世界無損檢測技術的起源與發(fā)展

無損檢測技術是以物理現(xiàn)象為基礎的，回顧一下世界無損檢測技術的起源，都是一種新的物理現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后，隨之進行深入研究并投入應用，一般的規(guī)律往往首先是在醫(yī)學領域、軍工領域應用，然后推廣到工業(yè)領域應用。

下面我們來回顧一下部分無損檢測技術的起源。

射線檢測

1895年11月德國渥茨堡大學教授倫琴（W．K．Rontgen）發(fā)現(xiàn)X射線（倫琴射線），隨后首先在醫(yī)學領域得到應用；

1896年法國貝克勒爾（A．H．Becquerel）發(fā)現(xiàn)放射性和γ射線；

1898年法國居里夫婦（P．Curie與M．）發(fā)現(xiàn)放射性元素鐳和釙，從鈾礦中分離出鐳；

1900年法國維拉爾德（）發(fā)現(xiàn)γ射線，法國海關首次應用X射線檢查物品；

1919年英國盧瑟福用α粒子轟擊氮原子打出質子，首次實現(xiàn)人工核反應，建立起第一個核反應裝置；

1920年前后X射線開始在工業(yè)領域廣泛應用；

1931年美國勞倫斯（E．O．Lawrence）等人建成第一臺回旋加速器；

1933年美國圖夫（M．A．Tuve）建立第一臺靜電加速器；

1938年德國哈恩（OttoHahn）與史特拉斯曼（F．Strassmann）發(fā)現(xiàn)鈾裂變現(xiàn)象，此后人工制造的放射性同位素逐漸進入γ射線檢驗領域；

1940年美國開爾斯特（D．W．Kerst）建造第一臺電子感應加速器；

1946年攜帶式X射線機誕生……

超聲檢測

1830年已經有利用機械裝置人工產生超聲波的實驗（達到24000Hz）；

1877年瑞利（）的《聲學原理》出版，為近代聲學奠定了基礎；

1880年法國居里兄弟（PierreCurie與JacquesCurie）發(fā)現(xiàn)晶體的壓電效應，從而為廣泛應用的壓電換能器打下基礎；

1914-1918年已經開始利用聲波反射的性質探測水下艦艇的研究；

1943年出現(xiàn)商品化脈沖回波式超聲波探傷儀……

2.磁粉檢測

1820年丹麥奧斯特（）發(fā)現(xiàn)導線通電產生磁效應；

1868年英國應用漏磁通探測槍管上的不連續(xù)性；

1876年應用漏磁通探測鋼軌的不連續(xù)性；

1918年美國開創(chuàng)磁粉檢測首例；

1919年德國巴克豪森（H．G．Barkhausen）發(fā)現(xiàn)磁疇；

1930年德國福斯特（Forster）將磁粉檢測正式引入工業(yè)領域；

1933年漏磁檢測技術設想提出；

1947年第一套漏磁檢測系統(tǒng)研制成功……

滲透檢測

1930-1940年代：煤油、“油-白堊法”、有色染料作為滲透劑的滲透檢測方法出現(xiàn)；

1941熒光染料的發(fā)現(xiàn)與應用，采用紫外線輻照顯示，吸收劑-顯像劑應用；

1950出現(xiàn)以煤油與滑油混合物作為熒光液的熒光滲透檢測；

3.渦流檢測

1824年加貝（Gambey）用實驗發(fā)現(xiàn)金屬中有渦電流存在，幾年后法國的佛科（Foucauit）確認了渦電流的存在；

1831年英國的法拉第（Faradey）發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象；

1865年英國的麥克斯韋完成法拉第概念的完整數(shù)學表達式，建立電磁場理論；

1879年美國的休斯（）首先將渦流用于實際金屬材料分選；

1921~1935年渦流探傷儀和渦流測厚儀先后問世；

1930年實現(xiàn)用渦流法檢驗鋼管焊接質量；

50年代初期德國福斯特（Forster）開創(chuàng)現(xiàn)代渦流檢測理論和設備研究新階段，渦流檢測技術開始正式進入實用階段……

4.微波檢測

德國物理學家海因里?！?shù)婪颉ず掌潱℉einrichRudolfHertz）于1888年首先證實了電磁波的存在，用火花振蕩得到了微波信號；

1936年4月美國科學家SouthWorth用直徑為12．5cm青銅管將9cm的電磁波傳輸了260m遠，波導傳輸實驗成功；

微波技術始于20世紀30年代，1948年微波被首次用于工業(yè)材料測試；

1943年第一臺微波雷達制造成功，工作波長在10cm；

1963年美國首先使用微波法成功檢測了“北極星”A3導彈固體火箭發(fā)動機玻璃鋼殼體內部缺陷；

20世紀70年代初期，大功率磁控管研制成功，為微波檢測技術的推廣打下基礎……

世界無損檢測技術的發(fā)展歷史可以大致上以二次世界大戰(zhàn)為重要的轉折點：二戰(zhàn)前已經起步并開始得到少量的初步應用，在二戰(zhàn)期間由于醫(yī)學和軍事的需要得到迅速發(fā)展，在二戰(zhàn)后隨著工業(yè)生產技術的迅猛發(fā)展，特別是近代和現(xiàn)代機械制造、電子技術、計算機技術的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代無損檢測技術已經發(fā)展到了很高的水平。

中國的無損檢測技術實際上從20世紀30年代起就已經開始在一些機械工業(yè)領域中得到少量應用，但是由于歷史的原因，并沒有發(fā)展起來。

中華人民共和國成立后，在20世紀50年代初，首先在軍工領域(特別是航空工業(yè))以及和軍工相關的重工業(yè)領域和科研機構開始注重X射線、磁粉、滲透、超聲等無損檢測技術的應用，其中不少工作是在蘇聯(lián)援華專家指導下進行，當年的一批年輕人加入到了無損檢測技術行業(yè)，成為今天被我們尊稱為我國無損檢測界的“爺爺輩”，他們?yōu)槲覈鵁o損檢測技術的起步和發(fā)展做出了卓越的貢獻。

下面是我國無損檢測技術發(fā)展的部分歷史資料：

超聲檢測：

1951-1954年航空工業(yè)系統(tǒng)(如沈陽飛機制造廠和飛機發(fā)動機制造廠以及相關的研究所)、機械工業(yè)系統(tǒng)的上海綜合實驗所(上海材料研究所前身)、中國科學院長春機電研究所、哈爾濱鍋爐廠、富拉爾基重型機器廠等開始陸續(xù)引進蘇聯(lián)、德國的超聲波探傷儀;

1952年鐵道科學院孫大雨仿制蘇聯(lián)узд-12型超聲波探傷儀成功;

1953年江南造船廠吳繩武燒制鈦酸鋇壓電陶瓷成功;

1954年長春機電研究所笪天錫、吳繩武仿制加拿大超聲波探傷儀成功;

1954-1955年長春機電研究所開辦超聲波探傷技術和儀器調試及試制培訓班;

1957年上海中原無線電廠仿制蘇聯(lián)超聲波探傷儀成功;

1955-1958年江南造船廠仿制出中國第一臺電子管式脈沖回波超聲探傷儀并陸續(xù)有改進型，即“江南I、IB、IC、II、IIB、III型”;

1959年富拉爾基重型機器廠首先制造出超聲探傷試塊;

1960年富拉爾基重型機器廠、上海綜合實驗所已經開始了超聲探頭的研制;

1962年汕頭無線電廠(汕頭超聲波儀器廠前身，現(xiàn)為廣東汕頭超聲電子股份有限公司超聲儀器分公司)以姚錦鐘為首研制成功TS-II工業(yè)用電子管式脈沖回波超聲探傷儀和TS-I醫(yī)用超聲診斷儀，并陸續(xù)研發(fā)系列型號和批量生產投入市場，如CTS-4\5\6\11\12型等;

1962年北京航空材料研究所(現(xiàn)為北京航空材料研究院)陳小泉和北京航空工藝研究所(現(xiàn)為北京航空制造工程研究所)葉xx合作研制出“69型超聲波諧振探傷儀”用于檢查蜂窩結構膠接質量;1962~1965年航空工業(yè)系統(tǒng)的哈爾濱國營偉建機器廠劉毓秀、仲維暢研制出“松花江-III、IV、65-I型聲阻探傷儀”;

1963年哈爾濱國營偉建機器廠劉毓秀研制出“松花江-I型超聲波(諧振)測厚儀”;

1966年哈爾濱國營偉建機器廠劉毓秀、仲維暢研制出“松花江-IX型膠接質量檢查儀”;

1967年多家單位聯(lián)合研制出“聲諧振式膠接強度檢驗儀”;

20世紀60年代初期，國產的金屬膠接質量檢測儀研制成功;

20世紀70年代后期汕頭超聲波儀器廠研制出晶體管式超聲波探傷儀并批量生產投入市場，如CTS-8\8A\8C;

20世紀80年代初期汕頭超聲波儀器廠研制出CTS-21\22型大規(guī)模集成電路晶體管式超聲波探傷儀批量生產投入市場，隨后又研制成功CTS-23\26型等;

1988年5月中國科學院武漢物理數(shù)學研究所的武漢科聲技術公司(后為武漢中科創(chuàng)新技術有限公司)蔣危平主持研制出我國第一臺數(shù)字超聲探傷儀KS-1000型;

20世紀80年代末到90年代初，江蘇幾家單位研制出應用單片機芯片的半模擬、半智能型電子管超聲波探傷儀;

2008年武漢中科創(chuàng)新技術有限公司研發(fā)出國產第一臺具有TOFD功能的數(shù)字式超聲探傷儀HS-800型;

2008年以后，國產超聲相控陣、TOFD等最新技術的超聲檢測儀器相繼面世并投入市場

2011年，浙江大學研制出磁致伸縮導波檢測儀用于管線檢測，深圳市市政設計研究院有限公司研制出磁致伸縮導波檢測儀用于橋梁斜拉索的在役原位檢測……

射線檢測：

1915年山東濟南共合醫(yī)道學堂(齊魯大學前身之一)已經有了國外進口的醫(yī)療診斷用X光機;

抗日戰(zhàn)爭期間，1939年新加坡華僑捐贈了X光機(現(xiàn)陳列在北京宋慶齡故居)，美國志愿航空隊(飛虎隊)也帶來了工業(yè)X光探傷機;

1953年10月上海精密醫(yī)療器械廠試制成功100kV醫(yī)用大型X光機;

1954年上海鍋爐廠引進匈牙利X射線機;

1957年哈爾濱鍋爐廠引進蘇聯(lián)60Coγ射線機;

1959年上海探傷機廠試制成功我國第一臺工業(yè)用X射線探傷機;

1960年丹東射線儀器廠試制成功工業(yè)用X射線探傷機和X射線管;

1963年上海材料研究所張企耀研制成功60Coγ射線探測鑄鐵裝置;

1964年上海鍋爐廠引進英國137Csγ射線檢測裝置;

1966年丹東工業(yè)射線儀器廠仿制蘇聯(lián)200kV工業(yè)X光機成功;

1973-1989年我國X射線機進入仿制國外X射線機并大發(fā)展時期;

20世紀80年代我國已經能夠自行生產60Co、192Ir等γ射線源;

進入21世紀后，國產工業(yè)X射線實時成像檢測系統(tǒng)、加速器、工業(yè)CT(圖像增強器、X射線發(fā)生器等關鍵部件仍為進口)已經有了很大發(fā)展，成為應用較普遍的檢測設備，自行研制的X、γ射線機性能、結構也都有了很大改善并大量投放市場，有了國產中子射線檢測裝置，γ射線源及中子源的生產品種也大大增加……

磁粉檢測

在抗日戰(zhàn)爭時期，由英美援華和愛國華僑捐助，已經引進了磁粉探傷設備，如1939年新加坡華僑帶入英國磁粉探傷儀用于云南修理廠(可能是國內最早的無損檢測應用)，滇緬公路上的愛國華僑汽車維修大隊、美國志愿航空隊(飛虎隊)使用了從國外帶來的便攜式磁粉探傷機，1941年的昆明空軍修理廠已應用磁粉探傷儀，1949年以前，國民黨南京飛機場維修部、上海綜合實驗所已經有美國進口的臺式磁粉探傷機(蓄電池式直流磁粉探傷機);

1949年中華人民共和國成立后，國內利用變壓器(包括交、直流電焊機)作為交流電源的觸棒法磁粉檢測焊縫已經較為普遍，軍工行業(yè)和重型機械行業(yè)在蘇聯(lián)援華專家?guī)椭乱胩K聯(lián)的床式磁粉探傷機，開始將磁粉探傷技術應用于產品檢測;

1957年上海聯(lián)達華光儀器廠(上海探傷機廠前身)楊百林試制成功我國第一臺手提式交直流磁粉探傷機;

1958年上海探傷機廠楊百林試制成功臺式磁粉探傷機;

20世紀60年代我國進入仿制國外磁粉探傷機的時期;

20世紀70年代我國進入磁粉探傷機系列化、半自動化、磁粉檢測輔助器材完善化的時期，并在工業(yè)領域得到廣泛應用;

20世紀80年代初，首先由北京航空材料研究所鄭文儀研制出國產熒光磁粉并迅速在航空工業(yè)得到推廣應用;

20世紀90年代，我國自行研制的半自動化及專用磁粉探傷機得到迅速發(fā)展和廣泛應用;

進入21世紀后，我國自行研制的半自動化、自動化磁粉探傷設備得到迅速發(fā)展，如采用自動爬行器和CCD攝像記錄，此外，配套的輔助器材也都有了很大發(fā)展，如與國際標準相適應的靈敏度試片、標準試塊，黑光燈已經從高壓汞燈發(fā)展到LED黑光燈，還有中空球形彩色磁粉等……

滲透檢測

1949年以前，上海綜合實驗所已經采用煤油為基礎的滲漏檢測(油-白堊法);

1949年中華人民共和國成立后，工業(yè)領域應用的滲透檢測主要是以煤油+滑油或機油為滲透劑載體，軍工行業(yè)和重型機械行業(yè)在蘇聯(lián)援華專家?guī)椭乱胩K聯(lián)的滲透檢測材料，開始將滲透探傷技術應用于產品檢測;

20世紀60年代初，首先在航空工業(yè)開始采用以熒光黃作染料的熒光滲透檢測;

1964年以后國內自行研制的滲透檢測材料投入應用，并以滬東造船廠陳時宗等研制成功的著色滲透劑為代表;

1970年后國產熒光染料YJP-15出現(xiàn)，開始生產自乳化型和后乳化型熒光滲透液;

進入21世紀后，國產滲透檢測材料的質量、靈敏度有了很大提高，適用于各種特殊行業(yè)、材料的滲透劑也發(fā)展迅速，如用于核工業(yè)、航空航天工業(yè)、天然氣運輸容器等，以及與國際標準相適應的靈敏度試片、標準試塊……

渦流檢測

1960年國內多個單位開始了渦流檢測技術的研究;

1962~1964年航空工業(yè)系統(tǒng)的南京金城機械廠岳允斌研制出渦流導電儀;

1963年上海材料研究所王務同研制出我國首臺渦流檢測裝置;

1966年北京航空材料研究所陳小泉研制出6442型便攜式渦流探傷儀;

1993年愛德森(廈門)電子有限公司研制出亞洲首臺全數(shù)字式渦流檢測儀;

進入21世紀后，如陣列渦流檢測技術、脈沖渦流檢測技術、遠場渦流檢測技術、三維電磁場成像技術等最新渦流檢測技術的商品化國產儀器陸續(xù)面世……

聲發(fā)射檢測

20世紀60年代末70年代初中國科學院沈陽金屬研究所首先開始聲發(fā)射技術的研究與應用并研制了我國第一臺單通道聲發(fā)射儀器以后，發(fā)展到今天的國產聲發(fā)射系統(tǒng)已經能達到200通道……

其他

1953年10月出版湯良知編著的《現(xiàn)代放射學基礎》可能是我國第一部射線檢測專著;

1955年10月出版朱定翻譯的《焊接接頭的質量檢驗》;

1957年7月出版龔再仲、廖少葆編著的《工業(yè)X射線探傷基礎》;

1957年12月出版于在茲編的《工業(yè)無損探傷法》(磁粉、射線、超聲)，可能是我國第一本無損探傷專著;

1959年6月出版杜連耀、應崇福翻譯的《超聲工程[美]克洛福德著》;

1963年在河北省北戴河舉辦了全國第一次無損探傷技術學習班;一批物理專業(yè)畢業(yè)的大學生開始進入無損檢測技術界，成為我國無損檢測技術發(fā)展歷史中的骨干力量;

1964年上海鍋爐廠開始應用氦質譜儀檢漏;

1964年4月第一機械工業(yè)部舉行了首次全國無損探傷會議;

1977年丹東儀表研究所創(chuàng)刊《無損檢測》-后改名《無損檢測技術》-再改名《檢測與評價》-最終定名《無損探傷》作為遼寧省無損檢測學會會刊;

1978年11月中國機械工程學會無損檢測學會成立;

1978年上海材料所增開《理化檢驗通訊-無損檢測》，1979年創(chuàng)刊《無損檢測》作為中國機械工程學會無損檢測分會會刊;

1980年南昌航空工業(yè)學院首創(chuàng)開辦無損檢測本科專業(yè)(1982年招收第一屆)，隨后開辦了無損檢測干部?？?1987年招收第一屆)、函授大專(1987年招收第一屆)、專業(yè)證書班(1989年招收第一屆);

1981年首屆射線檢測II級人員培訓與資格鑒定班在南昌航空工業(yè)學院舉辦;

1982年首屆超聲檢測II級人員培訓與資格鑒定班在北京重型電機廠舉辦;

1985年昆明師范專科首創(chuàng)開辦無損檢測成人大專(2年制，只辦了一屆)……

20世紀80-90年代可以說是我國無損檢測技術專著出版的巔峰時期……

【注：我國無損檢測技術發(fā)展史料可參見中國機械工程學會無損檢測分會編輯的《中國無損檢測年鑒》以及《無損檢測》雜志2011年增刊“中國的無損探傷始于何時、何地、何人?(作者：仲維暢)”?！?/p>

中華人民共和國成立后的無損檢測技術發(fā)展大體上可以分為四個階段：

第一階段：20世紀50年代，中華人民共和國成立后的起步階段，主要在軍工領域(特別是航空工業(yè)系統(tǒng))以及和軍工相關的重工業(yè)領域和科研機構開始X射線、磁粉、滲透、超聲等常規(guī)無損檢測技術的應用;

第二階段：20世紀60年代，我國無損檢測技術在機械工業(yè)領域開始推廣應用，國產無損檢測設備與器材陸續(xù)研制成功并投入應用，除了常規(guī)無損檢測技術的應用外，也開始了新型無損檢測技術的研究與應用;

第三階段：20世紀70年代，無損檢測技術在我國工業(yè)領域開始普遍應用，從事無損檢測技術工作的人員快速增加;

第四階段：20世紀80年代以后，隨著中國大陸經濟改革開放形勢不斷深入發(fā)展，特別是中國加入WTO以后，與國際接軌越來越緊密，中國大陸的無損檢測技術進入了全盛發(fā)展時期，80年代末期中國無損檢測學會加入了國際無損檢測委員會，中國在國際無損檢測界的地位、知名度越來越高，在世界上扮演越來越重要的角色。

我國無損檢測人員的培訓考核已經形成了比較規(guī)范的系統(tǒng)模式，我國在電磁、渦流檢測方面的技術水平已經達到了一個較高的階段，有些方面可以說已經達到了世界先進水平，在超聲、射線、磁粉、滲透等檢測領域與世界先進國家的差距也已經大大縮小，在無損檢測基本理論研究、無損檢測設備的研制和生產在不少方面也都接近和達到世界先進水平，成為公認的NDT大國，并且正在向NDT強國發(fā)展。