第一章 無損檢測概論

1、無損檢測聯(lián)系電話：聯(lián)系電話：1501422021815014220218第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論第一節(jié)第一節(jié) 無損檢測定義及目的無損檢測定義及目的一、定義一、定義 無損檢測技術(shù)是對材料、工件進(jìn)行非破壞檢驗和分析的一種方法，以發(fā)現(xiàn)材料等組織中的不連續(xù)性等宏觀缺陷為主要目的的檢驗。 二、目的二、目的 1 1質(zhì)量管理質(zhì)量管理 無損檢測的主要目的之一，就是對非連續(xù)加工（例如多工序生產(chǎn)）或連續(xù)加工（例如自動化生產(chǎn)流水線）的原材料、半成品、成品以及產(chǎn)品構(gòu)件第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論提供實時的工序質(zhì)量控制，特別是控制產(chǎn)品材料的冶金質(zhì)量與生產(chǎn)工藝質(zhì)量，例如缺陷情況、組織狀態(tài)、涂鍍層厚

2、度監(jiān)控等等，同時，通過檢測所了解到的質(zhì)量信息又可反饋給設(shè)計與工藝部門，促使進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計與制造工藝以提高產(chǎn)品質(zhì)量，收到減少廢品和返修品，從而降低制造成本、提高生產(chǎn)效率的效果。 第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 另一方面，利用無損檢測技術(shù)也可以根據(jù)驗收標(biāo)準(zhǔn)將材料、產(chǎn)品的質(zhì)量水平控制在適合使用性能要求的范圍內(nèi)，避免無限度地提高質(zhì)量要求造成所謂的“質(zhì)量過?！?。 因此，無損檢測技術(shù)在降低生產(chǎn)制造費用、提高材料利用率、提高生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品同時滿足使用性能要求（質(zhì)量水平）和經(jīng)濟(jì)效益的需求兩方面都起著重要的作用。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 2 2質(zhì)量鑒定質(zhì)量鑒定 已制成的產(chǎn)品（包括材料、零

3、部件等）在投入使用或作進(jìn)一步加工，或進(jìn)行組裝之前，需要進(jìn)行最終檢驗，亦即質(zhì)量鑒定，確定其是否達(dá)到設(shè)計性能要求，能否安全使用，亦即判別其是否合格，以免給以后的使用造成隱患。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 因此，產(chǎn)品使用前的質(zhì)量驗收鑒定是非常必要的，特別是那些將在高應(yīng)力、高溫、高循環(huán)載荷等復(fù)雜惡劣條件下以及惡劣環(huán)境中工作的零部件或構(gòu)件等，僅僅靠一般的外觀檢查、尺寸檢查、破壞性抽檢等是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在這方面，無損檢測技術(shù)表現(xiàn)出能夠百分之百地全面檢查材料內(nèi)外部的無比優(yōu)越性。 第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 3 3在役檢驗在役檢驗 使用無損檢測技術(shù)對運行期間或正在運行中的設(shè)備構(gòu)件進(jìn)行經(jīng)常性

4、的或者定期的檢查，或者實時監(jiān)控（稱為在役檢測），能及時發(fā)現(xiàn)影響設(shè)備繼續(xù)安全運行或使用的隱患，防止事故的發(fā)生。 定期或不定期在役無損檢測的目的并不僅僅是盡早發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)危害設(shè)備安全運行及使用的隱患并予以及時清除，從經(jīng)濟(jì)意義上來說，當(dāng)今對無損檢測技術(shù)還要求在發(fā)現(xiàn)早期缺陷（例如初始疲勞裂紋）第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論后，通過無損檢測技術(shù)定期或?qū)崟r（連續(xù)）監(jiān)視其發(fā)展，對所探測到的缺陷能夠確定其類型、尺寸、位置、形狀與取向等，根據(jù)斷裂力學(xué)理論和損傷容限設(shè)計、耐久性等對設(shè)備構(gòu)件的狀態(tài)、能否繼續(xù)使用、安全使用的極限壽命或者剩余壽命做出評估和判斷。 綜上所述，無損檢測技術(shù)不僅是產(chǎn)品設(shè)計制造過程和最終

5、成品靜態(tài)質(zhì)量控制的極重要手段，而且是保障產(chǎn)品安全使用與運行的動態(tài)質(zhì)量控制幾乎是唯一的手段。 第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 但要看到，所有無損檢測手段，除了設(shè)備因素以外，還存在很大的人為因素，這與個人的責(zé)任心、工作經(jīng)歷等因素不無關(guān)系。 當(dāng)然，這些“因素”均會隨著現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步，設(shè)備的更新?lián)Q代而逐漸減少。 第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 第二節(jié)第二節(jié) 常規(guī)檢測方法常規(guī)檢測方法 由于各種檢測方法都具有一定的特點，為提高檢測結(jié)果可靠性，應(yīng)根據(jù)設(shè)備材質(zhì)、制造方法、工作設(shè)備材質(zhì)、制造方法、工作介質(zhì)、使用條件和失效模式介質(zhì)、使用條件和失效模式，預(yù)計可能產(chǎn)生的缺陷種類、形狀、部位和取向，選擇

6、合適的無損檢測方法。 任何一種無損檢測方法都不是萬能的，每種方法都有自己的優(yōu)點和缺點。應(yīng)盡可能多用幾種檢測方法，互相取長補短，以鐵路運輸設(shè)備安全運行。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論此外在無損檢測的應(yīng)用中，還應(yīng)充分認(rèn)識到，檢測的目的不是片面追求過高要求的“高質(zhì)量”，而是應(yīng)在充分保證安全性和合適風(fēng)險率的前提下，著重考慮其經(jīng)濟(jì)性。只有這樣，無損檢測在地鐵運輸?shù)膽?yīng)用才能達(dá)到預(yù)期目的。 目前鐵路廣泛采用的五大常規(guī)檢測方法分別為： 射線檢測射線檢測(RT)(RT)、超聲檢測超聲檢測(UT)(UT)、磁粉檢測磁粉檢測(MT)(MT)、渦流檢測渦流檢測(ET)(ET)、滲透檢測滲透檢測(PT)(PT)

7、。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 1 1射線檢測射線檢測(RT) 射線檢測是利用射線對物體的穿透本領(lǐng)和物體對透過射線的衰減效應(yīng)來檢驗物體內(nèi)部缺陷的，由于完好的部件與缺陷部位有不同的衰減，以致使穿過工件的射線強度發(fā)生變化，通過膠片感光或電腦合成的手段來指示缺陷的存在。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 2 2超聲波檢測超聲波檢測(UT)(UT) 超聲波檢測是利用材料本身或內(nèi)部缺陷的聲學(xué)性質(zhì)對超聲波傳播的影響，探測工件材料內(nèi)部或表面的缺陷(如裂紋、氣泡、夾渣等)的大小、形狀和分布狀況以及測定材料性質(zhì)的檢測方法。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 3 3磁粉檢測磁粉檢測(MT)(MT

8、) 磁粉檢測是利用導(dǎo)磁金屬在磁場磁化的情況下，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出材料表面或近表面存在缺陷(如裂紋、冷隔等)不連續(xù)性的位置、形狀和大小和檢測方法。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 4 4渦流檢測渦流檢測(ET)(ET) 渦流檢測是將載有交變電流的檢測線圈靠近導(dǎo)電被檢工作時，由于線圈磁場的作用，在金屬工作中產(chǎn)生渦流，渦流的大小、相位受工件導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性及完整性等因素的影響，而渦流產(chǎn)生的磁場又過來使檢測線圈的阻抗發(fā)生改變，通過測定檢測線圈的阻抗變化，就可以得到工件導(dǎo)電性、導(dǎo)

9、磁性及完整性的檢測方法。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 5 5滲透檢測滲透檢測(PT)(PT) 參透檢測的原理是將被檢材料表面凈化處理，然后在需檢表面涂上一層滲透性較強、且色澤鮮艷的滲透液，在毛細(xì)管作用下，經(jīng)過一段時間，滲透液可以滲透進(jìn)表面開口缺陷中。然后用清洗劑清洗表面，待干燥后再在表面再涂上一層吸附性較強的顯示液，顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液，滲透液回滲到顯像劑中，在一定的光源下（紫外線光或白光），缺陷處的滲透液痕跡被顯現(xiàn)，從而發(fā)現(xiàn)缺陷的形貌及分布狀態(tài)的存在。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 6 6其它檢測方法：其它檢測方法： 目視檢測目視檢測直接用肉眼觀察被測工件表面的檢

10、測方法。 音響探傷音響探傷使工作產(chǎn)生機(jī)械振動，測其頻率、振幅和衰減變化而發(fā)現(xiàn)缺陷。 聲發(fā)射聲發(fā)射利用工件在應(yīng)力作用下產(chǎn)生應(yīng)力波，再經(jīng)換能器把應(yīng)力波轉(zhuǎn)換成電訊號，通過測量，顯示或記錄應(yīng)力波的變化情況，即可發(fā)現(xiàn)受檢工作缺陷。 第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 紅外線檢測紅外線檢測利用工作因溫度差異輻射出不同的波長范圍的紅外線來差別缺陷的存在。 靜電探傷靜電探傷利用絕緣材料帶有電荷的粉未在物質(zhì)作用下，由于靜電感應(yīng)而帶電，通過測量其靜電場的變化和吸引帶電粉未的情況來判傷。 激光全息無損檢測激光全息無損檢測是通過對被測物體加外加載荷,利用有缺陷部位的形變量與其它部位不同的特點,通過加載前后所形成的

11、全息圖像的疊加來反映材料、結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否存在缺陷。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 超聲相控陣技術(shù)超聲相控陣技術(shù)使用不同形狀的多陣元換能器來產(chǎn)生和接收超聲波波束,通過控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的時間延遲,改變聲波到達(dá)(或來自)物體內(nèi)某點時的相位關(guān)系,實現(xiàn)聚焦點和聲束方向的變化,然后采用機(jī)械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來實現(xiàn)圖像成像。 微波無損檢測微波無損檢測將在3303300 MHz中某段頻率的電磁波照射到被測物體上,通過分折反射波和透射波的振幅和相位變化以及波的模式變化,了解被測樣品中的裂紋、裂縫、氣孔等缺陷,確定分層媒質(zhì)的脫粘、夾雜等的位置和尺寸,檢測復(fù)合材料內(nèi)部密度的不均

12、勻程度。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 第三節(jié)第三節(jié) 工件缺陷形成原因和發(fā)展?fàn)顟B(tài)工件缺陷形成原因和發(fā)展?fàn)顟B(tài) 一、疲勞裂紋一、疲勞裂紋1 1疲勞裂紋的形成原因疲勞裂紋的形成原因 疲勞斷裂是由循環(huán)交變應(yīng)力，拉應(yīng)力和塑性應(yīng)變同時作用的結(jié)果。循環(huán)交變應(yīng)力使裂紋萌生，拉應(yīng)力使裂紋擴(kuò)展，而塑性應(yīng)變影響整個疲勞過程。 疲勞裂紋總是首先在應(yīng)力最高，強度最弱的基礎(chǔ)上形成的。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 當(dāng)構(gòu)件在反復(fù)載荷的作用下一經(jīng)出現(xiàn)裂紋，裂紋會使構(gòu)件的一部分材料失去承力，使余下的能承力的材料平均應(yīng)力提高。由于構(gòu)件一般都有一定的剩余強度，所以出現(xiàn)裂紋時并不會立即造成破壞。但是裂紋的端頭形成尖銳

13、的切口，又變成新的應(yīng)力集中區(qū)，在連續(xù)使用中，此處又會繼續(xù)裂開，這樣裂紋越來越大，構(gòu)件能傳遞應(yīng)力的材料越來越少，直到剩下的材料不足以傳遞靜載荷時，構(gòu)件就會猛裂破壞。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 2 2疲勞裂紋的發(fā)展情況疲勞裂紋的發(fā)展情況 一般分為三個階段：一般分為三個階段： (1)(1)開始階段：開始階段： 裂紋短小，一般以隧道形式向內(nèi)緩慢擴(kuò)展，系多疲勞源，往往伴有各個小裂紋按最大拉應(yīng)力和最小阻力原則選擇擴(kuò)展路徑，最后會相互連接為垂直于應(yīng)力軸線的單一主裂紋。第一章第一章 無

14、損檢測概論無損檢測概論 (2) (2)中間階段：中間階段： 當(dāng)各小段裂紋逐步連接成一條較長的裂紋以后，即基本上以單純正向疲勞方式，較均勻穩(wěn)定地向前擴(kuò)展，可稱為穩(wěn)定擴(kuò)展階段。 (3)(3)過渡階段：過渡階段： 穩(wěn)定擴(kuò)展至一定深度后，由于剩余工作載面的減少，單位應(yīng)力逐漸增加，裂紋加速擴(kuò)展，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到使截面上的應(yīng)力達(dá)到材料的強度極限時，便發(fā)生最終的瞬間斷裂。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 二、剝離缺陷二、剝離缺陷( (機(jī)車輪箍機(jī)車輪箍) ) 1 1剝離缺陷的形剝離缺陷的形成原因成原因 鑄錠由液態(tài)到固態(tài)的凝固過程中，因體積收縮而形成縮孔，在鍛、軋開坯時未能把鑄錠中的縮孔切除干凈，致使鍛軋件工

15、件內(nèi)部形成縮孔殘余缺陷。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 另一種情況是鑄錠本體產(chǎn)生二次縮孔，冒口切割時二次冒口仍留在鋼錠內(nèi)部。 還有就是部份金屬、非金屬夾雜在加工過程中被離心力的作用拋制到工件表面或近表面。 當(dāng)該縮孔或夾雜被磨耗至表面時，人們看到的就是(由于縮孔殘余的附近常伴有密集的夾雜物，縮松、偏析等。)剝離。 2 2剝離缺陷的發(fā)展?fàn)顟B(tài)剝離缺陷的發(fā)展?fàn)顟B(tài) 輪箍內(nèi)部剝離嚴(yán)重時，就會形成了應(yīng)力集中點，也就是人們常說的裂紋源，在外力的作用下，易使輪箍在短時間內(nèi)產(chǎn)生崩裂，造成鐵路行車事故。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論當(dāng)剝離不嚴(yán)重時，會因輪箍的緩慢磨耗，慢慢的磨耗到踏面的表面，一但外露

16、，產(chǎn)生的直接后果就有二方面，一是造成機(jī)車輪對在運行過程中出現(xiàn)打音，同時敲擊鋼軌；另一方面，處露后極易形成裂紋，并且發(fā)展迅速。最終也會倒至崩箍事故。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 三、熔焊缺陷三、熔焊缺陷( (焊口焊口) ) 第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 1 1熔焊缺陷的形成原因熔焊缺陷的形成原因 金屬材料焊接的實質(zhì)是在一個狹小的地方進(jìn)行的高溫、高速的復(fù)雜的治金過程。焊接熔池所占的地方一般只有一平方公分左右。從熔池生成到凝固所需的時間也僅有幾秒鐘。在這樣高的溫度下，這樣狹小的區(qū)域中，和這們短的時間內(nèi)，焊接熔池幾乎是在同一時間完成金屬熔化、造渣、脫氣、去除雜質(zhì)等一系列復(fù)雜的治金過

17、程后立即形成焊縫的。在這種條件下要完全避免焊縫內(nèi)部不產(chǎn)生缺陷那將是十分困難的。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 另一方面焊接過程是對常溫固體金屬材料局部高速加熱和局部高速冷卻的過程，在這個過程中會使金屬材料產(chǎn)生局部的急劇膨脹或急劇收縮，從而導(dǎo)致焊縫附近的線材熱影響區(qū)產(chǎn)生強大的熱應(yīng)力，這個熱應(yīng)力常使焊縫和母材連接部位產(chǎn)生各種類型的裂縫缺陷。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 2 2熔焊缺陷的種類熔焊缺陷的種類 熔焊的缺陷分為氣孔(分散和密集、鏈狀的)、柱狀和針狀氣孔、焊縫夾渣、未焊透、咬邊(母材金屬加熱過大和充填金屬不能充滿溶池)焊接裂縫、焊縫層狀撕裂(大型焊接件結(jié)構(gòu)復(fù)雜焊接部位，在母材熱影響區(qū)及其鄰接處和在平行于母材的軋制表面產(chǎn)生的“臺階式”的裂縫)等等。第一章第一章 無損檢測概論無損檢測概論 3 3熔焊缺陷的發(fā)展?fàn)顟B(tài)熔焊缺陷的發(fā)展?fàn)顟B(tài) 在鐵路配件方面，一般以焊縫