无损检测技术原理与应用
安全工程1401班 2014074201
1 无损检测技术的定义及发展概况
随着中国科学和工业技术的发展，高温、高压、高速度和高负荷已成为现代化工业的重要标志。但它的实现是建立在材料高质量的基础之上的。必须采用不破坏产品原来的形状，不改变使用性能的检测方法，以确保产品的安全可靠性，这种技术就是无损检测技术。无损检测技术不损害被检测对象的使用性能，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料，零部件，结构进行有效地检验和测试，借以评价它们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理信息。目的是为了评价构件的允许负荷、寿命或剩余寿命，检测设备在制造和使用过程中产生的结构不完整性及缺陷情况，以便及时发现问题，保障设备安全[1]。
无损检测技术是机械工业的重要支柱，也是一 项典型的具有低投入、高产出的工程应用技术。可 能很难找到其他任何一个应用学科分支，其涵盖的 技术知识之渊博、覆盖的基本研究领域之众多、所涉及的应用领域之广泛能与无损检测相比。美国前总统里根在发给美国无损检测学会成立20周年的贺电中曾说过，(无损检测)能给飞机和空间飞行器、发电厂、船舶、汽车和建筑物等带来更高的可 靠性，没有无损检测(美国)就不可能享有目前在飞 机、船舶和汽车等众多领域和其他领域的领先地位。作为一门应用性极强的技术，只有与国家大型工程项目结合，解决国家大型和重点工程项目中急需解决的安全保障问题，无损检测技术才能有用武之地和广阔的发展空间[2]。
我国无损检测技术的快速发展得益于经济的快速发展和国家综合实力的快速增强。近十年来，我国经济一直处于快速发展期，无损检测事业也处于蒸蒸日上的局面，其总体形势和水平已是十年前无法比拟。在我国各工业部门和国防单位，我国无损检测工作者取得了令世人瞩目的成绩[2]。
2 无损检测技术的基本类型及其原理
目前常用的无损检测类型主要有超声检测技术、射线检测技术、磁粉检测技术、渗透检测和红外检测技术五种，本文选取其中3种检测技术对其基本原理和应用进行简单的讲述，选取超声波检测技术和红外检测技术这两种检测技术进行较为详细的论述。
・２７８・ 第３６卷第３３期 ２ ０ １ ０年１ １月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３６ Ｎｏ．３３ ＮＯＶ． ２０１０ 文章编号：１００９—６８２５（２０１０】３３—０２７８—０２ 国内外道路无损检测技术概述 孟美丽 摘 要：针对国内外道路无损检测技术进行了介绍，分别阐述了线性极化技术、冲击反射法、超声法、探地雷达等十余种 无损检测技术的工作原理，并对其工作条件进行了比较，指出了各自的适用条件，以指导相关人员结合实际合理选用。 关键词：道路工程，无损检测技术，工作原理，应用条件 中图分类号：Ｕ４１６．０６ 文献标识码：Ａ 目前，应用在道路工程中的无损检测技术和设备主要有：线 性极化技术，半电池电位计，链条拖拉试验，冲击反射法，超声法， 红外线温度记录法，声波发射法，路用探地雷达，落锤式弯沉仪， 断面仪和摩擦系数测定仪等，本文就各自的工作原理进行简要叙 述，并比较了其应用条件。 １ 各项检测技术的工作原理 １．１ 线性极化技术 线性极化技术通过测试腐蚀钢筋的电流密度从而推断钢筋 的腐蚀状况。因为该测试是在极化曲线的线性段进行的，所以称 为线性极化技术，并且此时，施加在钢筋上或离子溶液中的电流 密度和金属电位成线性关系。据此原理，我们就可以通过测试钢 筋的电流密度来推断钢筋的锈蚀情况。 １．２半电池电位计 该项技术的原理是通过测量应力钢筋和参考电极之问的电 压差来推断混凝土桥面板和混凝土路面内钢筋发生腐蚀的可能 性。常用的是一节两极为铜的硫酸盐电池。 １．３链条拖拉试验 不得在天气温度低于１０℃的气候条件下和雨期施工。２）ＳＭＡ通 常用于沥青路面表面磨耗层，厚度较薄，混合料温度下降较快，只 有在高温条件下碾压才能取得良好的效果。切忌在较低的温度 下翻来覆去地碾压，这样不仅起不到压实目的，反而会将集料的 棱角压掉，甚至将集料压碎。３）ＳＭＡ混合料必须采用刚性轮碾 压，不得采用轮胎压路机碾压，轮胎压路机的搓揉作用将使玛碲 脂上浮，造成构造深度降低，甚至泛油。４）过碾压是ＳＭＡ的大 忌，会造成集料不断地往下走，玛碲脂一点点地向上浮，达不到 ＳＭＡ的目的。５）碾压不足会造成路面平整度差和通车不久即形 成车辙病害，ＳＭＡ高温稳定性能不能体现。６）施工中注意油斑的 形成，摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补，碾压中出现 的油斑，应及时在油斑区域撒机制砂。 ６结语 链条拖拉试验是在桥面板和混凝土路面上拖拉链条，根据其 发出的声音判断内部混凝土是否已经分层或剥离，因为混凝土分 层后发出的声音与完好时有很大差别。当混凝土板内分层范围 较大时，链条拖拉试验很有效，但此方法主观性因素太多，并且当 板上摊铺有沥青混凝土时，这种方法就不能使用了。 １．４冲击反射法 这种测试方法是在结构表面施以微小冲击产生应力波，该低 频应力波在结构中传播时，若遇到缺陷或其他界面就会发生反 射，并引起结构表面微小的位移响应。将接收到的响应进行傅立 叶变换转化成频域内的频谱图，从而根据频谱图进行分析判断。 频谱图上凸出的峰就是应力波在结构表面与底面及缺陷间来回 反射形成的。根据最高峰的频率值可计算出结构厚度，根据其他 频率峰可判断有无缺陷及其深度…。 该方法系单面反射测试，测试方便、快速、直观，且测一点就 可判断一点。应用也较为广泛，可用于各类土木工程的混凝土和 沥青混凝土结构的现场探测内部缺陷和测量厚度，并且特别适用 于单面结构，包括喷射｝昆凝土的检测。 ＳＭＡ由于粗集料的良好嵌挤，使其具有良好的高温抗车辙能 力，同时其低温变形性能、水稳定性以及抗滑耐磨的特性，综合性 能较普通沥青混凝土路面得到明显改善，有效延长了沥青路面的 使用质量和寿命，我国从２０世纪９０年代首都机场高速公路率先 采用ＳＭＡ路面，随后许多高速公路及城市道路相继采用，目前已 被广泛应用。 参考文献： ［１］ 郭忠印，李立寒．沥青路面施工与养护技术［Ｍ］．北京：人民 交通出版社，２００３． ［２］ 沈金安．改性沥青与ＳＭＡ路面［Ｍ］．北京：人民交通出版 社，１９９９． ［３］ 郭启林．浅析ＳＭＡ沥青混凝土路面施工控制内容及方法 ［Ｊ］．山西建筑，２００９，３５（１３）：２７９—２８０． Ｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＳＭＡ ａｓｐｈａｌｔ ｒｏａｄｂｅｄ ＹＡＮＧ Ｊｕａｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｆｏｒ ＳＭＡ ａｓｐｈａｌｔ ｒｏａｄｂｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ＳＭＡ ａｓｐｈａｈ ｒｏａｄｂｅｄ，ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｓｏｍｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｍｉｘｉｎｇ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｌａｙｉｎｇ ａｎｄ ｇｒｉｎｄ— ｉｎｇ，ａｎｄ ｔｈｅ ｊｕｎｃｔｕｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ＳＭＡ ｒｏａｄｂｅｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒａｆｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＳＭＡ ｒｏａｄｂｅｄ，ａｓｐｈａｌｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｍｉｘｔｕｒｅ，ｊｕｎｃｔｕｒｅ 收稿日期：２０１０—０７－２１ 作者简介：盂美丽（１９７７．），女，郑州大学水利与环境工程学院水工结构专业博士研究生，讲师，华北水利水电学院水利学院，河南郑州
1现代无损检测技术参考书1.刘贵民，无损检测技术，国防工业出版社；2.王仲生、万小朋，无损检测诊断现场实用技术，机械工业出版社；3.孙金立，无损检测及在航空维修中的应用，国防工业出版社。第一章绪论•§1－1概述•一、无损检测的定义•无损检测（Non-Destructive Testing）简称NDT。在不损伤被测对象的条件下，利用材料内部结构异常或缺陷存在所引起的对声、热、光、电、磁等反应的变化，来探测各种工程材料、零部件、结构件等内部和表面缺陷，并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化做出判断和评价。二、无损检测技术的发展过程•1.无损检测技术发展的三阶段：•无损检查（Non-Destructive Inspection，NDI）•无损检测（Non-Destructive Testing，即NDT）•无损评价（Non-Destructive Evaluation，NDE）目前所说的无损检测大多指NDT，但近几年已逐步从NDI、NDT向NDE过渡，即：用无损评价来代替无损检测和无损检查。二、无损检测技术的发展过程不但要进产品的最终检验及过程工艺参数的测量，而且在材料中不存在致命缺陷时还要（1）从整体上评价材料中缺陷的分散程度；（2）在NDE的信息与材料的结构性能之间建立联系；（3）对决定材料性质、动态响应和服役性能指标的实测值（如断裂韧性、高温持久强度）等因素进行分析和评价。不但要进产品的最终检验，还要测量过程工艺参数。主要用于产品的最终检验，在不破坏产品的前提下，发现零件中的缺陷。满足对零部件强度设计的需要。基本工作范围无损评价NDE无损检测NDT无损检查NDI名称第三阶段第二阶段第一阶段二、无损检测技术的发展过程2.无损检测技术的发展趋势快速化、标准化、数字化、程序化、规范化。例如：超声检测中：A扫描、B扫描、C扫描、超声全息成像、超声显微镜；具有多种信息处理功能的多通道声发射检测系统；X射线、γ射线和中子射线的计算机层析摄影（CT技术）。
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无损检测技术概述
概述
无损检测的定义：无损检测是指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。
常用的无损检测方法有
射线检测（简称RT）、超声检测（简称UT）、磁粉检测（简称MT）、渗透检测（简称PT）。
这四种方法是承压类特种设备制造质量检验和在用检验最常用的无损检测方法。其中RT和UT主要用于探测试件内部缺陷，MT和PT主要用于探测试件表面缺陷。其他用于承压类特种设备的无损检测方法有涡流检测（ECT）、声发射检测（AE）、衍射时差法超声检测（TOFD）、X射线数字成像检测（DR）等
1.1 无损检测目的及应用特点
（1）无损检测目的
①保证产品质量②保障使用安全
③改进制造工艺④降低生产成本
（2）无损检测应用特点
①无损检测要与破坏性检测相配合
②正确选用实施无损检测的时机
③选用最适当的无损检测方法
④综合应用各种无损检测方法
1.2 无损检测技术的发展阶段
第一阶段称为无损探伤（NDI）。其主要作用就是在不损伤材料和设备产品的前提下，检出内、外部缺陷，以满足设备工程设计的强度要求，这是无损检测技术发展的初级阶段，其主要特征是以质量控制为中心。
第二阶段称为无损检测（NDT）。对于工业发达国家来说，该阶段始于上个世纪70年代，其任务不仅是检测设备产品的内外部缺陷，而且测定材料和焊缝的组织结构，如晶粒度、石墨形态、金相组织、硬度和残余应力水平；同时还测定各种过工艺参数诸如温度、压力、粘度和密度等。这时的无损检测技术表现为系统性质量控制概念，远比第一阶段具有更为丰富的内涵。
第三阶段称为无损评价（NDE）。由于设计水平的不断提高，断裂力学等学科技术的发展和推广，以及极限设计寿命思想的进步和实用化，因此要求无损检测技术不仅能检出危险缺陷，而且要对缺陷进行定性，并测定其自身高度（通常指壁厚方向的尺寸），以便采用断裂力学对带缺陷设备的安全性和使用寿命进行评价。无损评价的核心是合于使用原则，是确保没有危害性缺陷从而保证设备产品安全运行一种安全评定原则，其主要检测参数为缺陷自身高度、缺陷性质、缺陷位置以及缺陷密集程度等。
