罗海东 冯浩
北京西管安通检测技术有限责任公司 北京 100020
摘 要：回顾世界无损检测技术的起源，都是以一种新的物理或化学现象被发现后，随之进行深入研究并投入应用，一般往往是首先用于医学、军事领域应用，随之推广应用到工业领域。无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平，本文对常用的五种无损检测原理及优缺点进行了简要分析。
关键词：工业； 无损检测；原理；优缺点
世界无损检测技术的发展历史大致上以二战为重要的转折点，二战前已经起步并开始得到少量的初步应用，在二战期间由于医学和军事的需要得到迅速发展，在二战后随着工业生产技术的迅猛发展，特别是近代和现代冶金、机械、电力、石油化工、船舶、宇航、核能、电子、计算机等技术的迅猛发展，现代无损检测技术已经发展到了很高的水平。现代无损检测是在不损害或不影响被检测对象使用性能，不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。下面对五种常用的无损检测原理及优缺点进行介绍和分析。
一、射线检测
1.1定义
射线检测是指用X射线或γ射线穿透试件，以胶片作为记录信息器材的无损检测方法，该方法是最基本，应用最广泛的一种非破坏性检验方法。
1.2原理
射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光，当X射线或γ射线照射胶片时，与普通光线一样，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。
1.3优点和局限性
（1）可以获得缺陷的直观图像，定性准确，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确。
（2）检测结果有直接记录，可长期保存。
（3）对体积型缺陷（气孔、夹渣、夹钨、烧穿、咬边、焊瘤、凹坑等）检出率很高，对面积型缺陷（未焊透、未熔合、裂纹等）如果照相角度不适当容易漏检。
（4）适宜检测厚度较薄的工件而不宜检测较厚的工件，因为检测厚工件需要高能量的射线设备，而且随着厚度的增加，其检测灵敏度也会下降。
（5）适宜检测对接焊缝，不适宜检测角焊缝以及板材、棒材、锻件等。
（6）对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高度）的确定比较困难。
（7）检测成本高、速度慢。
（8）具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，损害生物组织，危及生物器官的正常功能。
二、超声波检测
2.1定义
超声波检测是指通过超声波与试件相互作用并对反射、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。
2.2原理
主要是基于超声波在试件中的传播特性，声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件，超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变，改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析，根据接收的超声波特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。
2.3优点和局限性
（1）适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的检测。
（2）穿透能力强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。
（3）缺陷定位准确。
（4）对面积型缺陷的检出率较高。
（5）灵敏度高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷。
（6）检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场使用较方便。
（7）对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究。
（8）对具有复杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难。
（9）对缺陷的位置、取向和形状检测结果有一定影响。
（10）材质、晶粒度等对检测有较大影响。
（11）检测结果无直接见证记录。
三、磁粉检测
3.1定义
磁粉检测是指以磁粉为显示介质，通过在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处的缺陷。
3.2原理
铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面形成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，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度。
3.3优点和局限性
（1）适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄（如可检测出长0.1mm、宽为微米级的裂纹），目视难以看出的不连续性缺陷。
（2）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）可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。
（4）不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。
（5）对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于20°的分层和折叠难以发现。
四、渗透检测
4.1定义
渗透检测是一种以毛细作用原理为基础的检查表面开口缺陷的无损检测方法。
4.2原理
零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂后，在毛细管作用下，经过一段时间，渗透液可渗进表面开口缺陷中，经去除零件表面多余的渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中，在一定的光源下（紫外线光或白光），缺陷处的渗透液痕迹被显现（黄绿色荧光或鲜艳红色），从而探测出缺陷的形貌及分布状态。
4.3优点和局限性
（1）可检测各种材料，金属、非金属材料，磁性、非磁性材料，焊接、锻造、轧制等方式加工的工件。
（2）具有较高的灵敏度（可发现0.1μm宽缺陷）。
（3）显示直观、操作方便、检测费用低。
（4）不适于检查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件；
（5）只能检出缺陷的表面分布，难以确定缺陷的实际深度，很难对缺陷做出定量评价。
（6）检出结果受操作者的影响也较大。
五、涡流检测
5.1定义
涡流检测是指利用电磁感应原理，通过测量被检工件内感应涡流的变化来评定导电材料及其工件的某些性能，从而发现缺陷的无损检测方法。
5.2原理
将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外，这时线圈内及其附近将产生交变磁场，使试件中产生呈旋涡状的感应交变电流，涡流的分布和大小，除与线圈的形状和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外，还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈的距离以及表面有无裂纹缺陷。保持其他因素相对不变的条件下，用一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化，可推知试件中涡流的大小和相位变化，进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量（如形状、尺寸等）的变化或缺陷存在等信息。
5.3优点和局限性
（1）检测时线圈不需与被测物直接接触，可进行高速检测，易于实现自动化。
（2）不适用于形状复杂的零件。
（3）只能检测导电材料的表面和近表面缺陷。
（4）检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。
六、结语
通过对以上常用的五种无损检测方法进行分析，不难看出，每种无损检测方法都有各自的优点和局限性。因此，在实际生产应用中一种无损检测方法难以对产品进行全面的检测，需多种无损检测方法配合各取长处，优势互补的进行检测，才更能保证产品的质量。