無(wú)損檢測(cè)的概述

1、無(wú)損檢測(cè)的概述第一章無(wú)損檢測(cè)概述1.1無(wú)損檢測(cè)目的1.2無(wú)損檢測(cè)范圍1.3常用的無(wú)損檢測(cè)辦法射線檢測(cè)（RT）滲透檢測(cè)（PT）磁粉檢測(cè)（MT超聲檢測(cè)（UT渦流檢測(cè)（ET）第一章無(wú)損檢測(cè)概述無(wú)損檢測(cè)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(duì) 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(cè)的一種方法， 是 探測(cè)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(wú)損檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量，使之在規(guī)定的使用條件下，在預(yù)期 的使用壽命內(nèi)，產(chǎn)品的部分或整體都不會(huì)發(fā)生破損， 從而防止設(shè)備

2、和 人身事故。這就是無(wú)損檢測(cè)最重要的目的之一。（2）改進(jìn)制造工藝無(wú)損檢測(cè)不僅要把工件中的缺陷檢測(cè)出來(lái)， 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(cè)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(guò)無(wú)損檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)，而是在焊接完工前的中間工序先 進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，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

3、成本的目的。1.2無(wú)損檢測(cè)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(píng)定b 、壽命評(píng)定（3）材料和機(jī)器的計(jì)量檢測(cè)通過(guò)定量的測(cè)定材料和機(jī)器的變形量或腐蝕量來(lái)確定能不能繼 續(xù)使用。例如，用超聲波測(cè)厚儀來(lái)測(cè)定容器的腐蝕量， 通過(guò)射線照相 來(lái)測(cè)定原子反應(yīng)堆用過(guò)的燃料棒的變形量、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的變形量 等。（4）材質(zhì)的無(wú)損檢測(cè)無(wú)損檢測(cè)可以用來(lái)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(lái)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(cè)定確定各種表面層的深度和厚度。例如，用電磁感應(yīng)檢測(cè)法可以測(cè) 定滲碳淬火層的深度和鍍層

4、的厚度。（6）應(yīng)變測(cè)試1.3常用的無(wú)損檢測(cè)辦法射線檢測(cè)（RT）射線檢測(cè)（探傷）有X射線、丫射線和中子射線等檢測(cè)方法。它是 利用各種射線源對(duì)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(lái)觀察的。 射線檢測(cè)用來(lái)檢測(cè)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(lái)。1、基本原理利用射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)的衰減規(guī)律，即當(dāng)射線通過(guò)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(guò)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(cè)結(jié)果可作為檔案資料長(zhǎng)期保存，檢測(cè)圖像較直觀，對(duì)缺陷尺寸和性質(zhì)判斷比較容易。缺點(diǎn)是

5、當(dāng)裂紋面與射線近于垂直時(shí)就很難檢查出來(lái)， 對(duì)工件中平 面型缺陷（裂紋未熔合等缺陷）也具有一定的檢測(cè)靈敏度，但與其它常 用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)相比，對(duì)微小裂紋的檢測(cè)靈敏度較低，并且生產(chǎn)成本高于其它無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，其檢驗(yàn)周期也較其它無(wú)損檢測(cè)技術(shù)長(zhǎng), 且射線對(duì)人體有害，需要有防護(hù)設(shè)備。煦'鉛光欄3、主要方法照相法熒光屏/ 機(jī)械傳動(dòng)裝置熒光屏直接觀察法觀觀察者反射鏡熒光屏觀察法檢測(cè)示意圖川 miiiiiiih AA 厶 2j一械透照試杵圧射線感光膠片；3氣孔（接陷）;4-決渣缺陷）試件膠片位氏膠片位!1圖L 2射線廂相原理示意圖圖1. 3投影式放大照相原理鉛玻132滲透檢測(cè)（PT）液體滲透檢測(cè)是一種檢

6、查工件或材料表面缺陷的一種方法，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(shuō)， 除表面多孔性材料以外，幾乎一切材料的表面開(kāi)口缺陷都可以應(yīng)用此 方法獲得滿意的檢測(cè)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(duì)窄狹縫隙良好 的滲透性，經(jīng)過(guò)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(lái)觀察，對(duì)缺陷的性質(zhì)和尺寸做出適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。2、應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用廣泛，原理簡(jiǎn)明易懂，檢查經(jīng)濟(jì)，設(shè)備簡(jiǎn)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(duì)大型工件和不規(guī)則零件的檢查以及現(xiàn)場(chǎng)機(jī)件的搶修檢查，更能顯

7、示其特殊的優(yōu)點(diǎn)。但滲透探傷對(duì)埋藏于表皮層以下的缺陷是無(wú)能為力 的。缺點(diǎn)是只能檢查開(kāi)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能力的滲透液， 由于液體 的潤(rùn)濕作用和毛細(xì)現(xiàn)象，滲透液便滲入工件表面缺陷中(b1/第二步：將工件缺陷以外的多余滲透1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(lái)工件農(nóng)血咿訂澤透液第四步：在白色涂層上顯示出缺陷的形狀和位置的鮮明圖案,而達(dá)到了無(wú)損檢疵的目的。英光陸 需耳紫外光源觀推判傷*苕芭法眼看133磁粉檢測(cè)（MT1、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

8、，便會(huì)在該處形成一漏磁場(chǎng)。此漏磁場(chǎng)將吸引、聚集檢測(cè)過(guò)程 中施加的磁粉，而形成缺陷顯示。因此，磁粉檢測(cè)首先是對(duì)被檢工件加外磁場(chǎng)進(jìn)行磁化 .外加磁場(chǎng)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(wàn)安培）的磁力探傷機(jī) 直接給被檢工件通大電流而產(chǎn)生磁場(chǎng)；另一種是把被檢工件放在螺旋管線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，或是放在電 磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)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510卩m）, 般用四氧化三鐵或 三氧化二鐵作為磁粉。如果被檢工件沒(méi)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)

9、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(chǎng)，形成一個(gè)小磁極，如圖3.1所示。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(lái)，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(cè)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(cè)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(duì)表面缺陷最靈敏，對(duì)表面以下的缺陷隨埋藏深度的增加檢測(cè)靈敏度迅速下降。米用磁粉檢測(cè)方法檢測(cè)磁性材料的表面缺陷，比米

10、用超聲波或射線檢測(cè)的靈敏度高，而且操作簡(jiǎn)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(cè)。對(duì)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(cè)方法。但當(dāng)鐵磁性材料上的非磁性涂層厚度不超過(guò) 50 a m時(shí)，對(duì)磁粉檢測(cè)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(cè)采用浸漬法），并保持1/51/2 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(guò)施加電流至少 1/5s的方法來(lái)磁化。 此后，切

11、斷磁化電流，采用軟管澆淋或浸漬法施加磁懸液。對(duì)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(duì) 于剩磁熒光磁粉檢驗(yàn)法，如覺(jué)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，并除去過(guò)量的磁粉。輕輕地振動(dòng)試 件，使其獲得較為均勻的磁粉分布。 應(yīng)注意避免使用過(guò)量的磁粉，不 然會(huì)影響缺陷的有效顯示。對(duì)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(dòng)中，保持接通。對(duì)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。134超聲檢測(cè)（UT）1.原理和類型超聲波探傷主要是通過(guò)測(cè)量信號(hào)往返于缺陷的渡越

12、時(shí)間， 來(lái)確定 缺陷和表面間的距離；測(cè)量回波信號(hào)的幅度和發(fā)射換能器的位置， 來(lái) 確定缺陷的大小和方位。這就是通常所說(shuō)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掃描可以顯示工件內(nèi)部缺陷的橫剖面圖形。1、應(yīng)用超聲波檢測(cè)是工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。就無(wú)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(wú)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、壓力工容器、非金屬材料等，都可以用超聲波進(jìn)行有效的檢測(cè)。有的采用手動(dòng)方式， 有的可采用 T就物理性能檢測(cè)而言

13、，用超聲波法可以損檢測(cè)厚度、材料硬度、2、硬層深度質(zhì)粒度、液位和流量、殘余應(yīng)口膠接強(qiáng)度等。方法觸法：就是探頭與件表面之間經(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。缺陷波；底波4. 18 接觸法探傷探頭丄二=JLJ-二液浸法二就是將探頭與工件全部浸入液體,或探頭與工件乞間部充不直接探'浸法。件全部方法。液體一 £工希:m七二以液體進(jìn)行探傷接觸件因而易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與工件:般用水，故又稱水 :檢測(cè)，也適于乍測(cè)表面粗糙i的工件。T一發(fā)射波；S-界面波；F缺陷波；R底波4.19液浸法探傷135渦流檢測(cè)(ET)渦流檢測(cè)工業(yè)上無(wú)損檢測(cè)的方法之一。給一個(gè)線圈通

14、入交流電，在一定條件下通過(guò)的電流是不變的。 如果把線圈靠近被測(cè)工件，像船在水中那樣，工 件內(nèi)會(huì)感應(yīng)出渦流，受渦流影響，線圈電流會(huì)發(fā) 生變化。由于渦流的大小隨工件內(nèi)有沒(méi)有缺陷而 不同，所以線圈電流變化的大小能反映有無(wú)缺 陷。原理：將通有交流電的線圈置于待測(cè)的金屬板上 或套在待測(cè)的金屬管外（見(jiàn)圖）。這時(shí)線圈內(nèi)及 其附近將產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使試件中產(chǎn)生呈旋渦狀 的感應(yīng)交變電流，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(wú)裂紋缺陷 等。因而，在保持其他因素相對(duì)不變的條件下， 用一探測(cè)線圈測(cè)量渦流所引

15、起的磁場(chǎng)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(cè)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(duì)于金屬管、棒、線材的檢測(cè)，不需要接 觸，也無(wú)需要耦合介質(zhì)。所以檢測(cè)速度高，易于 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)，特別適合在線普檢。2、對(duì)于表面缺陷的探測(cè)靈敏度很高，且在 一定范圍內(nèi)具有良好的線性指示，可對(duì)大小不同 缺陷進(jìn)行評(píng)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(duì)上述某單獨(dú)影響因素進(jìn)行有效 的檢測(cè)。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(cè)。由于探頭可伸入 到遠(yuǎn)處作業(yè)，所以可對(duì)工件的狹窄區(qū)域及深孔壁（包括管壁）等進(jìn)行檢測(cè)。5、由于采用電信號(hào)顯示，所以可存儲(chǔ)、再現(xiàn)及進(jìn)行數(shù)據(jù)比較和處理6、渦流探傷的對(duì)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(cè)金屬表面缺 陷，不適用檢測(cè)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(cè)靈敏度 是相互矛