什么是无损检测（Non-Destructive Testing：NDT）？

无损检测（NDT）是工业中的一项重要流程，涉及在不造成任何损害的情况下评估材料、部件和结构的完整性、质量和安全性。无损检测技术对于确保从飞机部件到管道、桥梁，甚至医疗设备的可靠性和性能都至关重要。

常见的无损检测技术

一些最常见的无损检测技术包括

超声波检测 (UT)： UT 使用高频声波（超声波）射入材料。这些声波穿过材料，遇到界面或缺陷时会反弹回来。通过分析声波返回的时间及其振幅，技术人员可以确定材料中缺陷或不连续性的大小、深度和位置。UT用途广泛，可用于各行各业。在航空航天领域，它可以检测机翼或发动机部件等飞机部件中隐藏的缺陷；而在汽车领域，它可以评估汽车车架焊缝的完整性。此外，在建筑领域，它还有助于评估混凝土的厚度或测量管道的壁厚。

射线检测 (RT)： 射线探伤是指将材料或部件暴露在 X 射线或伽马射线下，形成图像，以显示内部缺陷、不连续性或空隙。RT 通常用于焊接等行业，可以发现焊点中隐藏的缺陷。它在管道检测中也非常重要，可以识别管道中的腐蚀、裂缝或其他缺陷。

磁粉检测（MT）： 磁粉检测是通过施加磁场和铁粒子来检测铁磁性材料的表面和近表面缺陷。这种方法用于汽车和制造业，以检测钢等材料的表面裂纹、焊接缺陷和其他缺陷。

液体渗透检测（PT）：PT 是通过在材料表面涂抹荧光或彩色液体渗透剂来识别表面裂纹和不连续性。它常用于航空航天和汽车行业。PT 可以识别飞机发动机部件或汽车发动机缸体等关键部件的微小表面裂纹。

涡流检测（ET）： 涡流检测利用电磁场来检测导电材料的表面和次表面缺陷以及导电率变化。它广泛应用于飞机部件和电气系统的裂缝、腐蚀或热损伤检测。在电气行业，ET 对评估电线电缆等导电材料的完整性也很重要。

目视检测 (VT)： 目视检测是最简单的无损检测方法，通过目视检查材料或部件是否存在可见缺陷或异常。它是一种初步检测方法，在各行各业中用于快速识别明显的缺陷或问题。VT 通常是综合 NDT 检测流程的第一步。

无损检测的工作原理

无损检测过程通常包括不同的阶段。首先是准备阶段，在这一阶段，要检测的材料或部件要做好检测准备。准备工作可能包括彻底清洁和表面处理等活动，以确保评估的最佳条件。之后是实际检测。在这一关键阶段，所选的无损检测技术将应用于材料或部件，主要目的是检测任何隐藏的缺陷或不规则。随后是评估阶段。在这一阶段，要对检测结果进行仔细分析。

这一分析过程将确定所发现缺陷的重要性，并评估受检材料或部件的整体完整性。最后是报告阶段。在这一阶段，检查结果将被有条不紊地记录下来，形成一份全面的评估记录。根据所发现问题的严重程度，报告中可能会包含进一步行动的建议。这些行动可能包括维修、重新测试，或者在极端情况下进行更换，目的都是为了确保相关材料或组件的安全和质量。

光子学中的无损检测

光子学中的一些无损检测技术包括

光学检测： 使用显微镜、内窥镜和孔镜等光学仪器进行目视检查，可以发现材料和组件的表面缺陷或不规则。
激光扫描： 基于激光的系统可用于扫描物体表面并创建三维轮廓，以进行缺陷检测和尺寸分析。
红外热成像： 红外热像仪和传感器可用于检测温度变化，从而显示材料和结构中的缺陷或异常。这对于检测复合材料中隐藏的缺陷特别有用。
超声波检测： 使用激光产生超声波，超声波在材料中的反射或透射可显示内部缺陷、裂缝和分层。
干涉测量法： 干涉测量技术利用光的干涉来测量物体表面或形状的微小变化。它可用于表面缺陷检测和精密测量。
拉曼光谱： 拉曼光谱使用激光探测材料的分子成分。它可用于识别和表征物质，而不会对其造成损害。
光纤传感器： 光纤传感器通常用于结构健康监测。它们可以实时检测应变、温度、压力和其他参数的变化，而不会对结构造成任何损害。
激光多普勒振动测量法： 这种技术利用激光测量材料和结构的振动和摆动，提供有关其完整性的宝贵信息。
光致发光成像： 它是用激光激发材料并捕捉发射的光子。这可以揭示半导体和其他材料中的缺陷和杂质。
X 射线成像： 虽然 X 射线成像并非纯粹基于光子学，但它经常与光学技术结合使用，在不造成损坏的情况下检查物体的内部结构。
使用无损检测的优势

保持完整性： 无损检测的主要优势在于其非破坏性。接受无损检测的部件和材料在整个检测过程中不会受到损坏。这意味着，如果发现任何问题或缺陷，通常可以对其进行修复，而不必进行昂贵的更换。
安全保证： 无损检测技术优先考虑操作人员的安全。大多数无损检测方法都不会对操作人员造成伤害，从而营造了一个安全的检测环境。即使在需要严格条件的情况下（如射线测试），也会制定安全协议以保护人员安全。
预防伤害： 无损检测是避免潜在伤亡的预防措施。通过确保关键部件、机械和结构的结构完整性，无损检测有助于维持安全的工作环境，防止因材料或部件故障而引发事故。
精密准确： 无损检测以其精确性和准确性而闻名。测试具有可重复性，可结合多种技术交叉验证结果。这种精确度可及早发现缺陷和异常，从而加强整体质量控制。
成本效益高： 与破坏性测试方法相比，无损检测具有很高的成本效益。通过在问题升级到关键阶段之前发现问题，无损检测可节省与过早更换项目相关的大量成本。这种具有成本效益的方法符合预算限制和资源优化的要求。
焊接验证： 无损检测特别适用于焊接测试和焊接程序验证。它可确保焊接过程符合规定的标准和质量控制准则。这包括确认母材达到正确的温度，以规定的速度冷却，以及使用兼容的材料来防止焊接缺陷。
无损检测的应用

无损检测对于确保飞机部件（包括机翼、起落架和发动机部件）的结构完整性非常重要。它们用于检测现代飞机制造中常用的复合材料。在制造过程中，无损检测可用于检测发动机组、制动系统和焊缝等汽车部件的缺陷。无损检测有助于评估汽车的结构完整性，确保其符合安全标准。这些技术用于检测管道的腐蚀、裂缝和焊接质量，防止泄漏和环境危害。无损检测可确保炼油厂和化工厂使用的压力容器的完整性。它有助于评估建筑物、桥梁和其他基础设施的结构完整性，确保它们符合安全标准。无损检测用于评估混凝土结构的状况和钢筋的完整性。它对于检查核反应堆内的关键部件也至关重要，可以检测出可能危及安全的缺陷。

它还用于评估风力涡轮机叶片和塔架的结构状况。射线照相和超声波等无损检测技术用于检测医疗植入物、装置和设备的缺陷。X 射线和射线无损检测方法用于牙科诊断。无损检测还可用于各行业的焊缝质量检测，确保焊缝符合结构和安全标准。无损检测有助于根据材料的特性和质量对材料进行分类。它被用于检查铁轨和轨道系统的裂缝和缺陷，确保铁路运输安全。无损检测技术用于检查列车和有轨电车部件，确保其可靠性和安全性。无损检测用于评估船体状况，检测腐蚀或损坏情况。远程水下无损检测方法有助于检测海上石油平台等水下结构。这些技术用于检测半导体芯片、电路板和电子元件的完整性。无损检测有助于评估历史文物、艺术品和考古发现的状况，而不会造成损坏。它可确保食品和饮料包装的质量和完整性，防止污染和变质。