各种无损检测技术
介绍几种常见的无损检测技术及其优缺点
介绍几种常见的无损检测技术及其优缺点无损检测技术是一种在不破坏被检物理性能的情况下，对物体的内部或表面进行检测、评价和控制质量的方法。
它被广泛应用于工程、制造业、航空航天、能源、交通运输等各个领域。
本文将介绍几种常见的无损检测技术及其优缺点。
首先，超声波检测是一种常见的无损检测技术。
这种技术通过将超声波的脉冲传递到被检测物体中，然后测量超声波反射或传播速度的变化来检测物体的内部缺陷。
超声波检测具有检测深度大、分辨率高、对不同材料具有良好适应性等优点。
然而，它也存在着检测速度慢、对被检材料有一定要求等缺点。
其次，射线检测是另一种常见的无损检测技术。
射线检测主要利用X射线或γ射线穿透被检材料，通过感光材料或电子束探测器来测量射线的衰减情况，以检测物体的缺陷。
射线检测具有检测速度快、可以检测多种材料、对内部缺陷有较高的分辨率等优点。
但是，由于射线具有辐射危害，对操作人员保护要求较高。
电磁检测是第三种常见的无损检测技术。
电磁检测基于电磁感应原理，通过改变磁场来检测被测物体的内部缺陷。
这种技术具有非接触性、检测速度快、对复杂几何形状具有良好适应性的优点。
然而，电磁检测也存在着对导电材料的限制、对操作环境的电磁干扰敏感等缺点。
另外，磁粉检测是一种常用的无损检测技术。
这种技术通过在被检测物体表面涂覆磁粉或将磁粉溶解在液体中，在外部施加磁场的作用下，通过观察或测量磁粉在缺陷区域的积聚情况来检测缺陷。
磁粉检测具有对各种材料适用、操作简便、成本低等优点。
然而，它只能检测表面缺陷，对缺陷深度的评估能力较弱。
最后，涡流检测是一种常用的无损检测技术。
涡流检测基于涡流感应原理，通过感应导体中的涡流来检测被检测物体的缺陷。
这种技术具有对导电和磁性材料适用、对小缺陷具有高灵敏度、无需接触被检材料等优点。
然而，涡流检测也受到导体材料和几何形状的限制，对操作人员的技术要求较高。
总而言之，无损检测技术在各个领域中发挥着重要的作用。
超声波检测、射线检测、电磁检测、磁粉检测和涡流检测是常见的无损检测技术，每种技术都有其独特的优点和缺点。
无损检测技术
无损检测技术无损检测技术是一种利用各种非破坏性手段来评估材料和结构完整性的方法。
在工业领域，无损检测技术被广泛应用于各种材料和结构的质量控制和安全评估。
本文将从基本原理、常见技术和应用领域等多个方面介绍无损检测技术。
无损检测技术的基本原理是利用物质对电磁波、声波、磁场等物理场的响应来获取材料或结构的信息。
通过分析和解释这些响应信号，可以判断材料内部的缺陷、变形或其他异常情况。
无损检测技术不会对被检测对象造成永久性的伤害，因此被广泛应用于对高价值设备、工业生产线和关键工程结构的监测。
目前，常见的无损检测技术包括超声波检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测和红外热像检测等。
超声波检测是利用声波在材料中传播的原理来检测材料的内部缺陷和变形情况。
超声波可以穿透固体材料，并通过接收器捕捉到反射回来的声波信号，进而分析材料的状态。
射线检测主要利用X射线或γ射线通过材料的吸收和散射来获取材料内部的信息。
涡流检测则是利用涡流感应原理来检测材料中的缺陷和裂纹。
磁粉检测基于材料表面的磁场分布，通过观察磁性粉末在材料表面产生的变化来检测材料的缺陷。
红外热像检测则是利用材料的热辐射特性来检测材料的缺陷和热分布情况。
无损检测技术在许多领域都有广泛的应用。
在航空航天领域，无损检测技术被用于飞机结构的监测和维修，以确保飞机的飞行安全。
在核能领域，无损检测技术可以帮助评估核电站的安全性，并检测核燃料元件的损伤情况。
在汽车制造领域，无损检测技术可以用于检测汽车零部件的质量，以提高汽车的安全性和可靠性。
此外，无损检测技术还在建筑、电力、石油化工、铁路和船舶等领域得到广泛应用。
随着科学技术的不断发展，无损检测技术也在不断创新和改进。
例如，近年来，利用机器学习和模式识别等技术来分析无损检测数据，对缺陷进行自动识别和分类的研究得到了快速发展。
此外，纳米技术的应用也为无损检测技术的提升带来了新的可能性。
未来，随着科学技术的进一步发展，无损检测技术将会更加精确、高效和智能化。
无损检测有哪些
随着科学的进步，以及技术的发展，仅仅依靠旧的工艺已经不能满足人们的需求了，这种现象在无损检测上表现得尤为突出。
无损检测也在不断地探索，出现了许多之前没有的新技术，那么，无损检测有哪些呢？1、激光全息无损检测激光全息无损检测是在全息照相技术的基础上发展起来的一种检测技术。
激光全息检测是利用激光全息照相来检测物体表面和内部缺陷的，因为物体在受到外界载荷作用下会产生变形，这种变形与物体是否含有缺陷直接相关，在不同的外界载荷作用下，物体表面的变形程度是不相同的。
激光全息照相是将物体表面和内部的缺陷，通过外界加载的方法，使其在相应的物体表面造成局部的变形，用全息照相来观察和比较这种变形，并记录在不同外界载荷作用下的物体表面的变形情况，进行观察和分析，然后判断物体内部是否存在缺陷。
激光全息检测对被检对象没有特殊要求，可以对任何材料、任意粗糙的表面进行检测。
这种检测方法还具有非接触检测、直观、检测结构便于保存等特点。
但如果物体内部的缺陷过深或过于微小，激光全息检测这种方法就无能为力了。
2、声振检测声振检测是激励被测件产生机械振动，通过测量被测件振动的特征来判定其质量的一种无损检测技术。
3、微波无损检测微波能够贯穿介电材料，能够穿透声衰很大的非金属材料，所以微波检测技术在大多数非金属和复合材料内部的缺陷检测及各种非金属测量等方面获得了广泛的应用。
4、声发射检测技术声发射是一种物理现象，大多数金属材料塑性变形和断裂是有声发射产生，但其信号的强度很弱，需要采用特殊的具有高灵敏度的仪器才能检测到。
各种材料的声发射频率范围很宽，从次声频、声频到超声频。
利用仪器检测、分析声发射信号并利用声发射信息推断声发射源的技术称为声发射技术。
声发射检测需有外部条件的作用，使材料或构件发声，使材料内部结构发生变化。
因此声发射检测是一种动态无损检测方法，即结构、焊接接头或材料的内部结构、缺陷处于运动变化的过程中，才能实施检测。
5、红外无损检测红外无损检测是利用红外物理理论，把红外辐射特性的分析技术和方法，应用于被检对象的无损检测的一个综合性应用工程技术。
故障诊断第七章 无损检测技术
（4）夹渣 是由于焊条直径以及电流的选择不当、运条不熟练或前道 焊缝的熔渣来清除干净等焊接技术问题而造成的缺陷。
（5）夹杂 由焊接冶金反应产生的、焊后残留在焊缝金属中的非金 属杂质，如氧化物、硫化物等。 （6）气孔 是由于焊条不干燥、坡口面生锈、油垢和涂料未清除干 净、焊条不合适或熔融中的熔敷金属同外面空气没有完全隔绝而引起 的缺陷，分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。 （7）咬边 是在母材与熔敷金属的交界处产生的凹陷。它是由于运 条过快、焊接电流过大、电弧过长和各种焊接不当等而引起的缺陷。
发纹是金属中细小的非金属夹杂物、孔隙或气孔、疏松等在压力加工 过程中沿金属变形方向被延伸拉长而形成的细小缕状缺陷，其宽度 （直径）极小，通常在零点几毫米以下，故用超声检测较难发现，一 般多用磁粉检验或金相酸浸腐蚀低倍、硫印等方法进行检验评定。
40Cr螺栓上的表面发纹 （磁痕显示照片）
Φ230mm钢棒材 材料牌号：德国WNr2713 白点
45#钢三通接头模锻件圆 柱面上的折叠
汽车连杆模锻件头部折叠
三、型材中常见的缺陷现象
此处所说的型材是指板材、棒材和管材。
1．钢板中常见的缺陷现象
（1）分层与夹杂物 是由于钢锭中存在有气孔、缩孔、夹渣等 以致压合不紧密而引起的。
（2）裂纹 钢板中的裂纹千差万别，包括由于偏析、缩孔、气 孔、夹渣、氧化皮等以致压合不紧密而产生的条状小裂纹，以及由 于钢锭中气孔较多、加热条件不适当或钢中含有引起加热脆性的铜 等元素较多而在表面发生的龟壳状裂纹，或在钢板边缘产生的锯齿 状裂纹等。
（7）烧裂 是由于材质不良、淬火操作不良和工件形状不适当等所 引起的很尖锐的缺陷。其形状较简单，分骤冷裂纹和骤热裂纹两类。 （8）折叠 是由于在锻造中因工艺、操作或加热状态不适当，将坯 料已氧化的表层金属汇流贴合在一起，压入工件而引起的材料重叠现 象。
无损检测方法一般指哪些？
无损检测方法一般指哪些？无损检测技术是在不损伤被测物体的结构性能和使用性能的基础上，利用声、光、电、热、磁和射线等物理现象与检测物质相互作用的特点，对重要的机器零部件进行检测。
检测内容包括对零件等进行的表面缺陷检测和内部缺陷检测，并以此判断缺陷的位置、大小、形状和种类，对材料性能进行评价，从而保证零件的质量，提高产品的使用性能。
无损检测的应用范围随科学和生产的发展日趋广泛，几乎涉及到国民经济各部门。
无损检测主要分为六大类：超声波检测、射线检测、电磁涡流检测、磁粉检测、渗透检测和无损检测新技术。
除此之外，还包括最简单的目视检测。
一、目视检测目视检测是通过肉眼直接观察零件的表面，判断零件是否存在缺陷。
这种检测方法虽然简单、快速、经济，但是存在明显的缺点，即需要检测人员视力好且只能检测零件表面。
目视检测常常用于检查大型零件的焊缝，在民航快速评估中应用较多。
二、超声波检测超声波检测利用超声波遇到缺陷形成反射或者衍射的原理来判断是否存在缺陷。
它的优点就是方向性好、穿透力强，对操作人员无害;缺点是不适用于面积大，形状复杂和表面粗糙的零部件。
超声波检测还适合于应用在铝合金表面的缺陷探伤。
三、射线检测射线检测是利用各种射线对材料的穿透性能及不同材料对射线的吸收、衰减程度的不同，由底片感光成黑度不同的图像来进行检测的。
它作为一种行之有效的材料内部缺陷检测手段在工业中有广泛的应用。
它的优点包括适用性广，对零件的形状及其表面的粗糙程度无严格要求，且能直观地显示缺陷的影像，便于对缺陷进行定位。
其缺点是具有放射性，危害大，成本高，对平面缺陷的检测灵敏度较低，因此射线检测更适用于对零件中的气孔、夹渣等体积型缺陷进行检测，目前其主要应用于对铸件和焊件的检测。
四、电磁涡流检测电磁涡流检测是利用电磁感应原理，通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损地判断导电材料及其零件的性能，或发现材料缺陷的无损检测方法。
其优点包括灵敏度高，应用范围广，更容易实现自动化，特别是对管、棒等型材有着较好的检测效率。
无损检测 原理
无损检测原理无损检测是一种非侵入性的检测方法，其原理是利用物体本身的特性，通过无需破坏物体表面或内部结构的方式，对物体的质量、结构、缺陷等进行评估和诊断。
无损检测可以使用多种技术，包括超声波检测、磁粉检测、涡流检测、X射线检测、红外热像仪检测等。
以下是各种无损检测技术的原理简介：1. 超声波检测：利用超声波在物体中传播的特性，通过发射超声波探头对物体进行扫描。
当波束遇到缺陷或界面时，部分能量会被反射或散射，从而形成回波。
通过分析回波的特征，可以确定物体的缺陷位置、尺寸和性质。
2. 磁粉检测：在被检测物体表面涂覆磁性颗粒，然后通过施加磁场，观察颗粒在表面的分布情况。
如果存在表面裂纹、焊接缺陷等，会导致磁粉在这些区域产生畸变，进而显示出明显的磁粉堆积。
3. 涡流检测：通过在被检测物体附近放置线圈，通过交变电流在线圈中产生涡流。
当涡流与物体中的缺陷相互作用时，会引起感应电流的变化。
通过测量这种变化，可以检测到物体中的缺陷。
4. X射线检测：利用X射线的穿透性，通过对物体进行照射，观察透射的X射线强度和分布。
当物体存在缺陷时，X射线会被缺陷处的材料吸收或散射，从而形成暗影或亮斑。
通过对这些暗影或亮斑进行分析，可以确定物体的缺陷情况。
5. 红外热像仪检测：利用物体辐射的红外热量，通过红外热像仪对其进行热成像。
物体表面温度的变化与其内部结构和缺陷之间存在一定的关系。
通过分析热图，可以确定物体的热分布，进而推断出可能存在的结构或缺陷。
综上所述，无损检测通过利用物体本身的特性，结合不同的检测技术，可以对物体进行全面、高效的质量和结构评估，为工程和生产领域提供了重要的技术手段。
无损检测技术分析
1.概述 无损检测技术（NDT）是指在不损伤被检测对 象的条件下，利用材料内部结构异常或缺陷存在所 引起的对热、声、光、电、磁等反映的变化，来探 测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺 陷，并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、 尺寸、分布及其变化做出判断和评价。 目的：质量管理、在役检测和质量鉴定。
零（部）件的形状（管、棒、板、饼及各种复 杂形状；
零（部）件中可能产生的缺陷的形态（体积型、 面积型、连续型、分散型）； 缺陷在零（部）件中可能存在的部位（表面、 近表面或内部）。
一般来讲，射线检测对体积性缺陷比较敏感，超 声波检测对面缺陷比较敏感，磁粉检测只能用于铁磁 性材料的表面或近表面缺陷的检测，渗透检测则用于 表面开口缺陷的检测，涡流检测对于开口或近表面缺 陷、磁性和非磁性的导电材料都具有很好的适用性。
3.1 压电效应 逆压电效应----压电片在受到电信号激励便可产 生振动发射超声波。 正压电效应----压电片受迫振动引起的形变可转换 成相应的电信号。 3.2 超声检测仪、探头和试块
A型脉冲反射式超声仪以给定频率产生周期性 同步脉冲信号，触发探头产生超声波，超声波通过 耦合剂射入工件，遇到界面反射，回波由已停止激 振的原探头或另一探头接收并转换成相应的电脉冲， 经放大加示波管上显示。
S
5.1 磁粉检测的适用范围 （1）未加工的原材料（如钢坯）、半成品、在役 使用的工件等； （2）管材、棒材、板材、型材及焊接件等；
（3）被检测的表面和近表面的尺寸很小，间隙极 窄的铁磁性材料，可检测出长0.1mm，宽为微米级 的裂纹； （4）不能用于检测奥氏体不锈钢及其焊接件，也 不能检测铜、铝、镁、钛合金等非磁性材料；
（5）可用于检测工件表面和近表面的裂纹、白点、 发纹、气孔、夹杂、折叠、疏松等缺陷，但不适合 检测表面浅而宽的划伤、针孔状缺陷。
介绍几种常见的无损检测技术及其优缺点
介绍几种常见的无损检测技术及其优缺点无损检测技术是一种非破坏性检测方法，可用于检测工件内部和表面缺陷，而无需破坏工件的结构完整性。
它在工业、航空航天、汽车、建筑等领域广泛应用，以确保产品质量和安全性。
以下是几种常见的无损检测技术及其优缺点的介绍。
1. 超声波检测（Ultrasonic Testing）：超声波检测是一种利用超声波传播和反射原理检测和评估材料内部缺陷的技术。
它通过发送超声波脉冲到被测物体，根据超声波在材料中传播的速度和反射情况来确定缺陷的位置和形状。
优点包括高灵敏度、无损伤、能检测小缺陷和定位准确。
缺点是对材料的声波传播特性敏感，受材料密度和纹理等因素影响。
2. 磁粉检测（Magnetic Particle Testing）：磁粉检测是一种利用磁场和铁磁材料的磁性特性检测表面和近表面缺陷的方法。
它通过在被检测物体表面施加磁场，并在其上涂敷磁性颗粒，当有磁场漏磁或磁场被打断时，磁性颗粒会聚集在缺陷处，从而可视化缺陷的位置和形态。
优点包括简单易行、高灵敏度、能检测细小缺陷和形状多样化。
缺点是只能检测铁磁材料，灵敏度受表面状态和磁场均匀性影响。
3. 射线检测（Radiographic Testing）：射线检测是一种利用X射线或γ射线穿透物体并投射到感光介质上的方法，从而检测物体内部缺陷的技术。
它通过感光介质上的黑化程度来评估缺陷的大小和位置。
优点包括能检测较深的缺陷，适用于各种材料。
缺点是设备昂贵，对操作人员和环境安全要求高。
4. 渗透检测（Dye Penetrant Testing）：渗透检测是一种利用润湿性液体浸渍到表面开裂或孔隙处，然后涂覆上显色剂来检测这些表面缺陷的方法。
它通过液体的渗透和表面张力效应来展现缺陷的位置和形状。
优点包括简单易行、能够检测各种材料和形状的缺陷。
缺点是只能检测表面缺陷，对材料的清洁要求高。
5. 热红外检测（Thermal/Infrared Testing）：热红外检测是一种利用热辐射和红外辐射原理检测表面和内部缺陷的技术。
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第6章 常用无损检测方法 （ 4 ） 板波（兰姆波）。在板厚和波长相当的弹性薄板 中传播的超声波叫板波 ( 或兰姆波 ) 。板波传播时声场遍及整
个板的厚度。 薄板两表面质点的振动为纵波和横波的组合，
质点振动的轨迹为一椭圆，在薄板的中间也有超声波传播(见 图6-5)。板波按其传播方式又可分为对称型（S型）和非对称 型（A型）两种，这是由质点相对于板的中间层作对称型还是 非对称型运动来决定的。
第6章 常用无损检测方法 3. 超声波的分类 超声波的分类方法很多，如图6.1所示。主要有：按介质质 点的振动方向与波的传播方向之间的关系分类，即按波型分类； 按波振面的形状分类，即按波形分；按振动的持续时间分类等。
其中，按波型是研究超声波在介质中传播规律的重要理论依据，
将着重讨论。
第6章 常用无损检测方法
（6-1）
第6章 常用无损检测方法
2. 超声波的特点
超声波波长很短，这决定了超声波具有一些重要特性，使其 能广泛应用于无损检测。 1) 方向性好 超声波具有像光波一样定向束射的特性。 2 ）穿透能力强 对于大多数介质而言，它具有较强的穿透 能力。例如在一些金属材料中，其穿透能力可达数米。 3 ）能量高 超声检测的工作频率远高于声波的频率，超声 波的能量远大于声波的能量。 4）遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换。利用超 声波在介质中传播时这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声 检测工作的灵活性、精确度得以大损检测方法
图6-2 纵波
第6章 常用无损检测方法 （2） 横波。介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的 波叫横波，用 S 或 T 表示 ( 见图 6-3) 。横波的形成是由于介质质 点受到交变切应力作用时， 产生了切变形变，所以横波又叫 做切变波。液体和气体介质不能承受切应力，只有固体介质能 够承受切应力，因而横波只能在固体介质中传播，不能在液体
中波线垂直于波阵面。在任何时刻，波前总是距声源最远的一
个波阵面。 波前只有一个，而波阵面可以有任意多个。
第6章 常用无损检测方法
图6-6 波线、 波前与波阵面 (a) 平面波； (b) 柱面波； (c) 球面波
第6章 常用无损检测方法 根据波阵面的形状 (波形)，可将超声波分为平面波、柱面 波和球面波等。 平面波即波阵面为平面的波，而柱面波的波阵面为同轴圆 柱面，球面波的波阵面为同心球面，如图6-6所示。当声源是一 个点时，在各向同性介质中的波阵面为以声源为中心的球面。
(6-3)
第6章 常用无损检测方法 对于平面余弦波， 可以证明：
x x x P Pm sin (t ) cVm sin (t ) cA sin (t ) cV c c c
（6-4） 式中： 为介质的密度;c为介质中的声速； 为介质质点的振
幅；V为介质质点振动的角频率；Vm A 为质点振动速度的幅
超声波的产生依赖于做高频机械振动的“声源”和传播机
械振动的弹性介质，所以机械振动和波动是超声检测的物理基
础。 描述超声波波动特性的基本物理量有： 声速c、频率f、波 长λ、周期T 、角频率ω。其中频率和周期是由波源决定的，声
速与传声介质的特性和波型有关。 这些量之间的关系如下：
1 2π λ T f ω c
第6章 常用无损检测方法
图6-5 板波 (a) 对称型； (b) 非对称型
第6章 常用无损检测方法 2) 超声波的波形 超声波由声源向周围传播的过程可用波阵面进行描述。 如图6-6所示，在无限大且各向同性的介质中，振动向各方向
传播， 用波线表示传播的方向；将同一时刻介质中振动相位
相同的所有质点所连成的面称为波阵面；某一时刻振动传播到 达的距声源最远的各点所连成的面称为波前。在各向同性介质
第6章 常用无损检测方法 6.1.2 超声场及介质的声参量简介 1.超声场的物理量
1) 声压
当介质中有超声波传播时，由于介质质点振动，使介质
中压强交替变化。超声场中某一点在某一瞬时所具有的压强
P1与没有超声波存在时同一点的静态压强P0之差称为该点的声 压，用P表示,即
P P 1P 0 (Pa)
图 6-1 超声波的分类
第6章 常用无损检测方法 1） 超声波的波型 超声波的波型指的是介质质点的振动方向与波的传播方向
的关系。按波型可分为纵波、横波、表面波和板波等。
（1） 纵波。介质中质点的振动方向与波的传播方向相同 的波叫纵波，用L表示(见图6-2)。介质质点在交变拉压应力的 作用下，质点之间产生相应的伸缩变形，从而形成了纵波。纵 波传播时，介质的质点疏密相间，所以纵波有时又称为压缩波
值；t为时间；x为质点距声源的距离；Pm cA 为声压幅值。 由上式可知：超声场中某一点的声压幅值Pm与角频率成正 比，也就与频率成正比。由于超声波的频率很高，远大于声波 的频率，故超声波的声压一般也远大于声波的声压。
和气体介质中传播。
（3） 表面波（瑞利波）。当超声波在固体介质中传播时， 对于有限介质而言，有一种沿介质表面传播的波即表面波 ( 见 图6-4)。瑞利首先对这种波给予了理论上的说明，因此表面波 又称为瑞利波， 常用R表示。
第6章 常用无损检测方法
图6-3 横波
第6章 常用无损检测方法
图6-4 表面波
可以证明，球面波中质点的振动幅度与距声源的距离成反比。
当声源的尺寸远小于测量点距声源的距离时，可以把超声波看 成是球面波。 球面波的波动方程为
A x y cos (t ) x c
（6-2）
第6章 常用无损检测方法 3）连续波与脉冲波 连续波是介质中各质点振动时间为无穷时的波。脉冲波是 质点振动时间很短的波，超声检测中最常用的是脉冲波。对脉 冲波进行频谱分析，可知它并非单一频率，而是包括多种频率 成分。其中人们关心的频谱特征量主要有峰值频率、频带宽度 和中心频率。
第6章 常用无损检测方法
第6章 常用无损检测方法
6.1 超声检测 6.2 射线检测 6.3 涡流检测 6.4 声发射检测
6.5 红外检测
6.6 激光全息检测 6.7 其他无损检测方法 思考与练习题
第6章 常用无损检测方法
6.1 超 声 检 测
6.1.1 超声检测的基础知识
1. 描述超声波的基本物理量