無損檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)-C1

1、2013.8.27 *承壓類特種設(shè)備材料的力學(xué)性能指標(biāo)主要包括強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等而這些指標(biāo)可以通過力學(xué)性能試驗(yàn)測(cè)定。1.1.1 *應(yīng)力和應(yīng)變*應(yīng)力：物體在外力作用下而變形時(shí)，其內(nèi)部任一截面單位面積上的內(nèi)應(yīng)力的大小。（方向垂直于截面的應(yīng)力稱為正應(yīng)力它可分為拉應(yīng)力和壓應(yīng)力兩種）應(yīng)變：物體在外力作用下，其形狀尺寸發(fā)生相對(duì)變化。a.*冷脆化；金屬材料在低溫下呈現(xiàn)的脆性稱為冷脆性。b.*熱脆性；鋼材長(zhǎng)時(shí)間停留在4005000C后再冷卻到室溫，沖擊韌度值會(huì)有明顯下降，這種現(xiàn)象稱之為鋼材的熱脆性。c.*氫脆；鋼中的氫會(huì)使材料的力學(xué)性能脆化，這種現(xiàn)象稱為氫脆。鋼中的氫主要來源三個(gè)方面1.冶煉過程中溶解在

2、鋼水中的氫2.焊接過程中由于水或油污在高溫下分解出來的氫溶解在鋼材中3.工作介質(zhì)中的氫進(jìn)入鋼中。氫致斷裂只發(fā)生在-1001500C的溫度范圍內(nèi)。（鋼的強(qiáng)度愈高（承受的應(yīng)力愈大）對(duì)氫脆愈敏感。1.在承壓類特種設(shè)備中，哪些缺陷會(huì)引起應(yīng)力集中？2.彎曲試驗(yàn)可以考核焊接接頭的哪些性能指標(biāo)？3.鋼中的氫是怎樣產(chǎn)生的?4.斷裂韌度與哪些因素有關(guān)哪些因素?zé)o關(guān)？5.產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的條件？把鉻鎳奧氏體不銹鋼加熱到105011000C，在保溫一段時(shí)間，然后快速冷卻至4270一下已獲得均勻的奧氏體組織，這種方法稱為固溶處理的鉻鎳奧氏體不銹鋼目的：強(qiáng)度和硬度較低，韌性較好。而且具有很好的耐腐蝕性和耐高溫性能。穩(wěn)定化處理

3、的目的是防止產(chǎn)生晶間裂紋。其工藝條件是；把鉻鎳奧氏體不銹鋼加熱到8509000C,保溫6小時(shí)，在空氣中緩冷。1.承壓類特種設(shè)備用鋼含碳量的規(guī)定。2.共析鋼、過共析鋼、亞共析鋼和含碳量的關(guān)系及其組織。3.承壓類特種設(shè)備常用的熱處理工藝過程包括哪些內(nèi)容？4.退火的主要目的？5.何謂奧氏體不銹鋼的固溶處理，穩(wěn)定化處理的工藝條件？1.酸性焊條、堿性焊條的優(yōu)缺點(diǎn)？2. *無損探傷、無損檢測(cè)、無損評(píng)價(jià)三個(gè)名稱體現(xiàn)了無損檢測(cè)技術(shù)的三個(gè)階段。 1、無損探傷：早期名稱，是指探測(cè)和發(fā)現(xiàn)缺陷 2、無損檢測(cè)：現(xiàn)階段名稱，是指在探測(cè)的基礎(chǔ)上，可檢測(cè)試件的一些其他信息如：結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)等。通過檢測(cè)掌握更多的信息。 3、

4、無損評(píng)價(jià)：即將或正在進(jìn)入的新的發(fā)展階段的名稱，（按英語(yǔ)時(shí)態(tài)是正在進(jìn)行時(shí)和將來時(shí)的含義）其涵蓋更廣泛、更深刻，他不僅要求發(fā)現(xiàn)缺陷，探測(cè)試件的信息要求獲取更全面、更準(zhǔn)確的綜合信息。 例如：對(duì)于有關(guān)的缺陷的形狀、尺寸、位置、取向、內(nèi)含物、缺陷的組織、殘余應(yīng)力等信息。它要結(jié)合成像技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)字分析和處理技術(shù)、及材料力學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)，對(duì)試件及產(chǎn)品的質(zhì)量和性能給出全面、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。 目前五大常規(guī)的檢測(cè)方法：射線-RT、超聲-UT磁粉-MT、 滲透-CT、渦流-ET. 其中：射線-RT、超聲-UT檢測(cè)試件內(nèi)部缺陷 磁粉-MT、滲透-CT、渦流-ET.檢測(cè)試件表面缺陷 隨工業(yè)發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量、結(jié)構(gòu)

5、安全性、使用可靠性的要求越來越高。爾無損檢測(cè)技術(shù)具有不破壞試件、檢測(cè)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛?？茖W(xué)進(jìn)步無損檢測(cè)方法及種類日益繁多。如激光全息技術(shù)、紅外線成像、微波、磁記憶、射線成像技術(shù)等等。根據(jù)各自的技術(shù)特點(diǎn)廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要重要 在進(jìn)行無損檢測(cè)時(shí)，必須根據(jù)無損檢測(cè)的目的，正確選擇無損檢測(cè)實(shí)施的時(shí)機(jī)。例如，有冷裂紋傾向的材料，就應(yīng)該安排在焊接完成24小時(shí)以后進(jìn)行無損檢測(cè)。只有正確的選用實(shí)施無損檢測(cè)的時(shí)機(jī)，才能順利的完成檢測(cè)。正確評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量。 在無損檢測(cè)應(yīng)用中，必須認(rèn)識(shí)到任何一種無損檢測(cè)方法都不是萬(wàn)能的，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此，在無損檢測(cè)應(yīng)用中，如果可能，不要只采用一種無損檢測(cè)

6、方法，而應(yīng)盡可能多的同時(shí)采用幾種方法，以便保證各種方法互補(bǔ)，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。 6.4（14.1）承壓類特種設(shè)備制造過程中無損檢測(cè)方法的選擇 (第14章內(nèi)容） 1、原材料檢驗(yàn) 鋼板鋼板UT。 鍛件和棒材鍛件和棒材UT，MT（PT）。）。 管材管材UT（RT），），MT（PT）。）。 螺栓螺栓UT，MT（PT）。）。 2，焊接檢驗(yàn) 坡口部位坡口部位UT，PT（MT）。）。 清根部位清根部位PT（MT）。）。 對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫RT（UT），），MT（PT）。）。 角焊縫和角焊縫和T形焊縫形焊縫UT（RT），），PT（MT） 3，其他檢驗(yàn) 工卡具焊疤MT（PT）。 復(fù)合材料復(fù)合層檢測(cè)，爆炸復(fù)合層UT。

7、 復(fù)合材料復(fù)合層檢測(cè)，堆焊復(fù)合層，堆焊前MT（PT）。 復(fù)合材料復(fù)合層檢測(cè)，堆焊復(fù)合層，堆焊后UT（PT）。 水壓試驗(yàn)后MT（PT）。 4檢測(cè)方法對(duì)檢測(cè)對(duì)象的適應(yīng)性（見下表） 表中：表示很適用； ：表示適用；：表示有附加條件的適用。：表示不適用；：表示不相關(guān) 檢測(cè)對(duì)象 內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法 表面近表面陷檢測(cè)方法 RT UT MT PT ET 試 件 分 類 鍛件 x 鑄件 壓延件（管板型材） 焊縫 缺陷分類 表面缺陷 表面裂紋 表面針孔 折疊 - - 斷口白點(diǎn) - 檢測(cè)對(duì)象 內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法 表面近表面陷檢測(cè)方法 RTUT MT PT ET缺陷分類 內(nèi)部缺陷 分層 - - - 疏松 - - - 氣

8、孔 - - - 縮孔 - - - 未焊透 - - - 未熔合 - - - 夾渣 - - - 裂紋 - - - 白點(diǎn) - - -注:各種無損檢測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)RT、UT、MT、PT、ET(第8章13章）（由分管專業(yè)課講） 無損檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)需要掌握的問題1.對(duì)鍋爐壓力容器而言，最常用的無損檢測(cè)方法有哪些？2.*簡(jiǎn)述無損檢測(cè)的應(yīng)用特點(diǎn).3.*無損檢測(cè)的目的4. .*無損檢測(cè)的定義 無損檢測(cè)最主要的用途是探測(cè)缺陷。了解材料和焊逢中的缺陷種類和產(chǎn)生原因，有助于正確的選擇無損檢測(cè)方法，正確判斷和分析檢測(cè)結(jié)果。7.1*鋼焊縫中常見的缺陷1.外觀缺陷：（1）咬邊（2）焊瘤（3）凹坑（4）未焊滿（5）燒穿（6）表面

9、氣孔、裂紋（7）單面焊根部未焊透2.焊縫的內(nèi)部缺陷：（1）氣孔（2）夾渣（3）未熔合（4）未焊透（5）裂紋3.防止產(chǎn)生冷裂紋的措施：a.采用低氫焊條堿性焊條，并在1001500C下保存。b.提供預(yù)熱溫度，采用后熱措施。c.選擇合理的焊接順序，減少焊接變形。d.焊后及時(shí)進(jìn)行消氫處理。 *外觀缺陷產(chǎn)生的原因： 1、咬邊： 是沿著焊趾，在母材部分形成的凹陷和溝槽。是電弧將焊縫邊緣母材金屬熔化后沒有得到熔敷金屬的充分補(bǔ)充而留下的凹槽。 電流大，運(yùn)條數(shù)度慢，焊條角度不準(zhǔn)確，擺動(dòng)不合理，電弧過長(zhǎng)。或直流磁偏吹等。 咬邊減少了母材有效截面積，降低了結(jié)構(gòu)承載能力，造成應(yīng)力集中，可發(fā)展為裂紋。 2、焊瘤： 焊逢

10、中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出，冷卻后形成未與母材熔合的金屬瘤。 產(chǎn)生原因是焊接規(guī)范過強(qiáng)，焊條熔化過快，焊接電源不穩(wěn)定以及操作姿勢(shì)不正確形成的，在橫，立，仰焊位置更容易形成焊瘤。 焊瘤常伴有未溶合、夾雜缺陷，它改變焊縫實(shí)際尺寸，帶來應(yīng)力集中，管內(nèi)焊瘤減小管子內(nèi)徑，易造成堵塞。 （3）凹坑： 焊縫表面或背面局部的低于母材的部分。 產(chǎn)生原因是由于收弧時(shí)焊條未作短時(shí)間停留造成的。橫，立，仰焊位置常常在焊縫背面根部產(chǎn)生內(nèi)凹。 凹坑減少焊縫有效截面積，常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。 （4）未焊滿： 焊縫表面上連續(xù)的或斷續(xù)的溝槽。 填充金屬不足是產(chǎn)生未焊滿的根本原因。規(guī)范太弱，焊條過細(xì)

11、，運(yùn)條不當(dāng)?shù)染鶗?huì)容易產(chǎn)生未焊滿。 減少焊縫有效截面積,削弱了焊縫強(qiáng)度，產(chǎn)生應(yīng)力集中。規(guī)范弱，冷卻速度增大（相對(duì)增大）易產(chǎn)生氣孔、裂紋等。 （5）燒穿： 焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬?gòu)暮缚p背面流出，形成穿孔性缺陷。 焊接電流過大，速度太慢，電弧在焊縫處停留過久產(chǎn)生燒穿。另外工件間隙太大，鈍邊太小也容易產(chǎn)生燒穿。 是不允許缺陷，破壞了焊縫，使焊接接頭喪失了連接及承載能力。 （6）其他表面缺陷： 成形不良（超高、超寬、表面粗糙、過度不圓滑），錯(cuò)邊（兩工件對(duì)接時(shí)在厚度方向有位移?？墒潜砻婊蜓b配缺陷），塌陷（單面焊輸入熱量過大使焊縫背面塌陷鼓起），表面氣孔及弧坑縮孔，各種焊接變形（角變行、扭曲

12、、波浪變形）等等。 2，*氣孔： 指焊接時(shí)，熔池中的氣體未在金屬凝固前溢出，殘留于焊縫中形成的空穴。 產(chǎn)生原因：母材或填充金屬表面有銹，油污等，焊條及焊劑未烘干，焊接線能量過小，熔池冷卻速度大等。 危害：減少焊縫有效截面積，是焊縫疏松。降低接頭強(qiáng)度、塑性、引起泄露 3，夾渣： 指焊后熔渣殘留于焊縫中的現(xiàn)象。夾渣又分金屬夾渣和非金屬夾渣兩種。 產(chǎn)生原因：（1）坡口尺寸不合理。（2）坡口有污物。（3）焊接線能量過小。（4）多層焊時(shí)，層間清渣不徹底。（5）焊縫散熱太快，液態(tài)金屬凝固過快。（6）藥皮，焊劑化學(xué)成分不合理，熔點(diǎn)過高，冶金反應(yīng)不完全，脫渣性不好等。 危害：尖端應(yīng)力集中會(huì)發(fā)展為裂紋源。 4，

13、*裂紋： 金屬原子的結(jié)合遭到破壞，形成新的界面而產(chǎn)生的縫隙。 （1）分類： 按尺寸大小分：宏觀裂紋（肉眼可見），微觀裂紋（顯微鏡下 才能發(fā)現(xiàn)），超顯微裂紋（高倍顯微鏡下才能發(fā)現(xiàn)）。 按延伸方向分：縱向裂紋，橫向裂紋，輻射狀裂紋。 按發(fā)生部位分：焊縫裂紋，熱影響區(qū)裂紋，熔合區(qū)裂紋，焊趾 裂紋，焊道下裂紋，弧坑裂紋等。 按發(fā)生條件和時(shí)機(jī)：熱裂紋，冷裂紋，再熱裂紋，層狀撕裂等。 （2）裂紋的危害： 裂紋是焊接缺陷中危害最大的一種，它是面積型缺陷，（具有 三維尺寸的缺陷稱為體積型缺陷，如氣孔，夾渣等）， 具有二維 尺寸的缺陷稱為面積型缺陷。如裂紋，未熔合等）它的出現(xiàn)將顯 著減少承載面積，特別是在端部形

14、成尖銳缺口，應(yīng)力高度集中很容易擴(kuò)展導(dǎo)致破壞。尤其是冷裂紋，由于其延遲性和快速脆斷性，帶來的危害是災(zāi)難性的。世界上的承壓類特種設(shè)備事故絕大部分是由于裂紋引起的脆性破壞。 5，*未焊透： 母材金屬未熔化，焊縫金屬?zèng)]有進(jìn)入接頭根部的現(xiàn)象。 產(chǎn)生原因：（1）焊接電流小，熔深淺。 （2）坡口和間隙尺寸不合理，鈍邊太大。 （3）磁偏吹影響。 （4）焊條偏芯度太大。 （5）層間及焊根清理不良。 危 害：未焊透減少了焊縫的有效截面積，使接頭強(qiáng)度下降。未焊透引起的應(yīng)力集中嚴(yán)重降低焊縫的疲勞強(qiáng)度。未焊透可能成為裂紋源，是造成焊縫破壞的重要原因。 6，*未熔合： 焊縫金屬與母材金屬或母材金屬之間未熔化結(jié)合在一起的缺

15、陷。 分 類：坡口未熔合，層間未熔合，根部未熔合三種。 產(chǎn)生原因： （1）焊接電流過小。 （2）焊接速度過快。 （3）焊條角度不對(duì)。 （4）產(chǎn)生了弧偏吹現(xiàn)象。 （5）焊接處于下坡位置，母材未熔化時(shí)已經(jīng)被鐵水覆蓋。 （6）母材表面有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結(jié) 合等。 危害：未熔合是一種面積型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合會(huì)使承載面積明顯減少，使應(yīng)力集中變得比較嚴(yán)重，其危害僅次于裂紋。 7.2、*鑄件中常見缺陷 鑄件是承壓類特種設(shè)備中較少的工件，所以對(duì)常見缺陷在這里只是簡(jiǎn)單介紹： 其常見缺陷有；氣孔，夾渣，夾砂，密集氣孔，冷隔，縮孔，疏松和裂紋。 7.3、*鍛件中常見缺陷 鍛件是承壓類特種設(shè)備中較重要的工件，但是也是較少見的材料，其常見缺陷有：縮孔，疏松，非金屬夾雜物，夾砂，折疊，龜裂，鍛造裂紋，白點(diǎn)等。 7.4、軋材中常見缺陷 軋材的種類包括管，棒，板，絲，鋼軌和