世界無損檢測技術(shù)的起源與發(fā)展

無損檢測技術(shù)是以物理現(xiàn)象為基礎(chǔ)的，回顧一下世界無損檢測技術(shù)的起源，都是一種新的物理現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后，隨之進(jìn)行深入研究并投入應(yīng)用，一般的規(guī)律往往首先是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、軍工領(lǐng)域應(yīng)用，然后推廣到工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。

下面我們來回顧一下部分無損檢測技術(shù)的起源。

射線檢測

1895年11月德國渥茨堡大學(xué)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(xué)領(lǐng)域得到應(yīng)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(guān)首次應(yīng)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(zhì)子，首次實(shí)現(xiàn)人工核反應(yīng)，建立起第一個(gè)核反應(yīng)裝置；

1920年前后X射線開始在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)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(jìn)入γ射線檢驗(yàn)領(lǐng)域；

1940年美國開爾斯特（D．W．Kerst）建造第一臺電子感應(yīng)加速器；

1946年攜帶式X射線機(jī)誕生……

超聲檢測

1830年已經(jīng)有利用機(jī)械裝置人工產(chǎn)生超聲波的實(shí)驗(yàn)（達(dá)到24000Hz）；

1877年瑞利（）的《聲學(xué)原理》出版，為近代聲學(xué)奠定了基礎(chǔ)；

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

1914-1918年已經(jīng)開始利用聲波反射的性質(zhì)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(dǎo)線通電產(chǎn)生磁效應(yīng)；

1868年英國應(yīng)用漏磁通探測槍管上的不連續(xù)性；

1876年應(yīng)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(lǐng)域；

1933年漏磁檢測技術(shù)設(shè)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(yīng)用，采用紫外線輻照顯示，吸收劑-顯像劑應(yīng)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)金屬中有渦電流存在，幾年后法國的佛科（Foucauit）確認(rèn)了渦電流的存在；

1831年英國的法拉第（Faradey）發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)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(xué)表達(dá)式，建立電磁場理論；

1879年美國的休斯（）首先將渦流用于實(shí)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(shí)現(xiàn)用渦流法檢驗(yàn)鋼管焊接質(zhì)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(shè)備研究新階段，渦流檢測技術(shù)開始正式進(jìn)入實(shí)用階段……

4.微波檢測

德國物理學(xué)家海因里?！?shù)婪颉ず掌潱℉einrichRudolfHertz）于1888年首先證實(shí)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(xué)家SouthWorth用直徑為12．5cm青銅管將9cm的電磁波傳輸了260m遠(yuǎn)，波導(dǎo)傳輸實(shí)驗(yàn)成功；

微波技術(shù)始于20世紀(jì)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(dá)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(dǎo)彈固體火箭發(fā)動機(jī)玻璃鋼殼體內(nèi)部缺陷；

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

世界無損檢測技術(shù)的發(fā)展歷史可以大致上以二次世界大戰(zhàn)為重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)：二戰(zhàn)前已經(jīng)起步并開始得到少量的初步應(yīng)用，在二戰(zhàn)期間由于醫(yī)學(xué)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(chǎn)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是近代和現(xiàn)代機(jī)械制造、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代無損檢測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了很高的水平。

中國的無損檢測技術(shù)實(shí)際上從20世紀(jì)30年代起就已經(jīng)開始在一些機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域中得到少量應(yīng)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(jì)50年代初，首先在軍工領(lǐng)域(特別是航空工業(yè))以及和軍工相關(guān)的重工業(yè)領(lǐng)域和科研機(jī)構(gòu)開始注重X射線、磁粉、滲透、超聲等無損檢測技術(shù)的應(yīng)用，其中不少工作是在蘇聯(lián)援華專家指導(dǎo)下進(jìn)行，當(dāng)年的一批年輕人加入到了無損檢測技術(shù)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(shù)的起步和發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。

下面是我國無損檢測技術(shù)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(jī)制造廠和飛機(jī)發(fā)動機(jī)制造廠以及相關(guān)的研究所)、機(jī)械工業(yè)系統(tǒng)的上海綜合實(shí)驗(yàn)所(上海材料研究所前身)、中國科學(xué)院長春機(jī)電研究所、哈爾濱鍋爐廠、富拉爾基重型機(jī)器廠等開始陸續(xù)引進(jìn)蘇聯(lián)、德國的超聲波探傷儀;

1952年鐵道科學(xué)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(jī)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(jī)電研究所開辦超聲波探傷技術(shù)和儀器調(diào)試及試制培訓(xùn)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(jìn)型，即“江南I、IB、IC、II、IIB、III型”;

1959年富拉爾基重型機(jī)器廠首先制造出超聲探傷試塊;

1960年富拉爾基重型機(jī)器廠、上海綜合實(shí)驗(yàn)所已經(jīng)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(chǎn)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(jié)構(gòu)膠接質(zhì)量;1962~1965年航空工業(yè)系統(tǒng)的哈爾濱國營偉建機(jī)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(jī)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(jī)器廠劉毓秀、仲維暢研制出“松花江-IX型膠接質(zhì)量檢查儀”;

1967年多家單位聯(lián)合研制出“聲諧振式膠接強(qiáng)度檢驗(yàn)儀”;

20世紀(jì)60年代初期，國產(chǎn)的金屬膠接質(zhì)量檢測儀研制成功;

20世紀(jì)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(chǎn)投入市場，如CTS-8\8A\8C;

20世紀(jì)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(chǎn)投入市場，隨后又研制成功CTS-23\26型等;

1988年5月中國科學(xué)院武漢物理數(shù)學(xué)研究所的武漢科聲技術(shù)公司(后為武漢中科創(chuàng)新技術(shù)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(jì)80年代末到90年代初，江蘇幾家單位研制出應(yīng)用單片機(jī)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(shù)有限公司研發(fā)出國產(chǎn)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(chǎn)超聲相控陣、TOFD等最新技術(shù)的超聲檢測儀器相繼面世并投入市場

2011年，浙江大學(xué)研制出磁致伸縮導(dǎo)波檢測儀用于管線檢測，深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司研制出磁致伸縮導(dǎo)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(jì)南共合醫(yī)道學(xué)堂(齊魯大學(xué)前身之一)已經(jīng)有了國外進(jìn)口的醫(yī)療診斷用X光機(jī);

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

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(jī);

1954年上海鍋爐廠引進(jìn)匈牙利X射線機(jī);

1957年哈爾濱鍋爐廠引進(jìn)蘇聯(lián)60Coγ射線機(jī);

1959年上海探傷機(jī)廠試制成功我國第一臺工業(yè)用X射線探傷機(jī);

1960年丹東射線儀器廠試制成功工業(yè)用X射線探傷機(jī)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(jìn)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(jī)成功;

1973-1989年我國X射線機(jī)進(jìn)入仿制國外X射線機(jī)并大發(fā)展時(shí)期;

20世紀(jì)80年代我國已經(jīng)能夠自行生產(chǎn)60Co、192Ir等γ射線源;

進(jìn)入21世紀(jì)后，國產(chǎn)工業(yè)X射線實(shí)時(shí)成像檢測系統(tǒng)、加速器、工業(yè)CT(圖像增強(qiáng)器、X射線發(fā)生器等關(guān)鍵部件仍為進(jìn)口)已經(jīng)有了很大發(fā)展，成為應(yīng)用較普遍的檢測設(shè)備，自行研制的X、γ射線機(jī)性能、結(jié)構(gòu)也都有了很大改善并大量投放市場，有了國產(chǎn)中子射線檢測裝置，γ射線源及中子源的生產(chǎn)品種也大大增加……

磁粉檢測

在抗日戰(zhàn)爭時(shí)期，由英美援華和愛國華僑捐助，已經(jīng)引進(jìn)了磁粉探傷設(shè)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(nèi)最早的無損檢測應(yīng)用)，滇緬公路上的愛國華僑汽車維修大隊(duì)、美國志愿航空隊(duì)(飛虎隊(duì))使用了從國外帶來的便攜式磁粉探傷機(jī)，1941年的昆明空軍修理廠已應(yīng)用磁粉探傷儀，1949年以前，國民黨南京飛機(jī)場維修部、上海綜合實(shí)驗(yàn)所已經(jīng)有美國進(jìn)口的臺式磁粉探傷機(jī)(蓄電池式直流磁粉探傷機(jī));

1949年中華人民共和國成立后，國內(nèi)利用變壓器(包括交、直流電焊機(jī))作為交流電源的觸棒法磁粉檢測焊縫已經(jīng)較為普遍，軍工行業(yè)和重型機(jī)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(jī)，開始將磁粉探傷技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品檢測;

1957年上海聯(lián)達(dá)華光儀器廠(上海探傷機(jī)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(jī);

1958年上海探傷機(jī)廠楊百林試制成功臺式磁粉探傷機(jī);

20世紀(jì)60年代我國進(jìn)入仿制國外磁粉探傷機(jī)的時(shí)期;

20世紀(jì)70年代我國進(jìn)入磁粉探傷機(jī)系列化、半自動化、磁粉檢測輔助器材完善化的時(shí)期，并在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用;

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

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

進(jìn)入21世紀(jì)后，我國自行研制的半自動化、自動化磁粉探傷設(shè)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(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)的靈敏度試片、標(biāo)準(zhǔn)試塊，黑光燈已經(jīng)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(shí)驗(yàn)所已經(jīng)采用煤油為基礎(chǔ)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(lǐng)域應(yīng)用的滲透檢測主要是以煤油+滑油或機(jī)油為滲透劑載體，軍工行業(yè)和重型機(jī)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(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品檢測;

20世紀(jì)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(nèi)自行研制的滲透檢測材料投入應(yīng)用，并以滬東造船廠陳時(shí)宗等研制成功的著色滲透劑為代表;

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

進(jìn)入21世紀(jì)后，國產(chǎn)滲透檢測材料的質(zhì)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(yùn)輸容器等，以及與國際標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)的靈敏度試片、標(biāo)準(zhǔn)試塊……

渦流檢測

1960年國內(nèi)多個(gè)單位開始了渦流檢測技術(shù)的研究;

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

1963年上海材料研究所王務(wù)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(jìn)入21世紀(jì)后，如陣列渦流檢測技術(shù)、脈沖渦流檢測技術(shù)、遠(yuǎn)場渦流檢測技術(shù)、三維電磁場成像技術(shù)等最新渦流檢測技術(shù)的商品化國產(chǎn)儀器陸續(xù)面世……

聲發(fā)射檢測

20世紀(jì)60年代末70年代初中國科學(xué)院沈陽金屬研究所首先開始聲發(fā)射技術(shù)的研究與應(yīng)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(chǎn)聲發(fā)射系統(tǒng)已經(jīng)能達(dá)到200通道……

其他

1953年10月出版湯良知編著的《現(xiàn)代放射學(xué)基礎(chǔ)》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(zhì)量檢驗(yàn)》;

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(chǔ)》;

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(yīng)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(shù)學(xué)習(xí)班;一批物理專業(yè)畢業(yè)的大學(xué)生開始進(jìn)入無損檢測技術(shù)界，成為我國無損檢測技術(shù)發(fā)展歷史中的骨干力量;

1964年上海鍋爐廠開始應(yīng)用氦質(zhì)譜儀檢漏;

1964年4月第一機(jī)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(shù)》-再改名《檢測與評價(jià)》-最終定名《無損探傷》作為遼寧省無損檢測學(xué)會會刊;

1978年11月中國機(jī)械工程學(xué)會無損檢測學(xué)會成立;

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

1980年南昌航空工業(yè)學(xué)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(xùn)與資格鑒定班在南昌航空工業(yè)學(xué)院舉辦;

1982年首屆超聲檢測II級人員培訓(xùn)與資格鑒定班在北京重型電機(jī)廠舉辦;

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

20世紀(jì)80-90年代可以說是我國無損檢測技術(shù)專著出版的巔峰時(shí)期……

【注：我國無損檢測技術(shù)發(fā)展史料可參見中國機(jī)械工程學(xué)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(shí)、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(shù)發(fā)展大體上可以分為四個(gè)階段：

第一階段：20世紀(jì)50年代，中華人民共和國成立后的起步階段，主要在軍工領(lǐng)域(特別是航空工業(yè)系統(tǒng))以及和軍工相關(guān)的重工業(yè)領(lǐng)域和科研機(jī)構(gòu)開始X射線、磁粉、滲透、超聲等常規(guī)無損檢測技術(shù)的應(yīng)用;

第二階段：20世紀(jì)60年代，我國無損檢測技術(shù)在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域開始推廣應(yīng)用，國產(chǎn)無損檢測設(shè)備與器材陸續(xù)研制成功并投入應(yīng)用，除了常規(guī)無損檢測技術(shù)的應(yīng)用外，也開始了新型無損檢測技術(shù)的研究與應(yīng)用;

第三階段：20世紀(jì)70年代，無損檢測技術(shù)在我國工業(yè)領(lǐng)域開始普遍應(yīng)用，從事無損檢測技術(shù)工作的人員快速增加;

第四階段：20世紀(jì)80年代以后，隨著中國大陸經(jīng)濟(jì)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(shù)進(jìn)入了全盛發(fā)展時(shí)期，80年代末期中國無損檢測學(xué)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(xùn)考核已經(jīng)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(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)較高的階段，有些方面可以說已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，在超聲、射線、磁粉、滲透等檢測領(lǐng)域與世界先進(jìn)國家的差距也已經(jīng)大大縮小，在無損檢測基本理論研究、無損檢測設(shè)備的研制和生產(chǎn)在不少方面也都接近和達(dá)到世界先進(jìn)水平，成為公認(rèn)的NDT大國，并且正在向NDT強(qiáng)國發(fā)展。