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。
无损检测技术及其应用
无损检测技术及其应用无损检测技术（Non-destructive testing, NDT）是一种应用物理学原理与工程技术方法，在不破坏被检测物体的前提下对其进行缺陷探测、评价和监测的技术。
该技术在工业制造、交通运输、航空航天、医疗卫生等领域有广泛的应用。
一、无损检测技术的分类1.物理检测法物理检测法主要是利用物质的物理特性，如电、磁、声等作为探测手段，检测物品内部缺陷的存在状态。
典型的物理检测法包括雷达检测、红外检测、X射线检测、超声波检测等。
2.化学检测法化学检测法主要是通过化学反应或化学物质的物理性质的变化，来确定物品内部是否存在缺陷，检测手段包括磁粉检测、渗透检测等。
二、无损检测技术的应用1.工业制造领域无损检测技术在工业制造领域被广泛应用，例如在金属材料、石油、化工、能源等行业，无损检测技术可以用于监测设备的疲劳损伤、裂缝及其它材料缺陷，以保证产品质量和安全性。
2.交通运输领域在交通运输领域，无损检测技术被应用于轨道交通系统、水陆交通系统等。
例如，在铁路轨道检测方面，无损检测技术可以检测铁轨的轨底、磨耗、裂缝等问题，对铁路交通的安全和稳定性具有重要意义。
3.航空航天领域无损检测技术在航空航天领域被广泛应用。
例如，在航空器制造过程中，无损检测技术可以用于被检测部件的质量控制，检测其是否存在缺陷，以保证飞行安全。
4.医疗卫生领域除了工业和交通运输，在医疗卫生领域也应用了无损检测技术。
例如，在对筛查胸部疾病方面，X射线检测技术可以发现乳腺增生、肺炎、结核等疾病，对及时发现和治疗疾病起到了重要作用。
三、无损检测技术的优点和局限性无损检测技术的优点主要包括：1.实现了无破坏性检测，避免了因检测而带来的二次污染和环境压力。
2.能够在设备运行过程中进行检测，降低了因停机检修带来的生产成本和生产效率损失。
3.能够大幅度提高检测精度，保障产品质量和安全性。
但无损检测技术也存在着一定的局限性：1.无法检测极小或紧贴被检测物表面的缺陷。
无损检测技术
11
6、各类无损检测原理简介
射线法（X射线和中子射线照相法） 将X射线发生器发射的射线透照被检件,透射线被检测对象传递或衰减,用
以成像检查内部结构或缺陷. 来自反应堆、加速器或同位素源的中子束照射被检件时,可用图像显示被
微波检测；光全息检测；声全息检测
较厚件（壁厚≤100mm） 厚件（壁厚≤250mm） 最厚件（壁厚≤10m）
射线检测 中子照相；γ射线照相
超声检测
20
对被检工件的不同材质来说,可采用的无损检测方法:
表1-5 不同无损检测方法及其主要材料特性
检测方法 渗透检测 磁粉检测 涡流检测 微波检测 射线检测 中子照相
无损检测技术
NDT (Non-destructive Testing)
1
参考书
❖ （1）无损检测学,[日]石井勇五郎著,吴义译,机械工业出版社 1986年版
❖ （2）无损检测技术及其应用,张俊哲著,科学出版社1993年 版
❖ （3）无损检测基础,福顺著,北京航空航天大学出版社2002 年版
❖ （4）无损检测,喜孟著,机械工业出版社2001年版 ❖ （5）无损检测技术,邵泽波著,化学工业出版社2003年版
原材料 （原料检验）
初加工，二次加工‥‥ （铸造、锻造、冲压、焊接等 ）
产品 （在役检验）
4
2、无损检测的三个发展阶段
❖ NDI（无损探伤）： 主要用于产品的最终检验,在不破坏产品的前提下,发现零
部件中的缺陷,以满足工程设计中对零部件强度设计的需要. ❖ NDT（无损检测）：
不但要进行最终产品的检验,还要测量加工过程工艺参数, 诸如：温度、压力、密度、浓度、成分、组织结构、残余应 力、晶粒大小. ❖ NDE（无损评估）：
《无损检测技术》课件
无损检测技术在航空发动机叶片检测中发挥着重要作用。 通过X射线检测、超声波检测和涡流检测等技术手段，可 以快速、准确地检测出叶片的内部缺陷和损伤，如裂纹、 气孔和夹杂物等。这些缺陷和损伤可能导致发动机性能下 降或失效，因此及时发现和处理对于保证飞行安全至关重 要。
压力容器的无损检测案例
总结词
压力容器的无损检测是保障工业安全的重要措施，通过 无损检测技术可以有效地检测出压力容器内部的缺陷和 损伤，预防事故发生。
《无损检测技术》 PPT课件
目录
• 无损检测技术概述 • 无损检测技术原理 • 无损检测技术的应用领域 • 无损检测技术的未来发展 • 无损检测技术案例分析
01
无损检测技术概述
无损检测的定义与重要性
定义
无损检测是指在不影响或尽可能少影响被检测对象使用性能 的前提下，采用射线、超声、红外、电磁等原理，对其内部 、表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。
在被检测工件上施加交变磁场
涡流产生
在导体中产生涡流
信号检测与处理
检测涡流的异常变化，进行分析和成像
红外线检测原理
总结词
利用红外线的热辐射性质进行检测
红外线辐射
物体发射的红外线辐射
辐射接收与处理
接收辐射信号，进行信号处理和成像
03
无损检测技术的应用领 域
航空航天领域
飞机制造与维修
无损检测技术用于检测飞机结构中的裂纹、腐蚀和损伤，确保飞行安全。
发动机检测
对发动机叶片、涡轮等关键部件进行无损检测，确保其性能和可靠性。
石油化工领域
管道检测
对石油和天然气管道进行无损检测， 预防因腐蚀和裂纹引起的泄漏事故。
储罐检测
对大型储罐进行无损检测，确保其结 构和材料的完整性。
无损检测技术
无损检测技术无损检测技术是一种用于评估材料或构件内部缺陷和结构完整性的技术，它通过非破坏性方法来检测材料中的裂纹、孔洞、夹杂等缺陷，以及评估材料的力学性能、热性能和化学性能等。
无损检测技术广泛应用于工业、航空、航天、核能、交通运输等领域，对于确保产品和设备的安全性和可靠性具有重要意义。
无损检测技术可以分为多个类别，包括射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等。
每种技术都有其独特的原理和应用范围，但它们都遵循着相同的基本原则：通过物理原理来探测材料内部的缺陷和结构特征。
射线检测是利用高能射线（如X射线、伽马射线）穿透材料，并通过检测射线在材料中的衰减和散射来评估材料内部的缺陷。
超声波检测则是利用超声波在材料中的传播和反射特性来检测材料内部的缺陷。
磁粉检测是利用磁场和磁粉的相互作用来检测铁磁性材料中的裂纹和夹杂。
渗透检测则是利用渗透剂渗透到材料表面的缺陷中，并通过显色剂显色来检测缺陷。
涡流检测则是利用涡流在材料中的产生和传播特性来检测材料表面的缺陷和裂纹。
无损检测技术的发展离不开先进的技术设备和专业的技术人员。
随着科技的进步，无损检测设备越来越智能化、自动化，能够更快速、准确地检测出材料中的缺陷。
同时，专业的技术人员需要具备丰富的经验和知识，能够根据不同的材料和检测要求选择合适的检测方法和参数，并进行准确的数据分析和评估。
无损检测技术是一种重要的技术手段，它能够有效地评估材料或构件的内部缺陷和结构完整性，为产品的安全性和可靠性提供保障。
随着科技的不断发展，无损检测技术将会在更多的领域得到应用，为人们的生活和工作带来更多的便利和保障。
在工业生产过程中，无损检测技术不仅可以用于产品制造阶段的检测，还可以用于产品使用过程中的定期检测和维护。
通过对产品进行定期检测，可以及时发现潜在的缺陷和问题，避免事故的发生，延长产品的使用寿命。
同时，无损检测技术还可以用于评估产品的性能和可靠性，为产品的改进和优化提供依据。
无损检测技术概论
Hale Waihona Puke b) 声学方法：——超声检测； ——声发射检测 ； ——电磁声检测
添加标题
B超
添加标题
电磁方法：
表面方法：
——涡流检测 ； ——漏磁检测
——磁粉检测 ； ——渗透检测 ； ——目视检测
——泄漏检测 。
泄漏方法：
01
——红外热成像检测
红外方法：
02
无损检测NDT (Nondestructive Test)
X射线探伤机
用途：X射线探伤机适用于国防、造船、石油、化工、机械、航空航天和建筑等工业部门检查船体、管道、高压容器、锅炉、飞机、车辆和桥梁等材料、零部件加工焊接质量，内部缺陷以及各种轻金属、橡胶、陶瓷等加工的质量。
X射线探伤机
特点： X射线发生器体积小，阴极接地，风扇强迫冷却； 重量轻，携带方便，操作简单； 自动训练X射线发生器，查询曝光参数； 延时启动高压，保证操作者安全； 严格控制生产工艺，造型美观，结构合理。
射线探伤
射线探伤
P60
利用 X射线或γ射线在穿透被检物各部分时强度衰减的不同﹐检测被检物中缺陷的一种无损检测方法。 部分的厚度或密度因缺陷的存在而有所不同。当X射线或γ射线在穿透被检物时﹐射线被吸收的程度也将不同。若射线的原始强度为I 0﹐通过线吸收係数为μ 的材料至距离d后﹐强度因被吸收而衰减为I ﹐其关系为 d为物体的厚度，μ 称为材料对射线的吸收系数。如果物体的组织不均匀，或者内部有孔洞或夹杂，则物体各部分的吸收系数并不相同，因此检测到的各处的射线强度亦不相同。
当能量小于1.022 MeV 时，不产生这一效应，能量越大这一效应也越大。这一效应造成对入射线强度的减弱。所以用作探伤时，过分增加射线能量有时反而会减小穿透深度。因此一般经验是最大入射能量在30 MeV 以下。 总的吸收系数
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。
无损检测技术
无损检测技术(NDT--Nondestructive Testing)是在不损害材料的基础上进行检测，是保证材料质量和安全的前提下，延长材料使用寿命的一种检测技术。
随着科学技术的发展，无损检测技术应用于各个领域。
目前，无损检测技术已经演变发展出多种检测手段，如超声检测、渗透检测、磁粉检测、声发射检测等技术[3]。
声发射(Acoustic Emission，简称AE)现象是指材料或结构在外界条件(温度、应力、磁场等)的作用下，产生缺陷或发生异常，使构件因应力过度集中，导致断裂或变形，并随着能量快速释放产生瞬态的弹性波现象。
对记录到的信号进行处理分析寻找缺陷位置，发展规律的技术称为声发射技术。
因此，声发射也叫应力波发射[4]。
与其它无损检测技术相比，声发射检测的优点是[5]：1. 成本低，不需要声发射换能器，只需要接收探头。
在动态检测中，可以应用声发射技术对运行中的设备及受力状态下的部件实施动态检测、监控、报警。
这不但减少了检测设备的费用，而且对于重大事故的发生可以有效避免。
2. 适用面广，声发射现象普遍存在于物体中。
因此可以应用此技术检测大部分材料。
只要构件中有声发射现象，那么在监控范围内都能检测到。
从而使其在形状复杂的特大构件或结构体检测中有着不俗的表现。
通过对材料表征实验过程的声发射监视，建立声发射微观机制，力学特性之间的关系，通常可达到两个目的：1. 分析和评价变形，断裂机制与力学行为；2.为构件的无损评价建立广泛的声发射特性数据库。
随着超声技术的不断发展其应用范围也越来越广泛。
检测超声技术主要用于应力测试定位、局部放电和测厚等方面。
声发射技术作为一种检测超声技术，被越来越多的国家所重视。
五十年代初德国学者Kaiser 开始研究声发射现象；六十年代初美国通用动力公司应用声发射技术监控北极星导弹燃烧室及固体火箭发动机壳体的结构完整性；七十年代初我国开始研究和应用声发射技术。
至今，该技术的应用已覆盖航空、工业制造过程和质量监测航天、铁路、石油化工等方面。
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超声衍射时差法在船舶检验中的应用
李峰航运学院海事管理1102班 0121112740220
摘要：本文介绍了在我国正在兴起和应用的TOFD技术的基本概念、原理、特点,以及相关标准规定、应
用情况、技术对比及技术难点的突破等,并提出努力开创船舶焊接检测工作使用超声TOFD技术替代射线方
法的新局面。
关键词：焊缝检测超声检测时差法衍射波船舶检验
正文：由于航运的发展和军事上的需要,船舶趋于大型化和专业化,造船技术随之迅速发展，造船业已成为
世界上最主要的重工业部门之一。
然在船舶的建造中 焊接是其中的关键和支撑技术 焊接的总工时和成
本各占船体建造的总工时和成本的30-40% 。
因此焊接质量的高低直接关系着船舶质量。
焊缝的检验包含内容较多,包括焊缝的焊前检验、焊缝的焊接规格和表面质量检验、焊缝内部质量检验。
而焊前的检验一般都具有较高的检测手段确保检测结果的准确。
而焊后检测一般较困难。
传统的焊缝
内部检测手段往往无法满足实际的检测要求。
超声波衍射法TOFD成像技术在焊缝检测应用中具有自身独
特的优势, 在众多的无损检测方法中,超声无损检测方法以其穿透能力强、检测深度大、缺陷定位准确、
灵敏度高、速度快、成本低、使用方便以及对人体和检测对象无害的优点而倍受青睐,成为国内外应用最广、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术。
1 TOFD 技术概述
1.1 发展状况
20 世纪70 年代，衍射时差法超声检测（Time offlight diffraction，以下简称TOFD）技术问世于英国，最初应用于核反应堆的厚壁压力容器检测[1]。
20 世纪末，随着计算机技术的飞速发展，TOFD 技术与数
字化超声设备相结合，发展成为一种超声成像检测技术。
21 世纪初，TOFD 技术引入我国，先后在西气
东输和神华煤液化工程中应用成功，目前TOFD 技术被广泛应用于核工业、航空航天、电力、机械制造、
石油、化工等领域。
1.2 检测原理
TOFD 是1 种新型超声检测技术，它可通过超声波的尖端衍射来检测缺陷，通过波的传播时差测
量缺陷，通过信号的图像化处理来显示缺陷[1]。
进行TOFD 检测时，发射探头发射声脉冲。
一般情况下，
接收探头首先接收直通波，最后接收底面反射波。
如有缺陷存在，则在直通波和底面反射波之间还会接收
到缺陷端点（或边界）的衍射波，如图1 所示。
上述波信号最初表现为A 扫描信号，连同位置
编码器传出的坐标值被主机接收，经数字图像化处理，最终形成B、D 等二维图像扫描显示。
检测人员
主要根据这些显示进行缺陷的定性、定位及定量[2]。
优缺点与常规超声检测技术相比，TOFD 技术主要具有以下优点[3]：
（1）测量精度高（一般为±1 mm），并能测量缺陷的自身高度，但有一定的测量误差；常规超声检测
无法测量缺陷自身高度。
（2）可以检出有效区域内任意方向上的缺陷。
（3）借助B、D 扫描显示，有效提高了缺陷检出率及缺陷定性的准确性，降低了误判率。
（4）一次扫查即可得到整条焊缝的信息，并可离线分析。
但是，TOFD 技术是由超声检测技术发展而来
的分支，仍然存在超声检测固有的局限性，如不能精确检测近表面缺陷、难以检测各类粗晶材料等。
3 特种试块的设计加工
针对船舶上电站锅炉、压力容器、承压管道，钢板连接焊缝的结构
特点及焊接缺陷的类型和分布规律，设计了不同种试块，在试块的不同位置上制作了14 个缺陷，包括未
熔合、裂纹、气孔、夹渣、未焊透5 类缺陷。
试块焊缝的结构形式包括等厚对接、不等厚对接及根部错边。
6 缺陷的分析
对TOFD缺陷成像的图形进行分析，进而对缺陷定性、定量。
首先，依据缺陷成像的形状对缺陷进行定性分析，区分缺陷为何种形式。
例如，熔焊试件的主要缺陷
有气孔、夹渣、裂纹、未焊透及未熔合等，要求检测人员对缺陷的TOFD表现形式比较熟悉。
通常需要提
取D扫描图像中的A型显示的RF波形，通过其提供的相位信息
推断缺陷的种类和性质。
然后，对缺陷作定量分析，确定缺陷的位置、自身高度等信息。
缺陷的高度
和位置根据上下尖端衍射信号与直通波的时间差确定（直通波相位与上尖端衍射信号相反，与下尖端衍射
信号相同），对于取向平行于上表面或与上表面夹角较小的缺陷，往往需要采用B扫描或辅助脉冲回波法
进行检测。
比较常见的缺陷如下所示[2]。
（1）密集气孔。
（2）上表面开口缺陷。
（3）底面开口缺陷。
（4）
埋藏缺陷。
（5）横向缺陷。
超声波探伤作为钢结构焊接质量控制的主要手段，而由超声波探伤演变而来的超声衍射时差法在一定
程度上简化了检测工艺，提高了检测精度。
随着科学技术的不断发展，相信会有更好的检测技术出现，文
中只是简介了超声衍射时差法的一些内容和它在船舶检验中的应用。
我们只有不断地学习新技术，积累实
际经验，才能把工作做的更好。
李家伟，陈积懋．无损检测手册[M]．北京：机械工业出版社，2004．
[2] 郑晖．超声检测[M]．北京：中国劳动社会保障出版社，2008．
ENV583—6:2000,无损检测超声检验第6部分:
衍射时差法探伤和定量[S].[2] BS7706:1993,超声衍射时差法探伤、定位和定量———
声检验取代射线照相[S].[4] NDIS2423:2001,TOFD法缺陷测高方法[S].[5] 李家伟,陈积懋,等.。