無損檢測基本知識課件

1、無損檢測基本知識質(zhì)保部 李海波一 概述二 目視檢測 VT Visual Test三 液體滲透檢測 PT Penetrant Test四 磁粉檢測 MT Magnetic Test五 超聲檢測 UT Ultrasonic Test射線照射檢測 RT Radiographic Test衍射時差法TOFD-Time of Flight Diffraction公司的人員、設(shè)備和檢測能力 一 概述無損檢測:為了確定是否存在影響物體使用性能的條件或結(jié)構(gòu)不連續(xù)，在不改變物體狀態(tài)和性質(zhì)的條件下所進(jìn)行的各種檢查、測試、評價方法。NDT-Nondestructive TestingNDE-Nondestructi

2、ve Examination關(guān)于NDE錯誤觀點(diǎn)： 采用NDE后可以確保每個部件都不會失效或出故障原因：1. 每種檢驗(yàn)方法都有它的局限性2. 規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了最低要求3. 依賴于人的經(jīng)驗(yàn)無損檢測的意義無損檢測的意義是多方面的：改進(jìn)生產(chǎn)工藝提高產(chǎn)品質(zhì)量降低成產(chǎn)成本保障設(shè)備的安全運(yùn)行 此外，無損檢測與評估技術(shù)在農(nóng)作物優(yōu)種和病蟲害防治、自然災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)防、文物保護(hù)、資源勘探、軍事偵察、科學(xué)研究、新材料研究、新工藝開發(fā)、新產(chǎn)品研制等諸多方面都大有用武之地，“現(xiàn)代工業(yè)是建立在無損檢測技術(shù)之上的”并非言過其實(shí)。NDE的歷史最早應(yīng)用的無損檢測：上帝創(chuàng)造天和地（目視）我們今天所知的無損檢測在20世紀(jì)40年代開

3、始形成顯示評定：指示 indication：須對其作出解釋的響應(yīng)或痕跡假顯示false indication :通過不適當(dāng)?shù)姆椒ɑ蛱幚硭玫降闹甘?，可能會被誤解為不連續(xù)性或缺陷非相關(guān)指示 non-relevant indication：一些無法控制的試驗(yàn)條件所產(chǎn)生的真實(shí)顯示，但與可能構(gòu)成缺陷的不連續(xù)并無關(guān)系相關(guān)指示 relevant indication：來自需做評定的不連續(xù)性的顯示傷flaw: 零件或材料中的一種不完善，可能是（也可能不是）有害的。不連續(xù)discontinuity :零件正常組織結(jié)構(gòu)或外型的任何間斷，可能會也可能不會影響零件的使用性缺陷defect ：尺寸、形狀、取向、位置或

4、性質(zhì)對零件的有效使用會造成損害或不滿足規(guī)定驗(yàn)收要求的不連續(xù)性目視檢測 VT Visual Test目視檢測定義 在電磁波的可見光范圍內(nèi)，用人的眼睛或借助于光學(xué)儀器（放大類裝置）對工業(yè)產(chǎn)品和加工用材料的表面狀況、工件幾何尺寸、結(jié)構(gòu)形狀與完整性、零部件裝配位置等進(jìn)行觀察評價或測量的一種無損檢測方法。 定義中包含了三個方面：（1）檢測用具：人眼或放大類光學(xué)儀器;（2）檢測對象： 表面狀況;（3）檢測方式：觀察評價和測量。目視檢測特點(diǎn)原理簡單，易于理解和掌握；無須復(fù)雜的檢測設(shè)備器材；不受或很少受產(chǎn)品材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、形狀、位置、尺寸等因素的影響；可以快速、方便、直觀地進(jìn)行檢測，結(jié)果真實(shí)、可靠、重復(fù)性好。目視

5、檢測主要局限性只能檢測表面狀況及缺陷；因受到人眼分辨能力和儀器分辨率的限制，不能發(fā)現(xiàn)表面上非常細(xì)微的缺陷；在觀察過程中受到表面照度、顏色、環(huán)境條件等因素影響容易發(fā)生漏檢現(xiàn)象；有些缺陷（表面特征不明顯的缺陷）不能夠準(zhǔn)確地判定；必要時需對表面進(jìn)行清理，增加了檢測工作量和煩瑣程度。目視檢測應(yīng)用 a. 原材料檢查包括：鑄件、鍛件、板材、棒材、絲材、管材、粉末冶金、非金屬材料等；b. 產(chǎn)品的檢查包括：焊接件、設(shè)備支撐、管形件、空腔件、螺栓、螺母、減震器、壓力容器等。目視檢測可能發(fā)現(xiàn)的缺陷（1）原材料缺陷：a 鑄件：外觀尺寸、粘砂、夾砂、裂紋、縮孔、疏松、氣孔等；b 鍛件：縮孔殘余、夾雜物、折疊、白點(diǎn)、裂

6、紋等；c 管件： 鑄造管：表面氣孔、殘余縮孔、裂紋； 變形管：起皮、管端分層、折疊、劃痕、鱗皮、裂紋等； 焊接管：焊接件表面存在的缺陷在焊接管中都可能出現(xiàn)。（2）焊接件： 氣孔、裂紋、未焊合、未焊透、夾渣、形狀缺陷等。（3）壓力容器： 主要是針對焊縫檢查，因此焊接表面缺陷在壓力容器中都可能出現(xiàn)； 容器內(nèi)、外表面質(zhì)量檢查與容器坯料的制造加工工藝有關(guān)。液體滲透檢測 PT Penetrant Test滲透探傷的定義：以毛細(xì)管作用原理為基礎(chǔ)的檢查表面開口缺陷的無損檢測方法PT動畫滲透探傷的優(yōu)點(diǎn)1）適用范圍廣泛：不論是碳鋼以及含有鉻、鎳、銅等元素的合金鋼還是非鐵磁性材料，例如不銹鋼、鋁合金、鎂合金、鋅合

7、金等。只要是非疏孔性材料均適用。2）檢測效率高: 同磁粉探傷相比，即使是復(fù)雜形狀的工件也只要進(jìn)行一次檢驗(yàn)，即可實(shí)現(xiàn)幾乎全表面探傷。3）對缺陷的方向性不敏感：當(dāng)多種方向缺陷共存時，僅一次操作就可檢出。4）操作簡單：其是無損檢測方法中最適宜攜帶的方法。不受現(xiàn)場水電等限制。滲透探傷的缺點(diǎn)1）只能檢查表面開口缺陷，受材料的致密性限制。2）這種方法只能知道有無缺陷與試件表面的缺陷形態(tài)，對缺陷深度、內(nèi)部形狀與大小無法掌握。3）同磁粉相比，圖像逐漸潰散的同時顏色隨之變淺。4）受表面光潔度的影響較大，光潔度越差就越難以進(jìn)行正確的清洗處理，因此表面光潔度差的工件探傷有困難。5）滲透探傷一般采用手工操作，很大程度

8、取決于檢驗(yàn)人員技術(shù)水平高低。探傷技術(shù)不熟練時結(jié)果易變。6) 相對來講價格較高，且對環(huán)境有污染。滲透典型缺陷顯示特征滲透典型缺陷顯示特征實(shí)際缺陷1 2 3 四 磁粉檢測 MT Magnetic Test1.磁粉探傷同渦流一樣是電磁探傷方法，以電磁理論為基礎(chǔ)。2. 漏磁場原理 工件表面磁化時，如果在其表面或近表面有能遮擋其磁力線的缺陷存在，則在這部分表面空間將產(chǎn)生漏磁場，而且在缺陷的兩側(cè)會出現(xiàn)磁極。此時如果在此處噴灑具有一定分散性的干磁粉或濕磁粉，磁粉顆粒在被空間磁場磁化后就變成了帶有磁極的小磁鐵。同極相斥、異極相吸，磁粉就會聚集在缺陷上(磁粉堆積)。 磁粉檢測優(yōu)點(diǎn) 可發(fā)現(xiàn)表面缺陷,如裂紋、夾雜、

9、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔和疏松等缺陷，缺陷形狀、大小和位置顯示直觀一目了然；對于工件表面的細(xì)小缺陷也能檢查出來，有較高檢測靈敏度；采用合適磁化工藝，能檢測到工件所有表面；同其它方法相比較，磁粉檢測工藝簡單，速度較快，檢測費(fèi)用也比較低廉。磁粉檢測缺點(diǎn)只適用于鐵磁性材料，而且只能檢測出工件表面和近表面的缺陷，一般檢測深度不超過1-3mm左右(直流電檢測深度可能大一些）。馬氏體不銹鋼和沉淀不銹鋼具有磁性，也可以進(jìn)行磁粉檢測 ；檢測缺陷時的靈敏度與磁化方向有很大關(guān)系。平行或與表面夾角小于20度的缺陷難于顯示；工件表面有覆蓋層（油漆或鍍鉻層厚度0.08mm，鐵磁性覆蓋層如鍍鎳層厚度0.03mm）、噴丸層對

10、檢測靈敏度均有不良影響 ；磁化工件絕大多數(shù)是用電流產(chǎn)生的磁場進(jìn)行的，因此，大的工件往往用很大電流。磁化后一些較大剩磁的工件還要進(jìn)行退磁。磁粉檢測方法縱向磁化（線圈法） 周向磁化（周向通電法） 周向磁化（觸頭法）復(fù)合磁化 包括交叉磁軛法（見下圖)和交叉線圈法等多種方法。靈敏度試片A型試片磁場指示器八角試片磁粉類型 磁粉按其帶往試件所用的介質(zhì)分類，介質(zhì)可以是空氣（干粉法），也可以是液體法（濕粉法).另外，根據(jù)其是否有熒光特性又可以分為非熒光磁粉和熒光磁粉。非熒光磁粉是指在白光下能觀察到磁痕的磁粉。濕粉采用的是黑色的四氧化三鐵（Fe3O4)和紅褐色的-三氧二鐵（- Fe2O3），以上兩種磁粉即適用于

11、干粉法也適用于濕粉法。干粉法也采用銀灰色的鐵粉。直徑為10130m的空心球粉是鐵、鉻、鋁的復(fù)合氧化物，可以在400攝氏度以下的溫度范圍內(nèi)用于干粉法。*焊縫清根熒光磁粉是以磁性氧化鐵粉、工業(yè)純鐵粉、或羰基鐵粉等為核心，外面包覆一層熒光染料所致成的，可明顯提高磁痕的可見度和對比度。 缺陷狀況的影響缺陷性質(zhì)的影響 缺陷種類很多，如裂紋、白點(diǎn)、氣孔、重皮、夾渣等，這些缺陷由于其介質(zhì)磁導(dǎo)率不同，進(jìn)而缺陷產(chǎn)生的漏磁場也不同，這就造成了缺陷磁痕的顯示能力不同。缺陷形狀和大小的影響 與磁場方向垂直的線、面狀缺陷比氣孔等圓形缺陷產(chǎn)生的漏磁場強(qiáng)，易形成磁痕顯示，檢測靈敏度高。 同等寬度的表面缺陷，在一定范圍內(nèi)漏磁

12、場強(qiáng)度與缺陷的高度成正比，即高度越大，漏磁場越強(qiáng)，檢測靈敏度越高。缺陷方位的影響 缺陷的斷面形狀、方向及與表面的距離等都影響磁粉探傷的結(jié)果。工件狀況的影響工件材質(zhì)及熱處理狀態(tài)的影響 工件的化學(xué)成分及組織狀態(tài)影響鋼鐵的磁性。鐵含量越高工件的磁導(dǎo)率越高，易被磁化。主要組織狀態(tài)是鐵素體、珠光體、滲碳體以及高溫淬火殘留下來的少量奧氏體。除奧氏體鋼外，其余各種組織都具有一定磁性，均可進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)。 熱處理影響工件材料的組織成分及結(jié)構(gòu)。一般淬火時材料磁導(dǎo)率下降，矯頑力提高，剩磁增加。而退火和回火，尤其是高溫退火和回火，降低材料的矯頑力，減小剩磁，使工件更易磁化。工件形狀和尺寸的影響 工件形狀規(guī)則均與，易選

13、擇和制定磁化規(guī)范。而對于形狀不規(guī)則的工件，磁化產(chǎn)生的磁場也不均勻，靈敏度也不一樣，檢測效果也不一致。 比較粗大的部分應(yīng)選擇較高的磁化規(guī)范； 工件表面狀態(tài)的影響 工件表面粗糙度及機(jī)械損傷以及表面附著物包括鍍層、涂層、氧化皮、銹蝕、污垢等對探傷結(jié)果均有影響。 表面粗糙不平尤其是附著物和機(jī)械損傷影響磁場強(qiáng)度及分布。當(dāng)附著物較厚時，能掩蓋缺陷，增大缺陷與被檢表面的距離，降低漏磁場強(qiáng)度，減小對磁粉的吸引力，影響磁粉流動，妨礙顯示，降低探傷靈敏度，容易造成漏檢。非相關(guān)顯示 工件形狀突變引起的偽磁痕顯示：孔、鍵槽、螺紋、尺根等工件形狀突變處，磁通量急劇變化，磁化后磁場不均勻，這些部位易形成漏磁場，吸引磁粉產(chǎn)

14、生清晰或粗淺的磁痕顯示。工件材質(zhì)、組織結(jié)構(gòu)不均勻及分界面處偽缺陷磁痕顯示。工件加工引起的偽缺陷磁痕顯示：工件表面粗糙度大、加工刀痕 、劃傷處，磁化時也可能產(chǎn)生漏磁通，形成漏磁場吸引磁粉，形成松散模糊且較寬粗的偽缺陷磁痕顯示。電極或磁極處偽缺陷磁痕顯示，這種顯示特征是分散的沿金屬流線方向分布的粗壯密集而又清晰的顯示。 操作不當(dāng)引起的偽缺陷磁痕顯示:如工件表面清理不良，殘留油污或粘附纖維以及多余的磁粉或磁懸液滯留工件表面，易形成顯示。*認(rèn)真清理表面，重做可消失。磁懸液濃度過大施加方式不當(dāng)，多余磁粉吹除不當(dāng)?shù)?，也能形成偽缺陷磁痕顯示。應(yīng)力集中處產(chǎn)生的偽缺陷磁痕顯示: 工件在加工以及使用過程中由于溫度

15、、載荷等原因產(chǎn)生局部應(yīng)力過大，磁化時 這些部位也能產(chǎn)生漏磁通，形成多而松散的不清晰的偽缺陷磁痕顯示。缺陷磁痕的分類線形缺陷磁痕：長度與寬度之比大于3的缺陷。如裂紋、折疊、分層等缺陷。圓形缺陷磁痕：長度與寬度之比等于和小于3的缺陷?？v向缺陷磁痕：缺陷的長軸方向與工件軸線或母線夾角小于30度的缺陷。橫向缺陷磁痕：缺陷的長軸方向與工件軸線或母線夾角大于或等于30度的缺陷。分散缺陷磁痕：在一定區(qū)域內(nèi)同時存在幾個缺陷磁痕。五 超聲檢測 UT Ultrasonic Test超聲波檢測成為對較小而不致密不連續(xù)的一種理想定位方法，需要滿足一下假設(shè)：聲能的發(fā)射角將對反射體的方位產(chǎn)生良好的效應(yīng)；不連續(xù)尺寸和材料晶

16、粒結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系允許獲得一個可接受的信噪比；表面條件適合掃查。不良的掃查表面不僅需要更粘的耦合劑，而且還可能要采用較低的頻率。這樣就可能達(dá)不到所需的必要分辨率。超聲檢測的優(yōu)點(diǎn)如下：檢測可以從一個表面上完成。能夠檢測到較小的不連續(xù)?？沙浞值目刂茩z測變量。采用不同的波型可獲得不同的方法。對于適合的設(shè)備可以進(jìn)行高溫檢測?？蓹z測較厚或較長的工件。埋藏構(gòu)件的檢測（如軸承箱內(nèi)的主軸等）。對表面和內(nèi)部不連續(xù)可精確定位。可提供不連續(xù)的深度信息?？蓹z測表面和近表面的不連續(xù)。采用信號電子門和報警系統(tǒng)后可實(shí)現(xiàn)高速檢測。可重復(fù)檢測。檢測設(shè)備輕，攜帶方便。不需要設(shè)置人員的隔離區(qū)。不需要有放射源那樣的特殊許可證。最少量的

17、易耗品超聲波的基本原理1.超聲波及其傳播特性 直線性：指向性：反射、折射與波型：能量大：穿透能力強(qiáng)：2.脈沖反射法超聲檢驗(yàn)的基本原理 *壓電效應(yīng)* 儀器的時基線線與掃描電壓有關(guān)，掃描電壓與時間成正比，因此發(fā)射波的位置反映了聲波傳播的時間即聲傳播的距離。反射幅度取決于接受的聲能大小，聲能的大小又與缺陷反射面的形狀尺寸有關(guān)，因此根據(jù)反射波的有無、位置、幅度高低等信息，可以判斷缺陷的有無，以及定位、定量和評價缺陷，這就是反射法探傷的基本原理。單晶探頭構(gòu)造示意圖雙晶探頭構(gòu)造示意圖probe試塊試塊的作用： 確定探傷靈敏度 測試儀器和探頭性能 調(diào)整掃描速度 評定缺陷大小試塊的分類： 試塊來歷：標(biāo)準(zhǔn)試塊、

18、參考試塊 按人工反射體分類： 平底孔、橫孔試塊、槽形試塊 探傷靈敏度的調(diào)節(jié) 1. 試塊調(diào)整法 2. 工件底波調(diào)整法缺陷的定量當(dāng)量法： 試塊比較法 當(dāng)量曲線法（DGS） 計算法掃描法： 相對靈敏度、絕對靈敏度 距離-波幅-曲線（DAC）DGS曲線DAC曲線分層缺陷的典型圖形底波消失的典型特征射線照射檢測 RT Radiographic Test射線探傷是利用射線可穿透物質(zhì)和在穿透物質(zhì)時能量有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。它可以檢查金屬材料和非金屬材料及其制品的內(nèi)部缺陷。具有缺陷檢查的直觀性、準(zhǔn)確性和可靠性，且射線底片可作為質(zhì)量憑證存檔，缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，成本高，射線對人體有害等。X射線和射線都是波長很短的電磁波，它們具有以下共性。 具有穿透物質(zhì)的能力，并且在不同的物質(zhì)中能量衰變不同。 以光速直線傳播，不帶電、不受電場和磁場的干擾。 能使物質(zhì)電離，可使膠片感光生成潛像，可激發(fā)熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。 有反射、折射、繞射、干涉等現(xiàn)象。 能對生物細(xì)胞起作用（生物效應(yīng)）。當(dāng)人體受到過量射線照射后，會產(chǎn)生病變。因此，射線防護(hù)是射線探傷工作中極為重要的問題。X射線和射線的主要差別如下。 產(chǎn)生的機(jī)理不用，X射