无损检测技术论文范文
时间：2023-01-06 17:37:24
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篇1
主要用途为：1.木材含水率无损检测 ：木材含水率是影响与决定木材使用的重要指标，对古建筑木构件，含水率更具有重要意义。一般地，木构件含水含水率过高，则意味着古建筑木构件发生病虫害的可能性增大，必须引起重视。 常用的木材含水率无损检测仪器有根据直流电、高频电流、介电常数、微波、红外线等原理开发制造的仪器。
2.古建筑木结构部件的现场检测：古建筑木结构维修和保护，不能破坏原有木构件，就需要采用无损检测技术对其木结构安全进行评价，通过无损检测为在维修前进行设计与确定维修或更换木构件等工作，提供有力的证据。这也是无损检测的一个重要应用，主要检测木构件的残余强度和木构件内部缺陷 , 为木结构建筑的可靠性、安全性和使用寿命做出评价。
3.古树名木的健康状况评价 ：古树名木不仅是重要的自然资源和景观，也已成为重要的文化遗产，得到世界各国政府的重视与保护。为加强古树名木的保护，必须对古树内部缺陷在不破坏其生长和引起新的灾害的条件下进行检测，这就需要应用无损检测技术，这也是目前美国、欧洲和日本等发达国家对城市树木进行保护必须采用的重要技术。
常用的技术：
1.肉眼观察 ：最简单和最古老至今仍在使用的无损检测方法就是肉眼观察，可帮助对无损检测结果进行判别和验证。如对产品和组成成分的变化等需要做出判断时，就需要肉眼观察和识别，采用的办法包括对破裂碎片、机械破坏、后期腐朽和严重的虫蛀等情况的进行仔细观察和分析。根据肉眼观察判断的结果确定检测部件或产品的优劣与是否合格或淘汰。
2. 声应力波 ：声应力波是最常用的古建筑木结构安全评价的无损检测方法。声应力波是通过冲击或用给定的应力使其产生振动，但目前主要采用的是冲击产生振动的方法。
声应力波方法常采用测定声传播速度或测定振动波谱的方法来进行分析。 对木构件常用测定声速来计算木构件的残余动弹性模量，因为声速测定简便易行，其计算公式为E=DV 2
其中 E—— 是木材动弹性模量； D—— 木材密度； V—— 声应力波速度
利用应力波测定残余动弹性模量需要检测木材密度，而密度测定必须在现场采样，然后在实验室进行测定。
当木材发生腐朽或虫蛀时，垂直于木材纹理方向的传播速度急速增加。一般地，当应力波传播速度增加 30% 时，就意味着木材强度损失已达到 50% ；当应力波传播速度增加 50% 时，就意味着木材遭到了严重损害；横向（径向或弦向）是探测腐朽的最佳途径。
为此在进行应力波无损检测时，最好选择声应力波振动波谱分析的应力波检测仪，如果采用测定声传播速度检测方法的仪器，应采用相应的方法弥补测定仪器带来的不便。
3.超声（应力）波 ：超声应力波同声应力波方法基本相同，主要不同在于超声波应用的频率超过 20kHz 。
超声波测定的原理分为穿透应力波系统和脉冲 - 反应系统两种，现有设备也是按照这两种原理设计生产制造的。穿透应力波系统是指超声波沿被检测木材的厚度方向传播，而被检测的木材的声波特性就在另一边被记录下来；而脉冲 - 反应系统是指测定记录被传播到材料内部表面的回声波的特征，可以测定木材腐朽深度等。
4. 其它无损检测技术：
① 电学方法：利用木材电阻和木材含水率的相关关系进行无损检测，可以测定木材含水率。还可以利用木材电阻特征在现场探测木材腐朽。
② γ 射线：利用 γ 射线可以定量化探测木材内部腐朽程度，也可以定量测定防腐剂痕量元素在木材中的分布。这种检测方法的不利因素是要用到放射性元素。
③ X- 射线： 这是实验室和生产线上常用的一种方法，主要用于检测木材内部腐朽、木材微密度测定、木材节疤等的检测等，如常见的软 X 射线木材微密度测定仪、 X- 射线木材缺陷检测系统等。
二.混凝土无损检测技术：
篇2
中图分类号：TU201.2 文献标识码：A文章编号：
一．前言
基层单位的质量管理工作应更侧重对过程的控制，只有将质量管理体系的宏观认识与基层单位专业技术知识有机地结合，才能使质量工作落到实处，行之有效。文章用CNAS审核实例，说明过程控制在无损检测技术质量管理中的体现。
二．过程控制
1.实验室在以关注目标代替关注过程中迷失了原来的初衷。质量工作常常被认为是做表面文章，咬文嚼字，这是因为无论是不符合项的整改、纠正措施的实施、还是体系运行的监控，最终都落实在文字和书面上，给人的印象就是编写一些文件、报表。可是为什么这样写，为什么更改某个文件会导致其他文件也要改，这里面实际上已经蕴涵了分析的过程，尤其要关注不同文件之间的关联性，以及文件本身的逻辑性是否合理。
不实际参与其中的人很难体会质量工作的技术含量，特别是基层单位在编制作业层文件时，这一点尤为明显。因此，基层单位编制文件的人员必须具有一定的专业技术能力和工作经历，否则将标准或上一级程序文件中的规定及要求生搬硬套而不加以灵活适应性的转化，就更会给人形式化的印象。
实际上，质量工作除了在文件、程序上的标准化、规范化之外，在基层单位更重要的是将质量管理的思维和方法有机融入科研和测试工作中，使过程更趋合理、更规范、更行之有效。在以科研、工程技术为主流业务的科研院所中，对基层单位从事质量管理工作的人员的要求实际上较高，不但要对质量体系有宏观的认识，而且要有所在单位的专业技术背景或教育经历。
2.过程包括三个要素，输入、活动和输出。无损检测过程的管理是对全过程以及每一个子过程的管理，包括接受无损检测委托、样品管理、检测工艺规程或图表编制、检测系统和环境、检测工作实施、检测结果评定、发出检测报告、以及相关资料的归档等等。对无损检测的输入、活动过程和输出质量都要进行控制。
无损检测试验室作为实验室的一个种类，质量控制结构可用图1简略表示。
图1 无损检测试验室质量控制结构简图
3.整个无损检测流程中每个步骤都有相应的文件对其进行控制和记录。当接收任务时，在实验室管理体系层面规定了以何种形式接收任务，谁负责接收，以及对委托任务进行评审的方式。在试验室管理作业文件层面则进一步细化，包括评审委托任务的人员、接收的任务如何向下传递等。当编制检测工艺规程或图表时，在实验室管理体系层面仅有简单描述，但在管理性作业文件层面，详细规定了规程的格式、编号规则、编制及批准人员的资格、如何进行受控等。
当使用检测所需原材料时，实验室管理体系层面仅要求使用合格产品。但在试验室质量控制程序中则详细规定了如何从专业技术上保证所用产品合格，有专用表格记录定期的监控结果，并规定保存期限备查。
三．无损检测过程控制应用
2008年实验室开始接受CNAS审核，专业技术在质量管理中的重要性显著体现，并更侧重于在过程中进行质量控制。通过CNAS审核为承揽大量国际业务、提高实验室地位、增强实验室检测竞争力打下了坚实基础，并且已经在测试任务工作量以及单位效益上有所体现。以无损检测为例，CNAS审核要求提供大量的记录，包括人员培训、能力复查、原材料及辅助材料状态、方法的适用性有效性、环境状况、设备日常维护、性能校验、检定校准、检测原始记录等等，所有要求的这些记录，实际上就是在过程中设置的许多控制点，只要这些控制点的要求达到了，那么最终的检测报告在很大程度上就是可靠的、有保证的。而且，
这也是变事后处理为事前预防，最大限度地消除质量隐患，提高检测质量控制水平非常有效的手段。本文以几个实例说明审核中的过程控制。
1.2008年的一个不符合项是，X射线光谱检验所用的《合金分析仪操作规程》没有按所依据标准ASTM E1621-2005《X射线发射光谱分析标准导则》对测试样品表面提出具体的要求。尽管在现场审核时的现场试验结果符合要求，而且试验使用的仪器X射线合金分析仪说明书中以及通过比对试验证明试样表面处理状况对检测结果影响不大，但审核员仍认为有对测试样品表面处理的可能。实验室立即采取的纠正是暂时停止光谱检测任务，技术人员和质保人员对《合金分析仪操作规程》文件进行审查修订，增加样品表面处理要求内容，同时用复检试验证明之前的检测未受影响。
根本原因就是标准导则中规定不是特别清晰，并且专业试验人员做过比对试验证明试样表面粗糙度等状况对X射线合金分析仪检测结果影响很小，而技术人员对待检样品表面的油漆、油脂以及其他镀层等情况未充分考虑，疏忽了这些附着物中的金属元素对样品材质的影响，所以作业规程中未明示相关要求。通过试验证明对样品表面进行合理的处理会对样品材质中的元素含量更精确一步，尤其是对微量元素。此外，组织相关人员进行了培训，使所有涉及人员都知晓。
2.2009年的一个不符合项是，零件中某一部位在进行射线检测时，将像质计裁剪为一半以便垂直于射线束放置在狭窄的凸边上。尽管被裁掉的另一半还在，对实际检测没有影响，但仍然可能造成像质计无法追溯到合格证。针对这个问题做整改，现场有类事情形立即停止，同时废除所有的裁剪像质计，并向厂家订购特制的短尺寸像质计。由技术人员和质保人员共同审查文件，没有找到像质计标识唯一性的规定。
查找到的根本原因是，内部程序文件只对像质计的摆放做了规定，却未考虑某些特殊情况下像质计无法按要求完整摆放。此外检查检测过程中的其他环节，确定没有类似的情况。分析了潜在的影响和实际的影响后，作为预防措施，修订程序文件，增加像质计标识和特殊情况的相应要求，并将修订后的程序对所有相关人员培训。经过详细周密的回复并提交相关证据，不符合项顺利关闭。
四．结束语
无损检测技术质量管理中的过程控制技术是一项十分关键的技术，对于肩负质量检测法律责任的无损检测机构来说更是尤为重要。因此应该加大对于这方面的研究，促进其继续发展。
参考文献：
篇3
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.182
1 压电材料应用前景
在19世纪80年代，英国物理学家居里兄弟在一次实验过程中，偶然反现了压电材料。1881年，物理学家根据热力学三定律，发现了逆压电效应。但是在应用研究上并没有得到实际的应用于进展。直到1954年，美国科学家发现了PbZrO3一PbTiO3固溶体（也称压电陶瓷）[1]，这种材料不仅具有优异的压电性和良好的稳定性，还具有巨大的工程使用价值，使得研制出压电片成为可能。随着科学家发现了一种性能更加优异的压电材料―压电陶瓷，压电陶瓷的出现在压电学的发展中具有划时代的意义，奠定了压电材料应用基础。压电陶瓷在使用的过程中具有很高的灵敏度。可以实现把微弱的电信号（微弱的振动信号）转变为相应的位移信号（电信号），这种材料广泛用于可海上声纳系统、天气预报、家用电器制造等行业。地震是危害非常大的，而且产生地震的根源位于地球内部深处，所以准_预报出地震发生时间和位置是非常困难的，目前的科学技术是不能够达到这一水平的，这个问题一直以来困扰着科学家。压电陶瓷对外界的振动或者压力是非常敏感的，甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀的振动信号。如果用它作为制造地震仪的基本感应元件，就可以比较灵敏准确检测地震的强度，指示出地震的方位和距离。随着科学技术的发展，本人相信压电元件在地震预测中会发挥重要的作用。
2 传统无损检测技术简介及缺点
传统无损检测技术存在很多缺点：必须提前确定损伤出现的大致位置；要求被测机器停止运行，这不仅降低了生产效率，耗费时间，而且增加了成本。传统无损检测技术对于一些大型结构特别是比较复杂的大型结构无法进行检测等，从而大大限制了其应用范围。X射线在检测分层时也受到上述限制；CT照相法对人体有害、操作者必须经过专门培训；超声法的信噪比低，不易分辨；微波法对较小缺陷不敏感；超声C扫描无法识别薄板中的缺陷，检测效率较低；表面渗透无法检测复合材料的分层缺陷，这大大限制了该技术的应用；红外热波成像受环境温度、缺陷位置和缺陷性质的影响较大；此时，高的频率可以限制传感区域，使损伤对振动信号的影响同远端边界条件的影响分开，这就更有利于对关键结构的检测。可以看出与其他传统的无损检测技术比较，阻抗分析法无损检测技术除了具有操作简便，测量精度高的优点，可以实现微小裂纹的无损检测。
3 压电无损检测技术基本原理及优势
压电无损检测技术在航空航天、纺织业、建筑业等部门有着很大的发展前景[2-4]。该方法利用正、逆压电效应，通过测量电阻抗参数来实现对结构内部损伤的检测。图1给出了压电-电阻抗无损检测技术工作原理，将压电陶瓷片粘贴固定在被测构件上，同时对压电片施加正弦或者余弦扫描激励电压信号，当试验材料内部出现微小裂纹或者缺陷时，其机械阻抗就跟着发生变化，从而影响附着构件上压电陶瓷片的电阻抗值的变化对压电片电阻抗值进行测量，同时将测量的数据与健康的试件测量的阻抗数值进行比较，就能确定试件是否发生损伤或内在安全隐患。
电阻抗（EMI）是压电效应在结构诊断方面的典型应用[5]。压电激振电阻抗技术可用于导电复合材料的损伤检测，也可检测工件的内部损伤缺陷（裂纹、脱胶、分层和纤维断裂等）[6，7]。此技术有如下特点： 1.阻抗技术可以实现对大型结构的无损检测；2.工作的频率范围比较宽，对初期损伤非常敏感，可以实现微小裂纹的无损检测；3.压电片既作传感器又作驱动器，提高了传感器使用效率，节省了成本；4.压电陶瓷的体积比较小，进行阻抗分析时，对整体结构物理和机械特性不会产生明显影响，可以实现结构在线测量，提高了生产效率。
参考文献：
[1]李远，秦自楷，周志刚编著.压电与铁电材料的测量[M].科学出版社，1984，09（01）.
[2]齐共金，雷洪，耿荣生，景鹏.国外航空复合材料无损检测技术的新进展[J].航空工业与维修，2008（05）.
[3]蒋荟，杨晓华.航空复合材料结构无损检测技术[M].[会议论文]， 2006（02）.
[4]耿荣生，郑勇.航空无损检测技术发展动态及面临的挑战[J].无损检测，2002（01）.
[5]芮延年，刘文杰，郭旭红等.基于压电阻抗的设备结构健康智能诊断[J].中国制造业信息化，2003，32（08）：122-124.
篇4
一、引言
随着现代工业的发展，对产品质量和结构安全性，使用可靠性提出越来越高的要求，由于无损检测技术具有不破坏试件，检测灵敏度高等优点，所以其应用日益广泛。目前对压力容器的检测方法有多种，本文主要介绍无损检测的常用技术如射线、超声、磁粉和渗透及新技术如声发射、磁记忆等。
二、无损检测方法
现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。
（一）射线检测
射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。
射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。
（二）超声波检测
超声检测（UltrasonicTesting，UT）是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。
超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。
该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。
（三）磁粉检测
磁粉检测（MagneticTesting，MT）是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。
在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段，磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。
磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快，检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料，工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。
（四）渗透检测
渗透检测（PenetrantTest，PT）是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷，其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。
渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用，必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块，使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。
该方法操作简单成本低，缺陷显示直观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验，对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。
（五）声发射检测
声发射（AcousticEmission,AE）是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。
压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号，根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。
声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的，对缺陷的变化极为敏感，可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息，检测灵敏度很高。此外，因为绝大多数材料都具有声发射特征，所以声发射检测不受材料限制，可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。
（六）磁记忆检测
磁记忆(Metalmagneticmemory,MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法，其本质为漏磁检测方法。
压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响，易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹，在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位，它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查，从而发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。
磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备，不要求专门的磁化装置，具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区，能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域，能显示出裂纹在金属组织中的走向，确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法，除早期发现已发展的缺陷外，还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息，并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法，在实际应用中，必须辅助以其他的无损检测方法。
三、展望
作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤(NDI)，到无损检测(NDT)，再到无损评价(NDE)，并且向自动无损评价(ANDE)和定量无损评价(QNDE)发展。相信在不员的将来，新生的纳米材料、微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。
参考文献：
[1]魏锋，寿比南等.压力容器检验及无损检测：化学工业出版社，2003.
[2]王自明.无损检测综合知识：机械工业出版社，2005.
[3]沈功田，张万岭等.压力容器无损检测技术综述：无损检测，2004.
