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无损检测中的近测技术和主题检测技术

无损检测中的近测技术和主题检测技术



近测技术目视(VT)、渗透(PT)、磁粉(MTMPI)、涡流(ET)、射线(RT)、传统超声波检测(UT)等5种。RT包括X射线和γ射线。传统的UT包括UT缺陷检测和UT厚度测量。UT是当前最强有力的NDT方法。采用这一方法可检出极小的缺陷,并可对缺陷作精确定量,可精确地测量缺陷的深度,因此,UT已成为“工程适用性评估”(ENGINEERING FITNESS FORSERVICE)不可分割的部分。但当焊缝厚度小于5mm时,UT检测就有一定难度,其难度与检测粗晶组织的铸件和奥氏体不锈钢焊缝类似。在近测方法中另有一类由于其中每一种方法都有一个主题而称做“主题检测技术(specialist NDT techniques)”。

   
1ACFM法。它是一种电磁技术。用于检测金属表面的缺陷并对缺陷进行定量,但无须与被测件接触,可通过涂层进行检测。其工作原理是:在被测件中感应生成一个均匀的交流电流,当表面存在缺陷时,则对生成的均匀电流场起到干扰,此时,采用特殊的专用探头、仪控系统和软件,可测到平行于缺陷和垂直于被测件表面的受扰磁场,从而查出缺陷并对缺陷进行定量。

ACFM
检测时能通过厚度高达5mm的涂层,可提供缺陷长度和深度的信息。由于检测缺陷和对缺陷进行的定量是基于测得信号的理论分析,故无须在测前对仪器进行校准。


    ACFM
的检出概率(POD)与MT相当,但很少出现虚假信号。


   
2)交流电位降法(ACPD)。ACPD是一种电阻测量法。它可用于定量检测在导电材料中存在的、开口于表面的缺陷。其工作原理是:首先在与缺陷相邻的完好金属部分选择2个触点测量电位,然后再在被测件表面选择2个触点施加电位。由于存在缺陷引起的电阻增加是与缺陷距表面的深度成正比的,故比较两次测量的差别,可得出缺陷的深度。ACPD可精确地对缺陷进行定量,但测量精度也受以下因素的影响:缺陷的长细比愈大,则测量的精度愈高;但如缺陷中间带有导电的小桥,使2个探头之间的电路缩短,从而得到的缺陷高度值就显得偏低了。ACPD法的设备非常轻便,使用简单。

 
   
3)时差衍射法(TOFD)。TOFD法虽是主题检测法的一种,但目前已广泛用于对缺陷的快速检查和定量。TOFD是高度灵敏的双探头检测法。其工作原理是:精确测量从缺陷上、下两端衍射的超声波到达接收探头的时间,从而测出缺陷的高度。由于TOFD对缺陷的检测和定量是取决于从缺陷前沿发出的衍射波,不像脉冲-回波法要取决于反射波,故缺陷的方位不是重要的考虑因素。要获得TOFD检测法的最佳效果,关键是要有熟练的操作人员、专门的设备和能够产生高分辨率图像的软件。典型的扫描速度是50mm/sTOFD法的最佳适合用途是:一是把探头置于焊缝任何一侧的简单形状焊缝的快速筛选式扫描,以高速扫描迅速确定缺陷所在部位;二是对关键被测件“打出指纹型”的标记;三是测量缺陷尺寸并评估缺陷的临界尺寸。对缺陷高度的测量精度从±1 mm到±2.5mm。测量精度与特定的测试条件有关,在实验室条件下测量精度很可能达到±1mm,但在现场条件下多数情况下能达到±2.5mm。四是可监控缺陷(例如裂纹)的生长。测量缺陷生长速度的精度一般在±0.5mm左右。但重复测试要达到同一精度水平必须严格控制测试过程中的各种变素。

    TOFD
法是强有力的检测工具。但也有其局限性,例如:在扫描表面下和在背面可能存在盲区。当把TOFD法用作筛选型扫描时,可能查不出取向不利的缺陷,例如:查不到横向裂纹。有时不严重的微小缺陷会产生类似于裂纹之类的虚假缺陷,因此,如仅仅以TOFD法进行缺陷的定性必须十分小心从事。如要求作精确定性,则最好再以脉冲-回波之类的方法进行验证。

  
4)自动化超声波脉冲-回波法(automated ultrasonic pulse-echo technique)。脉冲-回波法是最为广泛使用的超声波探伤法。为提高这一方法的可靠性,可使用专门的自动化系统。这类系统可使用单探头,也可使用多探头,通过复杂的对数据进行采集、处理和分析的软件,可得到被测件的图像。如从可靠性角度来评价这一系统,其主要优点可归结为2个:一是可进行全面积无遗漏的扫描,自始至终无须人操作。其二,如与存储的数据和图像进行对比,可监测被测件性能的衰减。其最为理想的适合用途是:采用多探头对焊缝进行检测和采用单探头绘制腐蚀图谱和进行腐蚀监控。

在工程检测领域中,脉冲-回波法中的相控阵(PhasedArray)技术是一项比较新的技术,已经逐渐被接受。采用这一技术,在探头本身不动的情况下快速变更超声波束的角度,可实现以单一探头进行多角度检测。以这种方法对焊缝进行检测有很多优点,主要有4个:一是减少了所需的探头数量和扫描次数,从而减少了检测时间;二是对于有限可接近的部位增加了覆盖面;三是采用不同的波型和声束的聚焦方法可实现优化检测(Optimised Inspection);四是对被测件图像的解读更加容易。


   
5)超声波连续监控技术(Ultrasonic ContinuousMonitoringTechnique)。这种方法用于连续监控容器或管道的壁厚变化。它以载有多个超声传感器阵列的柔性垫或柔性带与容器或管道在特定位置作永久性连接来实现连续监控。柔性垫或带的典型尺寸是宽50 mm x500mm。通过基于PC的监控软件包能极其精确地评估腐蚀速率,或采用传统的超声波探伤仪,但带有数据记录和开关装置,轮流地与不同的传感器连接,以评估腐蚀速率。这种技术极为有用,当被测件几何形状不能进行手工扫描,或由于检测环境有毒,手工扫描很危险,则采用这种方法是很适合的。


   
6)火花测试技术(spark testingtechnique)。这种方法是使用高压火花进行测试,也叫做“小孔探测技术”。专门用于查找导电基层材料上绝缘涂层中的缺陷位置。当与超声检测技术结合进行测厚和检查分层时,则可用于检测玻璃钢储罐内部热塑性塑料衬里层焊接接头的质量。其工作原理是:在探头上施以高电压,并与导电基体的接地回路连接(对于带衬里的玻璃钢储罐,导电基体是在接头设计时设置的),当探头扫描时有火花发生,同时有音响报警,则说明该扫描处存在缺陷

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