無損檢測縮寫NDT(Non Destructive Testing),也叫無損探傷。就是在不損傷被檢對象的形態(tài)和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的前提下,測定和評價被檢對象的內(nèi)部和外部的物理和力學(xué)性能,以及缺陷和其他技術(shù)參數(shù)的的檢測技術(shù)。
根據(jù)缺陷的部位,無損檢測方法可以分為表面檢測方法、內(nèi)部檢測方法。
表面檢測方法:
渦流檢測(ECT)、磁粉檢測(MT)、滲透檢測(PT);
內(nèi)部檢測方法:
射線檢測:射線檢測(RT)、計算機(jī)X射線照相(CR)、數(shù)字射線成像(DR)、計算機(jī)斷層成像(CT);
超聲檢測:超聲檢測(UT)、超聲波衍射時差法(TOFD)
聲發(fā)射檢測(AE)
今天主要介紹工業(yè)CT檢測與其他內(nèi)部檢測方法的特點(diǎn)(文末對各檢測方法的應(yīng)用進(jìn)行了簡單總結(jié),如表1 )。
超聲檢測技術(shù)常規(guī)檢測應(yīng)用最多的是超聲檢測(UT),衍射時差法(TOFD)是目前大力推廣的一種對缺陷檢測有較高檢出率的,可連續(xù)記錄的超聲檢測技術(shù)。
超聲檢測(UT)
通過超聲波與試件相互作用(如圖1所示),對試件進(jìn)行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測和表征,并進(jìn)而對其特定應(yīng)用性進(jìn)行評價的技術(shù)。
圖1 超聲檢測(UT)原理
優(yōu)點(diǎn):設(shè)備輕便,操作安全,易于實現(xiàn)自動化檢驗。穿透能力較大,例如在鋼中的有效探測深度可達(dá)1米以上;對平面型缺陷如裂紋、夾層等,探傷靈敏度較高,并可測定缺陷的深度和相對大??;
局限性:不適合檢測幾何形狀復(fù)雜的工件,并被檢查表面須有一定的光潔度,對于有些粗晶粒的鑄件和焊縫,因易產(chǎn)生雜亂反射波而較難應(yīng)用。此外,超聲檢測的結(jié)果不直觀,主觀性大,需要有一定經(jīng)驗的檢驗人員來進(jìn)行操作和判斷檢測結(jié)果。
超聲波衍射時差法(TOFD)
衍射時差法(Time of Flight Diffraction,簡稱TOFD)是一種依靠從被檢工件內(nèi)部缺陷上、下“端點(diǎn)”處得到的衍射波在掃描線上的時差來檢測缺陷尺寸的一種超聲檢測方法。如圖2所示。
圖2 超聲波衍射時差法(TOFD)原理
優(yōu)點(diǎn):檢測靈敏度高,操作便捷,實時成像;
局限性:對缺陷定性困難,不適用于復(fù)雜幾何形狀的工件,對缺陷走向不敏感,近表面存在盲區(qū)。
射線檢測技術(shù)中,普遍是對被檢工件的某個角度進(jìn)行照相,存在被內(nèi)部結(jié)構(gòu)或其它缺陷信息覆蓋,所得到的缺陷圖像不全面,比如RT、CR、DR。而CT則是對被檢工件360°旋轉(zhuǎn)照相,可獲得更多的缺陷信息,比如缺陷尺寸、位置、方向、類型。
射線檢測(RT)
射線穿過被檢工件,由于工件的不同部位對射線的衰減程度不同,使得透射射線強(qiáng)度不同,最后在膠片上呈現(xiàn)圖像。如圖3所示。
圖3 射線檢測(RT)原理
RT的優(yōu)點(diǎn)在于成本低,圖像質(zhì)量高。但不足在于,膠片的成像和存儲有一定的環(huán)境要求,同時成像時間長。
計算機(jī)X線照相(CR)
和RT不一樣的是,CR的射線信號接收裝置是IP板(影像板),經(jīng)過X射線曝光、激光掃描,轉(zhuǎn)換成電信號,通過計算機(jī)數(shù)字成像。如圖4所示。
圖4 計算機(jī)X線照相(CR)原理
CR相對RT,CR是數(shù)字化圖像,可進(jìn)行圖像后處理,易于存儲,IP板可重復(fù)使用幾萬次。但空間分辨率不及RT和DR。工作效率上并沒有提高。
數(shù)字射線成像(DR)
DR的透射線接收裝置是平板探測器,可以實時成像,找到缺陷位置或關(guān)注區(qū)域,再進(jìn)行射線檢測。避免了多余的射線拍片,大大提高了成像速度。由于DR拍片是將多張圖像合成一張圖,所以圖像質(zhì)量上相對CR有很大提高。
計算機(jī)斷層成像(CT)
RT、CR、DR獲得的都是二維圖像,而CT可獲得三維圖像。對被檢工件內(nèi)部缺陷進(jìn)行定性定量定位分析,另外通過專業(yè)軟件實現(xiàn)更多的數(shù)據(jù)分析,比如尺寸測量、逆向工程、數(shù)模比對等等。但CT的成本高,且需要一定的時間。另外,CT目前不能進(jìn)行現(xiàn)場檢測。
圖5 計算機(jī)斷層成像(CT)原理
聲發(fā)射檢測技術(shù)(AE)
聲發(fā)射是指材料或結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生形變時以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象。利用接收聲發(fā)射信號研究聲發(fā)射源的內(nèi)部情況稱為聲發(fā)射檢測技術(shù)。
圖6 聲發(fā)射檢測技術(shù)(AE)原理
聲發(fā)射檢測技術(shù)適用于實時動態(tài)監(jiān)測檢測,且只檢測正在形變/擴(kuò)展的缺陷,確定危險程度,而不檢測缺陷的尺寸、位置、方向。成本低,操作簡單,實時觀測結(jié)果。受材料的性能和組織的影響比射線檢測法和超聲檢測法要小。
綜上,對無損檢測方法的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)(如表1)
表1 無損檢測方法的應(yīng)用特點(diǎn)
序號 | 無損檢測方法 | 類型 | 應(yīng)用特點(diǎn) |
1 | 渦流檢測(ECT) | 表面缺陷 | 導(dǎo)電材料,不適用幾何形狀復(fù)雜的零件,效率高 |
2 | 磁粉檢測(MT) | 表面缺陷 | 鐵磁性材料,零件表面光滑,時間長 |
3 | 滲透檢測(PT) | 表面缺陷 | 只能檢出表面開口的缺陷 |
4 | 超聲檢測(UT) | 內(nèi)部缺陷 | 不適用形狀復(fù)雜的工件,被檢表面光潔,快速,主觀性大,不直觀 |
5 | 超聲波衍射時差法(TOFD) | 內(nèi)部缺陷 | 不適用形狀復(fù)雜的工件,效率高,近表面存在盲區(qū) |
6 | 射線檢測(RT) | 內(nèi)部缺陷 | 效率低,圖像質(zhì)量高,膠片不易保存及檢索 |
7 | 計算機(jī)X線照相(CR) | 內(nèi)部缺陷 | 效率低,空間分辨率不及RT和DR |
8 | 數(shù)字射線成像(DR) | 內(nèi)部缺陷 | 效率高,圖像質(zhì)量高 |
9 | 計算機(jī)斷層成像(CT) | 內(nèi)部缺陷 | 時間長,圖像質(zhì)量高,可檢測缺陷位置、方向、尺寸、類型,更多數(shù)據(jù)分析方法,不適用現(xiàn)場檢測,不適用于鍛件 |
10 | 聲發(fā)射檢測技術(shù)(AE) | 內(nèi)部缺陷 | 效率高,只檢測缺陷形變增量 |
工業(yè)CT檢測技術(shù)(計算機(jī)斷層成像)和其他內(nèi)部檢測方法的最大區(qū)別在于,檢測場地固定,目前還不能進(jìn)行現(xiàn)場檢測;然后是成本較高;但它具有優(yōu)秀的三維成像技術(shù),及很多數(shù)據(jù)分析方法,為常規(guī)檢測方法不能滿足的多數(shù)要求提供解決方案。所以,綜上所述,工業(yè)ct掃描裝置不是一種便攜式無損檢測掃描裝置,但是工業(yè)CT功能強(qiáng)大,既可以定性分析,又可以定量分析。一般認(rèn)為德國的Yxlon工業(yè)CT設(shè)備齊全,歷史悠久,技術(shù)實力一流。泰琛測試率先在第三方檢測行業(yè)引入德國全系列Yxlon設(shè)備,能為客戶提供最全面,最精確的工業(yè)CT無損測量方案,相信能助力于滿足客戶低成本,高收益的檢測目的