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1.3.1 射線檢測（ RT）1.3.2 滲透檢測（ PT）1.3.3 磁粉檢測（ MT ）1.3.4 超聲檢測（ UT ）1.3.5 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(jī)器和結(jié)構(gòu)物的情況下， 對它們的物理性質(zhì)、 機(jī)械性能以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等進(jìn)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(yàn)技術(shù)。所以，無損檢測技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)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(yùn)行用無損檢測來保證產(chǎn)品質(zhì)量， 使之在規(guī)定的使用

2、條件下， 在預(yù)期.的使用壽命內(nèi)， 產(chǎn)品的部分或整體都不會發(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(jìn)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(jìn)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(dá)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(dá)到降低制造成本的目的。例如，焊接某容器，不是把整個(gè)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(jìn)行無損檢測，提前發(fā)現(xiàn)不合格的缺陷，及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。這樣就可以避免在容器焊完后， 由于出

3、現(xiàn)缺陷而整個(gè)容器不合格，從而節(jié)約了原材料和工時(shí)費(fèi)，達(dá)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(jī)器的計(jì)量檢測通過定量的測定材料和機(jī)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(jī)葉片的變形量.等。（4）材質(zhì)的無損檢測無損檢測可以用來驗(yàn)證材料品種是否正確，是否按規(guī)定進(jìn)行處理，例如，可采用電磁感應(yīng)法來進(jìn)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

4、厚度。例如，用電磁感應(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1.3.1射線檢測 (RT)射線檢測 (探傷 )有 X 射線、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(dāng)裂紋方向與射線平行時(shí)就能被檢查出來。1、基本原理利用射線通過物質(zhì)時(shí)的衰減規(guī)律， 即當(dāng)射線通過物質(zhì)時(shí)， 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(diǎn)是檢測結(jié)果可作

5、為檔案資料長期保存，檢測圖像較直觀， 對.缺陷尺寸和性質(zhì)判斷比較容易。缺點(diǎn)是當(dāng)裂紋面與射線近于垂直時(shí)就很難檢查出來， 對工件中平面型缺陷 (裂紋未熔合等缺陷 )也具有一定的檢測靈敏度，但與其它常用的無損檢測技術(shù)相比， 對微小裂紋的檢測靈敏度較低， 并且生產(chǎn)成本高于其它無損檢測技術(shù)， 其檢驗(yàn)周期也較其它無損檢測技術(shù)長， 并且射線對人體有害，需要有防護(hù)設(shè)備。3、主要方法照相法熒光屏直接觀察法.1.3.2滲透檢測（ PT）液體滲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?？梢哉f，除

6、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(dāng)?shù)脑u價(jià)。2、應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用廣泛，原理簡明易懂，檢查經(jīng)濟(jì)，設(shè)備簡單，顯示缺陷直觀，并可以同時(shí)顯示各個(gè)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)場機(jī)件的搶修檢查， 更能顯示其特殊的優(yōu)點(diǎn)。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(diǎn)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.等。3、步驟第一步：將被探工件浸涂具有高度滲透

7、能力的滲透液，由于液體的潤濕作用和毛細(xì)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第三步：涂一層親和吸附力很強(qiáng)的白色顯像劑，將滲入裂縫中的滲透液吸出來第四步：在白色涂層上顯示出缺陷的形狀和位置的鮮明圖案，從而達(dá)到了無損檢疵的目的。.3.1所.1.3.3磁粉檢測（ MT）1、基本原理當(dāng)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，磁粉檢測首先是對被檢工件加外磁場進(jìn)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(jī)

8、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510m)，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(dāng)工件上有缺陷時(shí)，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(yuǎn)遠(yuǎn)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，形成一個(gè)小磁極，如圖示。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

9、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(jià)格便宜。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(dāng)鐵磁性材料上的非磁性涂層厚度不超過5

10、0m 時(shí)，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(gè)被檢表面被完全覆蓋。采用連續(xù)法時(shí)，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 1/5 1/2 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(shí)，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)仔細(xì)地從磁懸液中取出，以免沖掉磁痕。對于剩磁熒光磁粉檢驗(yàn)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(xì)清洗。b、干法磁粉應(yīng)直接噴撒在被檢區(qū)域，

11、 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(fēng)、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。1.3.4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(shí)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)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

12、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，超聲波法適用于各種尺寸的鍛件、軋制件、焊縫和某些鑄件，無論是鋼鐵、有色金屬和非金屬，都可以采用超聲波法進(jìn)行檢驗(yàn)。各種機(jī)械零件、結(jié)構(gòu)件、電站設(shè)備、船體、鍋爐、壓力容器和化工容器、非金屬材料等，都可以用超聲波進(jìn)行有效的檢測。有的采用手動方式，有的可采用自動化方式。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、淬硬層深度、晶粒度、液位和流量、殘余應(yīng)力和膠接強(qiáng)度等。2、方法接觸法：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(jìn)行探傷的方法。耦合劑主要起傳遞超聲波能量作用。.液浸法：就是將

13、探頭與工件全部浸入液體，或探頭與工件之間局部充以液體進(jìn)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(shí)現(xiàn)自動化檢測， 也適用于檢測表面粗糙的工件。.1.3.5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(gè)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(shí)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

14、，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(jìn)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。特點(diǎn)：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(shí)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

15、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(jìn)行評價(jià)，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(jìn)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(dú)影響因素進(jìn)行有效的檢測。4、由于檢查時(shí)不需接觸工件又不用耦合介質(zhì)，所以可進(jìn)行高溫下的檢測。由于探頭可伸入到遠(yuǎn)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(jìn)行檢測。5、由于采用電信號顯示，所以可存儲、再現(xiàn)及進(jìn)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(lì)頻率高時(shí)金屬表面渦流密度大，隨著激勵(lì)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測靈敏度是相互矛盾的，