無損探傷檢測是在不破壞物件,、材料工作性能與完整性的前提下，利用射線,、超聲波,、磁粉、滲透探傷等無損檢測方式作為當下較為常見的探傷方法,，以探測物件表面和內(nèi)部是否存在質(zhì)量缺陷,，并給出缺陷的位置、大小,、性質(zhì),、數(shù)量分布狀態(tài)等信息，從而實現(xiàn)制造工藝的改進,，同時,，降低制造成本。

超聲波檢測的定義

通過超聲波與試件相互作用,，就反射,、透射和散射的波進行研究，對試件進行宏觀缺陷監(jiān)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，并進而對其特定應(yīng)用性進行評價的技術(shù),。

超聲波工作的原理

超聲波探傷儀的種類繁多,，但在實際的探傷過程，脈沖反射式超聲波探傷儀應(yīng)用的最為廣泛,。一般在均勻的材料中,，缺陷的存在將造成材料的不連續(xù)，這種不連續(xù)往往又造成聲阻抗的不一致,，由反射定理我們知道,，超聲波在兩種不同聲阻抗的介質(zhì)的交界面上將會發(fā)生反射，反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質(zhì)聲阻抗的差異和交界面的取向,、大小有關(guān),。脈沖反射式超聲波探傷儀就是根據(jù)這個原理設(shè)計的。

超聲波檢測的優(yōu)點

a. 適用于金屬,、非金屬和復(fù)合材料等多種制件的無損檢測,；

b. 穿透能力強,，可對較大厚度范圍內(nèi)的試件內(nèi)部缺陷進行檢測。如對金屬材料,，可檢測厚度為1～2mm的薄壁管材和板材,，也可檢測幾米長的鋼鍛件；

c. 缺陷定位較準確,；

d. 對面積型缺陷的檢出率較高,；

e. 靈敏度高，可檢測試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷,；

f. 檢測成本低,、速度快，設(shè)備輕便,，對人體及環(huán)境無害,，現(xiàn)場使用較方便。

超聲波檢測的局限性

a. 對試件中的缺陷進行精確的定性,、定量仍須作深入研究；

b. 對具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進行超聲檢測有困難,；

c. 缺陷的位置,、取向和形狀對檢測結(jié)果有一定影響；

d. 材質(zhì),、晶粒度等對檢測有較大影響,；

e. 以常用的手工A型脈沖反射法檢測時結(jié)果顯示不直觀，且檢測結(jié)果無直接見證記錄,。

超聲檢測的適用范圍：

a. 從檢測對象的材料來說,，可用于金屬、非金屬和復(fù)合材料,；

b. 從檢測對象的制造工藝來說,，可用于鍛件、鑄件,、焊接件,、膠結(jié)件等；

c. 從檢測對象的形狀來說,，可用于板材,、棒材、管材等,；

d. 從檢測對象的尺寸來說,，厚度可小至1mm，也可大至幾米,；

e. 從缺陷部位來說,，既可以是表面缺陷,，也可以是內(nèi)部缺陷。

超聲波與X射線探傷比較

超聲波探傷與X射線探傷相比具有較高的探傷靈敏度,、周期短,、成本低、靈活方便,、效率高,，對人體無害等優(yōu)點。缺點是對工作表面要求平滑,、要求富有經(jīng)驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類,、對缺陷沒有直觀性；超聲波探傷適合于厚度較大的零件檢驗,。

射線檢測的原理

利用射線（常為X射線）在介質(zhì)中傳播時的衰減特性,，當將強度均勻的射線從被檢件的一面注入其中時，由于缺陷與被檢件基體材料對射線的衰減特性不同,，透過被檢件后的射線強度將會不均勻,，用膠片照相、熒光屏直接觀測等方法在其對面檢測透過被檢件后的射線強度,，即可判斷被檢件表面或內(nèi)部是否存在缺陷（異質(zhì)點）,。

射線檢測優(yōu)點

a. 適用于幾乎所有材料；

b. 探傷結(jié)果（底片）顯示直觀,、便于分析,；

c. 探傷結(jié)果可以長期保存；

d. 探傷技術(shù)和檢驗工作質(zhì)量可以檢測,。

射線檢測的缺點

a. 檢驗成本較高,；

b. 對裂紋類缺陷有方向性限制。只宜探查氣孔,、夾渣,、縮孔、疏松等體積性缺陷,，能定性但不能定量,，且不適合用于有空腔的結(jié)構(gòu)，對角焊,、T型接頭的檢驗敏感度低,，不易發(fā)現(xiàn)間隙很小的裂紋和未熔合等缺陷以及鍛件和管、棒等型材的內(nèi)部分層性缺陷,。

c. 需考慮安全防護問題（如X射線的傳播）,。

射線檢測的適用范圍

檢測鑄件及焊接件等構(gòu)件內(nèi)部缺陷，對體積型缺陷（即具有一定空間分布的缺陷）敏感,。對金屬內(nèi)部可能產(chǎn)生的缺陷,，如氣孔,、針孔、夾雜,、疏松,、裂紋、偏析,、未焊透和熔合不足等,，都可以用射線檢查。

磁粉檢測的原理

鐵磁性材料和工件被磁化后,，由于不連續(xù)性的存在,，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉,，形成在合適光照下目視可見的磁痕,，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小,。

磁粉檢測的適用性和局限性

a. 磁粉探傷適用于檢測鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小,、間隙極窄（如可檢測出長0.1mm、寬為微米級的裂紋）,，目視難以看出的不連續(xù)性,。

b. 磁粉檢測可對原材料（如鋼坯）、半成品,、成品工件和在役的零部件檢測，還可對板材,、型材,、管材、棒材,、焊接件,、鑄鋼件及鍛鋼件進行檢測。

c. 可發(fā)現(xiàn)裂紋,、夾雜,、發(fā)紋、白點,、折疊,、冷隔和疏松等缺陷。

d. 磁粉檢測不能檢測奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫,，也不能檢測銅,、鋁、鎂,、鈦等非磁性材料,。對于表面淺的劃傷,、埋藏較深的孔洞和與工件表面夾角小于20°的分層和折疊難以發(fā)現(xiàn)。

液體滲透檢測的基本原理

零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后,，在毛細管作用下,，經(jīng)過一段時間，滲透液可以滲透進表面開口缺陷中,；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，同樣,，在毛細管的作用下,，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）,，缺陷處的滲透液痕跡被現(xiàn)實，（黃綠色熒光或鮮艷紅色）,，從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài),。

滲透檢測的優(yōu)點

a. 可檢測各種材料；金屬,、非金屬材料,；磁性、非磁性材料,；焊接,、鍛造、軋制等加工方式,；

b. 具有較高的靈敏度（可發(fā)現(xiàn)0.1μm寬缺陷）

c. 顯示直觀,、操作方便、檢測費用低,。

滲透檢測的缺點及局限性

a. 它只能檢出表面開口的缺陷,；

b. 不適于檢查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件；

c. 滲透檢測只能檢出缺陷的表面分布,，難以確定缺陷的實際深度,，因而很難對缺陷做出定量評價。檢出結(jié)果受操作者的影響也較大,。

泵沙龍在編寫該文時,，請教了多位無損檢測及材料方面的專家。以下摘錄了兩位較典型的專家關(guān)于無損檢測問題的回復(fù),，其中一位為寶武鋼鐵集團下屬上海金藝檢測技術(shù)有限公司的無損檢測專家,。僅供朋友間內(nèi)部學(xué)習(xí)交流。

問：購買鍛件坯料時,，提（成品將有）MT要求和不提,，影響材料制造嗎,？說有MT要求的話，鋼錠純凈度高些,。

答：磁粉只能探查鍛件表面,。

問：沒有MT要求，鋼錠純凈度要求可以低些,，有這種說法嗎,？

答：MT內(nèi)部是探查不出來的，內(nèi)部探查可以做UT,。這個說法不絕對,。

問：有一根軸坯料供應(yīng)商做了UT，他們說合格了（用戶進廠時沒有復(fù)驗）,，用戶加工之后MT有超標線性顯示,，這個矛盾不？

答：這個比較復(fù)雜,。首先,，要看這個線性缺陷對于UT要求是不是超標。然后,，要看一下線性缺陷的延伸方向,，鍛件近表面可能會有UT盲區(qū)，所以有探測不到的可能性,。這種事情在轉(zhuǎn)子生產(chǎn)里有遇到過,。最后，就是這個線性缺陷是什么性質(zhì),，裂紋還是夾雜,。UT探傷與探查時的表面狀態(tài)、人員有很大關(guān)系,。所以一般產(chǎn)品都是要求UT探傷聯(lián)檢的,。

探查原因：1）可以先對缺陷位置UT,，看一下沿徑向有沒有延伸深度,；2）可以取一些回來，掃描電鏡分析一下是折疊還是夾雜,，以及夾雜物的種類,；3）如果是折疊，那就是鍛造的問題,；如果是夾雜,，需要還原一下夾雜在鋼錠的位置，如果在鋼錠中間,，就是鋼水純凈度的問題,；如果在冒口或底部附近就看一下是不是鋼錠切底,、 切冒的問題。

如果懷疑鋼水純凈度,，可再進行UT,，把要求記錄的缺陷全部找出來，再做判斷,。

問：可是UT沒有缺陷,，MT有缺陷。

答：UT不會沒有缺陷的,，只會有沒有超標缺陷的情況,。再說，這個表面缺陷如果已經(jīng)超過UT允許范圍,，那么可以說明這個鍛件制造過程中是存在缺陷漏檢的情況,。畢竟粗加工時，這個缺陷距加工表面是有一定深度的,。鍛件存在缺陷是絕對的,，無損檢測合格是相對的。

問：那UT表面的盲區(qū)有多深,？

答：這個要看鍛件的外形以及尺寸,，還有探傷要求，而且應(yīng)該是有方法可以彌補探傷盲區(qū)的,。這些都需要做探傷的時候現(xiàn)場問,。

問：那我的要求寫的100% UT，理論上就整個鍛件全覆蓋了,？

答：嗯,，理論上是的。但如果這個線性對于超聲要求超標了,，那很明顯供應(yīng)商檢漏了,。如果對于超聲要求不超標，那就是單純的磁粉超標,。

問：在采購合金鋼泵軸（鍛件）毛坯棒料時,，要求供應(yīng)商做超聲波檢測、并有較嚴格的技術(shù)要求（如,，必須符合的標準及不允許存的缺陷等）,。但是將坯料加工成最終產(chǎn)品以后，在進行磁粉探傷時卻發(fā)現(xiàn)較多超標（如線性）缺陷,。然而,，坯料供應(yīng)商給我們的解釋是：在購買坯料時應(yīng)該提前告知他們“最終產(chǎn)品要做磁粉探傷”，這樣他們會提供價格貴、雜質(zhì)含量少的鋼錠,，因為很多內(nèi)部缺陷超聲波探傷檢測不出來,。請問這種說法對嗎？如果這種說法成立的話,，那么對于奧氏體不銹鋼都沒有做磁粉（而做的著色）探傷的泵軸,，是否可能都有超標缺陷而存在安全風險呢？

答：這件事情分析起來是這樣的：

1）超聲波檢測是按照一定的檢測靈敏度來掃查和判定缺陷的,，超聲波檢測坯件不超標,，但是坯件是有一定加工余量的，當加工為成品時,，原來存在的超聲檢測判定為合格的一部分埋藏缺陷變成了表面缺陷,，表面缺陷依據(jù)圖紙或標準判定是不合格的（或不允許存在的）這種情況并不特殊，在設(shè)備制造過程中時有發(fā)生,，有些是可以修復(fù)的,，但有些是不允許修復(fù)的；

2）為泵軸加工而采購的坯件,，理應(yīng)對坯件有明確且比較嚴格的技術(shù)要求（供貨方也應(yīng)知道這一點,，合金鋼鍛件當然是用作重要設(shè)備部件了）。在有加工余量的情況下,，如果在采購合同中規(guī)定：工件加工到最終尺寸時,，表面不能存在影響使用的危險性缺陷或者直接給出表面缺陷的驗收條件，這樣顯然才是比較周全的,。

3）如果采購方在坯件加工后,，很多泵軸通過磁粉檢測發(fā)現(xiàn)了表面線性缺陷，排除加工原因等,，說明該批坯件的夾雜物較多,，鋼材總體質(zhì)量較差。

4）至于對鋼制泵軸表面做磁粉檢測或者做滲透檢測,，對于表面有開口的危險性缺陷作用基本相同,，對于鐵磁性材料，磁粉檢測靈敏度會更高一些,，發(fā)現(xiàn)小缺陷的能力更強,。

5）參考建議：訂貨前明確約定技術(shù)要求很重要；驗收時讓供貨方提供檢測報告,；發(fā)現(xiàn)報告中或?qū)嶋H工件加工后存在材料缺陷問題及時與供貨方協(xié)商,，也可請專業(yè)機構(gòu)對問題泵軸檢測確認（表面及內(nèi)部）質(zhì)量情況,，為索賠提供支持,。