无损检测（NDT）之VT和UT

无损检测（NDT）是一组应用非常广泛的分析技术，如法医工程、机械工程、石油工程、电气工程、土木工程、系统工程、航空工程、医学和艺术等，常用以评估材料、组件或系统的性质而不会对其造成损害，可以节省产品评估、故障排除和研究的资金和时间。

六种常用的NDT方法是涡流、磁粉、液体渗透、射线、超声波和视觉检查。

视觉检查

视觉检查（简称VT），是指使用视觉、听觉、触觉和嗅觉等任何或所有原始人类感官和/或任何非专业检查设备对设备和结构部件进行检查，与其他无损检测方法相比，其不需要专门的设备，培训和认证。

进行眼球搜索的目的是用自己的眼睛寻找大量代码或数据中的特定内容，而不是使用某种模式匹配软件，“眼球”是常用且容易获得的初始数据评估方法。

超声波检测

超声波检测（简称UT），是一系列基于超声波在被测物体或材料中传播的非破坏性测试技术。一个常见的例子是超声波厚度测量，它测试对象的厚度，例如，监测管道腐蚀。

UT历史

1940年5月27日，美国密歇根大学博士研究员Floyd Alburn Firestone（1898-1986）发明了实用的超声波测试方法和设备，并于1942年4月21日授予美国专利2,280,226，标题为“探伤装置和测量仪器”。这项全新无损检测方法的专利前两段摘录简明扼要地描述了这种超声波检测的基础知识：“我的发明涉及一种用于检测材料中密度或弹性不均匀性的装置。例如，如果铸件内有孔或裂缝，我的装置可以检测到存在的缺陷并确定其位置，即使缺陷完全位于铸件内，也没有任何部分延伸到表面”。

UT工作原理

在超声波测试中，被检查的物体通过超声换能器（亦称超声波传感器）连接到诊断机器。换能器通常通过耦合剂（例如油）或通过水与测试对象分离。当使用电磁声换能器（EMAT）进行超声波测试时，不需要使用耦合剂。

有两种接收超声波形的方法：反射和衰减。在反射（或脉冲回波）模式中，当“声音”被反射回设备时，换能器执行脉冲波的发送和接收。反射的超声来自界面，例如物体的后壁或来自物体内的缺陷。诊断机以信号的形式显示这些结果，其幅度表示反射强度和距离。在衰减（或透射 - 传输）模式中，发射器通过一个表面发送超声波，在穿过介质之后接收器检测在另一个表面上到达它的量。发射器和接收器之间的缺陷或其他条件减少了传输的声音量，从而揭示了它们的存在。使用耦合剂的目的是通过减少由于表面之间分离引起的超声波能量的损失从而提高了工艺效率。

超声波检测原理示意：左：探针将声波发送到测试材料中，有两种指示，一种来自探头的初始脉冲，另一种来自后壁回波。右：缺陷产生第三个指示并同时降低后壁指示的幅度。缺陷的深度由比率D / E p确定

UT 优点

高穿透力，可以检测部件深处的缺陷。灵敏度高，可以检测极小的缺陷。在许多情况下，只需要访问一个表面。在确定内部缺陷的深度和具有平行表面的部件的厚度方面，比其他非破坏性方法具有更高的精度。估计缺陷的大小，方向，形状和性质的一些能力。估计一些具有不同声学特性的部件合金结构的能力对操作或附近人员无害，对附近的设备和材料无影响。能够进行便携式或高度自动化操作。结果很快，在现场可以做出决定。

技术人员使用超声波仪器测试管道和焊缝的缺陷。扫描仪由带磁轮的框架组成，通过弹簧将探头保持与管道接触。潮湿区域是超声波耦合剂，允许声音进入管壁。

UT缺点

手动操作需要经验丰富的技术人员,尤其对于换能器警告某些材料的正常结构，其他试样的可容忍异常（均称为“噪声”）和其中的断层严重到足以损害试样完整性等，这些信号必须由熟练的技术人员区分，还可能需要跟进其他非破坏性测试方法。开发检验程序需要广泛的技术知识。粗糙，形状不规则，非常小或薄或不均匀的部件难以检查。表面必须通过清洁和去除松散的水垢等来制备，尽管不需要去除与表面正确粘合的油漆。除非使用非接触技术，否则需要使用耦合剂来在换能器和被检查部件之间提供超声波能量的有效传递。非接触技术包括激光和电磁声换能器。当使用不含防锈剂的水基耦合剂时，检查的物品必须是防水的。在这些情况下，经常使用具有的防冻液。