無損檢測的概述課案

1、第一章無損檢測概述1.1無損檢測目的1.2無損檢測范圍1.3 常用的無損檢測辦法射線檢測（ RT）滲透檢測（ PT）磁粉檢測（ MT ）超聲檢測（ UT ）渦流檢測（ ET ）第一章 無損檢測概述無損檢測是指在不損傷和破壞材料、 機器和結(jié)構(gòu)物的情況下， 對 它們的物理性質(zhì)、 機械性能以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等進行檢測的一種方法， 是 探測其內(nèi)部或外表的缺陷 （傷痕 ）的現(xiàn)代檢驗技術(shù)。所以，無損檢測技 術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進技術(shù)進步不可缺少的手段。 1.1無損檢測的目的：（1）確保工件或設(shè)備質(zhì)量，保證設(shè)備安全運行用無損檢測來保證產(chǎn)品質(zhì)量， 使之在規(guī)定的使用條件下， 在預(yù)期 的使用壽命內(nèi)， 產(chǎn)品的部分或整體都

2、不會發(fā)生破損， 從而防止設(shè)備和 人身事故。這就是無損檢測最重要的目的之一。（ 2）改進制造工藝 無損檢測不僅要把工件中的缺陷檢測出來， 而且應(yīng)該幫助其改進 制造工藝。例如，焊接某種壓力容器，為了確定焊接規(guī)范，可以根據(jù) 預(yù)定的焊接規(guī)范制成試樣， 然后用射線照相檢查試樣焊縫， 隨后根據(jù) 檢測結(jié)果，修正焊接規(guī)范，最后確定能夠達到質(zhì)量要求的焊接規(guī)范。 （3）降低制造成本通過無損檢測可以達到降低制造成本的目的。 例如，焊接某容器， 不是把整個容器焊完后才無損檢測， 而是在焊接完工前的中間工序先 進行無損檢測，提前發(fā)現(xiàn)不合格的缺陷，及時進行修補。這樣就可以 避免在容器焊完后， 由于出現(xiàn)缺陷而整個容器不合格

3、， 從而節(jié)約了原 材料和工時費，達到降低制造成本的目的。1.2無損檢測的范圍（1）組合件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或內(nèi)部組成情況的檢查（2）材料、鑄鍛件和焊中缺陷縫的檢查a、質(zhì)量評定b、壽命評定（3）材料和機器的計量檢測 通過定量的測定材料和機器的變形量或腐蝕量來確定能不能繼 續(xù)使用。例如， 用超聲波測厚儀來測定容器的腐蝕量，通過射線照相 來測定原子反應(yīng)堆用過的燃料棒的變形量、 噴氣發(fā)動機葉片的變形量4）材質(zhì)的無損檢測無損檢測可以用來驗證材料品種是否正確，是否按規(guī)定進行處 理，例如，可采用電磁感應(yīng)法來進行材質(zhì)混料的分選和材料熱處理狀 態(tài)的判別。（5）表面處理層的厚度測定確定各種表面層的深度和厚度。 例如，用電

4、磁感應(yīng)檢測法可以測 定滲碳淬火層的深度和鍍層的厚度。（6）應(yīng)變測試1.3常用的無損檢測辦法射線檢測 （RT）射線檢測（探傷）有X射線、丫射線和中子射線等檢測方法。它是利 用各種射線源對材料的透射性能及不同材料的射線的衰減程度的不 同，使底片感光成黑度不同的圖像來觀察的。 射線檢測用來檢測產(chǎn)品 的氣孔、夾渣、 鑄造孔洞等立體缺陷。當裂紋方向與射線平行時就能 被檢查出來。1、 基本原理利用射線通過物質(zhì)時的衰減規(guī)律， 即當射線通過物質(zhì)時， 由于射 線與物質(zhì)的相互作用發(fā)生吸收和散射而衰減。 其衰減程度， 則根據(jù)其 被通過部位的材質(zhì)、厚度和存在缺陷的性質(zhì)不同而異。2、 應(yīng)用優(yōu)點是檢測結(jié)果可作為檔案資料長

5、期保存， 檢測圖像較直觀， 對缺點是當裂紋面與射線近于用的無損檢測技術(shù)相比，對微小直時就很難檢查出來，/鉛光欄豐有一定的檢測靈敏度，但與其它常紋的檢測靈敏度較低，并且生產(chǎn)成對工件中平本咼于其它無損檢測技術(shù)，其檢:驗周期也較其它無損檢測技術(shù)長， 并且射線對人體有害，術(shù)要有防護設(shè)3、主要方法r 1照相法O熒光屏/機械傳動裝置鉛玻反射鏡觀察者熒光屏觀察法檢測示意圖熒光屏直接觀察法川 iniiiiiiih LA J 2j一械透照試件圧射線感光膠片;3氣禮（抉陷川-夾潘【缺陷）圖1. 3投影式放大照相原理試件膠片位氏膠片位!1圖L 2射線廂相原理示意圖缺陷尺寸和性質(zhì)判斷比較容易滲透檢測（ PT） 液體滲

6、透檢測是種檢查工件或材料表面缺陷的種方法， 它不 受材料磁性的限制， 比磁粉探傷的應(yīng)用范圍更加廣泛。 應(yīng)用于各種金 屬、非金屬、磁性、非磁性材料及零件的表面缺陷的檢查。可以說， 除表面多孔性材料以外， 幾乎一切材料的表面開口缺陷都可以應(yīng)用此 方法獲得滿意的檢測結(jié)果。1、基本原理 利用黃綠色的熒光滲透液或紅色的著色滲透液對窄狹縫隙良好 的滲透性，經(jīng)過滲透清洗、顯示處理以后顯示放大了的探傷顯示痕跡， 用目視法來觀察，對缺陷的性質(zhì)和尺寸做出適當?shù)脑u價。2、應(yīng)用 優(yōu)點是應(yīng)用廣泛，原理簡明易懂，檢查經(jīng)濟，設(shè)備簡單，顯示缺 陷直觀，并可以同時顯示各個不同方向的各類缺陷。對大型工件和不規(guī)則零件的檢查以及現(xiàn)場

7、機件的搶修檢查， 更能顯示 其特殊的優(yōu)點。但滲透探傷對埋藏于表皮層以下的缺陷是無能為力 的。缺點是只能檢查開口暴露于表面的缺陷， 另外還有操作工序繁雜清洙烘T后的工杵由于液體的潤濕作用和毛細現(xiàn)象，滲透液便滲入工件表面缺陷中 第二步：將工件缺陷以外的多余滲透液清洗干凈:J第三步：涂一層親和吸附力很強的白色顯像劑， 將滲入裂縫中的滲透液吸出來P第四步：在白色涂層上顯示出缺陷的形狀和位置的鮮明圖案,紫外上磁粉檢測（ MT）1、基本原理當材料或工件被磁化后， 若在工件表面或近表面存在裂紋、 冷隔 等缺陷，便會在該處形成一漏磁場。此漏磁場將吸引、聚集檢測過程 中施加的磁粉，而形成缺陷顯示。因此，磁粉檢測

8、首先是對被檢工件加外磁場進行磁化 .外加磁場的獲得一般有兩種方法：一種是由可以產(chǎn)生大電流 （幾百安培至上萬安培 ）的磁力探傷機直 接給被檢工件通大電流而產(chǎn)生磁場；另一種是把被檢工件放在螺旋管線圈產(chǎn)生的磁場中，或是放在電 磁鐵產(chǎn)生的磁場中使工件磁化。 工件被磁化后， 在工件表面上均勻噴 灑微顆粒的磁粉（磁粉平均粒度為510口），一般用四氧化三鐵或三 氧化二鐵作為磁粉。如果被檢工件沒有缺陷， 則磁粉在工件表面均勻分布。 當工件上 有缺陷時，由于缺陷 （如裂紋、氣孔、非金屬夾雜物等 ）內(nèi)含有空氣或 非金屬，其磁導(dǎo)率遠遠小于工件的磁導(dǎo)率；由于磁阻的變化，位于工 件表面或近表面的缺陷處產(chǎn)生漏磁場，形成一

9、個小磁極，如圖 3.1 所 示。磁粉將被小磁極所吸引， 缺陷處由于堆積比較多的磁粉而被顯示 出來，形成肉眼可以看到的缺陷圖像。為了使磁粉圖像便于觀察， 可以采用與被檢工件表面有較大反襯 顏色的磁粉。常用的磁粉有黑色、 紅色和白色。為了提高檢測靈敏度， 還可以采用熒光磁粉， 在紫外線照射下使之更容易觀察到工件中缺陷 的存在。2、應(yīng)用用于檢測鐵磁性材料和工件 （包括鐵、鎳、鉆等 ）表面上或近表面 的裂紋以及其它缺陷。對表面缺陷最靈敏， 對表面以下的缺陷隨埋藏深度的增加檢測靈 敏度迅速下降。采用磁粉檢測方法檢測磁性材料的表面缺陷， 比采用超聲波或射 線檢測的靈敏度高，而且操作簡便、結(jié)果可靠、價格便宜

10、。因此它被 廣泛用于磁性材料表面和近表面缺陷的檢測。對于非磁性材料如有色金屬、 奧氏體不銹鋼、 非金屬材料等不能 采用磁粉檢測方法。但當鐵磁性材料上的非磁性涂層厚度不超過50卩m 時，對磁粉檢測的靈敏度影響很小。3、方法 a濕法磁懸液應(yīng)采用軟管澆淋或浸漬法施加于試件， 使整個被檢表面被 完全覆蓋。采用連續(xù)法時， 磁化電流應(yīng)在施加磁懸液之前或從磁懸液中取出之前接通（如果檢測采用浸漬法），并保持1/51/2 s，直至試件被磁懸液覆蓋，磁懸液覆蓋膜足以產(chǎn)生良好的磁痕。采用剩磁法時，試件應(yīng)通過施加電流至少 1/5s 的方法來磁化。 此后，切斷磁化電流，采用軟管澆淋或浸漬法施加磁懸液。對于浸漬法，試件應(yīng)

11、仔細地從磁懸液中取出，以免沖掉磁痕。對 于剩磁熒光磁粉檢驗法， 如覺得有必要保證缺陷的磁痕有效， 則試件 可放在用于制備磁懸液的載液中仔細清洗。b、干法磁粉應(yīng)直接噴撒在被檢區(qū)域， 并除去過量的磁粉。 輕輕地振動試 件，使其獲得較為均勻的磁粉分布。應(yīng)注意避免使用過量的磁粉，不 然會影響缺陷的有效顯示。對于連續(xù)法， 磁化電流應(yīng)恰好在施加磁粉前接通， 并應(yīng)在其后的 吹風、輕敲或振動中，保持接通。對于剩磁法，試件應(yīng)先磁化，在切斷磁化電流之后，再按上述方 法施加磁粉。超聲檢測（ UT ）1.原理和類型超聲波探傷主要是通過測量信號往返于缺陷的渡越時間， 來確定 缺陷和表面間的距離； 測量回波信號的幅度和發(fā)

12、射換能器的位置， 來 確定缺陷的大小和方位。這就是通常所說的脈沖反射法或 A 掃描法。 此外，還有 B 掃描和 C 掃描等方法。B 掃描可以顯示工件內(nèi)部缺陷的縱截面圖形。C 掃描可以顯示工件內(nèi)部缺陷的橫剖面圖形。1、應(yīng)用超聲波檢測是工業(yè)無損檢測中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。就無損探傷而言，超如適用于各種尺寸的鍛件、軋制件、焊T縫和某些鑄件，無論是鋼鐵、有色金屬和非金屬，都可以采用超聲波法進行檢驗。各種機械零件、結(jié)構(gòu)件、電站設(shè)備 船體、鍋爐、壓力器和化工容器、非金屬材料等，都可以用超聲波進行有效的檢檢測的米用手動方式，有的可米用自動化方式就物理性能檢測而言，用超聲波法可以無損檢測厚度、材料硬度、 淬

13、硬層深度、晶粒度、液位和流量、殘余應(yīng)力和膠接強度等。慶 技2、方法4. 18接觸法探傷接觸法：就是探頭與工件表面之間經(jīng)一層薄的耦合劑直接接觸進行探 傷的方法。耦合劑主要起傳遞超聲波能量作用III液浸法：就是將探頭與工件全部浸入液體；B或探頭與工件之間局部充用于檢測表面粗糙的工以液體進行探傷的方法。液體一般用水，故又稱水浸法。探頭不直接 與工件接觸，因而易于實現(xiàn)自動化檢測, 件。135渦流檢測（ET）渦流檢測工業(yè)上無損檢測的方法之一。給一個線圈通入交流電，在一定條件下通過的電流是不 變的。如果把線圈靠近被測工件，像船在水中那樣，工件內(nèi)會感應(yīng)出渦流，受渦流影響，線 圈電流會發(fā)生變化。由于渦流的大小

14、隨工件內(nèi)有沒有缺陷而不同，所以線圈電流變化的大小能反映有無缺陷。原理：將通有交流電的線圈置于待測的金屬板上或套在待測的金屬管外（見圖）。這時線圈內(nèi)及其附近將產(chǎn)生交變磁場， 使試件中產(chǎn)生呈旋渦狀的感應(yīng)交變電流，稱為渦流。渦流的分布和大小，除與線圈的形狀和尺寸、交流電流的大小和頻率等有關(guān)外，還取決于試件的電導(dǎo)率、 磁導(dǎo)率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對不變的條件下，用一探測線圈測量渦流所引起的磁場變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進而獲得有關(guān)電導(dǎo)率、缺陷、材質(zhì)狀況和其他物理量（如形狀、尺寸等）的變化或缺陷存在等信息。但由于渦流是交變電流， 具有集膚效

15、應(yīng)，所檢測到的信息僅能反映試件表面或 近表面處的情況。/ JI iiL Hf 也 1V特點：1、對于金屬管、棒、線材的檢測，不需要接觸，也無需要耦合介質(zhì)。所以檢測速度 高，易于實現(xiàn)自動化檢測，特別適合在線普檢。2、對于表面缺陷的探測靈敏度很高，且在一定范圍內(nèi)具有良好的線性指示，可對大小 不同缺陷進行評價，所以可以用作質(zhì)量管理與控制。3、影響渦流的因素很多，如裂紋、材質(zhì)、尺寸、形狀及電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率等。采用特定脾電路進行處理，可篩選出某一因素而抑制其他因素，由此有可能對上述某單獨影響因素進行有效的檢測。4、由于檢查時不需接觸工件又不用耦合介質(zhì)，所以可進行高溫下的檢測。由于探頭可伸入到遠處作業(yè)，所以可對工件的狹窄區(qū)域及深孔壁（包括管壁）等進行檢測。5、由于采用電信號顯示，所以可存儲、再現(xiàn)及進行數(shù)據(jù)比較和處理。6、渦流探傷的對象必須是導(dǎo)電材料，且由于電磁感應(yīng)的原因，只適用于檢測金屬表面 缺陷，不適用檢測金屬材料深層的內(nèi)部缺陷。7、金屬表面感應(yīng)的渦流的滲透深度隨頻率而異，激勵頻率高時金屬表面渦流密度大，隨著激勵頻率的降低， 渦流滲透深度增加，但表面渦流密度下降， 所以探傷深度與表面?zhèn)麢z 測靈敏度是相互矛