机械工程的博客

无损检测(NDT) -过程,类型和应用说明

无损检测(NDT) -过程,类型和应用说明

测试在几乎所有的制造过程中都起着重要的作用。它确保最终产品的质量符合设计规范,并适合其将在服务环境中运行。

有许多方法可以对测试技术进行分类。最流行的分类之一是破坏性测试和非破坏性测试。

在这篇文章中,我们将深入探讨什么是无损检测(NDT),它的一些流行类型和它在一些常见行业的应用。

什么是无损检测?

无损检测是指不改变被检测产品的任何特性的检测技术的使用。这些性能可以是它的强度、完整性、外观、耐腐蚀、导电性、耐磨性、韧性等等。

无损检测又称无损评价、无损分析、无损检测、无损探伤。

当产品通过NDT测试时,仍然可以使用。测试不会对样品造成不良影响。

这一优点使无损检测成为一种非常有用的方法,对于新制造的产品以及那些已经在使用的产品。

当工作范围很简单时,使用单一的NDT工艺可能就足够了。但是在很多情况下,技术和测试方法的结合被用来获得关于产品特性的具体信息。

无损检测与无损检测的区别

非破坏性和破坏性测试在它们的目标上有一些相似之处,但是在核心用例和应用方法上有显著的差异。在本节中,我们将根据一些重要因素对它们进行比较和对比:

  • 目的

  • 成本效率

  • 时间

  • 浪费

  • 安全

  • 结果的可靠性

目的

每一种测试的目的都是为了确保我们有一个安全的产品。然而,破坏性测试的目的是通过疲劳测试和测试来发现产品的操作极限拉伸测试

另一方面,通过NDT,我们可以检查生产的产品或已经在使用的产品是否足够好,能够在其使用环境中令人满意地发挥作用。我们也可以用它来评估磨损和撕裂如利用超声波测量船舶钢板厚度。

成本效率

与破坏性测试相比,非破坏性测试有两种更经济有效的方法。

首先,它不会损伤试件。通过NDT评估后,它将保持和以前一样有效,并可以立即投入使用。

其次,NDT可以识别正在使用的机器(如压力容器)中的潜在问题,并在故障发生前建议更换,从而节省故障成本,这远远高于因单个部件更换而临时计划停机的成本。

时间

当涉及到时间,NDT是更有效的。从本质上讲,破坏性方法是更加耗时的过程。这主要是因为破坏性测试过程大多是手动的,我们可以自动化的组件更少。它们还需要更长的准备和检查时间。

另一方面,无损检测甚至不总是需要从服务中移除部件,从而节省宝贵的时间。对于破坏性测试,工作必须停止,机器必须停止测试,这增加了停机时间。

使用您的.STP文件来获得即时的在线制造报价

  • 图标 在几秒钟内报价
  • 图标 很短的交货期
  • 图标 交付Fractory克罗地亚vs加拿大水位
得到报价

浪费

经过破坏性测试的测试产品将无法挽救。有时,整个机器必须被丢弃。

造成浪费的破坏性方法包括拉伸试验、三点弯曲试验、冲击试验和跌落试验。

这不是非破坏性测试的情况。在某些情况下,破坏可能是必要的,但在许多其他情况下,非破坏性方法将给我们类似或更好的结果。

安全

破坏性试验是在产品投入使用前进行的,以确定其使用限度。这对于某些产品可能是必要的,例如PPE,它们必须按照一定的标准生产,但破坏性测试不能用于在役产品。

在这种情况下,NDT方法可以帮助我们识别磨损的产品和部件,以便我们进行更换。通过确保关键设备在预期范围内,可以将安全事故的数量降至最低。

结果的可靠性

无损检测和无损检测都能给出非常可靠的结果。破坏性检测只能检测少量样品(批量抽样)。另一方面,无损检测可以检测整个批次

无损检测也是一个更好的选择,以发现不连续和缺陷的部分。

无损检测方法

视觉检测

视觉检测
视觉检测

视觉检测仍然是所有行业中最受欢迎的无损检测方法。它包括对标本进行彻底的检查,找出肉眼可见的缺陷。

它是一种快速可行的跟踪产品质量的方法,在生产过程的每个阶段,以及那些在服务的产品。

通过目视检查,我们可以检测出腐蚀、裂纹、焊接缺陷、变形等。我们所需要的只是一些简单的仪器,如尺子、量规或照相机。

当检查人员无法到达难以到达的地方或危险的环境时,无人机往往可以成为解决方案。

事实上,许多行业都在使用人工智能和机器学习来改善视觉检测结果。例如,这种技术在输送机的维护中越来越普遍腰带,输送系统中的滚轮和滑轮。

视觉测试的优点:

  • 安全

  • 可移植的

  • 有效的

  • 便宜的

  • 容易训练

  • 极少或没有停机时间

  • 最少或不需要零件准备

视觉测试的缺点

  • 只适用于表面缺陷

  • 可能的错误解释的缺陷

  • 如果没有额外的光学仪器,无法检测到微小的缺陷

超声检测

超声检测
超声检测

超声检测仍然是仅次于视觉检测的最常用的无损检测方法。

在这种方法中,发射器产生的高频声波通过被测物体传播。这种波的频率通常在1到10兆赫之间。

当遇到物质密度的变化时,波就会变形。接收器捕捉到发射波中的这种变化。

然后设备测量和分析接收到的波,以了解缺陷的性质和深度。该设备还可以通过将材料中的波速除以传播所需的时间来计算试样的厚度。

有许多类型的超声波检测可用,每一个都有自己的细微差别和应用领域。其中包括脉冲回波检测、浸没检测、导波检测和相控阵超声检测等

我们可以识别缺陷,如裂纹,磨损,变薄,点蚀和腐蚀使用超声波检查。

超声波检测的优点:

  • 快速

  • 清洁

  • 可靠的

  • 可移植的

  • 安全易用

  • 高精度、高灵敏度

  • 能够测量密度材料

  • 表面和亚表面缺陷的检测

  • 对肉眼不可见的轻微缺陷的鉴别

超声波检测的缺点:

  • 需要训练

  • 需要光滑的表面

  • 薄材料难以使用

  • 零件的几何形状可能会产生复杂性

  • 为了得到准确的结果,必须知道波在被测材料中的传播速度

  • 耦合剂从发射机到样品的波传输是否需要平滑

液体渗透检测

液体渗透检测
液体渗透检测

液体渗透检测是另一种常用的用于识别表面缺陷的无损检测方法。

在这种方法中,一种低粘度液体(渗透剂)进入表面缺陷,如裂纹、裂缝和孔洞。然后擦掉多余的液体,让标本单独停留一段时间(渗透剂停留时间)。

然后检查人员应用显影剂,使渗透剂向表面移动。标本再次单独放置一段规定的时间(显影剂停留时间)。

现在,检验员进行表面检查。如果染料是可见的,可以用肉眼检查。在荧光染料的情况下,需要黑光检查。

我们可以用这种方法检测表面不连续性,如裂缝、孔隙度、接缝、重叠和泄漏。

液体渗透试验的优点:

  • 使用多种材料。材料性能,如磁性,导电性和金属/非金属无关紧要

  • 能否发现细小的缺陷,如细微的裂纹

  • 适用于复杂零件的几何形状

  • 低成本

  • 可大面积测试

  • 可移植的

  • 易于使用的

液体渗透试验的缺点:

  • 缺陷的深度尚不清楚

  • 暴露在有毒烟雾中的风险

  • 不能识别次表面缺陷

  • 不能与多孔材料一起工作

  • 耗时,一般需要30分钟以上

  • 凌乱的操作,前后清洗都是必要的

  • 涉及到化学品的处理,因此它不像其他方法那样安全。化学处理也可能成为一个问题

射线检测

射线检测
射线检测

射线照相检测利用辐射来发现零件的内部缺陷。x射线适用于较薄的材料,而伽马射线适用于较厚的材料。

标本被放置在辐射源和记录介质之间。当辐射落在该部位时,从该部位不同位置流出的辐射量就会被捕获。使用物理射线照相胶片或数字探测器作为记录介质。

通过改变辐射暴露的角度,我们可以得到内部缺陷的形状和大小。

我们可以使用射线检测来查明缺陷,如裂纹、变薄、腐蚀、空洞、融合不足、气孔、根部过度穿透和重叠。

射线检测的优点:

  • 可以测试复杂结构

  • 文档是永久性的

  • 使用多种材料

  • 需要最少的表面处理

  • 能否记录表面和次表面缺陷

  • 便携性是可能的伽马射线测试

  • 与其他方法相比,对结果的误读较少

射线检查的缺点:

  • 更昂贵的

  • 需要双面获取标本

  • 对平面和表面缺陷没有效果

  • 高压和辐射会对人员造成伤害

  • 执行所需的熟练人员和结果的准确解释

磁粉检测

磁粉探伤
磁粉探伤

磁粉检测也是一种相当受欢迎的无损检测技术,因为它执行速度快,不需要表面准备。

在磁粉检测中,部件置于永磁体或电磁铁之间。电场强度是一个重要的因素,因为电场越强,效果越好。

当被检查的部件被置于磁场中时,磁电流开始流过试样。如果没有缺陷,则得到不间断的磁通量场。

但如果它遇到缺陷,磁场就会弯曲,一部分就会漏出来。这种泄漏也被称为磁通泄漏场。

为了通过这些漏点来识别缺陷,使用了磁性颗粒。由于磁通密度不均匀,这些颗粒被施加到测试样品上,并被拉进这些泄漏点。

我们可以使用肉眼看不到的磁性粒子或荧光粒子来提高能见度。

磁粉带宽度大于缺陷宽度。结果表明,它能显示开口宽度可达0.001 mm、深度可达0.01 mm的微小缺陷。

通过这种技术,我们可以检测诸如裂纹、气孔、叠片、夹杂物、接缝、分层、收缩、薄片、焊接缺陷等缺陷,加工眼泪和服务相关的疲劳裂纹

磁粉检测的优点:

  • 易于使用的

  • 便携式设置

  • 高灵敏度

  • 直接的结果

  • 通常是便宜的

  • 可以在单薄的情况下工作表面涂层

  • 具有复杂几何形状的零件也适用

  • 缺陷的形状和大小的视觉指示

  • 能较好地检测表面缺陷。在一定程度上也适用于亚表面缺陷

磁粉检测的缺点:

  • 一次只能测试小范围

  • 不能与非磁性材料

  • 如果磁场太强,测试可能会烧毁粒子

  • 厚度超过0.1 mm的涂层需要去除进行测试

  • 试样的消磁是必要的,但可能很棘手

  • 只能用于深度达3毫米的亚表面缺陷吗

涡流

涡流检测
涡流检测

与磁粉检测一样,涡流检测也是一种电磁检测技术。它的工作原理是电磁感应。

当电流通过载流导体(一次导体)时,产生磁场(一次磁场)。

当我们在这个磁场中放置第二个导体(测试标本)时,初级磁场在这个导体中感应出一个相反的电流。

这种电流被称为涡流,在每一个周期中,当初级线圈中的交流电上升和下降时,它与磁场的变化成正比。

波动的涡流产生自己的磁场(二次磁场),它与一次磁场相反,并影响流过一次导体的电压和电流。

随着缺陷引起试件的磁导率和电导率的变化,涡流的大小也随之变化。这些变化可以通过使用一次线圈或二次线圈来记录,并分析它们以获得关于缺陷的更多信息。

也有其他类似涡流的测试方法可用。远程现场测试例如,它被用于检测钢管和钢管的缺陷。这两种方法的主要区别在于线圈与线圈之间的间距。

通过涡流检测,我们可以检测出裂纹、腐蚀、搭接、未熔合、磁性夹杂、气孔和磨损等缺陷。

涡流检测的优点:

  • 快速

  • 可移植的

  • 直接的结果

  • 最小的部分准备

  • 可以是非接触过程吗

  • 工作与复杂的零件几何形状

  • 能够实现统一零件的自动化

  • 斑点表面和亚表面缺陷的大小可达0.5 mm

  • 多用途。它还可以测量涂层和材料的厚度,识别材料及其热处理条件

涡流检测的缺点:

  • 渗透深度取决于许多因素

  • 不能检测平行于零件表面的缺陷

  • 只适用于导电材料

  • 要求高技能人员对结果进行准确解读

这些是当今行业中最流行的无损检测技术。除此之外,还有许多用于特殊应用的NDT方法。这些测试包括声发射测试、热/红外测试、振动分析、泄漏测试(如质谱仪测试)、回弹锤测试、激光测试等。

无损检测的应用

无损检测具有广泛的实际应用。但我们可以把它们分成以下两类:质量控制和状态监测。

我们可以使用无损检测对制造的部件进行质量评估,以确定它们满足所需的规格。我们也可以用它来评估已经在使用的部件的状况,以及它们是否可以安全的继续使用。

无损检测的一些常见工业应用如下:

结构力学

NDT可以验证各种产品和结构的结构力学。它需要最少的干预,并能够在不加剧结构中存在的问题的情况下进行例行和特别检查。我们也可以用它来检查那些不那么容易接近的部件。

当涉及到土木工程应用时,无损检测可以检测结构的基础、文化遗产纪念碑、桥梁、建筑等。

在机械工程中,我们使用无损检测技术对承载机械进行检测,如轴类、叶轮机械、电池等。

该领域使用的技术包括超声波检测、射线检测、视觉检测、声发射检测、地面激光扫描、摄影测量、视距测量、红外热像仪等。

焊接

无损检测技术可以识别在检测过程中发生的各种缺陷焊接的过程。在前面的章节中,我们列举了许多可以通过NDT进行可靠检测的焊接缺陷。

简单回顾一下,我们可以使用NDT检查来识别外部和内部焊接缺陷。

外部缺陷包括裂纹、气孔、咬边、底部填充、飞溅、重叠、弧度和过度穿透。内部缺陷包括内部裂纹、夹渣、钨夹杂物、内部气孔、内部气孔、未贯通、未熔合等。

医疗

近年来,无损检测方法一直在彻底改变医疗行业。他们帮助准确诊断和治疗在皮肤和内部水平。

一些著名的NDT技术已经成为医疗行业的通用术语,如超声成像、放射检查和超声心动图。

制造商也使用NDT方法来测试医疗植入物的细微缺陷。这样的测试可以防止组件已经在使用时发生后续故障。

总结起来

在几乎所有学科中,无损检测正迅速成为发现缺陷的首选测试方法。今天,无损检测在航空航天、军事、医疗、核能、海洋、发电、制造等领域得到应用。

这种不断增长的流行程度促使了进一步的研究,而现有的方法也随着时间的流逝变得越来越好、越来越有能力。

让我们减轻您的工作量!在线金属制造给你一个即时的价格。从认证制造商的网络订购零件。没有用户的费用。
得到即时报价