锅炉无损检测技术的发展趋势
摘 要：电站和工厂生产用的锅炉由于长期处于高温、高压、高
速、高负荷的工作状态下，极易损坏从而导致安全事故发生。为此
在锅炉的设计、制造、安装、使用和维修过程中应对其进行无损检
测，保证其处于安全生产的环境中，不仅能增加锅炉的使用寿命还
能有效减少意外事故的发生概率。文章将回顾几种传统的无损检测
技术，并通过分析几种新兴的锅炉无损检测技术预测其发展趋势。
关键词：无损检测；锅炉；发展趋势
1 锅炉的无损检测
1.1 无损检测
无损检测技术即在不影响被检测材料的前提下对其外部和内部
的完整性进行检测的手段，它通过外加条件（热、声、光、电、磁
等）显示出材料外部和内部结构的缺陷和异常上的特殊变化来检测
结构缺陷和异常的存在及危害程度。
无损检测的存在是为了检测在仪器在设计、制造、实验过程中存
在的结构缺陷与异常等情况，从而完善仪器制造工艺；定量掌控材
料缺陷与其强度的关系，评价材料的最大负荷量以及使用寿命。仪
器的结构的完整性是与其设计方案、制造工艺、使用材料有关的。
无损检测本身并不是一种生产技术，但它能给一个国家带来十分
明显的经济效益，甚至有人说现代工业是建立在无损简检测基础上
的发展起来的。据资料显示，产品经过无损检测后的增值率为火箭
20%、原子能产品12%-18%、机械产品5%，成果显著，因此无损检
测技术水平可以作为反映一个国家的工业技术水平的指标之一。前
美国总统里根曾说过没有无损检测技术就没有美国的现代工业，由
此可见无损检测技术对一个国家，尤其是工业国家的重要性。
1.2 传统的锅炉无损检测技术
无损检测技术的作用机理是物质的各种物理性质在与其他物质
相互作用时产生物理变化。无损检测技术发展迅速、种类繁多，目
前被广泛运用于实际生产的无损检测技术就有六十多种，并且其数
量将随着科学技术以及工业生产水平的提高而快速增加。传统的无
损检测方法有：超声检测ultrasonic testing（缩写 ut）；射线检
测 radiographic testing（缩写 rt）；磁粉检测 magnetic
particle testing（缩写 mt）；渗透检测 penetrant testing （缩
写 pt）；涡流检测 eddy current testing（缩写 et）。
1.2.1 超声检测
超声波是弹性介质中机械振动源声波产生的机械振动波，指频率
范围在2khz到25mhz之间，以应力波形式传递能力。超声波穿透
力极强，一般利用其能穿透物质内部的产生传播特性，如衰减、反
射、折射、衍射、散射、谐振以及声速的变化，来监测被测物的尺
寸大小、结构内外部缺陷以及变化等等，是运用最广泛的一种无损
检测技术。
1.2.2 射线检测
射线检测的原理是不同射线对材料的投射性以及不同各种材料
对射线的反应差异，将检测材料的异常和缺陷通过底片感光成黑度
不一样的图像显示出来。
常用的射线检测有x射线、γ射线、中子射线、电子射线等。当
射线穿过被检件时，有结构异常的位置（如杂质、气孔等）与无异
常的位置对射线的吸收力是不同的，多数情况下构件异常部位的射
线强度高于无异常部位。
1.2.3 磁粉检测
磁粉检测技术作为一种能够显示被检件结构外部缺陷的无损检
测方法，被频繁运用于棒料、钢胚等仪器制造原材料的缺陷检测，
但铝和铜制品除外。
磁粉检测法运用的就是被检件的泄漏磁通，即因构件结构存在的
缺陷导致被磁化的被检件内磁通畸变，造成磁场的某一部分从不连
续处泄漏或重新进入被检件。被检件因为泄漏磁通的存在，会在构
件表面吸附微小粒状磁性物质形成与被检件不连续轮廓相对应的
指示。通过磁粉检测，在原材料冶炼、制造、加工工艺中产生的不
连续材料都能有效地被检测出来，从而减少了原材料生产的浪费，
提高每道工序的生产效率。
1.2.4 渗透检测
渗透检测作为一种物理化学无损检测技术，可以通过液体渗漏到
被检件内部深层来判定构件的不连续性，它能快速、高效、经济地
检出构件表面的裂痕、气孔、杂质以及其他缺陷。但渗透检测具有
一定的缺陷，它没法确定裂痕的深度，会对一起的使用造成误导，
不适合精密仪器的无损检测。
1.2.5 涡流检测
涡流检测的工作原理即通过检测被检件内感生涡流的变化评价
导电材料的性能以及不连续性等缺陷，但由于涡流检测存在趋肤效
应导致只能检测导电材料结构的外部缺陷。涡流检测因其操作简
单、无耦合剂、检测高速、自动化等特点，被频繁运用于棒、管和
线材等零部件的无损检测。
2 锅炉无损检测技术的发展趋势
这几年随着光学技术和声学技术的进步，像红外热波无损检测、
超声衍射时差检测等兴起的检测技术得到了发展。目前新增的无损
检测技术主要有一下几种：红外热波无损检测、超声红外热波无损
检测、激光全息无损检测、超声相控阵检测技术、低频电磁检测技
术、超声导波检测技术、内置旋转式超声波定量检测技术（iris）、
超声衍射时差法（tofd）。本文主要介绍红外热波无损检测和超声
红外热波无损检测。
2.1 红外热波无损检测
目前红外技术已经发展可以监测到有效的射线温度变化，尤其是
红外热像仪在夜视、远程感应、非接触检测上有着重要意义，而最
近出现的热波无损检测作为红外技术的一种也被广泛使用。
热波是介质被加热后其内部的热传递以及温度分布所形成的波。
比起常规热像仪停留在反映被检件的表面温度变化，从全新视角出
发的热波理论是将能描述被检件内部的温度变化。与常规热录像仪
不同，热波无损检测主动采用加热技术对检测件内部的缺陷和异常
进行热激励，受到热激励的构建内部分布的不均匀性将会通过温度
变化和分布信号在被检件表面显示出来。在被检件受到热激励后，
热波将会在其内部进行不均匀传播，缺陷处的热波将会产生散射和
反射等现象。
2.2 超声红外热波无损检测
超声红外热波无损检测（也叫热超声无损检测）是一种运用前景
广泛的新兴检测技术，它是针对被检件的材料性质、设计结构、缺
陷类型以及特定的检测条件，设计不同特性的热源（如电磁、热风、
超声波、高能闪光灯等）对被检件进行热激励。超声红外热波是利
用超声波进行热激励，被检件内部的缺陷区域会吸收耦合超声能量
来产生热，最后利用红外热像仪得到被检件表面温度的变化。这项
检测技术主要被用于裂纹和脱粘的检测，当材料结构外部存在闭合
裂纹时超声红外热波无损检测十分敏感，且具有无污染、检测快等
优点。
3 结束语
电站和工厂所使用的锅炉由于长期处于高温高压疲劳工作状态
下，因此其运行过程存在较大的安全隐患，对其进行有效合理的无
损检测不仅能保证其正常运行还能减少安全事故的发生概率，因此
对锅炉的无损检测是十分必要的。在锅炉的无损检验中，应根据严
格的规程和标准要求来运用各种无损检测手段，使得无损检测的操
作合理化、结果准确化。随着科技和工业水平的发展，传统的无损
检测技术已经不能满足越来越严苛的部件生产需求和质量要求，种
类多样、形式丰富的无损检测技术开始兴起。从近些年出现的红外
热波无损检测技术、超声红外热波无损检测技术、激光全息无损检
测技术、超声相控阵检测技术、低频电磁检测技术等可以看出，无
损检测正在朝检测精细化、高效化和智能化转变，检测和评价标准
也日益丰富和完善，这将对仪器制造工业的发展有很大的促进作
用。
参考文献
[1]李正华.工业锅炉检验[z].北京：中国锅炉压力容器安全杂志
社，2000.
作者简介：王滔（1979-），男，汉族，宁夏银川人，工作单位：
宁夏回族自治区锅炉压力容器检验所，从事锅炉压力容器检验、焊
接、无损工作。