文|張明浩 王曉玄 劉蘇柳 韓忠義

所謂無損檢測(cè)NDT(Nondestructive Testing)，就是在不損壞檢測(cè)對(duì)象的前提下，以物理或化學(xué)方法為手段，借助相應(yīng)的設(shè)備器材，按照規(guī)定的技術(shù)要求，對(duì)檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)或狀態(tài)進(jìn)行檢查和測(cè)試，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。無損檢測(cè)技術(shù)在各行各業(yè)中都有應(yīng)用，例如醫(yī)學(xué)中的B超、CT，工業(yè)中的UT、RT等，都屬于無損檢測(cè)技術(shù)。下面我們重點(diǎn)討論無損檢測(cè)技術(shù)在金屬制品檢測(cè)中的應(yīng)用。

無損檢測(cè)技術(shù)是工業(yè)發(fā)展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平，其重要性已得到世界各國(guó)公認(rèn)。無損檢測(cè)最大的優(yōu)勢(shì)就是不損壞檢測(cè)對(duì)象，這是其他檢測(cè)方法都無法實(shí)現(xiàn)的。在金屬制品檢測(cè)中，超聲檢測(cè)UT(Ultrasonic Testing)、射線檢測(cè)RT(Radiographic Testing)、磁粉檢測(cè)MT(Magnetic particle Testing)、滲透檢測(cè)PT(Penetrant Testing)稱為四大無損檢測(cè)技術(shù)，幾乎所有的金屬制品都能在這四大檢測(cè)技術(shù)中選擇合適的檢測(cè)方法。

超聲檢測(cè)在這四種檢測(cè)方法中為操作最簡(jiǎn)便的方法，只要試件表面足夠光滑，一臺(tái)超聲波探傷儀、一把刷子、一瓶耦合劑就可以進(jìn)行檢測(cè)。超聲檢測(cè)的原理是基于超聲波在試件中的傳播特性。超聲波在試件中沿直線傳播，遇到異質(zhì)界面時(shí)，超聲波發(fā)生反射。當(dāng)使用直探頭時(shí)，超聲波發(fā)生180度反射，沿原路線返回。當(dāng)使用斜探頭時(shí)，超聲波在異質(zhì)界面發(fā)生反射，反射角與入射角相同。因此，在檢測(cè)管件、鑄件、鍛件時(shí)采用直探頭，在檢測(cè)焊縫時(shí)采用斜探頭。由于超聲波在不同的金屬材料中傳播速度不同，這就需要不同種類的試塊。在試塊上制造出各種人工缺陷，即可模擬試件中缺陷的種類、大小、位置等參數(shù)。超聲波可穿透幾毫米壁厚的鋼管，也可穿透幾米厚的大塊鑄件，所以超聲檢測(cè)對(duì)于檢測(cè)對(duì)象的尺寸沒有什么特殊要求。任何一種技術(shù)都存在不足之處，超聲檢測(cè)也不例外。首先，超聲檢測(cè)對(duì)于檢測(cè)結(jié)果顯示不直觀，其次，對(duì)于缺陷的精確定量和定性還需做深入研究。但是，瑕不掩瑜，超聲波探傷儀體積較小，產(chǎn)生的超聲波是一種機(jī)械波，沒有輻射性，對(duì)人體無害，所以在施工現(xiàn)場(chǎng)得到了廣泛應(yīng)用。

射線檢測(cè)是指用X射線或γ射線穿透試件，以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測(cè)方法。射線能穿透肉眼無法穿透的物質(zhì)使膠片感光，當(dāng)X射線或γ射線照射膠片時(shí)，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產(chǎn)生潛影，由于不同密度的物質(zhì)對(duì)射線的吸收系數(shù)不同，照射到膠片各處的射線能量也就會(huì)產(chǎn)生差異，便可根據(jù)暗室處理后的底片各處黑度差來判別缺陷。射線檢測(cè)能夠獲得缺陷的直觀圖像，所以定性、定量、定位都比較準(zhǔn)確；同時(shí)，射線底片的保存期限很長(zhǎng)，可達(dá)數(shù)十年；還有，射線檢測(cè)的可重復(fù)性較好，檢測(cè)結(jié)果能夠很容易復(fù)現(xiàn)，這些都恰恰彌補(bǔ)了超聲檢測(cè)的不足。射線檢測(cè)也有不少缺點(diǎn)和不方便之處：首先，射線如果防護(hù)不當(dāng)能夠?qū)θ梭w造成輻射，影響人的身體健康；其次，射線的檢測(cè)過程比較繁瑣，檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)；再次，檢測(cè)工件的厚度越大，射線檢測(cè)靈敏度越低。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助射線照相技術(shù)和工業(yè)電視技術(shù)使得射線照相不需要洗片即可進(jìn)行，大大簡(jiǎn)化了射線檢測(cè)程序。總之，只要做好射線的安全防護(hù)，就能保證射線檢測(cè)技術(shù)在最大程度上安全、便捷、準(zhǔn)確使用。

磁粉檢測(cè)是利用鐵磁性材料磁化后產(chǎn)生磁場(chǎng)，而工件表面和近表面的磁力線由于缺陷的存在會(huì)產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，從而吸附施加在工件表面的磁粉，通過磁痕顯示出缺陷的位置、形狀和大小。常見的鐵磁性材料包括鐵、鈷、鎳等，而不銹鋼、銅、鋁等均屬于非鐵磁性材料。磁粉檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)顯而易見，操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)靈敏度高，對(duì)于微米級(jí)的表面裂紋都能發(fā)現(xiàn)。磁粉檢測(cè)的局限性是只能用于鐵磁性材料的表面和近表面缺陷檢測(cè)，應(yīng)用范圍不如超聲檢測(cè)和射線檢測(cè)。

滲透檢測(cè)是利用液體的毛細(xì)管作用，將滲透液滲入固體材料表面開口缺陷處，再通過顯像劑將滲入的滲透液析出到表面顯示缺陷的存在。零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過一段時(shí)間，滲透液可以滲透進(jìn)表面開口缺陷中；經(jīng)去除零件表面多余的滲透液后，再在零件表面施涂顯像劑，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下（紫外線光或白光），缺陷處呈現(xiàn)黃綠色熒光或鮮艷紅色。滲透檢測(cè)對(duì)于金屬制品是否是鐵磁性材料沒有要求，可檢測(cè)到微米級(jí)的表面開口缺陷。其局限性是只能檢測(cè)表面開口缺陷，不能確定缺陷深度，同時(shí)不適于檢測(cè)多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件。

綜上可得，當(dāng)只需檢測(cè)金屬工件的表面開口缺陷，便可選擇滲透檢測(cè)；如果該金屬材料是鐵磁性材料，可選擇磁粉檢測(cè)；對(duì)于幾米厚的金屬制品，可選擇超聲檢測(cè)；對(duì)于要對(duì)金屬制品內(nèi)的缺陷準(zhǔn)確定性、定量、定位時(shí)，可選擇射線檢測(cè)。這四種無損檢測(cè)技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，只要能夠合理選擇利用，發(fā)揮各種檢測(cè)方法的自身優(yōu)勢(shì)，便能夠保質(zhì)保量完成金屬制品檢測(cè)。