1、（一）無損檢測技術的內涵（一）無損檢測技術的內涵 無損檢測是指以不損及其將來使用和使用可靠性無損檢測是指以不損及其將來使用和使用可靠性的方式，對材料或制件或此兩者進行宏觀缺陷檢測，的方式，對材料或制件或此兩者進行宏觀缺陷檢測，幾何特性測量，化學成分、組織結構和力學性能變化幾何特性測量，化學成分、組織結構和力學性能變化的評價，并進而就材料或制件對特定應用的適用性進的評價，并進而就材料或制件對特定應用的適用性進行評價的一門學科。行評價的一門學科。 具體地完成三方面的工作：具體地完成三方面的工作： (1)檢驗檢驗(檢驗，定位，測量，評定檢驗，定位，測量，評定)材料或工件中的材料或工件中的缺陷；缺陷；

2、 (2)評定材料或工件的完整性、性能和組成；評定材料或工件的完整性、性能和組成； (3)測定材料或工件的幾何特性。測定材料或工件的幾何特性。（二）無損檢測技術體系（二）無損檢測技術體系 1 、無損檢測技術的發展階段、無損檢測技術的發展階段20世紀二十年代世紀二十年代進入工業領域進入工業領域五十年代以前五十年代以前常規無損檢測技術常規無損檢測技術五十年代至七十年代五十年代至七十年代 完善、改進、研究完善、改進、研究七十年代以后七十年代以后 探索新無損檢測技術探索新無損檢測技術 九十年代以后九十年代以后 數字化技術時代數字化技術時代 2 、主要的無損檢測技術、主要的無損檢測技術 射線檢測技術、超聲

3、檢測技術、電磁檢測技術射線檢測技術、超聲檢測技術、電磁檢測技術（磁粉和渦流檢驗技術）、滲透檢驗技術、激光檢測技（磁粉和渦流檢驗技術）、滲透檢驗技術、激光檢測技術、紅外檢測技術、微波檢測技術、聲發射檢測技術等。術、紅外檢測技術、微波檢測技術、聲發射檢測技術等。 射線照相檢驗技術、超聲探傷技術、磁粉探傷技射線照相檢驗技術、超聲探傷技術、磁粉探傷技術、滲透探傷技術和渦流檢驗技術稱為五大常規探傷技術、滲透探傷技術和渦流檢驗技術稱為五大常規探傷技術。術。 通常設計在對產品提出需要進行檢測時，籠統的通常設計在對產品提出需要進行檢測時，籠統的說進行無損探傷，其實是不正確的！說進行無損探傷，其實是不正確的！3

4、、無損檢測技術的特點無損檢測技術的特點 （1）常規探傷技術中的射線照相檢驗技術、磁）常規探傷技術中的射線照相檢驗技術、磁粉探傷技術、滲透探傷技術、超聲探傷技術，具有粉探傷技術、滲透探傷技術、超聲探傷技術，具有的一個特殊性是，需要從檢測結果對缺陷性質作出的一個特殊性是，需要從檢測結果對缺陷性質作出正確的判斷，而正確的判斷，而這種判斷與檢驗人員的主觀因素這種判斷與檢驗人員的主觀因素（實際經驗，理論水平等）密切相關。（實際經驗，理論水平等）密切相關。 （2）無損檢測技術的另外一些技術，不具有上述）無損檢測技術的另外一些技術，不具有上述技術的特殊性。這類技術的結果是一個客觀的指示值，技術的特殊性。這類

5、技術的結果是一個客觀的指示值，質量結論從這個指示值判定，與檢驗人員的主觀因素質量結論從這個指示值判定，與檢驗人員的主觀因素不相關。不相關。 在評價某個無損檢測結論的可靠性時，必須注意在評價某個無損檢測結論的可靠性時，必須注意無損檢測技術的上述特點！即，對某些無損檢測技術無損檢測技術的上述特點！即，對某些無損檢測技術必須考慮檢驗人員的技術資格。必須考慮檢驗人員的技術資格。 （一）射線檢測技術（一）射線檢測技術 1、射線檢測技術原理 當強度均勻的射線束透照物體時，如果物體的局部區域存在缺陷或結構存在差異，它將改變物體對射線的衰減，使得不同部位透射射線強度不同，采用一定的檢測器（例如膠片）檢測透射射

6、線強度，就可以判斷物體內部的缺陷和物質分布。圖1 射線檢測的基本原理 X射射線線探探傷傷機機 2、射線檢測技術應用及特點、射線檢測技術應用及特點 射線檢測技術在工業方面的主要應用可歸納為下射線檢測技術在工業方面的主要應用可歸納為下列三個方面：列三個方面： （1）制造工藝缺陷與服役缺陷檢驗；）制造工藝缺陷與服役缺陷檢驗； （2）密度、尺寸、厚度等的測量；）密度、尺寸、厚度等的測量； （3）結構、裝配質量檢測。）結構、裝配質量檢測。 特點：特點： （1）檢測結果有直接記錄）檢測結果有直接記錄底片底片 由于底片上記錄的信息十分豐富，且可以長期保存，從而使射線照由于底片上記錄的信息十分豐富，且可以長期

7、保存，從而使射線照相法成為各種無損檢測方法記錄最真實、最直觀、最全面、追蹤性最好相法成為各種無損檢測方法記錄最真實、最直觀、最全面、追蹤性最好的檢測方法。的檢測方法。 （2）可以獲得缺陷的投影圖像，缺陷定性定量準確可以獲得缺陷的投影圖像，缺陷定性定量準確 各種無損檢測方法中，射線照相相對缺陷定性定量是最準的。在定各種無損檢測方法中，射線照相相對缺陷定性定量是最準的。在定量方面，對體積型缺陷（氣孔、夾渣類）的長度、寬尺寸的確定也很準，量方面，對體積型缺陷（氣孔、夾渣類）的長度、寬尺寸的確定也很準，其誤差大致在零點幾毫米。但對面積型缺陷（如裂紋、未熔合類），如其誤差大致在零點幾毫米。但對面積型缺陷

8、（如裂紋、未熔合類），如缺陷端部尺寸（高度和張口寬度）很小，則底片上影像尖端延伸可能辨缺陷端部尺寸（高度和張口寬度）很小，則底片上影像尖端延伸可能辨別不清，此時定量數據會偏小。別不清，此時定量數據會偏小。 （3）體積型缺陷檢出率很高，而面積型缺陷的檢出率受到多）體積型缺陷檢出率很高，而面積型缺陷的檢出率受到多種因素影響種因素影響 體積型缺陷一般情況下，直徑在試件厚度的體積型缺陷一般情況下，直徑在試件厚度的1%以上的體積型以上的體積型缺陷可以檢出。在薄試件中，可檢出缺陷的最小尺寸受人眼分辨缺陷可以檢出。在薄試件中，可檢出缺陷的最小尺寸受人眼分辨率的限制，可達率的限制，可達0.5mm或更小。面積型

9、缺陷其檢出率的影響因素或更小。面積型缺陷其檢出率的影響因素包括缺陷形態尺寸、透照厚度、透照角度、透照幾何條件、源和包括缺陷形態尺寸、透照厚度、透照角度、透照幾何條件、源和膠片種類、像質計靈敏度等。雖然如此，一般可以說厚試件中的膠片種類、像質計靈敏度等。雖然如此，一般可以說厚試件中的裂紋檢出率較低，但對薄試件，除非裂紋或未熔合的高度和張口裂紋檢出率較低，但對薄試件，除非裂紋或未熔合的高度和張口寬度極小，否則只要照相角度適當，底片靈敏度符合要求，裂紋寬度極小，否則只要照相角度適當，底片靈敏度符合要求，裂紋檢出率還是足夠高的。檢出率還是足夠高的。 （4）適宜檢驗厚度較薄的工件而不適宜檢驗較厚工件）適

10、宜檢驗厚度較薄的工件而不適宜檢驗較厚工件 因為檢驗厚工因為檢驗厚工件件需要高能量的射線探傷設備。需要高能量的射線探傷設備。300kV便攜式便攜式X射線機透照厚度一般小于射線機透照厚度一般小于42mm，420kV移動式移動式X射線機和射線機和Ir192 射線機透照厚度均小于射線機透照厚度均小于100mm，對厚度大于對厚度大于100mm的工的工件件照相照相需使用加速器或需使用加速器或Co60，因此是比較困難的。此外，板厚增大，射，因此是比較困難的。此外，板厚增大，射線照相絕對靈敏度是下降的，也就是說對厚工線照相絕對靈敏度是下降的，也就是說對厚工件件采用射線照相，采用射線照相，小尺寸缺陷以及一些面積

11、型缺陷漏檢的可能性增大。小尺寸缺陷以及一些面積型缺陷漏檢的可能性增大。 （5）適宜檢測對接焊縫，檢測角焊縫效果較差，不適宜檢測板材、）適宜檢測對接焊縫，檢測角焊縫效果較差，不適宜檢測板材、楱材、鍛件楱材、鍛件 檢測角焊縫的布置比較困難，底片的黑度變化大，成像質量不夠檢測角焊縫的布置比較困難，底片的黑度變化大，成像質量不夠好。不適宜檢驗板材、楱材、鍛件的原因是板材、鍛件中的大部分缺陷好。不適宜檢驗板材、楱材、鍛件的原因是板材、鍛件中的大部分缺陷與板平行，射線照相無法檢出。此外楱材、鍛件厚度較大，射線穿透比與板平行，射線照相無法檢出。此外楱材、鍛件厚度較大，射線穿透比較困難，效果也不好。較困難，效

12、果也不好。 （6）有些試件結構和現場條件不適合射線照相）有些試件結構和現場條件不適合射線照相 由于是穿透法檢驗，檢測時需要接近工由于是穿透法檢驗，檢測時需要接近工件件的兩面，因此結構和現的兩面，因此結構和現場條件有時會限制檢測的進行。例如有內件的容器場條件有時會限制檢測的進行。例如有內件的容器、有厚保溫層的容器有厚保溫層的容器、內部液態或內部液態或液液態介質未排空的容器等均無法檢測。此外態介質未排空的容器等均無法檢測。此外一些搭接在厚度一些搭接在厚度較大的端框上面的鎖底電子束焊縫或者插接焊縫均無法檢測較大的端框上面的鎖底電子束焊縫或者插接焊縫均無法檢測。 （7）對缺陷在工作中厚度方向的位置、尺

13、寸（高度）的確定）對缺陷在工作中厚度方向的位置、尺寸（高度）的確定比較困難比較困難 除了一些根部缺陷可結合焊接知識和規律來確定其在工作中除了一些根部缺陷可結合焊接知識和規律來確定其在工作中厚度方向的位置，很多缺陷無法用底片提供的信息定位。缺陷高厚度方向的位置，很多缺陷無法用底片提供的信息定位。缺陷高度可通過黑度對比的方法作出判斷，但精確度不高，尤其是對影度可通過黑度對比的方法作出判斷，但精確度不高，尤其是對影像細小的裂紋類缺陷，其黑度測不準，測定缺陷高度的誤差較大。像細小的裂紋類缺陷，其黑度測不準，測定缺陷高度的誤差較大。 （8）檢測成本高）檢測成本高 設備成本高、人員成本高、輔助耗材成本高。

14、設備成本高、人員成本高、輔助耗材成本高。 （9）射線照相檢測速度慢）射線照相檢測速度慢 一般情況下定向一般情況下定向X射線機一次透照長度不超過射線機一次透照長度不超過300mm，拍一，拍一張片子需張片子需10min，射線源的曝光時間一般更長。射線照相從透照射線源的曝光時間一般更長。射線照相從透照開始到評定出結果需數小時。與其他無損檢測方法相比，射線照開始到評定出結果需數小時。與其他無損檢測方法相比，射線照相的檢測速度很慢，效率低很。相的檢測速度很慢，效率低很。 （10）射線對人體有傷害）射線對人體有傷害 射線會對人體組織造成多種操作，因此對職業放射性工作人射線會對人體組織造成多種操作，因此對職

15、業放射性工作人員劑量當量規定了限值。要求在保證完成射線探傷任務的同時，員劑量當量規定了限值。要求在保證完成射線探傷任務的同時，使操作人員接受的劑量當量不超過限值，并且應盡可能的降低操使操作人員接受的劑量當量不超過限值，并且應盡可能的降低操作人員和其他人員的吸收劑量。防護的主要措施有屏蔽防護、距作人員和其他人員的吸收劑量。防護的主要措施有屏蔽防護、距離防護和時間防護。離防護和時間防護。 （二）超聲檢測技術（二）超聲檢測技術 1、超聲檢測技術原理、超聲檢測技術原理 超聲檢測的基本原理是基于超聲波傳播到聲阻抗不超聲檢測的基本原理是基于超聲波傳播到聲阻抗不 同的界面時，將按一定規律發生反射與折射。由于

16、在聲同的界面時，將按一定規律發生反射與折射。由于在聲阻抗不同的界面發生的反射與折射，將形成界面的反射阻抗不同的界面發生的反射與折射，將形成界面的反射波，從而使透射的超聲波強度發生衰減。波，從而使透射的超聲波強度發生衰減。 圖圖2 超聲檢測原理超聲檢測原理超聲檢測設備超聲檢測設備 2、超聲檢測技術應用與特點、超聲檢測技術應用與特點 超聲檢測技術是鍛件、型材（板材、管材、棒材）的基本檢驗技超聲檢測技術是鍛件、型材（板材、管材、棒材）的基本檢驗技術，是焊接件、膠接質量、蜂窩夾層結構、大型鑄件常用的檢驗技術。術，是焊接件、膠接質量、蜂窩夾層結構、大型鑄件常用的檢驗技術。 超聲檢測的優點：超聲檢測的優點

17、： （1）適用于金屬、非金屬、復合材料等多種材料制件的無損評價；）適用于金屬、非金屬、復合材料等多種材料制件的無損評價； （2）穿透力強，可對較大厚度范圍的試件內部缺陷進行檢測，可）穿透力強，可對較大厚度范圍的試件內部缺陷進行檢測，可以檢測幾米厚的鋼鍛件，適合于檢測方向性強的缺陷；以檢測幾米厚的鋼鍛件，適合于檢測方向性強的缺陷； （3）可較準確的測定缺陷的深度位置；）可較準確的測定缺陷的深度位置； （4）對大多數超聲技術的應用來說，僅需從一側接近試件；）對大多數超聲技術的應用來說，僅需從一側接近試件； （5）設備輕便，對人體無傷害。）設備輕便，對人體無傷害。 超聲檢測技術的主要局限性：超聲檢測

18、技術的主要局限性： （1）由于縱波脈沖反射法存在盲區，和缺陷取向對檢測靈）由于縱波脈沖反射法存在盲區，和缺陷取向對檢測靈敏度的影響，對位于表面和非常接近表面的某些缺陷很難檢測；敏度的影響，對位于表面和非常接近表面的某些缺陷很難檢測； （2）試件形狀的復雜性對超聲檢測的可實施性有較大影響；）試件形狀的復雜性對超聲檢測的可實施性有較大影響； （3）材料的某些內部結構，如晶粒度、相組成、非均勻性、）材料的某些內部結構，如晶粒度、相組成、非均勻性、非致密性等，對超聲檢測的可實施性有較大影響；非致密性等，對超聲檢測的可實施性有較大影響； （4）很難對材料及制件中的缺陷作定性和定量表征；）很難對材料及制件

19、中的缺陷作定性和定量表征； （5）為使超聲波有效的進入試件，一般需要耦合劑。）為使超聲波有效的進入試件，一般需要耦合劑。（三）磁粉檢測技術（三）磁粉檢測技術1、磁粉檢測技術原理、磁粉檢測技術原理 磁粉檢測的基礎是缺陷處磁粉檢測的基礎是缺陷處漏磁場和磁粉漏磁場和磁粉間的相互作用。間的相互作用。在在鐵磁性工件鐵磁性工件被磁化后，由于材料不連續性的存在，使工件被磁化后，由于材料不連續性的存在，使工件表面和近表面的表面和近表面的磁力線在材料不連續性處發生局部畸變而產磁力線在材料不連續性處發生局部畸變而產生漏磁場生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，吸附施加在工件表面的磁粉，形成了在合適光照形成了在合適光

20、照下目視可見的磁痕下目視可見的磁痕，從而顯示出材料不連續性的位置、形狀，從而顯示出材料不連續性的位置、形狀和大小，通過對這些磁痕的觀察和分析，就能得出對影響制和大小，通過對這些磁痕的觀察和分析，就能得出對影響制品使用性能的缺陷的評價。品使用性能的缺陷的評價。 磁粉檢測有三個必要步驟：磁粉檢測有三個必要步驟： （1）被檢驗的工件必須得到磁化；）被檢驗的工件必須得到磁化； （2）必須在磁化的工件上施加合適的磁粉；）必須在磁化的工件上施加合適的磁粉； （3）對任何磁粉的堆積必須加以觀察和解釋。）對任何磁粉的堆積必須加以觀察和解釋。圖圖3 磁粉檢測原理磁粉檢測原理 磁磁粉粉探探傷傷機機 2、磁粉檢測技

21、術特點、磁粉檢測技術特點 磁粉檢測技術具有如下優點：磁粉檢測技術具有如下優點： （1）是一種表面和近表面缺陷檢驗技術，主要是用于）是一種表面和近表面缺陷檢驗技術，主要是用于檢驗表面和近表面區的裂紋、發紋、白點、折迭、夾雜、冷檢驗表面和近表面區的裂紋、發紋、白點、折迭、夾雜、冷隔和疏松等缺陷；隔和疏松等缺陷； （2）具有很高的檢驗靈敏度；）具有很高的檢驗靈敏度； （3） 能直觀地顯示缺陷的位置、形狀和尺寸，從顯示能直觀地顯示缺陷的位置、形狀和尺寸，從顯示的磁粉痕跡能對缺陷性質作出判斷的磁粉痕跡能對缺陷性質作出判斷 ； （4）檢驗幾乎不受工件的大小和形狀的限制。）檢驗幾乎不受工件的大小和形狀的限制

22、。 磁粉檢測的局限性是：磁粉檢測的局限性是： （1）只能適用于鐵磁性材料，而且只能檢查出工）只能適用于鐵磁性材料，而且只能檢查出工件表面和近表面的缺陷，一般深度不超過件表面和近表面的缺陷，一般深度不超過12mm； （2）如果工件表面有覆蓋層、涂層、噴丸層等，）如果工件表面有覆蓋層、涂層、噴丸層等，將對磁粉檢測靈敏度起不良影響。覆蓋層越厚，這將對磁粉檢測靈敏度起不良影響。覆蓋層越厚，這種影響越大；種影響越大； （3）磁化后一些具有較大剩磁的工件還要進行）磁化后一些具有較大剩磁的工件還要進行退磁。退磁。（四）（四） 滲透檢測技術滲透檢測技術 1、滲透檢測技術原理、滲透檢測技術原理 滲透檢測是一種以

23、滲透檢測是一種以毛細作用毛細作用原理為基礎用于檢測非疏孔性金屬和原理為基礎用于檢測非疏孔性金屬和非金屬試件非金屬試件表面開口缺陷表面開口缺陷的無損檢測技術。將溶有熒光染料或著色染的無損檢測技術。將溶有熒光染料或著色染料的滲透液施加于試件表面，由于毛細現象的作用，滲透液滲入到各料的滲透液施加于試件表面，由于毛細現象的作用，滲透液滲入到各類開口于表面的細小缺陷中，清除附著于試件表面上多余的滲透液，類開口于表面的細小缺陷中，清除附著于試件表面上多余的滲透液，經干燥后再施加顯像劑，缺陷中的滲透液在毛細現象的作用下被重新經干燥后再施加顯像劑，缺陷中的滲透液在毛細現象的作用下被重新回滲到零件表面上，形成放

24、大了的缺陷顯示，在黑光（熒光檢驗法）回滲到零件表面上，形成放大了的缺陷顯示，在黑光（熒光檢驗法）或白光（著色檢測法）觀察，缺陷處可分別對應的發出黃綠色的熒光或白光（著色檢測法）觀察，缺陷處可分別對應的發出黃綠色的熒光或呈現紅色顯示。用目視檢驗，即可檢測出缺陷的形貌和分布狀態。或呈現紅色顯示。用目視檢驗，即可檢測出缺陷的形貌和分布狀態。圖圖4 滲透檢測工藝過程滲透檢測工藝過程 2、滲透檢測技術應用與特點、滲透檢測技術應用與特點 液體滲透檢測法可用于檢驗各種類型的裂紋、氣孔、分層、縮孔、液體滲透檢測法可用于檢驗各種類型的裂紋、氣孔、分層、縮孔、疏松、冷隔、折疊及其他開口于表面的缺陷；廣泛用于檢驗有

25、色金屬疏松、冷隔、折疊及其他開口于表面的缺陷；廣泛用于檢驗有色金屬和黑色金屬的鑄件、鍛件、粉末冶金件、焊接件以及各種陶瓷、塑料和黑色金屬的鑄件、鍛件、粉末冶金件、焊接件以及各種陶瓷、塑料及玻璃制品。及玻璃制品。 液體滲透檢測法的優點有：液體滲透檢測法的優點有： （1）不受被檢試件幾何形狀、尺寸大小、化學成分和內部組織）不受被檢試件幾何形狀、尺寸大小、化學成分和內部組織結構的限制，也不受缺陷方位的限制，一次操作可同時檢驗開口于結構的限制，也不受缺陷方位的限制，一次操作可同時檢驗開口于表面的所有缺陷；表面的所有缺陷； （2）檢驗的速度快，操作比較簡便，大量的零件可以同時進行）檢驗的速度快，操作比較

26、簡便，大量的零件可以同時進行批量檢驗；批量檢驗； （3）缺陷顯示直觀，檢測靈敏度高。）缺陷顯示直觀，檢測靈敏度高。 滲透檢驗的主要局限性有：滲透檢驗的主要局限性有： （1）最主要的局限性是只能檢出試件開口于表）最主要的局限性是只能檢出試件開口于表面的缺陷，不能顯示缺陷的深度及缺陷內部的形狀面的缺陷，不能顯示缺陷的深度及缺陷內部的形狀和大小；和大小； （2）無法或難于檢查多孔的材料，表面粗糙時，）無法或難于檢查多孔的材料，表面粗糙時，也會使試件表面的本底顏色或熒光底色增大，掩蓋也會使試件表面的本底顏色或熒光底色增大，掩蓋了細小的、分散的缺陷；了細小的、分散的缺陷； （3）檢測結果受操作者的影響較大。）檢測結果受操作者的影響較大。（一）射線檢測（一）射線檢測 1、送交射線檢驗的工件應經表面檢驗合格；、送交射線檢驗的工件應經表面檢驗合格； 2、送檢前，應清除妨礙檢驗和影響底片上缺陷影、送檢前，應清除妨礙檢驗和影響底片上