無損檢測的應用與發(fā)展

    在現代生產中針對不同對象選擇何種無損檢測方法已成為人們關注的問題,為解決好這個問題,就必須對無損檢測方法及其特征有較全面的了解。所謂無損檢測,是在不損傷材料和成品的條件下研究其內部和表面有無缺陷的手段。也就是說,它利用材料內部結構的異常或缺陷的存在所引起的對熱、聲、光、電、磁等反應的變化,評價結構異常和缺陷存在及其危害程度。下面簡要介紹三種常用方法的應用和發(fā)展。

    一、激光技術在無損檢測領域的應用與發(fā)展

    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,以實現干涉圖像的實時顯現。

    (2)利用計算機圖像處理技術獲取干涉條紋的實時定量數據。

    (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。

    2.激光超聲無損檢測技術

    激光超聲技術是七十年代中期發(fā)展起來的無損檢測新技術。它利用Q開關脈沖激光器發(fā)出的激光束照射被測物體,激發(fā)出超聲波,采用干涉儀顯示該超聲波的干涉條紋。與其他超聲無損檢測方法相比,激光超聲檢測的主要優(yōu)越性如下。

    (1)能實現一定距離之外的非接觸檢測,不存在耦合與匹配問題。

    (2)利用超短激光脈沖可以得到超短聲脈沖和高時間分辨率,可以在寬帶范圍內提取信息,實現寬帶檢測。

    (3)易于聚焦,實現快速掃描和成像。

    3.激光無損檢測的發(fā)展

    激光超聲檢測成本高,安全性較差,目前仍處于發(fā)展階段。但在無損檢測領域,激光超聲檢測在以下幾方面的應用前景引起了人們的關注:

    (1)可用于高溫條件下的檢測.如熱鋼材的在線檢測;

    (2)適用于某些不宜接近的樣品,如放射性樣品的檢測;

    (3)激光束可入射到任何部位,可用于檢測形狀奇異的樣品;

    (4)可用于超薄超細的樣品及表面或亞表面層的檢測。國外近幾年已有將激光超聲檢測用于飛機復合材料的檢測、熱態(tài)鋼的在線檢測的報道,在化學氣相沉積、物理氣相沉積、等離子體濺射等高溫鍍膜工藝過程中膜層厚度的實時檢測方面也進行了研究。

    二、超聲檢測技術在無損檢測中的應用與發(fā)展

    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,包括對其內部缺陷、內應力、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。

　  2.超聲檢測技術的發(fā)展

    在現代無損檢測技術中,超聲成像技術是一種令人矚目的新技術。超聲圖像可以提供直觀和大量的信息,直接反映物體的聲學和力學性質,有著非常廣闊的發(fā)展前景?，F代超聲成像技術都是計算機技術、信號采集技術和圖象處理技術相結合的產物。數據采集技術、圖象重建技術、自動化和智能化技術以及超聲成像系統(tǒng)的性能價格比等發(fā)展直接影響超聲檢測圖像化的進程?，F代超聲成像技術大多有自動化和智能化的特點,因而有許多優(yōu)點,如檢測的一致性好,可靠性、復現性高,存儲的檢測結果可隨時調用,并可以對歷次檢測的結果自動比較,以對缺陷做動態(tài)檢測等。

   目前已經使用和正在開發(fā)的成像技術包括:超聲B掃描成像,超聲C掃描成像、超聲D掃描成像,SAFT(合成孔徑聚焦)成像,P掃描成像,超聲全息成像,超聲CT成像等技術。