國外無損探傷現狀及發展趨勢

【摘要】：無損探傷技術在工業生產中發揮著巨大的作用，分析國外的無損探傷技術現狀及未來發展對我國是很有幫助的。

【關鍵詞】：無損探傷；現狀；發展趨勢

無損探傷是在不損害原材料的前提下，對部件表面和內部質量進行檢查的一種測試手段。它是利用物質的某些物理性質因存在缺陷或組織結構上的差異使其物理量發生變化。其目的是提高產品質量，保證使用安全，并增強產品設計的科學性。雖然無損探傷只有幾十年的歷史，但由于它可以準確的對工件進行檢驗，此技術剛出現，便在工業生產中發揮著不可替代的作用。隨著科學的發展與進步，工業對無損探傷提出了更嚴格的要求，與此同時，生產與科技的發展也使無損探傷的手段多樣化，近些年來發展了多種無損探傷方法，國外的發展也非常迅速，學習并分析國外無損探傷技術對于我國無損探傷技術發展十分有幫助。

迄今為止，國外已經應用的無損探傷方法中，比較成熟的有：超聲波探傷、磁粉探傷、高能x射線探傷、γ射線探傷、渦流探傷和著色探傷； 已有應用尚處于發展階段的有：中子射線探傷、音響探傷、磁探傷、聲發射探傷、液晶探傷、全息照相探傷錄以及磁場檢測。

一、射線探傷

根據不同的射線源，射線探傷分為x射線探傷、γ射線探傷、中子射線探傷和高能X射線探傷。射線探傷出現的比較早，無論使用的廣泛性還是研究發展的情況，均處于領先地位。除中子探傷外，國外已經實現了標準化和系列化。以下幾點是它的發展趨勢：

1.著力發展300KVP以下的小型輕量X光機，以便于現場檢查。例如美國生產的300、160、125KVPx光機，重量分別為36、15、8公斤。西德生產的100居里銥——192射線探傷機，重量僅為15公斤，長150毫米，直徑120毫米。

2.發展小焦點射線探傷裝置，以提高探傷的靈敏度。歐洲一些發達國家x光管的焦點非常小，英國制成焦點僅10微米、電壓160KVP、電流0.5毫安的x光機，檢查6毫米厚的鋼板時的靈敏度達0.5%。高能x射線裝置的焦點一般在直徑1毫米左右，探傷靈敏度達0.5%。

3.采用多種射線源的γ射線探傷，以檢查不同厚度的工件。國外γ射線裝置劑量較大，據報道，荷蘭生產了2000居里的鈷60探傷機，用以檢查厚150至200毫米的工件。

4.改善射線探傷的顯示方法。射線探傷的顯示方法，目前仍以x射線膠片透視照相為主的同時，還開展了靜電干板照相和微處理機控制的照相技術研究。此外，國外趨向發展高分辨率圖像處理系統。例如，國際焊接協會和英國的G.Robinsn先后提出了有關焊接的射線圖像實時處理系統和數字圖像處理系統。

5.發展高能x射線裝置。由于高能x射線（1～30MeV）穿透能力強，檢查速度快，靈敏度高等特點，國外更趨向使用它們。國外高能x射線裝置一般有三種：電子感應加速器、電子回旋加速器和直線加速器。發展趨勢是把小型化、壽命長和低成本有效的結合起來。

6.采用中子射線探傷。熱中子（能量0.01～0.3電子伏）貫穿物質時，在多數重元素物質中衰減很小，而在氫中衰減卻很大。它不僅應用在重元素材料的探傷，還可用來檢查合金中氫的含量，檢查本身有γ輻射的放射性同位素材料和區別同位素。

二、超聲波探傷

超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，在界面邊緣發生反射的特點來檢查缺陷的一種方法。其優點是穿透能力強，探測深度可達數米，操作安全，設備輕便。缺點是不適合有空腔的結構。國外應用的較早，一般應用在型材、鑄件、鍛件和焊縫等的探傷中。其主要發展趨勢是：采用小型的探傷儀。國外最近著力發展性能穩定的儀器和探頭，采用AVG 圖對缺陷進行分析，除此之外，他們還在使用B型和C型掃描，應用圖形和電子計算機等來研究和重現超聲波探傷結果。對焊縫的探傷，國外是采用多探頭，發收式的，能實現自動化探傷和記錄，廣泛采用沖水法和水浸法。

三、磁力探傷

1922年，霍克在加工裝在磁性夾頭上的鋼件時，觀察到鐵粉被吸附在金屬裂縫上的現象，由此而發展磁力探傷的方法，這種方法于1923年開始投入生產。磁力探傷是通過對磁鐵材料進行磁化所產生的漏磁場，來發現其表面或近表面缺陷的無損檢測技術。它包括磁粉法，錄磁法和磁敏探頭法。磁力探傷的發展趨勢是：應用熒光磁粉配備光電檢測裝置和傳動系統實現自動化探傷，日本最近生產出了在紫外線和可見光下均有較高亮度的磁粉，而且他們應用了比霍爾元件靈敏度高100倍以上的SMD元件進行漏磁場檢測，這個方法已廣泛應于于生產線上。

四、熒光探傷和著色探傷

熒光探傷和著色探傷統稱為滲透法探傷。其發展趨向是實現自動化探傷，使操作更簡便，如日本研發了一種溶劑除去性熒光滲透劑，探傷是不用顯示。

五、渦流探傷

渦流探傷是利用電磁感應的原理，檢測構件和金屬材料表面的一種方法。國外已廣泛應用于管、棒、線、板及異形零件的檢查。其發展趨向是進行有限元模型的研究；多頻渦流技術的應用與完善；發展微機在渦流探傷中的應用；開發三維渦流技術。

六、音響探傷法

音響探傷法是通過機械激發工件振動，測量工件的振幅，再用頻譜分布等措施來檢查缺陷。國外現已經有采用音響探傷法來檢查小工件方面的實例。

七、全息照相

全息照片是一種記錄被攝物體反射光波中全部信息的技術。它記錄了物體波的強度分布的同時，還記錄了還記錄了物體波的位向信息。全息照相還分為激光全息照相和超聲波、微波紅外線及x射線全息照相等。國外尚處于有待研究的階段。

八、液晶探傷

雖然液晶發現的很早，但是液晶探傷應用卻是近20年的事。液晶探傷適用于檢測大面積構件的近表面缺陷。此外，還能檢測到材料的龜裂和內部空穴、夾層等。目前國外已經能夠成功的應用，并為研發性能優良而成本低的新型液晶物質繼續努力。