无损技术（精选十篇）
无损技术 篇1
关键词：超声,无损检测,成像技术,SAFT成像
0 引 言
Sokolov于20世纪30年代提出了超声波检测的早期研究,在40年代出现的脉冲回波探伤仪器成为超声波检测技术的重要标识。20世纪50年代初,真正用于医学诊断的超声装置问世。60年代末,由于电子技术、计算机技术和信号处理技术的飞速发展,声成像研究恢复了生机。70年代形成了几种较成熟的方法,大量商品化设备上市,在医学诊断中得到极其广泛的应用,在工业材料超声检测中也逐渐得到应用[1]。现在,超声成像检测技术已经在很多领域发挥着重要的作用。
1 超声检测成像原理
超声成像就是用超声波获得物体可见图像的方法。由于超声波可以穿透很多不透光的物体,所以利用超声波可以获得这些物体内部结构声学特性的信息,超声成像技术将这些信息变成人眼可见的图像。由声波直接形成的图像称为“声像”,由于生理的限制,人眼是不能直接感知声像的,必须采用光学的或电子学的或其他方式转化为肉眼可见的图像或图形,这种肉眼可见的像被称为“声学像”,声学像反映了物体内部某个或几个声场参量的分布或差异。反过来,对于同一物体,利用不同的声学参量,例如声阻抗率、声速或声衰减等,可以生成不同的声学像。
2 各种超声成像方法
2.1 扫描超声成像[2]
扫描超声成像是超声检测数据的视图显示,最基本的超声扫描方式有A-扫描,B-扫描,C-扫描,D-扫描,S-扫描,P-扫描等,它们分别是超声脉冲回波在荧光屏上不同的显示方式。表1是以上扫描方式的显示方法和特点。
2.2 超声波显像
声波是力学波,它会改变传播介质中的一些力学参数,比如质点位置、质点运动速度、介质密度、介质中应变、应力等,液体中还引起辐射压力。利用这些参数变化可以使声波成为可见。1937年,Pohlman制成第一台声-光图像转换器[3]。到目前,最有效而常用的声波显示方法是施利仑法和光弹法。施利仑法的根据是声波导致介质密度变化,而后引起光折射率的改变。光弹法成像原理是超声引起应力,在各向同性固体中,应力产生光的双折射效应,光通过应力区后,偏振将发生变化。80年代,我国著名声学专家应崇福和他领导的小组用动态光弹法系统研究了固体中的超声散射,把这个方法的价值提到了新的高度。在他们的散射研究中,首次目睹了声波沿孔壁爬行,在材料棱边内部的散射和在带状裂缝的散射,还首次窥见了兰姆波和瑞利波,观察了前者在板端的散射,后者绕材料尖角的散射。他们提高了动态光弹法的显示清晰度,80年代前期的光弹照片质量之高在国际上已属罕见。
2.3 超声全息
超声全息是利用干涉原理来记录被观察物体声场全部信息,并实现成像的一种声成像技术和信息处理手段。扫描声全息大致分为两类,一类是激光重建声全息,它是用与入射波同频率的电信号与探测器的输出电信号相加,用叠加信号的幅度去调制荧光屏光点的亮度,在荧光屏上形成全息图。将全息图拍摄下来,再用激光照射全息图,获得重建像。另一类是计算机重建声全息,它是利用扫描记录到的全息函数与重建像函数之间是空间傅氏变换对的关系,直接由计算机计算而实现的重建[4]。
2.4 ALOK法成像
ALOK(Amplituen and Laufzeit Orts Kurren)法即幅度-传播时间-位置曲线法,原理如图1所示。一个自发自收的超声换能器在试样表面按照一定规则进行移动扫描,如果A点是试样内的缺陷,那么在位置1处接收到的回波信号中,在
2.5 相控阵法
超声相控阵技术来源于雷达电磁波相控阵技术,医用B超是最先采用超声相控阵技术的。20世纪80年代初,相控阵超声波技术从医疗领域跃入工业领域。20世纪80年代中期,压电复合材料的研制成功,为复合型相控阵探头的制作开创新途径。压电复合技术、微型机制、微电子技术、及计算机功率的最新发展,对相控阵技术的完善和精细化都有卓著贡献。
超声相控阵系统由超声阵列换能器和相应的电子控制系统组成。超声阵列换能器由许多小的压电晶片(阵元)按照一定形状排列而成的,其内部的各阵元可以独立进行超声发射或接收。在相控阵超声发射状态下,阵列换能器中各个阵元按照一定延时规律顺序激发,产生的超声发射子波束在空间合成,形成聚焦点和指向性[6],如图2所示。改变各阵元激发的延时规律,可以改变焦点位置和波束指向,形成在一定空间范围内的扫描聚焦[5,6]。
2.6 超声显微镜
超声显微镜是利用声波对物体内力学特性进行高分辨率成像研究的系统和技术,是20世纪80年代研制成功的重要的三维显微观察设备,它集现代微波声学、信号检测和计算机图像科学技术于一体,是一种典型的高科技产物。它可以对不透明材料内部层层递进行显微观察,直至表面以下几毫米甚至几十毫米的深度,可以获得丰富的信息;其次是对生物组织可以进行活体检查,可实现生物学家们长期盼望的“活检”[5]。
2.7 合成孔径聚焦成像(SAFT)
合成孔径聚焦(Synthetic Aperture Focusing Technique,SAFT)超声成像是20世纪70年代发展起来的一种比较有潜力的成像方法,它以点源探头在被测物体的表面上扫描,接收来自物体内部各点的散射声信号并加以存储,然后对不同接收位置上探头接收的声信号引入适当的延迟并进行叠加,以获得被成像点的逐点聚焦声学像。在超声检测中,常用聚焦探头来提高检测的分辨率。在焦点上超声波的束径b与声波波长λ、焦距F及探头尺寸D之间有:b=1.03λF/D,频率越高,探头的孔径越大,检测的分辨率就越高。合成孔径聚焦技术就是用信号处理的方法使小孔径的换能器阵列具有大孔径阵的指向特性的功能,实现高分辨率成像。当一个超声收、发的探头沿直线移动,每隔距离d发射一个声波,同时接收来自物体各点的散射信号并加以储存。根据各成像点的空间位置,对接收到的信号作适当的声时延或相位延迟后再合成得到被成像物体的逐点聚焦成像,这就是合成孔径聚焦成像技术[5]。SAFT成像的分辨率高,能在近场区工作,并能实现三维成像。
2.8 衍射时差法(TOFD)超声成像技术
TOFD(Time Of Flight Diffraction)检测技术通常采用一发一收并且角度相同的双探头模式,利用缺陷尖端的衍射波信号探测和测量缺陷尺寸。检测过程中,激发探头产生的宽角度纵波基本可覆盖整个检测区域[7]。TOFD对于焊缝中部缺陷检出率很高,容易检出方向性不好的缺陷,可以识别向表面延伸的缺陷,使用横向TOFD模式时,特别是在信号处理的帮助下缺陷定量很准,线形模式下的定量精度也可以接受,和脉冲反射法相结合时效果更好。
2.9 超声CT(Computed Tomography)成像
英国从事超声成像的专家P.N.T Wells在2000年的论文《超声成像技术的现状与未来》中指出:在最近的十几年里,有关超声成像技术的研究在医学成像领域至少占25%以上的份额,并且这种趋势还在继续增长。超声CT 技术发展于医学并取得了成功,此外还用于工业材料的无损检测、航空航天、军事工业及钢铁企业等高科技领域或部门;CT 还在地球资源勘探、地震预测预报、地质构造等方面有广泛而深入的应用[8]。超声CT 总的发展趋势是向着高速、清晰、可靠方向发展,即数据采集、成像速度更为快捷,重建图像具有更高的空间分辨率、密度分辨率,图像更为清晰、可靠。此外,如何在数据缺损时或根据很少的投影数据能够很好地重建图像,也是未来CT 必须解决的问题。重建三维图像是CT 的又一发展趋势[9]。
3 超声检测成像的发展方向
当今世界很多国家都越来越重视无损检测技术在国民经济各部门中的作用,超声无损检测成像技术大多有自动化和智能化的特点,超声成像是定量无损检测的重要工具,在各种探伤手段中,应用超声手段来检测缺陷是目前各国正在探索的一个重点。目前,人们仍在致力于很多方面的研究,如声逆散射理论、新成像机制、神经网络、模式识别等信号处理理论、优质超声探头和其他超声成像元件等。本文所阐述的几种成像技术只是众多进步的代表。超声无损检测技术伴随材料与工业技术的发展而发展,并随着人们对产品质量与安全性的不断重视而得到进一步提高。
参考文献
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[3]庞勇,韩焱.超声成像方法综述[J].华北工学院测试技术学报,2001,15(4):280-284.
[4]沈趁中.超声成像技术及其在无损检测中的应用[J].无损检测,1994,16(7):202-204.
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[7]兰从庆,许克克,李珑,等.超声反射CT成像在无损检测中的应用[J].无损检测,1994,16(10):271-274.
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[9]张德俊.声成像的研究进展及应用前景[J].科技导报,1994(9):5-7.
无损检测技术问答 篇2
2、无损检测技术的主要功能?答：1)无损探伤。对产品质量作出评价，无论是锻件、铸件、焊接件、钣金件或机加件以至于非金属结构都能用无损检测技术找出它的表面和内部缺陷，并能对缺陷进行定性或定量分析。2)材质检查。用无损检测技术能测定材料的物理性能、机械强度和组织结构，能判别材料的品种和热处理状态，进行混料分选。3)几何度量。产品的几何尺寸、涂层或镀层厚度、表面腐蚀状态、硬化层深度和应力应变状态都能用无损检测技术来测定。4)现场监控。可对在役或生产中的产品进行现场的或动态的检测，将产品中的缺陷变化信息连续地提供给检测者以实施监控。
3、无损检测方法?答：无损检测的方法很多，最常用的有射线检测、渗透检测、磁粉检测、超声波检测和涡流检测等，已成为生产中常规检测技术。另外，还有新技术，如激光全息照相检测、声振检测、红外检测和声发射检测等。
4、无损检测的目的?答：1)保证产品质量;2)保障使用安全;3)改进制造工艺;4)降低生产成本;
5、渗透检测质量控制主要包括那几个方面?答：1)人员资格的控制;2)设备质量的控制;3)材料质量的控制;4)检测工艺的控制;5)检测环境的控制;
6、渗透探伤的操作有哪几个基本步骤?答：预清洗—渗透—去除—显像—观察检查—后清洗。
7、铸件超声波探伤的困难是什么?答：1)透声性差;2)声耦合性差;
3)干扰杂波多。
8、焊缝超声波探伤中，为什么常采用横波探伤?答：焊缝中的气孔、夹杂是立体型缺陷，危害性较小。而裂纹、未焊透、未熔合是平面型缺陷，危害性大。焊缝探伤时由于加强高的影响及焊缝中裂纹、未焊透、未熔合等危害性大的缺陷往往与探测面垂直或成一定的角度，因此一般采用横波探伤。
9、简述缺陷本身对检测灵敏度的影响?答：1)缺陷方向的影响;2)缺陷性质的影响;3)缺陷形状的影响;4)缺陷埋藏深度的影响;
10、简述磁粉检测适用范围?答：磁粉检测适用于铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄、目视难以看出的不连续性。
11、磁粉检测方法的主要工艺过程?答：1)磁粉检测预处理;2)磁化工件;3)施加磁粉;4)磁痕分析;5)退磁;6)检验完毕进行后处理;
1、什么是无损检测?答：无损检测以不伤害被检验对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件、结构件进行有效的检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理性能。无损检测包括：在探测材料或构件中是否有缺陷，并对缺陷的形状、大小、方位、取向、分布和内含物等情况进行判断;还能提供组织分布、应力状态以及某些机械和物理量等信息。
2、无损检测技术的主要功能?答：1)无损探伤。对产品质量作出评价，无论是锻件、铸件、焊接件、钣金件或机加件以至于非金属结构都能用无损检测技术找出它的表面和内部缺陷，并能对缺陷进行定性或定量分析。2)材质检查。用无损检测技术能测定材料的物理性能、机械强度和组织结构，能判别材料的品种和热处理状态，进行混料分选。3)几何度量。产品的几何尺寸、涂层或镀层厚度、表面腐蚀状态、硬化层深度和应力应变状态都能用无损检测技术来测定。4)现场监控。可对在役或生产中的产品进行现场的或动态的检测，将产品中的缺陷变化信息连续地提供给检测者以实施监控。
3、无损检测方法?答：无损检测的方法很多，最常用的有射线检测、渗透检测、磁粉检测、超声波检测和涡流检测等，已成为生产中常规检测技术。另外，还有新技术，如激光全息照相检测、声振检测、红外检测和声发射检测等。
4、无损检测的目的?答：1)保证产品质量;2)保障使用安全;3)改进制造工艺;4)降低生产成本;
5、渗透检测质量控制主要包括那几个方面?答：1)人员资格的控制;2)设备质量的控制;3)材料质量的控制;4)检测工艺的控制;5)检测环境的控制;
6、渗透探伤的操作有哪几个基本步骤?答：预清洗—渗透—去除—显像—观察检查—后清洗，
7、铸件超声波探伤的困难是什么?答：1)透声性差;2)声耦合性差;
3)干扰杂波多。
8、焊缝超声波探伤中，为什么常采用横波探伤?答：焊缝中的气孔、夹杂是立体型缺陷，危害性较小。而裂纹、未焊透、未熔合是平面型缺陷，危害性大。焊缝探伤时由于加强高的影响及焊缝中裂纹、未焊透、未熔合等危害性大的缺陷往往与探测面垂直或成一定的角度，因此一般采用横波探伤。
9、简述缺陷本身对检测灵敏度的影响?答：1)缺陷方向的影响;2)缺陷性质的影响;3)缺陷形状的影响;4)缺陷埋藏深度的影响;
10、简述磁粉检测适用范围?答：磁粉检测适用于铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄、目视难以看出的不连续性。
11、磁粉检测方法的主要工艺过程?答：1)磁粉检测预处理;2)磁化工件;3)施加磁粉;4)磁痕分析;5)退磁;6)检验完毕进行后处理;
12、渗透检测伪缺陷辨别方法?答：当怀疑显示痕迹是伪缺陷时，可用酒精沾湿的棉球擦掉所怀疑的显示痕迹，然后喷上一薄层现象及，如果不重新显示，即为伪缺陷显示;如果重新显示即为真是缺陷显示。
13、射线防护的方法?答：时间防护、距离防护、屏蔽防护。
14、射线透照检测基本操作包括哪些?答：试件检查及清理、划线、像质计和标记摆放、贴片、对焦、散射线防护、曝光。
15、无损检测质量管理内容?答：1)人员管理;2)设备和器材管理;3)工艺管理;4)制度管理;
16、渗透探伤方法的选择应考虑哪些因素?答：首先必须考虑检验灵敏度的要求，同时考虑环境温度、零件批量大小、表面状况及几何形状.
17、射线检测的基本原理?答：射线检测的基本原理是利用射线通过物质时的衰减规律，即当射线通过物质时，由于射线与物质的相互作用发生吸收和散射而衰减，其衰减程度，则根据其被通过部位的材质、厚度和存在缺陷的性质不同而异，在被检测试件的另一面就形成了一辐射线强度不均匀的分布图，通过一定方式将这种不均匀的射线强度进行照相或转变为电信号指示、记录或显示，就可以评定被检测试件的内部质量，达到无损检测的目的。
18、射线检测的方法?答：照相法、电离检测法、荧光屏直接观察法、工业射线CT技术等。
19、液体渗透检测的基本原理?答：是利用黄绿色的荧光渗透液或红色的着色渗透液对狭窄缝隙良好的渗透性，经过渗透清洗、显示处理以后显示放大了的探伤显示痕迹，用目视法来观察，对缺陷的性质、尺寸做出适当的评价。渗透检测是一种检查工件或材料表面缺陷的一种方法，它不受材料磁性的限制，应用于各种金属、非金属、磁性、非磁性材料及零部件的表面缺陷的检查。
20、磁粉检测的基本原理?答：磁粉检测是用于检测铁磁性材料和工件表面或近表面的裂纹或其它缺陷。基本原理是，当材料或工件被磁化后，若在工件表面或近表面存在裂纹、冷隔等缺陷，便会在该处形成一漏磁场，此漏磁场将吸引、集聚检测过程中施加的磁粉，而形成缺陷显示。
21、为什么超声波被用于无损检测?答：1)超声波在介质中传播时，遇到界面会发生反射;2)超声波指向性好，频率越高，指向性愈好;3)超声波传播能量大，对各种材料的穿透力较强。
22、什么是超声波?答：超声波是超声振动在介质中的传播，它的实质是以波动形式在弹性介质中传播的机械振动，其频率高于20KHz以上。超声波检测常用的工作频率为0.4-5MHz，较低频率用于粗晶材料和衰减较大材料的检测，较高频率用于细晶材料和高灵敏度的检测。
23、超声波检测的原理?答：超声波检测主要是通过测量信号往返于缺陷的渡越时间来确定缺陷和表面间的距离;测量回波信号的幅度和发射换能器的位置来确定缺陷的大小和方位。超声波检测的最大优点是对裂纹、夹层、折叠、未焊透等类型的缺陷具有很高的检测能力。
24、什么是标准溶液?有几种配制方法?答：标准溶液是滴定分析中的已知准确浓度的溶液。直接配制法、标定法。
无损检测技术应用研究 篇3
关键字：无损检测 数字无线通信 矿山机械设备故障检测与维修
一、引言
对现代工业生产而言，采用各种测量与诊断系统对生产全过程进行检查、监测以及故障诊断，对保证产品质量，降低能源消耗，提高企业的生产率和经济效益是必不可少的。而无损检测技术无疑是众多检测系统技术中的佼佼者，数字无线通信技术在无损检测技术中的应用越发其优点。煤炭在我国能源结构份额中占70%多，所以矿山的机械设备安全运转十分重要，无损检测技术在机械设备检测与维修应用，使问题得到了很好的解决。
二、 无损检测技术
基于现代检测技术孕育而生的无损检测技术（Non-destructive testing），就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态的所有技术手段的总称[3]。包括目视检测（VT）、射线检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、液体渗透检测(PT)、涡流检测(ET)、等几十种方法[1]。
（1）无损检测的应用特点[1]
（a）不损坏试件材质、结构
（b）正确选用实施无损检测的时机
（c）正确选用最适当的无损检测方法
（d）综合应用各种无损检测方法
（2）几种无损检测技术的原理阐述[2]
（a）目视检测（VT）
是所有检测技术最先做的，以确认不会影响后面的检验，VT常常用于目视检查焊缝，焊缝本身有工艺评定标准，都是可以通过目测和直接测量尺寸来做初步检验，发现咬边等不合格的外观缺陷，就要先打磨或者修整，之后才做其他深入的检测。
（b）射线检测（RT）
射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光，当X射线或r射线照射胶片时，能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影，由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同，照射到胶片各处的射线能量也就会产生差异，便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。RT的特性是定性更准确，有可供长期保存的直观图像，总体成本相对较高，而且射线对人体有害，检验速度会较慢。
（c）超声波检测（UT）
通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术，主要是基于超声波在试件中的传播特性。
（d）磁粉检测（MT）
铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大小。
三、数字无线通信技术在无损检测系统中应用
数字式传输，以PCM为代表，数字式传输实现起来比较复杂，在检测状态进行数字通信时，要保证数据位的同步极为困难，优点是传输精度高，安全性好，是未来无线通信发展的方向，尤其在现代无损检测过程中，由于现场工作环境恶劣，不可控干扰因素较多，信号的抗干扰能力就显得非常重要。
数字系统组成中，模拟信号经由传感器组传输到数字数据采集器中，经过滤波、放大、A/D转换等转换成数字信号传入测量站控制机，经WIFI无线网络端口与主控机进行无线联网，使测量站控制机成为主控机的一个远程终端，测量站控制机采集的实时数据及图象传输至主控机，同时主控机通过RS 232端口或USB端口控制其他外围设备，无线信号传输遇较强烈的干扰，可利用无线网络进行机器工作状态预览测量站控制机采集实时数据并存储，干扰去除后，再把有用信号无线传输至主控机，主控机在接收信号的同时并控制测量站设备进行下一次信号采集准备，一切就绪后，打开采集系统进行下一次工作如此添加中间存储环节。
四、无损检测技术在矿山机械设备故障检测与维修中的应用
在矿山设备检测与维修中选择无损检测诊断方法，应对被检测工件，如轴、齿轮、变速箱、液压支架等工件的材质、成型方法、加工过程、缺陷的可能类型、部位、大小、形状等做认真的分析，然后确定选择哪种检测方法[4]。矿山的工作平面环境恶劣，粉尘、煤泥、噪音、采掘现场空间狭小，这些都增加了井下采用无损检测技术对设备隐患进行预防性监测的难度，但如果无损检测技术可以提前监测出故障部位，则是非常重要的。这里给出对于不同厚度的工件，选择的检测诊断方法[5]：
结语
现代检测与诊断系统在工业上的应用日益繁荣，而其也必然朝着自动化智能化的方向发展，相信在未来社会里，随着信息检测与处理技术的提高，无损检测技术将广泛应用于工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等许多科学领域，而信息智能化、数字无线通信等技术的运用必然使其如虎添翼，其应用前景是相当乐观。
参考文献：
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[5]郭美生.无损检测技术在煤矿机械设备维修中的应用[M].煤炭技术,2004.12
无损检测相关技术分析 篇4
在生产和制造的过程中, 会需要进行很多的检测, 从而对材料、零部件以及最终的产品进行评定。而对于有些材料或零件来说, 其价值可能较为昂贵、生产较为困难, 如果在检测的过程中, 会对材料、零部件、产品造成损伤, 往往就会失去了检测的意义。无损检测正是一种可以在非破坏条件下进行检测的方法, 应用到生产制造过程中, 有着非常实际的现实意义。通过无损检测的方法, 可以评定材料和零件的质量和性能, 而产品在使用过程中的安全性和可靠性同样是必须考虑的内容。随着科技的进步, 无损检测领域也获得了飞速的发展, 检测方法和检测手段都有了突飞猛进的进展。目前, 应用得较为广泛的检测方法主要有超声波检测、射线检测、渗透检测、声发射检测、磁粉检测、管材涡流检测法等。
1 超声波检测 (UT)
1.1 超声波检测的定义
通过超声波与试件相互作用, 就反射、透射和散射的波进行研究, 对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征, 并进而对其特定应用性进行评价的技术。
1.2 超声波工作的原理
超声波检测的工作原理主要是根据超声波在试件中的传播特性。通过声源产生特殊的声波, 即超声波。然后超声波通过特定的方式进入被检测的材料或产品。由于超声波的传播特性, 在进入试件后, 超声波会在试件中进行传播。而在超声波的传播过程中, 必然会和试件材料发生相互的作用, 这其中也当然包括试件可能存在的缺陷, 这些都会与进入试件的超声波共同作用, 从而改变超声波的特征或者是传播的方向。接下来, 由检测设备对发生改变的超声波进行接收, 并可以依据超声波的特性对接收到的超声波进行相应的处理和合理的分析, 从而对试件的状态做出准确的判定, 评估试件是否存在缺陷, 并可以提供缺陷的特征等相关信息。
1.3 超声波检测的优点
超声波的穿透能力非常强, 因此可以应用于多种材料或零件、产品的无损检测, 其材质可以是金属、也可以是非金属以及复合材料。超声波可以对较大厚度范围的试件进行检测, 判定试件内部是否存在缺陷。以金属材料为例说明, 无论是几米长的钢锻件还是厚度仅为1~2mm的薄壁管材和板材, 超声波都可以在不对试件造成损伤的情况下对其进行无损检测。对于无损检测来说, 能够对缺陷进行准确的定位是评价其检测效果好坏的关键因素之一, 而超声波检测对于缺陷的定位相对来说较为准确, 尤其是针对面积性的缺陷, 超声波检测具有较高的检出率。此外, 对于尺寸较小的试件内部缺陷, 超声波检测的灵敏度也较高。更重要的是, 超声波检测具有很强的经济性和环保型, 检测方便快捷。
1.4 超声波检测的局限性
超声波检测虽然可以快速准确地对试件的缺陷进行定位, 然而对于缺陷的性质和大小仍然需要进一步的分析和研究。对于外形不规则和形状较为复杂的试件, 超声波检测存在着局限性。此外, 缺陷的位置、形状、取向、材质、晶粒度等因素也在一定程度上会影响到检测的结果。
1.5 超声检测的适用范围
从检测对象的材料来说, 可用于金属、非金属和复合材料;从检测对象的制造工艺来说, 可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等;从检测对象的形状来说, 可用于板材、棒材、管材等;从检测对象的尺寸来说, 厚度可小至1mm, 也可大至几米;从缺陷部位来说, 既可以是表面缺陷, 也可以是内部缺陷。
2 磁粉检测 (MT)
2.1 磁粉检测的原理
磁粉检测主要是应用了磁场的原理, 如果材料或零件、产品的内部存在缺陷, 就会导致材质的不连续性, 而磁粉检测正是运用了不连续性导致磁力线发生变化的这一特性, 实现对于试件的检验。首先, 需要将铁磁性材料或工件等试件进行磁化, 然后在试件表面放置磁粉, 如果试件内部存在缺陷, 就会因其材质的不连续而使试件表面和近表面的磁力线发生局部畸变, 进而形成漏磁场。吸附在试件表面的磁粉可以很好地反映出磁力线的分布情况, 即磁场分布, 非常直观, 在阳光下就可以清晰地看到形成的磁痕。通过磁痕即可判定缺陷的大小、位置和形状。
2.2 磁粉检测的适用性和局限性
磁粉检测虽然检测方法较为简单和方便, 但是也是具有一定的适用性和存在着局限性的。主要适用于铁磁性材料的表面和近表面部位的检测, 尺寸较小, 间隙也很窄, 因此通过目视, 不容易发现磁粉分布的不连续性, 即较难通过目视的方法判定缺陷。磁粉检测可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测, 还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进行检测。
3 渗透检测 (PT)
3.1 液体渗透检测的基本原理
液体渗透检测主要应用了毛细现象的原理。首先, 将荧光染料或者着色染料涂在试件的表面, 放置一段时间后, 如果零件存在裂缝等缺陷, 渗透液将在毛细管的作用下慢慢地渗透到试件表面的开口缺陷中去。然后, 将试件表面多余的渗透液清除, 并将显像剂涂在试件的表面。显像剂具有吸引渗透液的作用, 试件缺陷处的渗透液在毛细管作用下被吸出, 并渗回到显像剂。接下来, 用特定的光源, 通常为白光或者是紫外线光, 对试件进行照射, 在光源的照射下, 可以显示出缺陷部位的渗透液的痕迹, 从而能够直观地判断出缺陷的形貌以及分布情况。
3.2 渗透检测的优点
可检测各种材料, 如金属、非金属材料、磁性、非磁性材料。对于焊接、锻造、轧制等加工方式都可以进行检测。具有较高的灵敏度 (可发现0.1微米宽的缺陷) 。显示直观、操作方便、检测费用低。
3.3 渗透检测的缺点及局限性
渗透检测因其工作原理决定了只适用于对于表面开口的缺陷进行检测, 对于由疏松材料制成的多孔性工件以及表面不光滑的试件则并不适用。此外, 通过这种方法进行检测, 只能体现出缺陷的表面分布情况, 然而对于缺陷内部的情况, 如具体大小和实际的深度等, 无法给出定量的检测结果和评价。
4 结束语
随着时代的发展、科技的进步, 先进的技术不断地应用到无损检测领域, 检测方法也越来越多样化。然而, 检测方法并非万能的, 都是有其适用范围和优缺点。在实际的检测工作中, 应根据待测物的特点, 如材质、制造方法、工作介质等因素, 制订科学合理的检测方案, 以保障承压设备安全运行。
参考文献
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无损检测技术及应用研究 篇5
要】随着科学技术的发展，无损检测技术在人们日常生活和工作中发挥着越来越重要的作用，在食品安全、工业生产和医疗诊断等检测中有着广泛的应用。分析了射线检测、磁粉检测、超声检测3种无损检测方法，并阐述了这些检测技术在医学上的应用。
【关键词】无损检测医疗诊断医学应用
0引言
随着科学的发展和社会的进步，现代化生产的规模越来越
大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间检测时，X射线穿过待检材料到达光隙而透过，穿透能力很强。电探测器;如果遇到裂缝、气孔和夹渣等缺陷，光电探测器根据光源的变化检测出缺陷部位。
射线检测不但能较直观地显示工件内部缺陷的大小和形状，还能测定材料的厚度，因而易于判定缺陷的性质。但是这种方法检验速度较慢，只宜探查气孔、夹渣、缩孔、疏松等体积性缺陷，而不易发现间隙很小的裂纹和未熔合等缺陷以及锻件和管、棒等型材的内部分层性缺陷。
长期实验表明，过量的X射线会使人体的免疫力下降，并必须采取相应的诱发疾病。因此为防止X射线对人体的伤害，
防护措施。比如检测时工作人员需穿防护服，检测设备也应该进行隔离和屏蔽。
X射线在医学检测上有广泛的应用，可以进行医疗诊断，主要是依据X射线的穿透作用以及差别吸收。由于X射线穿过人体时，会受到不同程度的吸收，通过人体后的X射线量就不一样。这样便携带了人体各部密度分布的信息，通过接收器引起的荧光作用或感光作用的强弱差别，(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。根据阴影浓淡的对比，结合临床表现、化验结果和病理诊断，即可判断人体某一部分是否正常。
X射线还可应用于治疗，主要依据其生物效应。应用不同能量的X射线对人体病灶部分的细胞组织进行照射时，即可使被照射的细胞组织受到破坏或抑制，从而达到对某些疾病，但另一方面，它对正常机体也有伤害，特别是肿瘤的治疗目的。
因此不宜在短期内作多次重复检查或治疗，避免过多的医疗照射。
CT是在X射线检测基础上发展起来的，它的研制成功被誉为自伦琴发现X射线以后，放射诊断学上最重要的成就。CT(computedtomography)即电子计算机X射线断层扫描技术的简称，又称X线CT，可清晰地呈现出人体内器官。
CT扫描的工作程序是用X线束对人体某部位一定厚度的层面进行扫描，X线管装在患者的上方，绕检查部位转动。由探测器接收透过该层面的X射线，反映出人体各部位对X射线吸收的多少。X射线转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经过A/D转换器转为数字信号，最后输入计算机处理，将人体各部位的图像在荧屏上显示出来。
CT扫描图像是层面图像，常用的是横断面。图像以不同的
大，管理的方法和形式也趋于多样性，人们对于产品质量的要求也逐渐提高。常规的检测参数、检测手段和检测仪器如今已难以满足现代的生产、生活需求。从一般的单参数测量到相关多参数的综合自动检测，从参数的量值测量到参数的状态估计，从确定性的测量到模糊的判断等等，已成为当前检测领域中的发展趋势，正受到越来越广泛的关注，从而形成了各种新的检测技术和检测方法，这些技术和方法统称为现代检测技术。
伴随着现代检测技术的发展，无损检测技术(Non-de-structivetesting，NDT)的应用也越来越广泛，它可以在不损坏试件的前题下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查或测试。现代无损检测技术正向着高精度、低辐射、智能化、信息化和交叉领域的前沿方向发展。目前，现代无损检测技术已经广泛应用于工业、交通、航空航天、电力、冶金及国防等各个领域。检测技术在其他领域的应用可以实现资源共享和优势互补，使协调、多元化发展，同时促进国家经社会的各个行业能够全面、济发展和人民生活水平的提高。
目前常用的无损检测方法主要包括射线检测、磁粉检测、涡流监测、超声检测等。这些方法不仅应用于工业生产、食品安产品质量等无损检测，也在医疗行业中发挥着重要的作用。全、
通过医学检测可以辅助医疗诊断，比如X光透视、CT、核磁共B型超声等医学影像，也可以辅助某些疾病的治疗，比如放振、疗和化疗。
1
桥梁无损检测技术发展状况分析 篇6
关键字：桥梁无损检测；检测技术；发展状况
社会的进步与科技的发展推动了桥梁建造技术的发展，桥梁的建设规模也因此越来越大，建设成本也越来越高，随之而来的是桥梁的安全性能问题。为了使桥梁能在运营过程中不出现安全事故，需要对桥梁的整体结构和局部构件进行检测。近年来，检测技术得到很大发展，传统的破损检测和人工检测虽有其局限性，但也得到了很大发展，同时无损检测因其优势逐渐兴起。
桥梁无损检测是指在不破坏桥梁结构和性能的基础上，通过对桥梁使用过程中的某些物理参数进行测定，以此来判定桥梁结构与构件性能的一种检测方法。它是由多种学科综合应用而形成的高科技检测技术，其理论基础是运用物理学和材料学，其检测手段与设备依赖于计算机科学技术和现代电子技术。对桥梁进行无损检测，可以确定桥梁的受损情况，并估定桥梁的耐久性和稳定性以及承载能力，为桥梁的维修与管理决策提供依据。
一、桥梁无损检测技术的现状
由于在工程实践中运用较多，传统的无损检测技术获得了较快发展。目前存在传统无损检测技术有红外检测、Y射线和x射线检测和超声波检测等十多种之多，其中的大部分只具有局部检测功能。传统的无损检测技术在工程实践中还存在一定的局限性：超声波检测在钢结构检测中有一定优势，但对混凝土材料的检测精度不高，且设备较贵；Y射线和x射线检测对环境要求较高，只能检测一定厚度的混凝土，因其具有放射性，对环境和人体的危害较大；红外检测可进行远距离检测，但对交通运行有影响且成本较高。另外，传统的无损检测因为其局部检测的限制，一般需要管理人员进行地毯式搜索，相当费时，且可靠性不高；但对于中小型桥梁而言，传统的检测方式依然是一种比较合适的检测方法。
二、桥梁无损检测技术的发展趋势
在桥梁检测中无损检测技术运用十分广泛。随着我国桥梁建设的规模和数量都不断加大，桥梁在社会生活中的作用也不断加大，人们对桥梁的安全性能，无论是建造中还是建造后使用的安全，都给与了很高的重视。尤其是近年来，在我国建造一些大型桥梁建筑，由于在国际上都具有很大的影响力，桥梁的安全性能也因此获得社会的更多关注。以杭州湾跨海大桥为例，它全长36km，是世界上最长的跨海大桥，由于自然环境恶劣，台风多，水流急，潮差大，使得桥体下部受到腐蚀作用大，安全隐患多。因此，国家对于桥梁检测的新技术开发给与大力支持。许多大学和研究院所投入了大量人力和财力进行桥梁实时监控和检测的研究，使得桥梁无损检测技术得到了很大的发展。
1、桥梁无损检测技术的发展将更多借助于其它学科
随着无损检测技术在桥梁检测运用不断扩大，而桥梁检测由于桥梁规模的扩大导致的问题将会对无损检测技术提出更高要求。无损检测技术作为一门多学科交叉形成的应用型技术，其形成过程借助于其它基础学科的发展，因此其发展过程必定要从其它基础学科的发展中汲取成果。同时，随着科学技术的不断发展，学科之间的相互融合也将不断加深，高新技术的发展也不可避免地借助于其它学科取得的成果。因此，桥梁无损检测技术将会不断借鉴其它基础学科的理论成果来实现自身发展，以满足桥梁检测的发展要求。另外，无损检测技术的研究过程中会更注重理论和实践的结合，从工程实践中获得理论研究方法。
2、桥梁无损检测的检测手段趋于智能化
随着计算机技术、电子技术的应用和检测技术的发展，无损检测技术已发展到一个新的阶段。高灵敏度传感系统在检测技术上的运用，使无损检测技术向着智能化方向发展，检测设备也朝着集约化、一体化方向前进。例如，AMX全自动智能化中央控制系统，集众多功能于一身，使用方便快捷，只需通过液晶屏幕的触摸，就可以实现对电气化设备的控制，完成远程实时检测。又例如，在杭州湾跨海大桥的检测中，采用的是德国梯形阳极的方法，对混凝土中的氯离子进行长期的检测评估，以估计桥梁的耐久性能。
目前，现代传感技术和无线遥感技术的发展为我国无损检测技术的发展提供了新的思路，无线遥感技术能够记录信息并传输数据，同时可以结合无线传感技术将所采集的数据传输到指定地点，完成桥梁监控系统的实时监控。因此，为了智能化的桥梁无损检测技术在可以纳入到现代桥梁管理系统中，使桥梁管理系统更加完善，研究人员需要对这两种技术做更多研究。
三、桥梁无损检测技术的有效运用建议
由于历史原因和使用管理原因，目前在我国有很多混凝土路桥需要结构诊治工作，而从整体上提高桥梁的质量和耐久性能在技术上存在诸多难题，因此不可能重建。为了提高桥梁的使用寿命，确保桥梁在使用过程中的安全，桥梁的使用管理与检测便成为最佳方式。无损检测技术作为一种综合的高新技术在桥梁检测中显示了其独特的优势，但因为无损检测技术在我国工程实践中运用并不多，同时遇到了诸多困难。因此，对于无损检测技术的运用还需做更多的研究。本文针对实践中的问题提出以下建议，旨在加快桥梁无损检测在工程实践中的发展。
第一：加快无损检测技术理论向实践应用的转化研究。理论是实践的先导，只有将理论上的技术变为实践上的硬件物质，理论才能够为实践服务。目前，部分高校和科研院所的检测技术研究人员进行了大量的理论研究，对无损检测提出了一些先进的理论方法与技术，能有效地提高无损检测技术在桥梁检测中的利用效率。然而，理论与实践却缺乏一条沟通的桥梁，使得大量的研究超前于实际运用，并不能在实践中运用。因此，为了突破无损检测技术在实践中遇到的困难，需要加快理论向实践的转化，为此研究人们需要付出更多努力。
第二：加强桥梁检测人员的素质建设。桥梁检测由于其复杂性包含着检测准备、现场检测和检测数据分析等诸多内容，对检测人员的素质有较高要求。为提高我国桥梁检测技术的水平，需要不断对检测行业人员进行素质教育，提高他们的检测能力，使他们逐渐走向规范化，以符合橋梁检测的行业标准。同时，桥梁检测的行业标准应根据技术升级等实际情况进行更新，使我国的桥梁检测走向更高层次，为桥梁的安全使用做出强有力保障。
四、总结
桥梁病害无损检测技术探究 篇7
桥梁检测方法从最广义的角度来说，我们可以把它分为无损的检测方法、静载试验的检测方法和动载试验的检测方法。
混凝土作为我们在桥梁上应用最广泛的结构形式已经有近两百多年的历史，最早可以追溯到19世纪初，到现在我们如何确定和探测出混凝土结构的表面及其内部的缺陷，并对缺陷的位置、大小、形式、性质、数量做合理的鉴定，成了各国学者一直致力研究的重点。
桥梁病害的无损检测技术是指在不影响桥梁结构和构件性能的前提下，对桥梁的损伤情况进行诊断和评估，从而为桥梁的养护和维修方案提供科学依据，并对桥梁的适用性、安全性和可靠性进行科学的评价。它是通过测定结构的某些物理参数来判断结构或者构件性能的一种合理的检测方法。无损检测技术是紧密结合多个学科的科学技术所形成的高技术产物，材料学与应用物理学的快速发展为无损检测技术提供了坚实的理论基础，而计算机的快速发展，让桥梁病害无损检测技术有了更加先进和现代化的计算方法。
1 国内外桥梁病害无损检测技术的发展现状和水平
1.1 国外桥梁病害无损检测技术的发展过程
20世纪30年代出现了表面压痕法来了解混凝土的强度。科学家们在1935年的时候，经过不断的实验和努力在测量钢筋混凝土的弹性模量上应用了共振法。1948年回弹仪的出现更加的规范了混凝土的强度测量。到了1949年的时候加拿大人已经开始成功的应用超声脉冲技术来检测混凝土了，以上这些前人的研究为桥梁病害无损检测技术奠定了坚实的基础。
80年代中期，美国的Mary.Sansalonet和Nicholas J.Carino实现了在水泥中运用机械波反射的方法进行无损检测。
目前，随着各个学科的不断发展、交叉、结合，无损检测技术又有了新的发展，出现了一些新的检测手段，包括微波吸收法、红外热谱法、脉冲回波法、雷达扫描法等新技术。
1.2 桥梁病害无损检测技术在我国的现状和发展过程
我国的桥梁病害无损检测技术发展的比较晚，首次是在20世纪50年代的时候，由前苏联引入桥梁病害无损检测技术到中国，以后我国就开始引进国外比较先进的超声仪和回弹仪等一系列的无损检测设备，并且把这些先进的超声仪和回弹仪应用到实际的工程中，得到了很多的科研成果。我国在60年代初的时候在超声检测仪的发展和自主研发上就取得了很好的成果，能够自主研发和生产回弹仪。70年代末，我国有关部门曾多次组织科研力量合作攻关无损检测方法，随后便制订了一系列相关技术规程。随着电子科技的发展，仪器的研制业更加精密、精准，多项技术拥有自主知识产权。
2 混凝土的无损检测技术
目前我国大部分桥梁多为钢筋混凝土结构，对于混凝土的检测，主要有肉眼观测法，回弹仪测强法，裂缝观测仪观测法和超声波成像观测法。混凝土碳化深度的测量主要是采用喷洒酚酞试剂的办法，碳化深度对回弹仪测量混凝土强度起到一定的修正作用。回弹仪测量混凝土强度是目前混凝土强度检测最普遍的做法。对于结构内部裂缝的测量，可借助超声波成像技术，这里主要介绍一下超声波成像技术。
目前，超声波无损检测技术是桥梁检测中的重要方法，该方法具有缺陷定位准确、分辨率高、检测结果直观易懂等特点，因此受到测桥人的青睐。该方法检测时多采用对测法和斜测法(见图1)，通过对所测断面超声波的声时、波幅、频率及波形等参数的统计计算分析确定缺陷异常的位置和严重程度。
这种检测方法的原理是根据结构内部状态的变化和物性参数与声学参数的变化具有良好的一致性，得出超声波在检测面上的走势图，然后根据这个走势图利用相应的计算方法计算出超声波在检测面上的分布，最后根据超声波与混凝土相关性确定检测剖面上混凝土的浅裂缝、深裂缝、空洞、混凝土内部的均匀性以及表面损伤情况等等各种病害。
3 钢筋混凝土结构中钢筋的无损检测技术
一般的情况下，我们认为在钢筋混凝土结构内的钢筋是处在一种碱性环境中的，因此钢筋混凝土结构内的钢筋就基本不会发生腐蚀破坏，能够保持好的力学性能，但是如果钢筋所处的碱性环境被破坏了，那么钢筋就会非常容易发生锈蚀的现象，导致钢筋有效的截面面积变小和钢筋保护层的开裂等，最后导致整体的混凝土耐久性下降。
对于钢筋锈蚀情况的检测，有半电位检测法和电子脉冲检测法两种。
3.1 半电位无损害检测法
我们可以把混凝土构件内的钢筋锈蚀过程看作一个现实中的电化学反应过程。钢筋和混凝土可以看作是半个弱电池组(与普通干电池类似的结构形式)，钢筋是一个电极，而潮湿的混凝土构成了电解质。半电池法就是把“钢筋+混凝土”看作是一个半电池系统，它与手持电极构成一个全电池系统。又因为手持电极那一端具有比较稳定的电位差，并且钢筋因为锈蚀而发生的电化学作用，将会很大的引起由“钢筋+混凝土”形成的半电池和手持电极构成的全电池系统的变化。因此由“钢筋+混凝土”形成的半电池的电位变化可以很好的对钢筋的锈蚀情况进行腐蚀。根据已有的测量研究数据以及相应标准，一般以150 m V电势差作为钢筋是否锈蚀的分界点，当电势差小于150 m V可认为钢筋混凝土中的钢筋未被锈蚀。此种方法的缺陷是只能做定性分析，而不能做定量分析，对于已经被锈蚀的结构，不能测出其被腐蚀的严重程度。
3.2 电子脉冲检测法
钢筋的锈蚀率也可以用电子脉冲法进行检测，这是钢筋锈蚀率检测的最新方法。它比半电位法更加先进，不仅能对钢筋是否锈蚀进行明确，还能较为准确的测量出钢筋的锈蚀率。
丹麦的Germann公司生产钢筋锈蚀率检测仪就是利用电子脉冲原理检测钢筋锈蚀率的，它的检测步骤是:
1)在混凝土破损较严重的地方，用钢筋定位仪找到钢筋位置。
2)在钢筋处用冲击钻钻两个孔，用接触螺栓将其导出，用欧姆表测量两点处的电阻，当电阻为零时，说明螺栓接触正确。
3)在测试区域洒水湿润15 min，画出测试网格，然后做钢筋锈蚀率检测。
4)将锈蚀仪的一端通过螺栓连接到钢筋上，另一端与手持电极相连，然后开始测量。
4 钢结构桥梁的无损检测技术
钢结构的桥梁以前在我国主要是用于小跨径，因此对于钢结构桥梁的安全性检测要求不是很严格，但是最近几年钢结构的桥梁在大跨度上的应用越来越多，为了保证桥梁的安全性，就越来越需要高要求的无损害检测手段和检测仪器。例如磁粉探伤法和涡流检测法、声发射法以及超声衍射法等检测手段都是常用或者比较新的检测手段。
检测钢结构桥梁主要包括以下两个方面:
1)检查钢箱梁在工地拼接时的大环形焊缝是否平顺，有无扭曲现象，以防出现应力集中。
2)检查钢结构杆件是否平直，受力杆件的弯曲会使杆件两端产生多余的扭转力，严重时会出现开裂。
5 结语
随着时间的推移，我国早前建立的桥梁慢慢的进入了维修期，并且随着桥梁事业的发展，我国桥梁的无损检测技术也得到了非常快速的发展，越来越成为我国在桥梁检测上的重要手段，由于桥梁的无损检测技术的应用，我国的桥梁损害可以得到很快和很准确的确认，为我国桥梁的维修提供了非常大的帮助，大大的降低了桥梁维修的难度，节约了桥梁维修的时间和费用，因此深入掌握和了解桥梁病害的无损检测技术，将对我国桥梁事业的发展起到至关重要的作用。
摘要：分别介绍了国内外桥梁病害无损检测技术的发展现状及发展水平,分别阐述了每种无损检测技术的特点和工作原理,对我国桥梁检测及维修工作具有借鉴意义。
关键词：桥梁,病害,无损检测,钢筋混凝土结构,钢结构
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工业管道无损检测技术分析 篇8
作为相对较为特殊的承压设备, 工业管道被广泛的应用到各个工业领域诸如电力、石油、冶金、化工、医药、轻工、化肥中。工业管道的作用是输送工业领域生产中的气体、液体等工业介质, 所以工业管道被设置在工厂的厂区中, 其安装方式多为地上管廊。随着我国经济迅猛及持续的发展, 社会对工业管道的需求逐渐增大, 我国在不久的将来会进入管道发展及建设的高峰期。然而, 工业管道普遍存在着爆炸及泄露等诸多潜在的危险, 世界上许多工业发达的国家均相继颁布了相关规范或法规来严格控制管道的运行、设计和焊接施工, 以便于为管道的安全运行提供保障, 但是仍然难以避免的出现了一系列安全事故。所以, 加强工业管道的无损检测, 将无损检测技术切实的应用到工业管道中, 是确保工业管道安全运行的有效途径。
2 工业管道的失效及分级
在工业管道的运行中, 经常性的会出现管道失效的情况。工业管道的失效不但与管道的法兰、阀门以及支吊架等管道元件的安装质量和自身质量有关, 而且与管道的材料积累损伤、表面腐蚀及内外部制造有关。从总体上来看, 按照工业管道的级别和施工验收级别的不同, 往往工业管道的要求也是不尽相同的。通常工业管道的分级是按照管道具体的适用条件, 比如环境、压力、温度、介质、材料等, 以及管道破坏后果、管道失效等因素加以分类。我国质量监督行政部门所颁布实施的检验、安装和设计的规范性文件中, 把工业管道划分成三级, 即GC1、GC2以及GC3。
3 安装工业管道中的无损检测技术
不同的行业在安装工业管道方面有着不同的验收规范和施工要求。在安装管理的过程当中, 所采用的无损检测主要包括涡流检测、磁粉检测、超声检测和射线检测, 按照各个行业的具体标准将施工验收加以展开。在实际的工作当中, 要按照设计文件的不同要求加以区别对待, 与此同时, 目视检查在用工业管道和安装工业管道的检验工作中也是十分重要的一种检测方法。
3.1 焊接缝的无损检测
3.1.1 射线检测焊接缝
工业管道的射线合格级别与检测比例, 各个验收规范及施工规范是不同的。然而其划分依据基本上都是设计压力、设计温度、管道级别和介质特性。GB 50235标准明确的规定, 以下工业管道的焊缝应当采取100%射线照相检测: (1) 输送设计压力不小于10兆帕, 并且设计温度不小于400摄氏度的无毒流体及非可燃流体的管道; (2) 输送压力不小于10兆帕或者设计温度不小于400摄氏度且设计压力不小于4兆帕的有毒流体和可燃流体的管道; (3) 输送剧毒流体的管道; (4) 设计文件明确要求采用100%射线照相检验的管道; (5) 设计温度小于零下29摄氏度的低温管道。
射线检测比较容易发现射线透照方向与内部焊缝方向平行, 并且具备相应宽度的体积性缺陷, 同时能够得到有着较长保存时间的直观缺陷记录, 所以被普遍应用在重要部件内部焊缝缺陷的检测中。管道射线检测经常应用的探伤设备主要有γ及X射线探伤机。为了将现场探伤人员所承受的劳动强度减轻, 从而促进工作效率的提高, γ射线探伤机在工业管道中得到了广泛的应用。
3.1.2 超声检测焊接缝
超声检测具备着诸多优点, 比如能够检出平面线形缺陷如裂纹等, 并且成本较低、操纵灵活, 但是超声检测无法像射线检测那样提供直观缺陷记录, 同时需要具备熟练技术的操作人员判断缺陷种类。HG 20225与GB 50235标准规定, 若采用超声检测将射线检测取代, 则应当经过建设单位的批准, 其检验数量必须等同于射线检验。SH 3501标准指出, 如果设计规定必须应用射线检测, 那么就需要根据具体规定加以执行, 而如果规定应用超声波检验, 也必须严格的按照规定执行。但是因为受到条件的束缚, 需要用超声检测取代时, 应当取得设计单位的批准。
3.2 原材料的无损检测
一般工业金属管道包括有缝管与无缝管两种。其中, 有缝管是首先把原材料卷为管形, 然后加以焊接而成, 绝大多数的大口径有缝管采取焊接成形, 并且焊接方法为埋弧自动焊或者电阻焊。通常焊接的有缝管缺陷有气孔、裂纹、夹渣、未融合以及未焊透等。而无缝管往往存在内壁拉裂、裂纹、夹杂、夹层和折叠等缺陷, 多数缺陷平行于管轴线。原材料无损检测根据相应标准和技术条件执行, 常用的无损检测方法有超声检测和涡流检测。
3.2.1 超声检测
大部分的小口径管材均为无缝管, 对于与轴线平行的纵向缺陷, 应当采用横波展开周向扫查检测, 而如果是与轴线相垂直的横向管内缺陷, 则应当采用横波展开轴向扫查检测。同时, 需要综合性的考虑声束覆盖的范围以及探头与管材相对运动的轨迹, 以充分的确保管材能够全面的被扫查到。为了防止因缺陷取向所导致的定向性声波反射而漏检, 必须从相反的两个方向分别进行一次扫查。通常小口径的超声检测包括水浸法与接触法, 而大口径的超声检测可采用的探测方式包括横波轴向扫查、横波轴向扫查及纵波垂直扫查等。
3.2.2 涡流检测
采取穿过式线圈探头对管材的通孔缺陷进行涡流检测, 此外, 在磁场强度不同的情况下, 铁磁性管材的磁导率也不同, 所以, 检测铁磁性管材时, 应当对磁饱和装置加以设置, 同时施加足够的磁场于检测线圈的检测区域, 使其导磁率大致与常数一致。一般铁磁性钢管涡流检测频率介于1千赫兹至500千赫兹之间。进行涡流检测的过程当中, 应当采用对比试样对涡流仪的检测灵敏度进行调节, 确保检测结果和验收水平的准确性。对比试样应当和被检对象有相近或相同的电磁性能、表面状态、热处理状态、牌号和规格, 大部分标准规定刻槽和通孔是对比试样中的人工缺陷。
结束语
总而言之, 随着工业管道应用范围的逐渐增大, 工业管道在工业运输及生产中所占据的地位及所发挥的作用也随之不断提高。面对工业管道运行中所存在的潜在危险, 迫切的需要相关人员采取有针对性的技术手段, 也就是在工业管道的使用以及安装过程中, 切实的引入无损检测技术, 以便于充分的保证工业管道的安全运行。
摘要：近些年以来, 工业管道在气体介质以及天然气、石油等液体介质的输送中得到了非常广泛的应用。正是因为工业管道所处的工况和环境极为恶劣, 有着爆炸、泄露等一系列潜在的危险, 所以, 对工业管道进行检测就显得尤为重要。本文针对管道的应用及发展现状, 深入的探析了工业管道无损检测技术, 希望能够为工业管道的安全使用带来积极的影响。
关键词：工业管道,无损检测技术,分级
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在役储罐无损检测技术 篇9
石油、化工行业中, 储罐是储备原油、成品油、石化产品和各种原料的重要工具, 如果储罐一旦发生问题, 将会造成严重的经济损失和环境污染, 甚至酿成严重的生产事故, 直接危害人的生命安全[1]。所以, 储罐的可靠运行不仅对高效生产、环境安全有直接关系, 更对我国长期的能源安全战略有着至关重要的意义。
为了储罐的安全运行, 我国不断研究储罐的检测技术, 制定了一系列的储罐检验标准, 规定在一定的时间范围内, 储罐需要进行无损检测, 发现储罐存在的缺陷及危险, 并针对缺陷类型对储罐进行维修, 预防储罐事故的发生。
2 在役储罐腐蚀类型
储罐建成投入使用后, 首先由于受到内部介质化学性质、温度及压力等因素的影响, 储罐的本体及焊缝部位会产生腐蚀、应力腐蚀开裂及材料劣化等缺陷;其次由于储罐外部保温受损、变形, 导致保温层内进入雨水, 也会造成保温层下的罐壁腐蚀 (CUI) 等问题;
储罐的运行过程中, 腐蚀缺陷、焊缝部位应力腐蚀开裂是储罐最常见的几种缺陷, 其中, 腐蚀缺陷多发生在储罐的储罐罐壁及罐底, 对于有保温层的储罐来说, 储罐罐壁腐蚀集中在保温层容易进水的部位, 如保温变形破损部位、罐壁接管部位、储罐罐壁与罐底板连接部位、抗风加强圈等.对于储罐罐壁内腐蚀一般发生在油气交界的部位, 因为此处潮湿富氧, 易形成电化学腐蚀.罐底板内部腐蚀一般发生在罐底板内侧角焊缝腐蚀及底板变形、凹陷位置.一般罐底内部腐蚀表现为局部点腐蚀, 而储罐内侧角焊缝由于受力较为集中, 易形成腐蚀裂纹.
3 在役储罐检测方法
3.1 声发射检测
声发射 (Acoustic Emission, 简称AE) [2], 这种技术是检测材料局部因能量的快速释放而发出瞬间弹性波.声发射检测系统通过探头接收材料内部产生的声发射信号, 然后对声发射源进行等级划分, 从而评估储罐的情况。
声发射检测系统由声发射传感器、信号电缆、前置放大器、声发射检测仪组成, 声发射传感器应固定在储罐上, 传感器与罐壁之间应使用耦合剂, 耦合剂填能够充接触面之间的微小空隙, 通过耦合剂的过渡作用, 减少能量在此界面的反射损失。然后对目标储罐进行加载, 加载可以采用储罐液位提升的方式, 根据相关检测标准, 加载一段时间要进行保压, 然后再加压, 经过几个保压加压阶段.最终加载到方案或标准中规定的最高压力, 这个过程中, 声发射系统就像医生的听诊器一样为储罐进行“听诊”, 最后通过系统对声发射信号进行处理、分析、评价、记录、存储等操作。
3.2 相控阵检测技术
相控阵检测技术是通过软件单独控制相控阵探头中每个晶片的激发时间, 控制生产波束的角度、聚焦位置和焦点尺寸的一种技术, 这种技术以超声波为基础, 遵循惠更斯原理, 通过采用带角度的楔块使发射波束产生一定的延时和角度, 这样不同的出射点所得到的楔块延时呈线性, 波束的角度由不同的电子延时对不同的晶片的控制产生, 相控阵的接收波形也采用电子延时, 延时法则通过对相位累加后得出接受波束。
在在役储罐的检测中, 相控阵技术与常规超声波检测方法具有以下特点: (1) 实时彩色成像, 包括多种形式扫描, 便于缺陷判读; (2) 可以实现线性扫查、扇形扫查和动态深度聚焦, 从而同时具备宽波束和多焦点的特性, 因此检测速度可以更快, 缺陷检出率更高; (3) 可以在储罐外壁检测出储罐内壁的腐蚀。
3.3 漏磁检测技术
漏磁检测技术以磁场原理为基础, 其原理是通过漏磁检测设备对铁磁性板材磁化后, 在板材内可产生感应磁场, 这类似于普通的磁粉检测技术, 但是不同的是漏磁检测仪装备阵列磁场探头, 在检测过程中, 若储罐板材上存在腐蚀或机械损伤等体积性缺陷, 则磁力线会泄漏到板材外部, 从而其表面形成漏磁场, 这时磁场探头可探测到漏磁场, 磁场传感器可将漏磁信号转换为电信号, 然后通过对电信号的放大、处理、分析, 可以得到板材上缺陷的情况。
根据灵敏度的要求, 底板表面可以有不大于6mm的非金属涂层。如果仪器的灵敏度能得到保证, 涂层厚度也可以大于6mm[3]。这项技术一般用于检测储罐底板, 检测时, 储罐底板表面应去除厚的锈蚀及污垢, 以免影响检测的效果。对于在用储罐检测时, 检测人员必须进罐对储罐底板进行检测, 所以需要停产开罐排空、置换、清洗。
3.4 磁粉检测技术
磁粉检测方法在检测行业中运用非常广泛, 在储罐的在役检测中可以检测到储罐中的表面开口缺陷, 其原理是铁磁性材料和工件被磁化后, 由于不连续性的存在, 使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场, 吸附施加在工件表面的磁粉, 形成在合适光照下目视可见的磁痕, 从而显示出不连续性的位置、形状和大小。
探伤操作包括前处理、磁化、施加磁粉、磁痕的观察、记录、退磁等各项操作[3]。由于在检测之前首先要对储罐表面的防腐层进行打磨, 如果涉及到高处的检测位置, 还需要搭设脚手架, 所以此种检测方式也存在局限性。
4 结语
对于储罐的在役检测而言, 声发射检测技术可以对储罐的整体进行检测, 能够发现储罐中存在的活性缺陷和腐蚀, 所以检测效率最高, 但不能对缺陷进行精确的定性及定量;相控阵检测技术是一种局部检测技术, 可以对主要部位的焊缝或板材进行精确的检测, 其检测效果直观准确, 但效率速度较慢;漏磁检测技术最常用于储罐罐底检测, 但需要停产开罐检验;磁粉检测技术最经济广泛, 但只能检测表面开口缺陷, 不能检测到储罐内部缺陷。
综合来看, 每种检测技术有其优点也存在局限, 若结合声发射技术对储罐进行整体检测, 再利用相控阵及漏磁或磁粉技术进行局部检测, 会达到很好的效果.
摘要：本文通过说明储罐的腐蚀类型, 介绍了在役储罐的无损检测技术, 包括声发射检测技术、相控阵检测技术、漏磁检测技术及磁粉检测技术的原理及应用。通过比较各种技术的优点及局限性, 可知综合运用多种检测技术对储罐进行检测最为有效。
关键词：储罐检测,腐蚀,无损检测,声发射,相控阵
参考文献
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[2]复合材料拉伸过程的声发射特性研究[J].无损检测, 2009, 31 (10) ;781[2]复合材料拉伸过程的声发射特性研究[J].无损检测, 2009, 31 (10) ;781
[3]JB/T10765-2007.常压金属储罐声发射检测及评价方法[S].[3]JB/T10765-2007.常压金属储罐声发射检测及评价方法[S].
特种设备无损检测技术综述 篇10
对无损检测技术来讲其主要有以下几种特点:首先是非破坏性,即在检测过程当中不会对被检测对象的实际使用产生相关的损害;其次是全面性,这主要就是因为在检测中因为不会产生破坏性,因此在有必要性的时候可以对所需要检测的对象进行全面检测;第三,全程性,破坏性检测一般只是对于原材料进行检测,例如,在机械工程当中较为常见的一些拉伸以及压缩和弯曲等,对于一些成品或者已经被应用的机械物品,为了能够继续使用,在实际的检测中不能采用破坏性的检测。无损检测以为自身不具备损害被检测对象的应用性能在现阶段被广泛应用。所以,其主要能够应用在一些原材料制造中以及相关的中间环节中和最终的成品全面检测,除此之外,也能够对使用当中的设备进行有效的检测。
2特种设备无损检测技术的重要意义
本世纪以来,随着工业工程的不断发展,相关的特种设备所产生的作用也是逐渐的明显,同时通过加强对于特种设备的检测能够确保其质量,对于企业的安全生产有很大的益处,然而由于特种设备自身的属性往往造成常规的检测技术对其不产生作用,因此对于特种设备应用无损检测技术是一种非常有效的检测方法。现阶段我国不断的加强对于无损检测技术的研究,然而由于特种设备的型号以及种类的增加和其结构的复杂,相对于无损检测技术有了更高的要求和标准。
现阶段,我国的无损检测技术逐步在工业生产当中的容器设计以及管道运输方面有很广泛的应用。例如,石油行业当中的油桶以及压力装置和管道等,由于这些管道或者容器内部往往存在一些易燃的气体或者液体,并且其内部的压力高,因此采用常规的损害检测方式往往就会导致一些以为事故产生,这样就给企业带来一些较大的损害,因此很难有效的符合检测标准,然而对于无损检测技术的有效应用能够避免这些问题,因此在一定意义上采用无损检测技术其所表现出的实质性现象都充分的表现了该企业的实际竞争水平。因此,我们可以看出,对于特种设备的无损检测研究对于企业的正常生产以及发展都有很大的影响。
3关于特种设备无损检测技术的发展现状
在当前的石油化工行业当中对于特种设备的无损检测技术的应用其所产生的作用非常大。现阶段已经在巨型存储油罐、石油化工生产设备、各类输送管道、油气田联合站等方面获得广泛运用,同时已经成为有利于工业企业发展的主要检测技术。无损检测就似乎受到人们的重视,这主要是因为无损检测技术能够为企业创造一定的经济效益,并且能够降低企业所产生的经济损失,无损检测技术的发展和企业的竞争水平有很大的联系,同时在一定意义上能够有效的推动我国工业的发展。
在现阶段的工业基础建设当中,对于特种设备的无损检测团体增大,但是基本上很多都是在生产线当中从事一些简单的操作,尽管这些检测人员自身的实践能力非常强,但是大部分只是依靠自身的经验实现对于产品的检测,没有有效的结构专业性的检测技术教育以及训练,人员在整体上素质比较低,并且也没有专业的科技研究人员进行对相关技术的有效研究,所有当前我国的无损检测技术还处于初期发展阶段。
4特种设备无损检测技术分析
4.1磁粉探伤技术在特种设备的应用
金属工件在磁化之后,如果存在裂纹以及夹杂物就会产生漏磁场,对于磁粉吸附的漏磁场根据其分布,可以非常容易的将工件当中的磁粉缺陷进行确定,这种操作方式比较简单,很容易实现,在实际的工作当中,工件能够在自身强磁场以及通大电流量的地方实现自身的磁化,并且采用具有颜色的磁粉或者荧光磁粉探伤,在这当中采用磁粉探伤仪来进行操作,这主要是因为在一些特殊的设备半成品的检查额以及成品的检测当中。磁粉探伤检测技术非常先进,但是现阶段还处于研究初期阶段,还有很多方面需要加强提升和完善。并且随着当前科学技术的不断发展,对于磁记忆检测技术的应用也是非常的广泛,这种检测技术在检测材料受力后的疲劳损伤中,其主要远离就是铁磁在受载荷作用下,在受力和变形区内的磁状态不可逆。
4.2射线检测技术在特种设备的应用
射线检测是一个非常重要的的科目,在实际的工业应用中对于射线检测技术来讲其主要有三种射线,分别为Χ射线、γ射线和中子射线,在这当中应用最为广泛的就是Χ射线照相检测。射线检测的主要原理就是采用被测工件对于所透入射线的不同吸收,以此来对零件当中的缺陷进行检测。其主要应用在一些焊接工序的接头以及铸钢件中,在特殊情况下也能够应用在一些角焊缝和其他一些特殊结构试件的检测。然而对于钢板钢管以及锻件和钎焊等焊接接头的检测则通常不适用,射线检测主要就是通过对底片可以实现长久的保存的介质的来进行观察的,来获取对缺陷表现出直观的图像,以此来实现对于缺陷的性质以及数量和位置等准确判断。射线检测方法对于不同类型的缺陷其自身的检测能力是不用的,那些形成局部厚度差的缺陷通常比较容易检测出,具有非常高的检出率,例如对于气孔以及夹渣的检测。
4.3涡流检测技术在特种设备的应用
对于涡流检测技术来讲现阶段主要应用在一些压力容器的缺陷检测当中,涡流检测主要适用于一些换热设备的孙桓检测以及表面裂纹的损伤检测当中。其主要使用在一种传过式的探头来实现的,换热管通常采用涡流技术进行检测,这种技术主要应用在一些有很多缺陷的零件当中,例如,腐蚀、微孔,磨损等。涡流检测设备主要生产发展国外非常多,现阶段我国也有一些企业独立能够生产,如厦门埃德森公司,但大部分还是属于外国设备,主要包括:加拿大Russel公司、美国的ZETEC公司、和德国的FORESTER公司的产品。涡流检测技术在我国的发展中应用最好的就是阵列探测技术,然而在实际的远场涡流检测技术中,我国和国外相比还做的不是很好,国外的设备价格和国内价格差距不是很大,因此在远场涡流检测上,还需要加大研究,这样才能够在一定程度上使得我国和一些发达国家质检的距离缩短。
4.4超声波探伤技术在特种设备的应用
超声检测主要就是采用超声波在相关介质中进行传播并逐渐的衰弱,通过界面产生反射的性质对缺陷进行检测的一种无损检测方式。这种方式通常具有灵敏性高以及方向性好和穿透能力较强特点。
并且超声波探伤仪其体积也比较小、重量轻,在实际的应用中比较容易携带,对于射线探测来讲,其往往不会给人体带来很大的伤害,因此当前这种技术逐渐被有效的应用到实际的特种设备检验当中。同时超声检测也能够应用到焊缝内部缺陷的检测以及表面裂缝埋和压力容器焊接裂缝,并且也能够应用到一些压力容器锻件和高压螺栓当中所产生的一些裂纹的检测。对于物理性质,其主要其能够实现对于厚度以及材料硬度和硬化层的深度、晶粒大小、液位和流量,残余应力和粘接强度等等进行全面检测,但是这种检测方式对于一些表面粗糙以及形状较为复杂的工件很难实现检测,同时对于一些近表面和表面的平行的表面缺陷很难进行检测。
5结语
特种设备对于当前我国工业的发展有着非常大的影响,因此相对于特种设备的无损检测技术研究非常有意义。尽管当前相关的无损检测技术应用的范围不断罗达,但是还有很多技术不是很成熟,例如,有些无损检测技术不易携带以及准确度不高等,因此,随着当前社会经济以及科学技术的发展,对于特种设备的无损检测技术来讲需要不断朝向微型化以及自动化方向发展。
参考文献
[1]沈功田,张万岭.特种设备无损检测技术综述[J].无损检测,2006(01):34-39.
[2]翟涛.承压类特种设备无损检测技术综合论述[J].企业技术开发,2014(01):47-48+88.
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