件的承載能力和壽命；（4）金屬材料：研究金屬材料的塑性變形、斷裂和相變機(jī)制；（5）復(fù)合材料：研究和測量復(fù)合材料內(nèi)基體和纖維的斷裂、脫開、分層和整體失效等；（6）磁性材料：通過測量磁聲發(fā)射的信號(hào)，研究磁性材料的某些特性；（7）陶瓷材料：研究陶瓷材料的受力和破壞特性，對(duì)陶瓷材料進(jìn)行無損評(píng)估；（8）核工業(yè)領(lǐng)域：對(duì)核容器和管道的泄漏進(jìn)行監(jiān)測，對(duì)核壓力容器進(jìn)行無損檢測和安全評(píng)定；（9）焊接過程控制：通過實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接過程中金屬冷卻產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)來控制焊接質(zhì)量；（10）機(jī)械加工：通過探測機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，監(jiān)測刀具的磨損情況；（11）機(jī)械診斷：通過監(jiān)測機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，診斷機(jī)器軸承的磨損情況。

12）醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：研究骨頭的摩擦|受力和破壞特性，無損檢測和評(píng)價(jià)骨關(guān)節(jié)的狀況。13）壓力容器的聲發(fā)射檢測（球罐、尿素合成塔、長管拖車）

14)儲(chǔ)油罐的泄漏檢測（地下加油站）SAEU2S集中式多通道聲發(fā)射檢測儀北京聲華興業(yè)科技有限公司采集分析軟件為主機(jī)必選部件，可安裝在用戶采購的任何型號(hào)的電腦上。SPAES便攜聲發(fā)射檢測儀SAEI1一體化聲發(fā)射檢測儀SAEI1一體化聲發(fā)射檢測儀將聲發(fā)射采集卡、存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)處理軟件、觸控屏幕集成在防護(hù)儀器箱中，構(gòu)造緊湊，便于攜帶與操作。內(nèi)置聲華科技公司SAE聲發(fā)射軟件，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)與分析，支持USB接口擴(kuò)展，可外接鼠標(biāo)、鍵盤、存儲(chǔ)設(shè)備等。支持交流電源供電與內(nèi)置電池供電，可用于室外等不方便接通電源情況下的測試，特別適用于單人攜帶在野外現(xiàn)場進(jìn)行作業(yè)工作，連續(xù)工作時(shí)長可達(dá)10h。SET-AE-01聲發(fā)射在線監(jiān)測系統(tǒng)湖南芯儀電子科技有限公司◆各類材料動(dòng)態(tài)損傷檢測◆各類壓力容器、天然氣管道泄露檢測

◆

變壓器局部放電檢測信號(hào)采集軟件界面數(shù)據(jù)分析軟件界面紅外輻射實(shí)際是波長為0.75~100μm紅外輻射分為三個(gè)波段(1)近紅外波段波長為0.75~3.0μm。(2)中紅外波段波長為3.0~20μm(3)遠(yuǎn)紅外波段波長大于20μm。能夠順利地透過大氣的紅外輻射主要有三個(gè)波長范圍：1~2.5μm、3~5μm和8~14μm?！銓⑦@三個(gè)波長范圍叫做大氣窗口6.5.1紅外無損檢測技術(shù)的特點(diǎn)紅外無損檢測的優(yōu)點(diǎn)為操作安全、靈敏度高、檢測效率高。由于進(jìn)行紅外無損檢測時(shí)不需要與被檢對(duì)象直接接觸，所以操作十分安全。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)在帶電設(shè)備、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備及高空設(shè)備的無損檢測中非常突出。

現(xiàn)代紅外探測器對(duì)紅外輻射的探測靈敏度很高，目前的紅外無損檢測設(shè)備可以檢測出0.1℃的溫度差，因此能檢測出設(shè)備或結(jié)構(gòu)件等熱狀態(tài)的細(xì)微變化。

6.5紅

外

檢

測

由于紅外探測器的響應(yīng)速度高達(dá)納秒級(jí)，所以可迅速采集、處理和顯示被檢對(duì)象的紅外輻射，提高檢測效率。

一些新型的紅外無損檢測儀器還可與計(jì)算機(jī)相連或自身帶有微處理器，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化圖像處理，擴(kuò)大了其功能和應(yīng)用范圍。

另外，紅外輻射不受可見光的影響，可晝夜進(jìn)行測量。大氣對(duì)某些特定波長范圍內(nèi)的紅外線吸收甚少，

適用于遙感和遙測。

紅外檢測的檢測原理

總的來說，紅外無損檢測是依據(jù)紅外輻射的基本原理。使用紅外輻射的分析方法來對(duì)物體內(nèi)部能量流動(dòng)情況進(jìn)行測量，最后使用紅外熱像儀顯示檢測結(jié)果。直觀上對(duì)缺陷進(jìn)行判定的一種方法。

當(dāng)物體的溫度同環(huán)境溫度存在差異時(shí)，就會(huì)在物體內(nèi)部產(chǎn)生熱量的流動(dòng)。在實(shí)施無損檢測時(shí)，如果向一個(gè)試件注入熱量。其中一部分熱流必然向內(nèi)部擴(kuò)散。并引起試樣表面的溫度分布的變化。對(duì)于無缺陷的物體，當(dāng)熱流均勻注入時(shí)．熱流能夠均勻的向內(nèi)部擴(kuò)散或從表面擴(kuò)散，因而表面的溫度場分布也是均勻的：當(dāng)物體內(nèi)部含有導(dǎo)熱性缺陷時(shí)．試樣表面就會(huì)出現(xiàn)溫度較低的局部冷區(qū)。由以上幾種情況可看出．當(dāng)試樣內(nèi)部存在缺陷時(shí)．就會(huì)在試樣有缺陷區(qū)和無缺陷區(qū)形成溫差且該溫差除了取決于試樣材料的熱物理性質(zhì)外，還與缺陷的尺寸、距表面的距離及它的熱物理性質(zhì)有關(guān)。由于試樣局部溫差的存在,必然導(dǎo)致紅外輻射強(qiáng)度的不同．利用紅外熱像儀即可檢測出溫度的變化狀況．進(jìn)而判斷缺陷的情況6.5.2紅外無損檢測基礎(chǔ)

1．紅外輻射及傳輸

1）紅外輻射紅外輻射是位于可見光中紅光以外的光線，故又稱紅外線，它是一種人眼看不見的光線。其波長范圍大致在0.75～1000μm的頻譜范圍之內(nèi)，相對(duì)應(yīng)的頻率大致在4×1014～3×1011Hz之間。任何物體，只要其溫度高于絕對(duì)零度就有紅外線向周圍空間輻射。

2）紅外輻射的傳輸和所有電磁波一樣，紅外輻射是以波的形式在空間直線傳播的。它在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳播速度，

即

（6-63）

式中：為紅外輻射的波長；f

為紅外輻射的頻率；C為光在真空中的傳播速度。紅外輻射分為三個(gè)波段(1)近紅外波段波長為0.75~3.0μm。(2)中紅外波段波長為3.0~20μm(3)遠(yuǎn)紅外波段波長大于20μm。能夠順利地透過大氣的紅外輻射主要有三個(gè)波長范圍：2∽2.5μm、3∽5μm和8∽14μm?！銓⑦@三個(gè)波長范圍叫做大氣窗口.這三個(gè)大氣窗口對(duì)紅外技術(shù)應(yīng)用特別重要，因此一般紅外儀器都工作在這三個(gè)窗口之內(nèi)。

2．紅外探測器紅外探測器是能將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電能的光敏元件，用來監(jiān)測物體輻射的紅外線。它是紅外檢測系統(tǒng)中最重要的器件之一。

1）常用紅外探測器的分類紅外探測器分熱電型和光電型兩類。這兩類探測器不僅在性能上有差異，而且在工作原理上也不相同。熱電型紅外探測器是利用熱電元件、熱敏電阻或熱電偶等元件的熱效應(yīng)進(jìn)行工作的。它們一般靈敏度低、響應(yīng)慢，但有較寬的紅外波長響應(yīng)范圍，且價(jià)廉，常用于溫度的測量及自動(dòng)控制。光電型紅外探測器可直接把紅外光能轉(zhuǎn)換成電能，靈敏度高、響應(yīng)快，但其紅外波長響應(yīng)范圍窄，有的還需在低溫條件下才能使用。光電型紅外探測器廣泛應(yīng)用在遙測、遙感、成像、

測溫等方面。

2）紅外探測器的性能參數(shù)不同的紅外探測器不但工作原理不同，而且其探測的波長范圍、靈敏度和其他主要性能都不同。下面的幾個(gè)參數(shù)常用來衡量各種紅外探測器的主要性能。

(1）響應(yīng)率。響應(yīng)率表示紅外探測器把紅外輻射轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的能力。它等于輸出信號(hào)電壓與輸入紅外輻射能之比。

(2)響應(yīng)波長范圍（光譜響應(yīng)）。它表示探測器的電壓響應(yīng)率與入射波波長之間的關(guān)系，一般用光譜響應(yīng)曲線來表示。對(duì)任何波長的紅外輻射響應(yīng)率都相等的紅外探測器，稱為無選擇性探測器。如果紅外探測器對(duì)不同波長的紅外輻射響應(yīng)率不相等，則稱為選擇性探測器。熱電型探測器一般可認(rèn)為是無選擇性探測器，而光電型探測器為有選擇性探測器。一般將響應(yīng)率最大的值所對(duì)應(yīng)的波長稱為峰值波長，而把響應(yīng)率下降到響應(yīng)值的一半所對(duì)應(yīng)的波長稱為截止波長。響應(yīng)波長范圍也表示紅外探測器使用的波長范圍。

(3)噪聲等效功率。紅外探測器的輸出電壓較低，外界噪聲對(duì)它的影響很大，因此要用噪聲等效功率參數(shù)來衡量紅外探測器的性能。紅外探測到的最小輻射功率，

該值越小，

探測器越靈敏。

（4）探測率。探測率為噪聲等效功率的倒數(shù)。（5）響應(yīng)時(shí)間。輸出信號(hào)滯后于紅外輻射的時(shí)間，稱為探測器的響應(yīng)時(shí)間。它反映紅外探測器的輸出信號(hào)隨紅外輻射變化的速率。

3.紅外無損檢測的方式主動(dòng)式紅外檢測在人工加熱工件的同時(shí)或加熱后經(jīng)過延遲掃描記錄和觀察工件表面的溫度分布，適用于靜態(tài)件檢測.被動(dòng)式紅外檢測利用周圍環(huán)境的溫度與試樣溫度有差異，不需要加載熱源，在工件與環(huán)境進(jìn)行熱交換時(shí)，通過對(duì)被測物表面發(fā)出的紅外輻射進(jìn)行檢測來檢測缺陷的一種方式。適用于運(yùn)行中設(shè)備的質(zhì)量控制。由于它不需要附加熱源，在生產(chǎn)現(xiàn)場基本都采用這種方式。

4.紅外無損檢測系統(tǒng)的構(gòu)成6.5.3紅外無損檢測儀器

1．紅外測溫儀紅外測溫儀是用來測量設(shè)備、結(jié)構(gòu)、工件等表面某一局部區(qū)域的平均溫度的。通過特殊的光學(xué)系統(tǒng)，可以將目標(biāo)區(qū)域限制在1mm以內(nèi)甚至更小，因此有時(shí)也將其稱為紅外點(diǎn)溫儀。它主要是