無損檢測第一次課-zy

材料無損檢測NDT(Non-destructiveTesting)金屬材料系張洋Tel:87939084Email：zhangyang@1《材料無損檢測》課程說明課程設(shè)置及分工：32學(xué)時(shí)，2學(xué)分；其中：理論教學(xué)28學(xué)時(shí)；

實(shí)驗(yàn)教學(xué)

4

學(xué)時(shí)。課程性質(zhì)：本課程為必修課；2《材料無損檢測》課程說明課程任務(wù)：通過學(xué)習(xí)本課程，初步掌握：材料無損檢測的基本原理、應(yīng)用領(lǐng)域、基本操作技能要點(diǎn)；學(xué)會(huì)正確選擇無損檢測方法、相關(guān)儀器，并能正確選定各種技術(shù)參數(shù)；初步了解材料和產(chǎn)品的缺陷量和相關(guān)評(píng)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；3《材料無損檢測》課程說明教學(xué)要求：重點(diǎn)掌握各種無損檢測方法的基本原理、適用范圍和技術(shù)要點(diǎn)；了解探傷方法、儀器、設(shè)備，了解基本操作；積極參與課堂教學(xué)，認(rèn)真記好筆記。

4《無損檢測》課程說明主要教學(xué)參考書：1.劉貴民主編.無損檢測技術(shù).

北京：國防工業(yè)出版社，20062.李喜孟主編.無損檢測，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20013.其他有關(guān)無損檢測的參考書和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。5課程安排1緒論2超聲檢測（UT-UltrasonicTes.）3射線檢測（RadiographicTes.

）4磁粉檢測（MagneticParticleTes.）5渦流檢測(EddyCurrentTes.)6滲透檢測（Penetrant

Tes.）7其他無損檢測方法8課程試驗(yàn)

61.1

無損檢測的意義1.1.1無損檢測：

無損檢測，在不破壞試件的前提下，對(duì)試件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)進(jìn)行檢查和測試的方法或者技術(shù)，亦稱為無損探傷，屬于非破壞性檢測方法的范疇。它與某些破壞性檢測方法，如力學(xué)性能檢驗(yàn)、化學(xué)分析試驗(yàn)、金相檢驗(yàn)、SEM、TEM等具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。尤其適合成品檢驗(yàn)和在役運(yùn)行產(chǎn)品的檢驗(yàn)。7材料力學(xué)對(duì)于材料的認(rèn)識(shí)是基于“均勻性、連續(xù)性和小變形假設(shè)”來討論問題的。而實(shí)際工程材料及產(chǎn)品往往會(huì)產(chǎn)生各種各樣的工藝缺陷。

總之，實(shí)際工程材料和構(gòu)件并不那麼理想，有缺陷是絕對(duì)的，沒有缺陷則是相對(duì)的。

NDT主要是檢測材料和構(gòu)件中的宏觀缺陷1.1.2對(duì)實(shí)際工程材料的辨證認(rèn)識(shí)8工藝缺陷舉例鑄件：可能有縮孔、疏松、冷隔、裂紋等；焊件：可能有氣孔、夾雜、未熔合、未焊透、裂紋等；鍛件：往往有裂紋、褶皺、夾層、夾雜等；熱處理件：可能出現(xiàn)裂紋、變形、脫碳、過燒、過熱、偏析、組織粗大等等?；炷粒悍涓C、孔洞、裂縫、露筋等陶瓷：變形、開裂、夾層、裂紋等高分子及其他產(chǎn)品中缺陷9常見的焊接缺陷10a)T型接頭的宏觀裂紋b)對(duì)接接頭的焊接裂紋c)焊縫收弧處的弧坑裂紋1－焊縫中縱向裂紋2－焊縫中橫向裂紋3－熔合區(qū)裂紋4－焊縫根部裂紋5－熱影響區(qū)根部裂紋6，7－焊趾裂紋8－焊道下裂紋9－層狀撕裂10－弧坑縱向裂紋11－弧坑橫向裂紋12－弧坑星形裂紋

焊接裂紋的宏觀形態(tài)及分布11

(1)

質(zhì)量管理——即控制產(chǎn)品質(zhì)量，保證設(shè)備安全運(yùn)行。

①生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的需要

②設(shè)備在役安全運(yùn)行期間跟蹤監(jiān)測的需要（2）工藝改進(jìn)——即改進(jìn)制造技術(shù)，優(yōu)化制造工藝；

1.1.3無損檢測的意義12

（3）效率、效益保證——及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，降低生產(chǎn)成本；在復(fù)雜產(chǎn)品的加工過程中往往經(jīng)歷：“零件制備——部件組成——結(jié)構(gòu)總成”等較長生產(chǎn)周期。在重點(diǎn)工序適時(shí)進(jìn)行合理、適度的檢驗(yàn)，可及時(shí)消除該工序產(chǎn)生的缺陷、防止同類缺陷的重復(fù)出現(xiàn)。這樣做比在產(chǎn)品加工完成后再來消除缺陷更節(jié)省時(shí)間、材料和工時(shí)。從而降低了生產(chǎn)成本。而且，及時(shí)返修在操作上也較為容易。13

（4）信譽(yù)、實(shí)力的見證——積累技術(shù)資料，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步成功的檢測數(shù)據(jù)、配套的原始底片、合格的檢驗(yàn)報(bào)告、標(biāo)準(zhǔn)的檢測試板等等，都是寶貴的技術(shù)資料。既可用于技術(shù)交流，又可長期存檔。特別是在出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量糾紛時(shí)，上述檢驗(yàn)資料的法律價(jià)值就會(huì)凸現(xiàn)出來！參與國際認(rèn)證的企業(yè)有無無損檢測設(shè)備也是一項(xiàng)重要的認(rèn)證指標(biāo)。14——無損檢測技術(shù)的兩面性事物總是一分為二的，都具有二重性。強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性原則，要正確處理好質(zhì)量檢測與降低生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期的關(guān)系！1.1.4

區(qū)別適度檢驗(yàn)和過度檢驗(yàn)

151.2.1無損檢測的特點(diǎn)與破壞性檢驗(yàn)相比，其特點(diǎn)是：

(1)非破壞性——是指在獲得檢測結(jié)果的同時(shí)，除了剔除不合格品外，不損失零件。因此，檢測規(guī)模不受零件多少的限制，既可抽樣檢驗(yàn)，又可在必要時(shí)采用普檢。因而，更具有靈活性（普檢、抽檢均可）和可靠性。1.2無損檢測的特點(diǎn)及檢測依據(jù)16

(2)互容性——即指檢驗(yàn)方法的互容性。

(3)動(dòng)態(tài)性——這是說，無損探傷方法可對(duì)使用中的零件進(jìn)行檢驗(yàn)，而且能夠適時(shí)考察產(chǎn)品運(yùn)行期的累計(jì)影響。因而，可查明結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理。

(4)嚴(yán)格性——是指無損檢測技術(shù)的嚴(yán)格性。

(5)檢驗(yàn)結(jié)果的分歧性——不同的檢測人員對(duì)同一試件的檢測結(jié)果可能有分歧。

(6)可靠性問題1.2.1無損檢測的特點(diǎn)17

(1)產(chǎn)品圖樣圖樣是生產(chǎn)中使用的最基本的技術(shù)資料，也是加工、檢驗(yàn)的依據(jù)。

(2)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)企業(yè)往往要貫徹相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如：企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)等等。

(3)技術(shù)文件產(chǎn)品生產(chǎn)工藝部門下達(dá)的各種技術(shù)文件，如工藝規(guī)程、檢驗(yàn)卡片、產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告、返修單等等。

(4)訂貨合同某些產(chǎn)品的特殊檢驗(yàn)要求、質(zhì)量控制的條款，有時(shí)可能較詳細(xì)的強(qiáng)調(diào)在訂貨合同中，應(yīng)引起特別注意。1.2.2實(shí)施無損檢驗(yàn)的依據(jù)

181.3無損檢測技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀1.3.1三個(gè)階段(1).無損檢查：（Non-distructiveInspection）簡稱NDI探測和發(fā)現(xiàn)缺陷(2).無損檢測：（Non-distructiveTesting）簡稱NDT不僅要探測發(fā)現(xiàn)缺陷，還要測量過程工藝參數(shù)，如溫度、壓力、組織結(jié)構(gòu)、殘余應(yīng)力等19(3).無損評(píng)價(jià)：（Non-distructivEvaluation）簡稱NDE

新的發(fā)展階段的名稱不僅要進(jìn)行產(chǎn)品的最終檢驗(yàn)和過程工藝參數(shù)的測量，且當(dāng)認(rèn)為材料中不存在致命的裂紋或者大的缺陷時(shí)，還要：i.從整體上評(píng)價(jià)材料中缺陷的分散程度；ii.在NDE的信息與材料的結(jié)構(gòu)/性能(如強(qiáng)度、韌性)之間建立聯(lián)系；iii.對(duì)決定材料的性質(zhì)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)和服役性能指標(biāo)的實(shí)測值（如斷裂韌性、高溫持久強(qiáng)度）等因素進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。201.3.2我國無損檢測技術(shù)發(fā)展上個(gè)世紀(jì)70年代至90年代是國際無損檢測技術(shù)發(fā)展的興旺期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)和圖像處理、信息電子以及自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展，有力促進(jìn)NDT的發(fā)展在我國，非常重視NDT發(fā)展和應(yīng)用，不僅成立了專門的學(xué)術(shù)組織，還設(shè)立了專門從事NDT的研究機(jī)構(gòu)21——摘引無損檢測網(wǎng)數(shù)據(jù)開展無損檢測技術(shù)應(yīng)用的企業(yè)單位超過3萬家，工業(yè)NDT設(shè)備器材制造的廠家570開展NDT研究的教學(xué)單位超過100家，每年大概1000NDT畢業(yè)生221.4無損檢測的主要技術(shù)及其各自特點(diǎn)1、超聲波檢測（UltrasonicTesting）簡稱UT基本原理：利用超聲波在不同物質(zhì)的界面處反射、折射、波型轉(zhuǎn)變以及在介質(zhì)中傳播過程中的衰減，由發(fā)射探頭向被檢件發(fā)射超聲波，由接收探頭接收信號(hào)23UT工作示意圖特點(diǎn):靈敏度高，即可檢測表面缺陷，又可以檢測內(nèi)部缺陷，尤其對(duì)平面型缺陷具有很高的檢測能力platecrack0246810initialpulsecrackechobacksurfaceecho顯示屏樣品UT242、射線檢測（RadiographyTesting）簡稱RT利用各種射線對(duì)材料的透射性能及不同材料對(duì)射線的吸收、衰減程度不同，使底片感光獲得圖像。HighElectricalPotentialElectrons-+X-rayGeneratororRadioactiveSourceCreatesRadiationExposureRecordingDeviceRadiationPenetratetheSample25X射線圖像263、磁粉檢測（MagnetigTesting）簡稱MT鋼制（Fe、Co、Ni及其合金）的工件放在磁場中就會(huì)被磁化，如果工件表層存在缺陷，例如裂縫、夾雜物等，磁力線只能繞過缺陷，形成局部磁極。如果在工件表面撒上導(dǎo)磁性良好的磁粉，它就會(huì)受局部磁極的吸引而堆積，于是顯出了缺陷的位置和形狀27檢測鐵磁性材料表面和近表面缺陷，設(shè)備簡單，操作方便，觀察直觀284、滲透檢測（PenetrantTesting）簡稱PT基本原理：由于滲漏液的潤濕和毛細(xì)管效應(yīng)而進(jìn)入表面開口的缺陷，隨后被吸附和顯像。295、渦流檢測（EddycurrentTes.）簡稱ET基本原理：是利用渦流的集膚效應(yīng)及其在缺陷處的畸變行為來發(fā)現(xiàn)和檢測缺陷的。Conductive

materialCoilCoil'smagneticfieldEddycurrentsEddycurrent'smagneticfield306、聲發(fā)射檢測(AcousticEmission)材料或構(gòu)件因受力產(chǎn)生變形或斷裂，以彈性波的形式釋放出應(yīng)變能稱為聲發(fā)射。利用接收聲發(fā)射信號(hào)研究材料、動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的完整性稱為聲發(fā)射檢測技術(shù)。聲發(fā)射檢測示意圖317、紅外檢測(Infra-redTes.)328、其他檢測技術(shù)激光全息無損檢測聲振檢測微波檢測33⑴射線探傷：適用于材料內(nèi)部體積型缺陷：孔洞、夾雜、未焊透等；對(duì)于面積缺陷（如裂紋等）有選擇性：即缺陷平面與射線透照方向平行或接近平行時(shí)非常適用；而當(dāng)缺陷平面與射線透照方向垂直時(shí)極不敏感！易出現(xiàn)漏檢!⑵

超聲波探傷：適用于大多數(shù)缺陷的檢測，但檢出容易，定量難。不易發(fā)現(xiàn)細(xì)小裂紋。另外，由于檢測系統(tǒng)存在盲區(qū)，故不適合薄板的檢測9、五種常用無損探傷法的適用性34

⑶

磁力探傷：適合鐵磁性材料的表面缺陷及近表面缺陷的探傷；不適用于非鐵磁性材料，如銅、鋁、奧氏體鋼等等；

(4)

滲透探傷：適用于各種材料表面的開口型缺陷的檢測（如裂紋、針孔等）；但不適用多孔型材料；

(5)

渦流探傷：適用于各種導(dǎo)電材料的表面及近表面缺陷的探測。不適于非導(dǎo)電材料的缺陷檢測。9、五種常用無損探傷法的適用性351.5NDT的應(yīng)用InspectionofRawProductsInspectionFollowingSecondaryProcessingIn-ServicesDamageInspection36InspectionofRawProductsForgings,Castings,Extrusions,etc.37InspectionFollowingSecondaryProcessingMachiningWeldingHeattreatingPlatingetc.38InspectionForIn-ServiceDamageCrackingCorrosionErosion/WearHeatDamageetc.39PowerPlantInspectionProbeSignalsproducedbyvariousamountsofcorrosionthinning.Pipewi