孫曉云

【摘 要】本文針對應用激光、超聲和射線等方法的無損檢測技術，分別對其概念、檢測方法、優(yōu)缺點做了詳細闡述。在跟蹤和預測無損檢測技術未來發(fā)展動態(tài)的基礎上，說明了無損檢測技術在未來的工業(yè)檢測領域中的重大意義。

【關鍵詞】激光無損檢測 超聲無損檢測 射線無損檢測

【中圖分類號】TN24【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0133-01

一、激光技術在無損檢測領域的應用

激光技術在無損檢測領域的應用始于七十年代初期，由于激光本身所具有的獨特性能，使其在無損檢測領域的應用不斷擴大，并逐漸形成了激光全息、激光超聲等無損檢測新技術，這些技術由于其在現(xiàn)代無損檢測方面具有獨特能力而無可爭議地成為無損檢測領域的新成員。

1.激光全息無損檢測技術

激光全息術是激光技術在無損檢測領域應用最早、用得最多的方法。激光全息無損檢測約占激光全息術總應用的25%。其檢測的基本原理是通過對被測物體加外加載荷，利用有缺陷部位的形變量與其它部位不同的特點，通過加載前后所形成的全息圖像的疊加來反映材料、結構內(nèi)部是否存在缺陷。

激光全息無損檢測技術的發(fā)展方向主要有以下幾方面。

（1）將全息圖記錄在非線性記錄材料上，以實現(xiàn)干涉圖像的實時顯現(xiàn)。

（2）利用計算機圖像處理技術獲取干涉條紋的實時定量數(shù)據(jù)。

（3）采用新的干涉技術，如相移干涉技術。在原來的基礎上進一步提高全息技術的分辨率和準確性。

二、超聲檢測技術在無損檢測中的應用

超聲無損檢測技術（UT）是五大常規(guī)檢測技術之一，與其它常規(guī)無損檢測技術相比，它具有被測對象范圍廣。檢測深度大；缺陷定位準確，檢測靈敏度高；成本低，使用方便；速度快，對人體無害以及便于現(xiàn)場使用等特點。

1.超聲檢測技術的應用

（1）目前大量應用于金屬材料和構件質量在線監(jiān)控和產(chǎn)品的在投檢查。如鋼板、管道、焊鞋、堆焊層、復合層、壓力容器及高壓管道、路軌和機車車輛零部件、棱元件及集成電路引線的檢測等。

（2）各種新材料的檢測。如有機基復合材料、金屬基復合材料、結構陶瓷材料、陶瓷基復合材料等，超聲檢測技術已成為復合材料的支柱。

（3）非金屬的檢測。如混凝土、巖石、樁基和路面等質量檢驗，包括對其內(nèi)部缺陷、內(nèi)應力、強度的檢測應用也逐漸增多。

（4）大型結構、壓力容器和復雜設備的檢測。由于超聲成像直觀易懂，檢測精度較高。因此，近幾年我國集超聲成像技術及超聲信號處理技術等多學科前沿成果于一體的超聲機器人檢測系統(tǒng)已研制成功，為復雜形狀構件的自動掃描超聲成像檢測提供了有效手段。

（5）核電工業(yè)的超聲檢測。

（6）其它方面的超聲檢測。如醫(yī)學診斷廣泛應用超聲檢測技術；目前人們正試圖將超聲檢測技術用于開辟其它新領域和行業(yè)，如人們正努力將超聲檢測技術用于血壓控制系統(tǒng)進行系統(tǒng)作非接觸檢測、辨識。性能分析和故障診斷等。

三、射線技術在無損檢測領域內(nèi)的應用

1.射線檢測技術的應用

射線檢測技術是利用射線（X射線、射線、中子射線等）穿過材料或工件時的強度衰減，檢測其內(nèi)部結構不連續(xù)性的技術。穿過材料或工件的射線由于強度不同在X射線膠片上的感光程度也不同，由此生成內(nèi)部不連續(xù)的圖像。

（1）早期使用在石油工業(yè).分析鉆井巖芯。

（2）在航空工業(yè)用于檢驗與評價復合材料和復合結構。評價某些復合件的制造過程。也用于一系列情況下樣件的評價；這種檢測與評價過程，大大簡化了取樣破壞分析過程。

（3）檢測大型固體火箭發(fā)動機，這樣的射線系統(tǒng)使用電子直線加速器X射線源，能量高迭25MeV，可檢驗直徑達3m的大型同體火箭發(fā)動機。

（4）檢驗小型、復雜、精密的鑄件和鍛件，進行缺陷檢驗和尺寸測量。

（5）檢查工程陶瓷和粉末冶金產(chǎn)品制造過程發(fā)生的材料或成分變化，特別是對高強度、形狀復雜的產(chǎn)品。

（6）組件結構檢查。

四、無損檢測的發(fā)展趨勢

1.超聲相控陣技術

超聲檢測是應用最廣泛的無損檢測技術，具有許多優(yōu)點，但需要耦合劑和換能器接近被檢材料，因此，超聲換能、電磁超聲、超聲相控陣技術得到快速發(fā)展。其中，超聲相控陣技術是近年來超聲檢測中的一個新的技術熱點。

超聲相控陣技術使用不同形狀的多陣元換能器來產(chǎn)生和接收超聲波波束，通過控制換能器陣列中各陣元發(fā)射（或接收）脈沖的時間延遲，改變聲波到達（或來自）物體內(nèi)某點時的相位關系，實現(xiàn)聚焦點和聲束方向的變化，然后采用機械掃描和電子掃描相結合的方法來實現(xiàn)圖像成像。與傳統(tǒng)超聲檢測相比，由于聲束角度可控和可動態(tài)聚焦，超聲相控陣技術具有可檢測復雜結構件和盲區(qū)位置缺陷和較高的檢測頻率等特點，可實現(xiàn)高速、全方位和多角度檢測。對于一些規(guī)則的被檢測對象，如管形焊縫、板材和管材等，超聲相控陣技術可提高檢測效率、簡化設計、降低技術成本。特別是在焊縫檢測中，采用合理的相控陣檢測技術，只需將換能器沿焊縫方向掃描即可實現(xiàn)對焊縫的覆蓋掃查檢測。

2.微波無損檢測

微波無損檢測技術將在330～3300 MHz中某段頻率的電磁波照射到被測物體上，通過分折反射波和透射波的振幅和相位變化以及波的模式變化，了解被測樣品中的裂紋、裂縫、氣孔等缺陷，確定分層媒質的脫粘、夾雜等的位置和尺寸，檢測復合材料內(nèi)部密度的不均勻程度。

微波的波長短、頻帶寬、方向性好、貫穿介電材料的能力強，類似于超聲波。微波也可以同時在透射或反射模式中使用，但是微波不需要耦合劑，避免了耦合劑對材料的污染。由于微波能穿透對聲波衰減很大的非金屬材料，因此該技術最顯著的特點在于可以進行最有效的無損掃描。微波的極比特性使材料纖維束方向的確定和生產(chǎn)過程中非直線性的監(jiān)控成為可能。它還可提供精確的數(shù)據(jù)，使缺陷區(qū)域的大小和范圍得以準確測定。此外，無需做特別的分析處理，采用該技術就可隨時獲得缺陷區(qū)域的三維實時圖像。微波無損檢測設備簡單、費用低廉、易于操作、便于攜帶.但是由于微波不能穿透金屬和導電性能較好的復合材料，因而不能檢測此類復合結構內(nèi)部的缺陷，只能檢測金屬表面裂紋缺陷及粗糙度。

近年來，隨著軍事工業(yè)和航空航天工業(yè)中各種高性能的復合材料、陶瓷材料的應用，微波無損檢測的理論、技術和硬件系統(tǒng)都有了長足的進步，從而大大推動了微波無損檢測技術的發(fā)展。

參考文獻

[1] 朱建堂；激光、紅外和微波無損檢測技術的應用與發(fā)展[J]；無損檢測；1997年11期

[2] 陳積懋；無損檢測新技術的進展[J]；無損檢測；1994年08期