焊接檢測技術(shù)訓(xùn)練報告模板.doc

西南石油大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院焊接檢測技能訓(xùn)練報告學(xué)生姓名 張超學(xué)號1015100332專業(yè)年級焊接技術(shù)及自動化2010級任課教師周培山職稱講師 一、課程目的及意義1. 掌握焊接缺陷的特征及檢驗方法；2. 掌握各種主要無損檢測方法的操作流程、操作規(guī)范；3. 掌握各種無損檢測設(shè)備的使用技巧；4. 能夠運用所學(xué)的知識，對相關(guān)焊接結(jié)構(gòu)件選擇合適的檢測方法，并進行焊接檢測評價。二、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 一 、 隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進步對產(chǎn)品質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的安全性使用可靠性提出越來越高的要求由于無損檢測技術(shù)具有不破壞試件檢測靈敏度高等優(yōu)點所以其應(yīng)用日益廣泛。無損檢測技術(shù)在材料加工、零件制造、產(chǎn)品組裝直至產(chǎn)品使用、維護、保養(yǎng)的整個過程中不僅起到保證質(zhì)量、保障安全的監(jiān)督作用還在節(jié)約能源、降低成本、提高成品率和勞動生產(chǎn)率方面起到了積極地促進作用。特別是在煉油化工行業(yè)無損檢測技術(shù)在裝置的生產(chǎn)、安裝、使用、維護、檢修等整個過程中有他不可替代的作用在國民經(jīng)濟和工業(yè)經(jīng)濟的不斷發(fā)展進步中起到了舉足輕重的作用。目前無損檢測方法有多種本文主要介紹無損檢測的常用技術(shù)如射線、超聲、磁粉和滲透及新技術(shù)如聲發(fā)射、磁記憶等。 二、 現(xiàn)代工業(yè)中的無損檢測技術(shù) 現(xiàn)代無損檢測Nondestructive TestingNDT的定義是在不損壞試件的前提下以物理或化學(xué)方法為手段借助先進的技術(shù)和設(shè)備器材對試件的內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)進行檢查和測試的方法1。也就是說無損檢測是在不破壞或損傷原材料和工件受檢對象的前提下測定和評價物質(zhì)內(nèi)部或外表的物理和力學(xué)性能并包括各類缺陷和其他技術(shù)參數(shù)的綜合性應(yīng)用技術(shù)。無損檢測技術(shù)對于控制和改進生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量保證材料、零件和產(chǎn)品的可靠性及提供生產(chǎn)率方面起著關(guān)鍵的作用是發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)必不可少的重要技術(shù)措施之一。 現(xiàn)代無損檢測與評價技術(shù)不但要探測缺陷的有無而且還要給出材質(zhì)的定量評價其中包括對缺陷的定量測量如缺陷的形狀、大小、位置、取向、分布和內(nèi)含物等以及對有缺陷的材料和產(chǎn)品的質(zhì)量評價還包括測量材料和產(chǎn)品的某些物理和力學(xué)性能如內(nèi)部的殘余應(yīng)力、組織結(jié)構(gòu)、涂層厚度等?？梢哉f無損檢測與評價技術(shù)的發(fā)展程度標(biāo)志著一個國家地區(qū)的現(xiàn)代化工業(yè)水平2。 無損檢測主要是檢測材料和構(gòu)件中的宏觀缺陷也就是說無損檢測技術(shù)所表征的是材料和構(gòu)件中宏觀組織結(jié)構(gòu)的特點。與科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展相結(jié)合無損檢測在工業(yè)上所表現(xiàn)的特點是3 1.測量結(jié)果為精確的定量數(shù)值能客觀地反映產(chǎn)品質(zhì)量 2.在生產(chǎn)工藝流程中能連續(xù)且較全面地對原材料、半成品及成品進行無損檢測 3.測量結(jié)果經(jīng)過處理作為評價產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)據(jù)儲存起來并根據(jù)需要隨時給予顯示 4.能將檢測結(jié)果迅速反饋到工藝過程中依據(jù)檢測結(jié)果調(diào)節(jié)工藝參數(shù)對產(chǎn)品質(zhì)量實行過程控制。 三、無損檢測方法 目前在工業(yè)生產(chǎn)檢測領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的無損檢測方法主要是射線檢測Radiographic TestingRT、超聲波檢測Ultrasonic TestingUT、磁粉檢測Magnetic TestingMT、液體滲透檢測Penetrant TestingPT、渦流檢測Eddy Current TestingET。近年來聲發(fā)射檢測Acoustic Emission AE、磁記憶檢測Metal magnetic memory MMM和激光全息攝影等檢測技術(shù)也獲得了一定的發(fā)展和應(yīng)用。 一射線檢測 射線檢測Radiographic TestingRT一般用于檢測材料和構(gòu)件中存在的氣孔、密集氣孔、夾渣和未融合、未焊透等內(nèi)部缺陷。只適用于檢測與射線束方向平行的厚度或密度上的明顯異常的部分因此檢測平面型缺陷如裂紋的能力取決于被檢測件是否處于最佳輻射方向。另外對于人體不能進入的壓力容器以及不能采用超聲檢測的多層包扎壓力容器和球形壓力容器多采用Ir或Se等同位素進行射線照相。它適用于任何材料不管是金屬的還是非金屬的材料以及碳纖維材料均可檢測但射線檢測不適用于鍛件、管材、棒材的檢測4。 射線檢測方法可獲得缺陷的直觀圖像對長度、寬度尺寸的定量也比較準(zhǔn)確檢測結(jié)果有直觀紀(jì)錄可以長期保存。但該方法對體積型缺陷氣孔、夾渣檢出率高對體積型缺陷如裂紋未熔合類如果照相角度不適當(dāng)容易漏檢。另外該方法不適宜較厚的工件且檢測成本高、速度慢同時對人體有害需做特殊防護。 二超聲波檢測 超聲檢測Ultrasonic TestingUT是利用超聲波在介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生衰減遇到界面產(chǎn)生反射的性質(zhì)來檢測缺陷的無損檢測方法。 超聲波被用于無損檢測主要是因為有以下幾個特性一、超聲波在介質(zhì)中傳播時遇到界面會發(fā)生反射二、超聲波指向好頻率愈高指向性愈好三、超聲波傳播能量大對各種材料的穿透力較強。再有超聲波的聲速、衰減、阻抗和散射等特性為超聲波的應(yīng)用提供了豐富的信息并且成為超聲波廣泛應(yīng)用的條件5。 超聲檢測既可用于檢測材料和構(gòu)件內(nèi)部埋藏缺陷和焊縫內(nèi)表面裂紋還用于壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現(xiàn)裂紋的檢測。該方法具有靈敏度高、指向性好、穿透能力強、檢測速度快、成本低等優(yōu)點且超聲波探傷儀體積小、重量輕便于攜帶和操作對人體沒有危害。超聲波檢測適用于鋼鐵、有色金屬和非金屬也適用于鑄件、鍛件、軋制的各種型材和焊縫等。但該方法無法檢測表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷只適用于檢測幾何形狀比較簡單的工件此外該方法對缺陷的定性、定量表征不準(zhǔn)確。 三磁粉檢測 磁粉檢測Magnetic TestingMT是基于缺陷處漏磁場與磁粉相互作用而顯示鐵磁性材料表面和近表面缺陷的無損檢測方法。 在以鐵磁性材料為主的壓力容器原材料驗收、制造安裝過程質(zhì)量控制與產(chǎn)品質(zhì)量驗收以及使用中的定期檢驗與缺陷維修監(jiān)測等幾個階段磁粉檢測技術(shù)用于檢測鐵磁性材料表面及近表面裂紋、折疊、夾層、夾渣等方面均得到廣泛的應(yīng)用。 磁粉檢測的優(yōu)點在于設(shè)備簡單、操作方便、檢測成本低、速度快、觀察缺陷直觀和檢測靈敏度高。缺點在于只適用于鐵磁性材料及其合金工件的形狀和尺寸有時對探傷有影響6。 四滲透檢測 滲透檢測Penetrant TestingPT是基于毛細(xì)管現(xiàn)象揭示非多孔性固體材料表面開口缺陷其方法是將液體滲透液滲入工件表面開口缺陷中用去除劑清除多余滲透液后用顯像劑表示出缺陷。 液體滲透檢測是一種最古老的探傷技術(shù)。滲透檢測可有效用于除疏松多孔性材料外的任何種類的材料如鋼鐵材料、有色金屬材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面開口缺陷。隨著滲透檢測方法在壓力容器檢測中的廣泛應(yīng)用必須合理選擇滲透劑及檢測工藝、標(biāo)準(zhǔn)試塊及受檢壓力容器實際缺陷試塊使用可行的滲透檢測方法標(biāo)準(zhǔn)等來提高滲透檢測的可靠性7。 該方法操作簡單成本低缺陷顯示直觀檢測靈敏度高可檢測的材料和缺陷范圍廣且不受工件幾何形狀、尺寸大小的影響對形狀復(fù)雜的部件一次操作就可大致做到全面檢測。但只能檢測出材料的表面開口缺陷且不適用于多孔性材料的檢驗對工件和環(huán)境有污染。滲透檢測方法在檢測表面微細(xì)裂紋時往往比射線檢測靈敏度高還可用于磁粉檢測無法應(yīng)用到的部位。 五聲發(fā)射檢測 聲發(fā)射Acoustic Emission AE是指材料或結(jié)構(gòu)受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂以彈性波形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象。而彈性波可以反映出材料的一些性質(zhì)。聲發(fā)射檢測就是通過探測受力時材料內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力波判斷容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷程度的一種新的無損檢測方法8。 壓力容器在高溫高壓下由于材料疲勞、腐蝕等產(chǎn)生裂紋。在裂紋形成、擴展直至開裂過程中會發(fā)射出能量大小不同的聲發(fā)射信號根據(jù)聲發(fā)射信號的大小可判斷是否有裂紋產(chǎn)生、及裂紋的擴展程度。 聲發(fā)射是材料在受載的情況下缺陷周圍區(qū)域的應(yīng)力再分布以范性流變、微觀龜裂、裂縫的發(fā)生和擴展等形式進行實際上是一種應(yīng)變能的釋放過程。而一部分應(yīng)變能以應(yīng)力波的形式發(fā)射出來。所以在滑動、孿晶、位錯運動、馬氏體相變、微觀開裂和裂縫的擴展等過程中都有聲發(fā)射現(xiàn)象發(fā)生。因此接收和研究聲發(fā)射現(xiàn)象就可以利用聲發(fā)射信號來對缺陷進行預(yù)報和判斷并對材料和構(gòu)件進行評價。 聲發(fā)射與X射線、超聲波等常規(guī)檢測方法的主要區(qū)別在于它是一種動態(tài)無損檢測方法。聲發(fā)射信號是在外部條件作用下產(chǎn)生的對缺陷的變化極為敏感可以檢測到微米數(shù)量級的顯微裂紋產(chǎn)生、擴展的有關(guān)信息檢測靈敏度很高。另外因為絕大多數(shù)材料都具有聲發(fā)射特征所以聲發(fā)射檢測不受材料限制可以長期連續(xù)地監(jiān)視缺陷的安全性和超限報警。 此外聲發(fā)射技術(shù)還可以作材料的疲勞、蠕變、脆斷、應(yīng)力腐蝕和斷裂力學(xué)測試方面的研究手段也可用于焊縫監(jiān)測和焊接過程的研究纖維增強復(fù)合材料和陶瓷材料性能的研究以及用于大型結(jié)果設(shè)備、飛機、橋梁、混凝土大壩、海洋石油鉆采平臺等等安全監(jiān)測9?？傊暟l(fā)射技術(shù)在材料研究和結(jié)構(gòu)安全評價等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 六磁記憶檢測 磁記憶Metal magnetic memory MMM檢測方法就是通過測量構(gòu)件磁化狀態(tài)來推斷其應(yīng)力集中區(qū)的一種無損檢測方法其本質(zhì)為漏磁檢測方法。 壓力容器在運行過程中受介質(zhì)、壓力和溫度等因素的影響易在應(yīng)力集中較嚴(yán)重的部位產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂、疲勞開裂和誘發(fā)裂紋在高溫設(shè)備上還容易產(chǎn)生蠕變損傷。磁記憶檢測方法用于發(fā)現(xiàn)壓力容器存在的高應(yīng)力集中部位它采用磁記憶檢測儀對壓力容器焊縫進行快速掃查從而發(fā)現(xiàn)焊縫上存在的應(yīng)力峰值部位然后對這些部位進行表面磁粉檢測、內(nèi)部超聲檢測、硬度測試或金相組織分析以發(fā)現(xiàn)可能存在的表面裂紋、內(nèi)部裂紋或材料微觀損傷10。 磁記憶檢測方法不要求對被檢測對象表面做專門的準(zhǔn)備不要求專門的磁化裝置具有較高的靈敏度。金屬磁記憶方法能夠區(qū)分出彈性變形區(qū)和塑性變形區(qū)能夠確定金屬層滑動面位置和產(chǎn)生疲勞裂紋的區(qū)域能顯示出裂紋在金屬組織中的走向確定裂紋是否繼續(xù)發(fā)展。是繼聲發(fā)射后第二次利用結(jié)構(gòu)自身發(fā)射信息進行檢測的方法除早期發(fā)現(xiàn)已發(fā)展的缺陷外還能提供被檢測對象實際應(yīng)力-變形狀況的信息并找出應(yīng)力集中區(qū)形成的原因。但此方法目前不能單獨作為缺陷定性的無損檢測方法在實際應(yīng)用中必須輔助以其他的無損檢測方法。 四、展望 無損檢測技術(shù)作為一項工業(yè)技術(shù)從應(yīng)用角度來看主要有如下三種形式一是在生產(chǎn)過程質(zhì)量控制中的無損檢測即應(yīng)用于產(chǎn)品的質(zhì)量管理。它可以剔除每道生產(chǎn)工序中的不合格產(chǎn)品并把檢測結(jié)果反饋的生產(chǎn)工藝中去指導(dǎo)和改進生產(chǎn)監(jiān)督產(chǎn)品的質(zhì)量。二是用于成品的質(zhì)量控制即用于出場前的成品檢驗和用戶的驗收檢驗。它主要檢驗產(chǎn)品是否達到設(shè)計性能能否安全使用。三是在產(chǎn)品使用過程中的監(jiān)測即維護檢驗。它是用戶組使用產(chǎn)品和設(shè)備的過程中經(jīng)常地或定期地檢查是否出現(xiàn)危險性缺陷而采用的無損檢測方法有時也稱為在役檢查。這樣可以做到“防患于未然”對消除災(zāi)難性事故起著重要的作用。 近些年來無損檢測技術(shù)越來越受到人們的普遍重視在航空與航天、核技術(shù)、武器系統(tǒng)、鐵路與造船、石油與化工、鍋爐與壓力容器、建筑、冶金和機械制造等工業(yè)中應(yīng)用的極為廣泛。隨著現(xiàn)代物理學(xué)、材料科學(xué)、微電子學(xué)和計算機技術(shù)的發(fā)展無損檢測技術(shù)也隨之迅猛發(fā)展起來。各種無損檢測方法的基本原理幾乎涉及現(xiàn)代物理學(xué)的各個分支?，F(xiàn)代無損檢測技術(shù)還應(yīng)該包括計算機數(shù)據(jù)和圖像處理、圖像的識別與合成以及自動化檢測技術(shù)等11。 作為一種綜合性應(yīng)用技術(shù)無損檢測技術(shù)發(fā)展過程中經(jīng)歷了從無損探傷Nondistructive Inspection NDI到無損檢測Nondestructive TestingNDT再到無損評價Nondistructive Evaluation NDE并且向自動無損評價ANDE和定量無損評價QNDE發(fā)展12。其中無損探傷是早期階段的名稱其含義是探測和發(fā)現(xiàn)缺陷無損檢測是當(dāng)前階段的名稱其內(nèi)涵不僅僅是探測缺陷還包括探測試件的一些其他信息例如結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)等并試圖通過測試掌握更多的信息而無所評價則是即將進入或正在進入到新的發(fā)展階段。無損評價涵蓋更廣泛、更深刻的內(nèi)容它不僅要求發(fā)現(xiàn)缺陷探測試件的結(jié)構(gòu)、性能、狀態(tài)還要求獲得更全面、更準(zhǔn)確的綜合信息例如有關(guān)缺陷的形狀、尺寸、位置、取向、內(nèi)含物、殘余應(yīng)力等信息。將結(jié)合成像技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機數(shù)據(jù)分析和處理等技術(shù)對試件和產(chǎn)品的質(zhì)量和性能給出全面、準(zhǔn)確的評價。 我們相信隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展科學(xué)技術(shù)的不斷進步在不遠的將來無損檢測技術(shù)將會實現(xiàn)跨越性的進步在國民生產(chǎn)中起到不可替代的作用新生的納米材料、微機電器件等行業(yè)的無損檢測技術(shù)將會得到迅速發(fā)展三、訓(xùn)練內(nèi)容序